WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 |

Статистический анализ данных проводился с целью установления корреляционных зависимостей между количествами лесных пожаров и молниевых разрядов с учетом пожарной опасности по условиям погоды.

Обработка данных метеонаблюдений. Под данными метеонаблюдений подразумеваются ежедневные показатели класса пожарной опасности, с помощью которых выражается связь погодных условий и вероятности возникновения пожара в лесу (Нестеров, 1949; Курбатский, 1954; Вонский, Жданко, 1976). Для формирования статистически значимой выборки данных по пожарам и грозам классы пожарной опасности были объединены в группы: «КПО 1 + КПО 2» - пожарная активность отсутствует и малая; «КПО 3 + КПО 4» - средняя и высокая; «КПО 5» - чрезвычайная пожарная активность.

Принимая во внимание, что лесной пожар от молнии может возникнуть по прошествии нескольких суток после грозы, проводилось суммирование количества пожаров за трое суток. В определении зависимости между количествами молниевых разрядов и возникших лесных пожаров участвовали средние значения по каждой объединенной группе КПО, нахождение которых проводилось двумя способами - с учетом и без учета площадей зон ответственности метеостанций. Найденные средние значения использовались в построении графиков зависимостей с последующей аппроксимацией математической функцией.

В результате анализа найденных зависимостей был сделан вывод о том, что наибольшее количество пожаров от молний возникает при 3-м и 4-м КПО, несмотря на меньшую грозовую активность по сравнению с 1-м и 2-м КПО. Результаты анализа подтверждаются исследованиями В.А. Иванова в Средней Сибири.

Сравнение прогнозных и фактических количеств пожаров от молний подтвердило возможность применения полученных математических зависимостей для прогноза возникновения лесных пожаров в результате грозовой активности: ошибка прогноза в большинстве случаев составляет менее одного пожара. В качестве фактических данных использовалось число очагов пожаров за 2006 г., детектированных по спутниковым данным прибора MODIS.

Первый способ нахождения прогнозных количеств пожаров от гроз использует зависимости, полученные на основании средних значений без учета площадей зон ответственности метеостанций. Сравнение проводилось путем нахождения разности между прогнозным и фактическим количествами пожаров за день. Лучшая сходимость прогнозных и фактических количеств пожаров наблюдается для КПО «1+2» по сравнению с КПО «3+4». Выявленная особенность объясняется большим коэффициентом корреляции и незначительной дисперсией внутри 1-го и 2-го классов по сравнению с 3-м и 4-м КПО. Можно предположить, что лучшая сходимость при 1-м и 2-м классах обусловлена нахождением большинства основных проводников горения (ОПГ) лесной подстилки в близком состоянии влагосодержания и готовности к воспламенению. При 3-м и 4-м классах скорость высыхания ОПГ для различных типов лесных горючих материалов неодинакова и требует учета.

Второй способ использует зависимости, полученные с учетом площадей зон ответственности метеостанций. Результаты сравнения прогнозных и фактических количеств не содержат принципиальных различий с результатами, полученными первым способом. Продолжает прослеживаться занижение прогнозных значений по сравнению с фактическими; учет площадей зон ответственности метеостанций не приводит к уточнению прогноза.

Выходные материалы методики обработки данных объединяют и систематизируют полученные результаты в виде аналитических форм прогноза возникновения лесных пожаров от молний, отображающих показатели по каждой метеостанции, расположенной на территории авиаподразделения.

В четвертой главе представлены результаты апробации разработанной геоинформационной технологии актуализации данных ТД лесного фонда к началу пожароопасного сезона 2009 г. Апробация технологии показала необходимость и достаточность состава и содержания базовых блоков, целесообразность соблюдения предложенных в регламенте работы сроков функционирования блоков. Составлена структурная схема технологии, определяющая взаимосвязь организаций, в которых осуществляется функционирование ее базовых блоков (рис. 6).

Рис. 6.Структурная схема технологии актуализации данных ТД лесного фонда

Базовые блоки технологии территориально распределены по нескольким организациям, участвовавшим в разработке и обеспечивающим функционирование ИСДМ. Создание растровых карт осуществляется в ФГУ «Авиалесоохрана». Сбор информации об изменениях данных ТД проводится посредством Web-интерфейсов, размещенных на сервере ИСДМ-Москва в Институте космических исследований (ИКИ РАН). Функционирование остальных базовых блоков технологии выполняется в Центре по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН.

В рамках подготовительного этапа апробации технологии было проведено обучение пользователей работе с двумя базовыми блоками – создание растровых карт и сбор информации об изменениях. Указанные блоки прошли опытную эксплуатацию, что подтверждено соответствующими актами. В результате блоки признаны готовыми к функционированию в структуре ИСДМ.

В главе рассмотрено проведение полного технологического цикла актуализации данных ТД лесного фонда тестового региона – Забайкальского края. Выбор субъекта обусловлен наличием на его территории всех видов зон мониторинга, границ ТД и изменений в них.

Результат работы блока создания растровых карт представлен в виде карт просмотра и внесения изменений для указанного региона. Сбор информации об изменениях данных ТД к ПС 2009 г. посредством Web-интерфейсов проведен по всем субъектам РФ кроме городов федерального значения Москвы и Санкт-Петербурга. Показана эффективность разделения материалов на карты и формы регистрации для предоставления полной информации о произошедших изменениях.

Проведено внесение изменений с последующим контролем данных с помощью ГИС-интерфейсов редактирования справочников, атрибутов и границ ТД. По разработанным сценариям созданы справочники лесхозов/лесничеств, авиаподразделений и векторный слой границ ТД. Подтверждена необходимость обязательного контроля данных и достаточность разработанных видов контроля кодов и названий.

На всю территорию России и Забайкальского края в частности сформированы тематические материалы, включающие векторные слои границ лесничеств, авиаподразделений, авиабаз и зон мониторинга по состоянию на 2009 г. В соответствии с предложенным регламентом работы технологии выполнена передача актуализированных данных территориального деления в ИСДМ к началу ПС – 1 апреля 2009 г.

Собранная информация об изменениях данных ТД предоставила количественные и качественные характеристики типов изменений для статистического анализа.

1. Статистика по переводу лесхозов в лесничества. Результаты статистического анализа согласуются с официальными данными Рослесхоза – в 55 % субъектов произошло уменьшение количества лесхозов. Количество лесхозов в 27% субъектов не изменилось. Увеличение числа лесхозов менее и более чем на половину отмечается в 18% субъектов. Анализ выявил, что наиболее распространенным типом изменений является образование лесничеств в границах лесхозов. Так, в 32% субъектов Федерации более половины лесничеств (от 50 до 75%) и в 25% субъектов от 75 до 100% лесничеств образованы без изменений границ лесхозов.

2. Статистика по изменениям данных авиаподразделений включала количественный и качественный анализ изменений, произошедших после окончания ПС 2008 г. и до наступления ПС 2009 г. В 93% субъектов не произошло количественных изменений авиационных подразделений. В рамках качественного анализа данных рассматривались четыре типа изменений в авиаподразделениях: изменение названия, кода или категории; объединение целиком; объединение по частям; создание нового. По результатам анализа в более чем 90% субъектов выделенные типы изменений затронули менее 5% авиаподразделений.

3. Статистика изменений зон мониторинга пожарной опасности основывалась на учете перевода территорий из одной зоны в другую. Количественная оценка изменений зон мониторинга выявила, что на территории 75% субъектов зоны мониторинга остались без изменений.

Для качественного анализа были учтены следующие типы изменений: наземная зона переведена в авиационную (9% субъектов) и наоборот (10 % ); авиационная зона переведена в космический мониторинг I-го уровня (7 %) и наоборот (10%); территория выведена в зону космического мониторинга II-го уровня (2 %). Других типов изменений зон мониторинга к ПС 2009 г. не происходило. Статистический анализ включал учет зон мониторинга после произошедших изменений. Территория субъекта может быть полностью отнесена к одной зоне мониторинга или разделена на несколько. По состоянию на 2009 г. на территории 62% регионов России выделена наземная зона. В 47% субъектов имеются авиаподразделения. Космомониторинг I-го и II-го уровней применяется в 26% и 10% субъектах соответственно.

Результатами анализа стали: определение наиболее и наименее распространенных типов изменения данных ТД лесного фонда; подтверждение соблюдения рекомендаций лесного законодательства 2006 г. при переводе лесхозов в лесничества.

Заключение

В диссертации разработана геоинформационная технология актуализации данных территориального деления лесного фонда.

Основные теоретические и практические результаты работы:

  1. Изучено современное состояние данных о границах территориального деления лесного фонда РФ; выявлен ряд изменений, произошедших в результате принятия Лесного кодекса РФ 2006 г. Проанализированы и обобщены в двух таблицах отечественные лесоустроительные ГИС-технологии обновления планово-картографических материалов и современные технологии сбора обновлений цифровых карт по сети Интернет. Выявлены методы, необходимые в составе базовых блоков разрабатываемой технологии актуализации данных ТД.
  2. Разработана блок-схема геоинформационной технологии актуализации данных ТД лесного фонда. Определен состав и содержание ее базовых блоков. Сформулирован регламент работы технологии, устанавливающий сроки функционирования базовых блоков.
  3. Составлена технологическая схема автоматизированного создания растровых карт, на основе которой созданы карты границ ТД по субъектам РФ.
  4. Разработано содержание базовых блоков сбора информации об изменениях данных ТД и внесения изменений, состоящее из Web- и ГИС-интерфейсов соответственно, входных и выходных данных, инструкций. Создан набор инструментов редактирования для блока внесения изменений.
  5. Предложена технологическая схема проведения контроля кодов лесхозов и авиаподразделений, реализованная в комплексе программных модулей.
  6. Найдены математические зависимости числа лесных пожаров от молниевых разрядов. Разработана аналитическая форма прогноза возникновения лесных пожаров от молний на основе установленных зависимостей.
  7. Проведена апробация разработанной технологии актуализации данных ТД лесного фонда к пожароопасному сезону 2009 г. для Забайкальского края. Актуализированные данные переданы в ИСДМ. Для всей территории страны определены наиболее и наименее распространенные типы изменений данных ТД лесного фонда.

По мнению автора, исследование прогноза возникновения лесных пожаров от молний имеет перспективы развития. Для повышения точности и достоверности прогноза возгорания леса от гроз предлагается привлекать вероятностные оценки возникновения пожаров от природных и антропогенных факторов по данным авиационных наблюдений для различных периодов пожароопасного сезона.

Ежегодная актуализация данных территориального деления позволит собирать и анализировать статистический материал по изменениям в границах лесничеств, авиаподразделений и зон мониторинга. Накопленный многолетний архив данных об изменениях предоставит возможность выявления динамики изменений.

Основные положения диссертации изложены в следующих работах автора:

  1. Система сбора и предварительной обработки информации об изменениях в геоинформационной технологии обновления границ лесхозов и авиаотделений // Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка. М., 2007. №4. С. 114-120. Соавт.: Малинников В.А.
  2. Требования к пользовательскому интерфейсу редактирования территориального деления лесного фонда в ГИС мониторинга лесных пожаров // Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка. М., 2007. №6. С. 51-57.
  3. Исследования оценки риска возникновения лесных пожаров от молний // Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка. М., 2009. №2. С. 3-11. Соавт.: Малинников В.А., Ершов Д.В.
  4. Геоинформационная технология обновления границ лесхозов и авиаотделений для решения задач аэрокосмического мониторинга лесных пожаров // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. Сборник научных статей. М.: ООО «Азбука-2000», 2006. Выпуск 3. Том I. С. 366-372. Соавт.: Ершов Д.В.
  5. Методы контроля данных при обновлении границ лесхозов и авиаотделений для решения задач аэрокосмического мониторинга лесных пожаров // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. Сборник научных статей. Выпуск 4. Том II. М.: ООО «Азбука-2000», 2007. С. 290-296. Соавт.: Ершов Д.В.
  6. Контроль данных в геоинформационной технологии обновления границ лесхозов и авиаотделений // Научно-практическая конференция «Научно-техническое творчество молодежи – путь к обществу, основанному на знаниях»: Сборник научных докладов. М: МГСУ, 2006. С.238-240.
  7. Технология актуализации границ территориального деления лесного фонда в ГИС мониторинга лесных пожаров // Аэрокосмические методы и геоинформационные технологии в лесоведении и лесном хозяйстве: доклады IV Международной конференции. М. : ГОУ ВПО МГУЛ, 2007. С. 221-222. Соавт.: Ершов Д.В.
  8. Редактирование границ территориального деления лесного фонда в ГИС мониторинга лесных пожаров // Пятая Юбилейная Открытая Всероссийская конференция «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса» ИКИ РАН, 2007 г. Сборник тезисов конференции, CD-ROM.
  9. Оценка риска возникновения пожаров от молний по данным грозопеленгации // Пожары в лесных экосистемах Сибири: Материалы Всероссийской конференции с международным участием. – Красноярск: Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, 2008. С. 52-53. Соавт.: Ершов Д.В., Коровин Г.Н.
  10. Применение детерминированно-вероятностного подхода к оценке риска возникновения лесных пожаров на федеральном уровне // Шестая Открытая Всероссийская конференция «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса» ИКИ РАН, 2008 г. Сборник тезисов, CD-ROM.
    Pages:     | 1 | 2 || 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»