Оценка опасности возникновения лесных пожаров с использованием спутниковой информации и ГИС

  • Галина Прокопьевна Стручкова Якутский научный центр СО РАН, Институт физико-технических проблем Севера им. В. П. Ларионова СО РАН https://orcid.org/0000-0002-5161-979X
  • Татьяна Георгиевна Крупнова Южно-Уральский государственный университет https://orcid.org/0000-0003-0862-710X
  • Сардана Алексеевна Тихонова Якутский научный центр СО РАН, Институт физико-технических проблем Севера им. В. П. Ларионова СО РАН https://orcid.org/0000-0001-8513-032X
  • Тамара Афанасьевна Капитонова Якутский научный центр СО РАН, Институт физико-технических проблем Севера им. В. П. Ларионова СО РАН https://orcid.org/0000-0001-8513-032X
  • Ольга Викторовна Ракова Южно-Уральский государственный университет https://orcid.org/0000-0002-5788-5933
Ключевые слова: космическая съемка, лесные пожары, Landsat, ASTERGDEM, расчетные спектральные индексы, уклоны, высоты, инсоляция, картирование

Аннотация

Цель – оценка и картирование зон опасности лесных пожаров (ЛП) с использованием комплексного анализа исторических данных по лесным пожарам, географической информации региона, данных космической съемки (ДЗЗ)и ГИС. Материалы и методы. На основе исторических данных по лесным пожарам на территории Якутии за 2017-2021 годы, космических снимков со спутников Landsat за май, июнь, июль, август 2017-2021 годы, ASTERGDEM 2013 года после выполнения радиометрической и атмосферной коррекции, вычислены значения спектральных индексов и параметров рельефа. Результаты и обсуждение. В результате анализа исторических данных по лесным пожарам для исследования динамики состояния растительных сообществ были выбраны участки исследования. Выполнена обработка и анализ наборов геопространственных данных; созданы карты потенциальной пожароопасности для конкретного участка; построены, используя алгебру карт, тематические изображения вегетационных индексов (NDVI, NDWI и PSRI), высот, уклонов и инсоляции с использованием программного комплекса ArcGIS. Заключение. Своевременная, адекватная оценка опасности лесного пожара и картирование зон потенциальной пожароопасности важны и необходимы для определения объема превентивных противопожарных мероприятий и эффективных действий по тушению пожаров.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Галина Прокопьевна Стручкова, Якутский научный центр СО РАН, Институт физико-технических проблем Севера им. В. П. Ларионова СО РАН

кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник Института физико-технических проблем Севера им. В. П. Ларионова СО РАН, Якутск, Российская Федерация

Татьяна Георгиевна Крупнова, Южно-Уральский государственный университет

кандидат химических наук, доцент кафедры экологии и химической технологии, Южно-Уральского государственного университета, Челябинск, Российская Федерация

Сардана Алексеевна Тихонова, Якутский научный центр СО РАН, Институт физико-технических проблем Севера им. В. П. Ларионова СО РАН

ведущий инженер Института физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова СО РАН, Якутск, Российская Федерация

Тамара Афанасьевна Капитонова, Якутский научный центр СО РАН, Институт физико-технических проблем Севера им. В. П. Ларионова СО РАН

кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Института физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова СО РАН, Якутск, Российская Федерация

Ольга Викторовна Ракова, Южно-Уральский государственный университет

кандидат химических наук, доцент кафедры экологии и химической технологии Южно-Уральского государственного университета, Челябинск, Российская Федерация

Литература

1. Prirodnyye factory vozniknoveniya lesnykh pozharov na territorii Irkutskoy oblasti [Natural factors for the occurrence of forest fires on the territory of the Irkutsk region] / Ye. P. Belousova, I. V. Latysheva, S. V. Latyshev, K. A. Loshchenko i dr. Biosfera, 2016, no. 4-8, pp. 390-400. (In Russ.)
2. Kuznetsov G. V., Baranovskiy N. V. Prognoz vozniknoveniya lesnykh pozharov i ikh ekologicheskikh posledstviy [Forecast of forest fires and their environmental consequences]. Novosibirsk: Izdatel'stvo SO RAN, 2009. 301 p. (In Russ.)
3. Kurganovich K. A., Makarov V. P. Ispol'zovaniye vegetatsionnykh indeksov NDVI dlya otsenki vliyaniya pozharov na dinamiku rastitel'nosti Tsasucheyskogo bora [The use of NDVI vegetation indices to assess the impact of fires on the dynamics of the vegetation of the Tsasuchey pine forest]. Vestnik ZabGU, 2015, no. 2-117, pp. 27-36. (In Russ.)
4. Latysheva I. V., Vologzhina S. Zh., Loshchenko K.A. Tsirkulyatsionnyye factory vozniknoveniya lesnykh pozharov na territorii Sibiri i Dal'nego Vostoka letom 2019 i 2021 gg. [Circulation factors of forest fires in Siberia and the Far East in the summer of 2019 and 2021]. Izvestiya Irkutskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya «Nauki o Zemle», 2021, vol. 38, pp. 54-70. (In Russ.)
5. Informatsionnaya sistema territorial'nogo upravleniya riskami razvitiya i bezopasnost'yu [Information system of territorial management of development risks and security] / V. V. Moskvichov, I. V. Bychkov, V. P. Potapovidr. Vestnik RAN, 2017, no. 87, pp. 696-705. (In Russ.)
6. Moskvichov V. V., Shokin Yu. I. Antropogennyye i prirodnyye riski na territorii Sibiri [Anthropogenic and natural risks in Siberia]. Vestnik Rossiyskoy Akademii nauk, 2012, vol. 82, no. 2, pp.131-140. (In Russ.)
7. Nesterov V. G., Gritsenko M. V., Shabunina T. A. Ispol'zovaniye temperatury tochki rosy pri raschete pokazatelya gorimosti lesa [The use of dew point temperature in the calculation of the forest fire index]. Meteorologiya i gidrologiya, 1968, no. 9, pp. 102-104. (In Russ.)
8. Protopopova V. V., Gabysheva L. P. Gorimost' lesov Verkhoyanskogo rayona (Severo-Vostochnaya Yakutiya) [Burning forests of the Verkhoyansk region (North-Eastern Yakutia)]. Uspekhi sovremennogo yestestvoznaniya, 2017, no. 5, pp. 66-71. (In Russ.)
9. Pushkin A. A., Sidel'nik N. Ya., Kovalevskiy S. V. Ispol'zovaniye materialov kosmicheskoy s"yemki dlya otsenki pozharnoy opasnosti v lesakh [The use of space imagery materials for assessing fire danger in forests]. Trudy BGTU, 2015, no. 1, pp. 36-40. (In Russ.)
10. Sal'va M., Matveyeva I. P. Prirodnyye i merzlotnyye usloviya churapchinskogo ulusa Respubliki Sakha (Yakutii) [Natural and permafrost conditions of the Churapchaulus of the Republic of Sakha (Yakutia)]. VektorGeoNauk/Vector of Geosciences, 2019, no. 2-4, pp. 70-75. (In Russ.)
11. Sidel'nik N. Ya., Pushkin A. A., Kovalevskiy S. V. Kartirovaniye povrezhdennykh lesnykh nasazhdeniyi ob"yektov lesokhozyaystvennykh meropriyatiy s ispol'zovaniyem materialov kosmicheskoy s"yemkii GIS-tekhnologiy [Mapping of damaged forest plantations and objects of forestry activities using satellite imagery and GIS technologies]. Trudy BGTU, 2018, no. 1-1, pp. 5-12. (In Russ.)
12. Bovio G., Quaglino A., Nosenzo A. Individuazione di unindice di previsione per ilpericolo. Monti e Boschi, 1984, no. 4, vol. 35, pp. 39-44.
13. David Peterson, Edward Hyer, Jun Wang. A shortterm predictor of satellite-observed fire activity in the North American boreal forest: Toward improving the prediction of smoke emissions. Atmospheric Environment, 2013, no. 6, vol. 71, pp. 304-310.
14. Ehsan H. Chowdhury, Quazi K. Hassan. Operational perspective of remote sensing-based forest fire danger forecasting systems. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 2015, no. 6, vol. 104, pp. 224-236.
15. Heikinheimo M. Renewing the system for forest free risk assessment at the Finnish Meteorological Institute. Internet Forest Fire News, 1998, no. 18, pp. 65-67.
16. Application of remote sensing and machine learning algorithms for forest fire mapping in a Mediterranean area / Meriame Mohajane, Romulus Costache, Firoozeh Karimi et al. Ecological Indicators, 2021, no. 10, vol. 129, 107869.
17. Peter Peinl. A retrospective on ASPires – An advanced system for the prevention and early detection of forest fires. Internet of Things, 28 August 2021, 100456.
18. Stocks B. J., Simard A. J. Forest fre management in Canada. Joubal Disaster Management, 1993, no. 5, vol. 1, pp. 21-27.
19. Forecasting fire risk with machine learning and dynamic information derived from satellite vegetation index time-series / Yaron Michael, David Helman, Oren Glickman, David Gabay et al. Science of The Total Environment, 2021, no. 10, vol. 764, 142844.
20. Simulation of forest fire spread based on artificial intelligence / Zechuan Wu, Bin Wang, Mingze Li, Yuping Tian. Ecological Indicators, 2022, no. 3, vol. 136, 108653.
Опубликован
2024-01-30
Как цитировать
Стручкова, Г. П., Крупнова, Т. Г., Тихонова, С. А., Капитонова, Т. А., & Ракова, О. В. (2024). Оценка опасности возникновения лесных пожаров с использованием спутниковой информации и ГИС. Вестник ВГУ. Серия: География. Геоэкология, (4), 34-44. https://doi.org/10.17308/geo/1609-0683/2023/4/34-44
Раздел
Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов