Если раньше лесник был немыслим без планшета, то сегодня в своей работе ему подспорьем может служить ноутбук. Были бы только средства, как говорится. Со средствами и возникает основная проблема, ведь необходимость внедрения в лесное хозяйство прогрессивных научных разработок ни у кого не вызывает сомнений. Однако нельзя сказать, будто Россия остается в стороне от общемировых тенденций. Уже несколько лет Рослесхоз активно задействует систему дистанционного космического мониторинга лесов. В настоящий момент почти каждое направление федерального агентства использует данные, полученные посредством космической съемки.
Как это начиналось
Возросший интерес к космическому мониторингу лесов со стороны РФ обусловлен различными факторами. Отечественные лесные ресурсы активно интегрируются в мировые экономические процессы. Как следствие, на российский рынок приходят иностранные компании, осуществляется переход на международные принципы стандартизации и ведения предпринимательской деятельности. Но прежде всего увлечение «космосом» вызвано внутренними потребностями. Контроль за незаконными рубками, мониторинг лесных пожаров, инвентаризация и учет лесов, а также многое другое сегодня немыслимы без эффективных технологий дистанционного наблюдения. Добавьте сюда провозглашенную децентрализацию управления лесной отраслью, фактическое упразднение лесной охраны и лесоустройства, гигантские пространства страны, и получится, что космический мониторинг в настоящий момент наиболее оперативный инструмент оперативного получения информации о российских лесах
Сейчас в Рослесхозе функционирует собственная система спутниковых исследований ИСДМ (информационная система дистанционного мониторинга)-Рослесхоз, которая интегрирована в структуру ФГУ Авиалесоохрана. Надо сказать, что определенные наработки по использованию дистанционных технологий в лесной отрасли имелись уже давно. По словам руководителя Авиалесоохраны Николая Ковалева, еще в 80-х годах применялась АСУ (автоматизированная система управления), практиковавшая профилактику и координацию тушения лесных пожаров.
Элементы этой программы вошли в следующий проект, который, в свою очередь, стал предтечей ИСДМ-Рослесхоз. С 1995 года при поддержке европейской программы TACIS на базе Авиалесоохраны с участием Лесной службы РФ, Министерства природных ресурсов РФ, Министерства промышленности, науки и технологий РФ, РАН проводились работы по созданию элементов будущей системы космического мониторинга крупных лесных пожаров с применением данных зарубежных спутников. Основным техническим исполнителем был Институт космических исследований РАН (ИКИ РАН) при непосредственном участии специалистов Авиалесоохраны. Фактически это была разработка отечественных специалистов с учетом всей основной специфики российских лесов.
С 1996 года программа поэтапно вводилась в опытную эксплуатацию, а с 2005 года она стала применяться в общенациональном масштабе. Уже в тот период в системе была полностью реализована автоматическая технология приема, обработки и распространения спутниковых данных. Со временем, по словам Николая Ковалева, часть территории, которая ранее считалась неохраняемой и где никогда не было ни наземного, ни авиационного патрулирования, была отнесена к зоне космического мониторинга, т.е. сегодня абсолютно все леса России находятся под наблюдением.
Как это работает
На текущий момент ИСДМ-Рослесхоз представляет собой разветвленный комплекс оборудования, размещенный в нескольких территориальных центрах, фактически по всей России. Съемка ведется в высоком (6-10 м) и сверхвысоком (2,5-2 м) разрешении по всей территории интенсивного лесопользования (около 160 млн га). В обзорных масштабах она позволяет одновременно снять огромные территории с довольно высокой детализацией. Так, размер одного кадра нового спутника IRS-P6 составляет 740х740 км. Этот кадр покрывает почти половину севера европейской части страны.
Получение и оперативное распределение космических снимков обеспечивается за счет работы узлов системы (Красноярск, Хабаровск, Иркутск, Ханты-Мансийск, Новосибирск, Саратов). Управление региональными пунктами и основная тематическая обработка поступаемых данных происходит в Центральном узле ИСДМ-Рослесхоз (г. Пушкино). Это информация о лесных пожарах и ходе тушения, метеоинформация, данные грозопеленгации (система регистрации молниевых разрядов), данные зондирования Земли (ДЗЗ) и т.д.
Для обеспечения надежности и устойчивости системы имеется полнофункциональный управляющий сервер, расположенный в Москве (ИКИ РАН). Весь обработанный тематический материал (за исключением ДЗЗ) дублируется на нескольких web-серверах, расположенных в каждом узловом центре ИСДМ-Рослесхоз. Выходные продукты в виде табличных отчетов или географически привязанных композитных изображений доступны зарегистрированным пользователям через Интернет.
Поставщиком космических снимков по программе мониторинга определен Инженерно-технологический центр «СканЭкс», располагающий сетью наземных приемных станций и лицензиями на прием данных с необходимых космических аппаратов. «СканЭкс» практикует комплексный подход: производство наземных станций разного класса, покупку лицензий и прямой прием информации с космических аппаратов, создание архивов космической съемки, разработку программного обеспечения для обработки снимков. Наземные станции (аппаратно-программные комплексы) производства «СканЭкс» в настоящее время составляют основу российского парка станций. Опыт эксплуатации ИСДМ-Рослесхоз в 2005-2008 годах показал, что сплошное ежегодное покрытие всей территории интенсивного лесопользования достигается только в результате использования пяти-семи самых производительных спутников, обеспечивающих высокую частоту съемки, оперативность заказа и передачи данных потребителю. С 2008 года перед системой поставлена новая цель: обеспечить практически непрерывную поставку снимков региональным центрам мониторинга для постоянного выявления изменений в лесах.
Еще одной отличительной чертой космической съемки является относительная дешевизна проводимых исследований. Например, в 2005 г. расходы на космоснимки не превышали 12% от общей суммы финансирования по проекту ИСДМ-Рослесхоз.
Естественно, что за рубежом система космического мониторинга лесных ресурсов также получила широкое распространение. Лесов здесь гораздо меньше, чем в России, но для мониторинга леса используются данные всех спутников, пригодных для съемки поверхности Земли из космоса. Настоящий бум наблюдался в начале «нулевых» годов. В Скандинавии съемка всей территории страны со средним пространственным разрешением – 10-30 м – осуществляется ежегодно за счет госбюджета. Разработана и отлажена национальная автоматическая программа приема, обработки и рассылки сообщений об обнаруженных лесных пожарах на места. Полученные данные эффективно используются в лесоустройстве, при учете лесного фонда и для выявления нелегальных рубок. Так, применение ежегодной космической съемки в Швеции – с 2000 года – позволило уменьшить число нелегальных рубок с 10 до 2%. Государство не только финансирует съемку, но и активно способствует внедрению современных дистанционных методов в лесное хозяйство, в том числе – путем обучения специалистов и владельцев леса.
Как это использовать
Привлекательность дистанционных методов наблюдения за лесными ресурсами определяется и многофункциональными возможностями современных технологий. По оценкам ведущих экспертов Авиалесоохраны, участвовавших в разработке ИСДМ-Рослесхоз, Романа Котельникова и Николая Коршунова, космический мониторинг, кроме прочего, позволяет:
– прогнозировать поведение лесных пожаров, а также возможный ущерб от их распространения;
– контролировать процесс нелегальных рубок;
– автоматизировать процесс внесения изменений в учет лесного фонда;
– повысить качество дистанционного контроля за переданными полномочиями субъектам РФ в области лесных отношений и оценки эффективности расходования субвенций;
– оптимизировать затраты на мероприятия по охране лесов (в том числе маршрутов авиапатрулирования);
– сопоставлять данные наземных, авиационных и космических наблюдений, включающих обратную связь с наземными и авиапожарными службами в регионах;
– систематизировать комплексную информацию с целью поддержки управленческих решений в области мониторинга лесопожарной ситуации.
Уже сегодня ИСДМ-Рослесхоз фиксирует очаги возгорания на площади 0,1-50 га. В разных регионах частота пролета используемых спутников различается, соответственно оперативность поступления информации колеблется от 4 до 12 часов, но даже это опережает классическое авиационное патрулирование.
В связи с усовершенствованием применяемых технологий регулярно снижается погрешность в определении площади пожаров и их последствий. По заявлению одного из авторов ИСДМ-Рослесхоз, заместителя директора Института космических исследований РАН Евгения Лупяна, из более 20 тыс. пожаров, зарегистрированных системой в прошлом сезоне, подтвержденных ложных срабатываний было менее 50.
Специалисты Рослесхоза не скрывают, что космический мониторинг является эффективным средством в плане контроля действий региональных властей по охране леса.
По информации Николая Ковалева, в рамках работ по выявлению фактов занижения площадей, пройденных огнем в 2010 году, установлено, что данные, поступающие из регионов, в 2,2 раза меньше, чем по ИСДМ-Рослесхоз. Не всегда это, впрочем, связано с нерадивостью местных органов власти.
Реальные масштабы горимости лесов России и размеры наносимого огнем ущерба до настоящего времени являются приблизительными. Регулярные, комплексные наблюдения за лесными пожарами ведутся только в зоне активной охраны лесов, охватывающей 2/3 общей площади лесного фонда. В северных районах Сибири и Дальнего Востока, охватывающих 1/3 лесного фонда страны, учет пожаров и активная борьба с огнем практически отсутствуют. И порой только «зоркое око» из космоса в состоянии выявить, насколько масштабно пожар уничтожает «зеленое золото».
Спутниковая система Рослесхоза способна определить и реальные показатели деятельности «черных лесорубов». Так, в ходе мониторинга 2009 года обследовано более 47 тыс. лесосек в 198 лесничествах, нарушения обнаружены в 4,1 тыс. (8,6%) лесосек. Незаконные рубки выявлены на общей площади 7 тыс. га (1643 случая) в объеме 982,3 тыс.куб.м. Ориентировочная сумма ущерба определена в размере 4,8 млрд рублей. Приведенные цифры концентрируются на определенных территориях, а следовательно, являются информационным подспорьем для сотрудников МВД в противостоянии с лесными браконьерами. Совместные действия государственных органов позволяют определить характер противозаконных действий и основных фигурантов незаконных рубок. Например, самыми частыми нарушителями бывают сами арендаторы земельных участков, применяющие различные схемы в ходе своей деятельности.
Впрочем, даже у новейших технологий имеются свои недостатки. Так, космический мониторинг не всегда способен давать полную информацию в условиях плохой видимости, большой облачности. Не идеальна система определения координат. Не во всех случаях спутник адекватно заменяет «человеческий фактор» и авиационные методы лесной охраны. Основной потенциал для улучшения показателей эффективности – более совершенная работа в режиме реального времени, оперативная реакция на возникающие молниеносные вызовы в виде развертывания незаконных рубок.
Тем не менее, без космической съемки представить себе современную лесную охрану практически невозможно. Ее актуальность особенно возрастает в условиях острого кадрового и финансового отраслевого дефицита. Более того, именно ИСДМ-Рослесхоз – ключевое звено единого информационного поля в области борьбы с лесными пожарами где концентрируются данные для нужд всех лесопожарных служб.
Эксперты признают – процесс лесопользования не должен замыкаться на какой-либо одной стратегии. Оптимальная схема управления и анализа лесного хозяйства предусматривает триединство проверенных методов – космический мониторинг, авиационная охрана и наземные службы. Каждый из этих компонентов имеет свой, специфический фронт работ, и только слаженный комплексный механизм способен принести искомый результат.
Аркадий Арзамасцев
