Заключение
Дистанционный мониторинг использования лесов — систематическое наблюдение за состоянием объектов, явлений, процессов для обеспечения соблюдения основных положений лесного законодательства при организации и осуществлении использования земель лесного фонда на основе аналитико-измерительного дешифрирования материалов дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). Объектом дистанционного мониторинга являются изменения в лесном фонде, возникшие в результате:
● использования лесов в целях заготовки древесины (лесопользование);
● при разработке и эксплуатации месторождений полезных ископаемых, строительстве, реконструкции и эксплуатации линейных объектов, расположенных на землях лесного фонда (недропользование).
При обработке архивных снимков и снимков, оперативно получаемых со спутников решаются такие задачи, как:
● выявление и определение мест, площадей и объёмов незаконных (без разрешительных документов) рубок леса;
● выявление нарушений действующих правил заготовки древесины;
● анализ состояния лесных участков, переданных в аренду для строительства, реконструкции и эксплуатации объектов, не связанных с созданием лесной инфраструктуры (выполнение работ по геологическому изучению недр, разработка месторождений полезных ископаемых, строительство, реконструкция, эксплуатация линий электропередачи, линий связи, дорог, трубопроводов и других линейных объектов)
● и так далее.
Результаты дистанционного мониторинга использования лесов направляются в органы государственной власти, осуществляющие функции управления в области использования, охраны, защиты и воспроизводства лесов, также в органы государственной власти, уполномоченные в области государственного лесного контроля и надзора.[5]
Аэросъемка (дистанционное зондирование Земли) является одним из основных методов оперативного получения сведений о земной поверхности. Исключительно богатая информация и высокая точность фотографического (цифрового) изображения в сочетании с универсальностью и экономичностью аэрофотогеодезии обеспечили широкое внедрение ее в различные отрасли народного хозяйства и науки.
Список литературы
Информационный Бюллетень ГИС-Ассоциации №5(57) • 2006
http://borhoz.com
www.scanex.ru
http://catalog.scanex.ru
http://www.lesgis.ru/ru/typework/2010-02-01-04-00-17
Аэрокосмический мониторинг поврежденной растительности в оптическом диапазоне / В. И. Незамов, А. В. Лопатин.
Незамов В.И. Космические методы в сельском хозяйстве./Красноярск, 2000.
Аэрокосмические методы в лесном хозяйстве их основные цели и принципы Общие положения
Аэрокосмические методы в лесном хозяйстве – это способы определения границ и изучения лесных территорий с применением аэрокосмических съемок и визуальных наблюдений, а также наземных систем наблюдения с целью оценки и контроля их состояния, для эффективного управления лесными ресурсами и поддержания их в экологически стабильном состоянии. Полный комплекс мероприятий по изучению, оценке и контролю состояния лесных территорий с использованием аэрокосмических методов и наземных наблюдений называется аэрокосмическим мониторингом лесов. В основу его положена совокупность дистанционных и наземных средств и
методов получения, анализа, преобразования, передачи, документирования отраслевой тематической информации о статике и лесного фонда, географического положения лесных массивов, а также доведение информации до ее потребителей. Данные, получаемые в процессе функционирования аэрокосмического мониторинга, могут быть использованы органами государственной власти, органами управления лесным хозяйством страны всех уровней, лесозаготовительными организациями и ведомствами, научными, проектными и другими организациями и ведомствами. Использование разносторонних сведений о лесах способствует улучшению управления лесным хозяйством и лесопользованием, более полному удовлетворению
населения и народного хозяйства страны и ее регионов всеми видами лесной продукции при более рациональном использовании финансовых, материальных и трудовых ресурсов на получение информации.
Основные функции аэрокосмического мониторинга лесов состоят в следующем:
1) планирование и проведение аэрокосмических съемок, визуальных наблюдений и наземных обследований;
2) комплексная тематическая интерпретация, обработка и оценка аэрокосмической и наземной информации, направленная на решение конкретных функциональных задач, документирование результатов интерпретации и обработки информации;
3) создание и ведение федеральных, региональных и локальных банков данных и картографических материалов о лесном фонде;
Общие принципы построения аэрокосмического мониторинга лесов. Для обеспечения эффективности мониторинга его построение должно базироваться на ряде основополагающих установок.
Основные из них следующие:
а) комплексность предусматривает переход от обеспечения информацией отдельных сторон управления лесами к решению ряда взаимосвязанных лесохозяйственных задач по прогнозированию, планированию, оперативному управлению, охране, контролю, использованию и воспроизводству лесных ресурсов;
б) системность сводится к обеспечению скоординированных во времени и в пространстве действий всех элементов мониторинга в интересах достижения общей цели – более полного и оперативного обеспечения необходимой информацией всех ее потребителей;
в) иерархичность предусматривает построение мониторинга в виде иерархической системы, в которой обеспечивается взаимодействие подсистем (частных мониторингов) и региональных мониторингов, подчиненность целей функционирования подсистем низшего ранга задачам систем мониторинга более высокого ранга. Этот принцип предполагает также разработку иерархической классификации и формирование информации высших уровней управления путем последовательного агрегирования (генерализации) информации низших уровней управления;
г) подчиненность государственным органам власти предполагает построение мониторинга как системы, обеспечивающей информацией государственные органы власти в области управления и контроля лесным хозяйством.
д) автономность означает, что мониторинг формируется и функционирует как относительно автономная информационная система, не зависящая от внешних влияний заинтересованных лиц и организаций, что необходимо для получения объективной информации и доведения ее до органов государственной власти;
е) динамичность предполагает рассматривать мониторинг в процессе постоянного его развития, в ходе которого совершенствуются структура и методическая основа системы, состав и перечень решаемых задач, технические средства, обслуживающие мониторинг, методы формирования, обновления и использования нормативной информации.
Функциональная структура аэрокосмического мониторинга лесов
Аэрокосмический мониторинг лесов призван решать широкий круг народнохозяйственных задач, при этом должен учитываться характер лесного фонда, экологические и экономические особенности каждой конкретной территории. В различных регионах страны состав этих задач, степень детализации и методы получения информации могут быть неодинаковыми и существенно отличаться друг от друга. Однако, как отмечалось ранее, методологическая основа и техническая база решения однотипных задач должны быть одинаковыми или совместимыми,
обеспечивающими объединение технологических и информационных баз региональных мониторингов в единую общегосударственную отраслевую информационную систему.
В структурном отношении аэрокосмический мониторинг лесов должен состоять из пяти автономных, но взаимно согласованных блоков.
Ландшафтно-экономическое районирование, изучение и картографирование лесного фонда. Оно составляет базовую основу лесного мониторинга, представленную согласованными в пространстве картографическими и статистическими данными различных масштабов, содержания и уровней генерализации, характеризующими лесной фонд в статике и динамике и обеспечивающими учет и оценку в нем последующих количественных и качественных изменений.
Рис. 1.1 – Структурная схема организации аэрокосмического мониторинга
Целью данного блока является создание автоматизированного банка картографических и статистических данных на обширные территории может быть реализовано на основе существующих методов, базирующихся на использовании аэрокосмической и наземной информации и геоинформационных систем.
2) Охрана лесов от пожаров. Одной из главных задач лесного хозяйства является охрана лесов от пожаров, поскольку в результате их возникновения и распространения наносится большой
ущерб лесным ресурсам. Традиционная методология охраны лесов от пожаров основывается на данных изученности лесного фонда, авиационном и наземном патрулировании и наблюдении лесов. Практически в пожароопасный период идет поиск очагов загорания, причем в значительной степени "вслепую". Спутниковая информация позволяет проводить охрану лесов от пожаров более целенаправленно. Для организации охраны лесов от пожаров нужны данные изученности
лесного фонда: карты лесов, карты типов лесных горючих материалов, районирования лесного фонда по горимости и прогнозной пожарной опасности. В рамках аэрокосмического мониторинга в процессе создания банка данных (блок 1) задачи по изучению лесов и составлению необходимых для охраны лесов карт могут быть совмещены. Дистанционное зондирование в целях охраны лесов от пожаров предусматривается использовать для решения трех ключевых лесопожарных задач:
а) наблюдение за сходом снежного покрова, фенологическим состоянием лесов,
общей метеорологической обстановкой, влажностью горючих материалов в лесу и нарастанием пожароопасности лесных территорий;
б) обнаружение и оценка параметров лесных пожаров при любом состоянии атмосферы;
в) прогнозирование распространения огня по элементам ландшафта и контроль за динамикой лесных пожаров. Для охраны лесов от пожаров используют спутниковые средства ежедневной оценки общей метеорологической и пожарной обстановки, обнаружения пожаров и контроля за их динамикой и самолетное зондирование, которое осуществляется с целью обнаружения лесных пожаров и детальной оценки пожарной опасности, в том числе в условиях облачности и задымления территории, их картографирования и диагностики.
После сбора в процессе наблюдения информация о лесных пожарах должна обрабатываться, оцениваться и передаваться государственным органам для принятия оперативных решений.
3) Защита от насекомых-вредителей, стихийных бедствий, промышленных выбросов. Ущерб лесному хозяйству от насекомых-вредителей сопоставим с потерями от лесных пожаров. Существенные неблагоприятные воздействия на лес оказывают также ветровалы, буреломы, промышленные выбросы, деятельность нефтегазодобывающей промышленности. Поэтому одна из важнейших задач лесного мониторинга — оперативный учет, надзор и прогнозирование массового размножения насекомых-вредителей и других неблагоприятных явлений и контроль за их локализацией и последствиями.
4) Контроль за порядком лесопользования и восстановлением лесов и почв. Контроль за порядком лесопользования особенно необходим в настоящее время, так как во многих регионах нашей страны происходит бесконтрольная браконьерская вырубка леса. Кроме того, нередко и официально действующие лесозаготовительные организации производят вырубку леса в объеме гораздо большем, чем им отпущено, а местные структуры государственной власти коррумпированы и не мешают данной деятельности. Принцип неистощительного лесопользования предусматривает, что вместо вырубленных лесов в сжатые сроки должны быть созданы новые леса, в экономическом и экологическом отношении отвечающие цели ведения хозяйства в данных регионах. Однако эта задача не всегда решается удовлетворительно: нередко вырубки ценных хвойных насаждений зарастают малоценными лиственными породами (осина, береза, ольха), на вырубленных площадях, особенно в районах с горным рельефом и вечной мерзлотой, развиваются эрозионные процессы и другие неблагоприятные явления. Контроль за восстановлением лесов и лесных почв с использованием аэрокосмического мониторинга позволяет государственным органам во время получать информацию о развитии данных негативных процессов и принимать необходимые действия.
5) Учет текущих изменений в лесном фонде, вызванных антропогенной деятельностью» лесными пожарами, другими стихийными бедствиями. В лесном фонде большие изменения происходят в результате рубки леса, проведения строительных работ, горных разработок, деятельности нефтегазодобывающей промышленности, лесных пожаров, ветровалов, повреждения лесов болезнями и вредителями, промышленными выбросами и т.д. Большая часть этих изменений не регистрируется традиционными методами. В то же время информация об ущербе, нанесенном лесному хозяйству, необходима как для ликвидации неблагоприятных последствий, так и для актуализации картографической и статистической информации о лесном фонде, хранящейся в банке данных лесного мониторинга (блок 1). Для мониторинга необходимо организовать сбор информации с помощью комплекса наземных и дистанционных аэрокосмических методов. Многоцелевые космические и авиационные средства дистанционного получения информации о лесном фонде должны обеспечивать различную оперативность и иметь разрешение на местности от нескольких сантиметров до десятков километров. Зондирование необходимо проводить в видимом, инфракрасном (тепловом) и радиодиапазоне. Для контроля за окружающей обстановкой в лесу (влажность, температура почвы, напочвенного покрова, воздуха и пр.) требуется размещение системы наземных автоматических станций. Они должны размещаться не реже, чем через 100—200 км и быть связаны со спутниковыми системами приема и передачи информации. В рамках аэрокосмического мониторинга лесов должна быть обеспечена автоматизированная непрерывная обработка материалов дистанционных съемок с момента их получения до преобразования в картографические, статистические или другие материалы, необходимые лесоустроительным предприятиям, органам охраны лесов от пожаров и управления лесным хозяйством для принятия решения или дальнейшего анализа и обработки информации. Прием оперативной информации дистанционных съемок и ее интерпретация применительно к задачам охраны лесов от пожаров должны осуществляться в реальном масштабе времени, при этом длительность обработки информации от ее получения до полного введения в банк данных должна составлять от 2 до 5 часов.
Дополнительные преимущества аэрокосмического мониторинга перед традиционными методами изучения лесных массивов.
Изучение и картографирование лесов.
Традиционное изучение лесов осуществляется в процессе лесоустройства, при котором проводится организация территории и таксация лесного фонда на основе сочетания наземных полевых работ с дешифрированием аэрофотоснимков в масштабах 1:10000—1:20000. Лесоустройство обеспечивает получение необходимых сведений о состоянии лесного фонда. Однако оно достаточно трудоемко и требует больших финансовых затрат. Несмотря на то, что в нашей стране лесоустройство осуществляется еще с середины прошлого века и к этой работе привлечено в настоящее время около 10 тыс. человек, наземными методами изучено лишь немногим больше половины лесной территории (700 млн. га). Кроме того точность, которую дают традиционные методы лесной инвентаризации крайне невысока из за того, что сбор информации в основном происходит с применением визуальных оценок, которые неточны. Если базироваться на традиционных методах лесоустройства, то инвентаризация лесов всей территории страны в обозримом будущем не представляется возможной. Также учитывая то факт что данные изученности лесов через каждые 10—15 лет должны обновляться, а на практике повторные работы проводятся по той же технологии, что и при первичном лесоустройстве, становится очевидным, что существующие мощности и достигнутый уровень объема лесоустройства обеспечивают лишь обновление материалов на пройденной лесоустройством территории, исключают ее расширение. Проблема изучения лесного фонда и обновления данных его изученности может быть успешно решена в рамках аэрокосмического мониторинга на основе широкого использования материалов дистанционного зондирования, внедрения в практику непрерывной инвентаризации лесов в условиях функционирования совмещенных банков картографической и таксационной информации. При инвентаризации в рамках аэрокосмического мониторинга получают весь комплекс картографических, лесоучетных и других материалов, обеспечивающих работы по охране и защите лесов, организации ведения лесного хозяйства, планированию размещения лесозаготовок, которые по уровню детализации и точности вполне достаточны для данных условий. Обновление материалов лесоустройства и лесоинвентаризации в условиях функционирования совмещенных банков картографической и таксационной информации может обеспечиваться за счет своевременного внесения текущих изменений в лесном фонде, выявляемых по аэрокосмическим снимкам высокого разрешения в сочетании с некоторым объемом наземных работ или аэровизуальных обследований. Сравнение экономических характеристик традиционных и базирующих на аэрокосмическом мониторинге информации технологий показывает, что новые методы обеспечивают сокращение затрат труда и средств от 2 до 5 раз. Очень важно и то, что они сокращают до минимума трудоемкие работы в лесу и более чем в 5 раз потребность в аэрофотосъемке.