Формирование на основе обработки данных дистанционного зондирования со спутников многолетних временных рядов характеристик состояния наземных экосистем России для оценки и мониторинга их ресурсно-экологического потенциала

Исследования и разработки в рамках данного раздела темы в 2017 году были направлены на формирование многолетних временных рядов данных о повреждениях лесов России пожарами на основе обработки спутниковых изображений, получаемых спектрорадиометром MODIS.

Пожары являются одним из основных факторов, влияющих на динамику лесных экосистем и их ресурсно-экологический потенциал. Огромные площади лесов России, а также масштаб ежегодного повреждения их пожарами, измеряемый миллионами гектар, диктует необходимость использования средств дистанционного зондирования Земли из космоса для их мониторинга. Данные спектрорадиометра MODIS нашли широкое применение в различных задачах изучения природных пожаров благодаря наличию большого количества спектральных каналов, глобальному охвату, ежедневной периодичности, наличию большого объема накопленных данных и политике свободного распространения.

В ИКИ РАН был разработан ряд методов и технологий использования данных прибора MODIS для автоматизированного получения информации о природных пожарах на всей территории страны. Данные технологии позволили получить многолетние временные ряды данных, отражающие различные аспекты повреждения лесов России пожарами. В частности, в исследованиях, выполняемых в ИКИ РАН, нашел отражение важнейший вопрос оценки последствий воздействия пожаров на леса. Применение разработанного ранее алгоритма оценки степени повреждения лесов пожарами, включая выявление погибших от пожаров лесов, позволило получить временной ряд данных такого рода за период 2006-2017 гг. с пространственным разрешением 230 м.

 Были выявлены значительные межгодовые колебания как значений площади пирогенной гибели лесов, так и доли погибших лесов в структуре пройденной огнем площади (рис 5). В частности доля погибших лесов от пройденной огнем их площади колеблется в различные годы в диапазоне от 27,6% до 67,4%, а ее среднемноголетняя величина составляет 48,8%.

Проведенный анализ результатов также позволил установить, что вероятности гибели леса сильно зависит как от сезона горения, так и от породного состава насаждений (рис. 6). Установлено, что наиболее деструктивными для древостоев являются летние пожары с достижением максимума гибели лесов в июле. Наименее пожароустойчивыми являются темнохвойные и светлохвойные леса, в то время как лиственные леса показали относительно высокий уровень пожароустойчивости. Полученные результаты открывают возможность исследования и разработки подхода к вероятностному прогнозированию гибели лесов от пожаров на основе многолетних статистических данных.

Рисунок 2.4.1 - Многолетние вариации характеристик воздействия пожаров на леса России по результатам обработки спутниковых данных

Рисунок 2.4.2 - Зависимость доли погибших лесов от сезона горения и типа леса

Временные ряды данных о повреждениях лесов России пожарами пополняются ежегодно в автоматическом режиме, позволяя накапливать статистические данные и открывая возможности глубокого изучения явления природных пожаров и его связей с климатическими, природными и антропогенными факторами.