Оценка последствий лесных пожаров 2002 года Республики Тыва по спутниковым данным

Исследуемым периодом для данной работы послужил 2002 год, так как по данным МЧС и ГО ЧС на территории Республики, сильными пожарами, относящиеся к высшему 5 классу, были охвачены около 208 000 га лесной площади, 130 000 га прочих площадей. Пожарами были охвачены следующие районы: Каа-Хемский, Тоджинский, Тандынский, Тере-Хольский. На их территории был объявлен режим чрезвычайной ситуации [2].

С целью изучения влияния пожаров 2002 года на состояние лесного фонда Тувы, исследовались космические материалы спутников Landsat 5, 7 за 1991, 2002 и 2009 годы, имеющиеся в архиве Мэрилендского университета (США) […].Для проведения мониторинга была выбрана контрольная территория (полигон), с общей площадью 3500 км², находящаяся в пределах снимка Landsat 139-025. Полигон исследований включает часть территории Тоджинского, Тандынского, Каа-Хемского и Тере-Хольского районов.

В ходе исследования на территории полигона дешифрированы площади пожаров, которые составили около 400 км². Было установлено, что пожарами 2002 года было затронуто 1200 км² (34%) от общей площади полигона.

Лесные пожары дешифрировались вручную, по визуальным признакам, видимым на космических снимках Landsat. Признаки для выделения пожаров включают: дымные шлейфы, свежие гари и очаги возгорания. Свежие гари выделялись на фоне сохранившегося покрова, как красно-коричневые области в комбинации спектральных каналов 7, 4, 2.

В процессе работы была произведена оценка изменения концентрации фитобиомассы растительности, с учетом широко используемого для экологической оценки лесов, нормализованного разностного индекса NDVI по трем временным срезам: 1991, 2002, 2009(рис.2.1 и 3.2)

Рисунок3.1 ‒NDVI 1991 г. Рисунок 3.2 ‒NDVI 2009 г.

Сопоставление площадей активных лесных пожаров по снимку Landsat 2002 года с разницей значений NDVI, рассчитанной между данными 1991 и 2009 годов демонстрирует существенное сокращение плотности древесно-кустарниковой растительности, как на территории дешифрированных пожаров, так и на прилегающих площадях. При этом,выявлено незначительное восстановление лесного фонда за 7 лет, прошедших со времени пожаров 2002 года (рис.3.3).

Рисунок 3.3‒ Сопоставление площадей лесных пожаров дешифрированных по КФС 2002 года (1) и сокращение уменьшений значений NDVI по снимкам 1991-2009 годов. В левом верхнем углу – схематическое расположение полигона на территории Республики Тыва (черный прямоугольник).

Территории наиболее интенсивных лесных пожаров (рис.8) показали наибольшую деградацию растительного покрова, которая не была нивелирована за 7 лет, прошедших со времени сильных пожаров на территории южных кожуунов республики Тыва.

Интересные результаты были получены применением алгоритма ISODATA (неконтролируемой классификации изображения), с помощью которого автоматически можно выделить похожие пикселы. Данная классификация использует минимальное спектральное расстояние, для определения соответствующего кластера (класса) для каждого пиксела, которые различаются конкретными характеристиками. Минимальный набор исходной информации - важные составляющие практичности ISODATA.

Рисунок 3.4 ‒ Результат неконтролируемой классификацииIsodataна территории исследования

Обозначения: 1 – заповедные территории, 2-9 – классы ISODATA, из них (2 – неклассифицированное изображение, 3-4 – здоровая растительность, 5-6 – редколесье и открытые грунты, 7-9 – опустынивание, 10 – площади лесных пожаров 2002 года)

Таким образом, в результате исследования, проведенной с использованием методов дистанционного зондирования, обоснована необходимость использования комплекса методов дистанционного зондирования Земли, получены предварительные данные, позволяющие формировать методологический подход к оценке влияния лесных пожаров 2002 года на состояние лесного фонда Республики Тыва, в результате которых была произведена качественная оценка последствий возгораний. В результате исследования:

Были дешифрированы площади пожаров на территории полигона, которые составили около 400 км².

Было установлено, что пожарами 2002 года было затронуто 1200 км² (34%) от общей площади полигона 3500 км².

Сопоставлено площади активных лесных пожаров по снимку Landsat 2002 года с разницей значений NDVI, рассчитанной между данными 1991 и 2009 годов продемонстрировало существенное сокращение плотности древесно-кустарниковой растительности, как на территории дешифрированных пожаров, так и на прилегающих площадях.

Было установлено, естественного восстановления лесного фонда за 7 лет, прошедших со времени пожаров 2002 года не отмечается и сокращение лесного фонда сопровождается параллельно идущими процессами опустынивания на границе с Монголией.