ИСДМ-Рослесхоз

ИСДМ-Рослесхоз (Информационная система дистанционного мониторинга Федерального агентства лесного хозяйства) — это государственная информационная система, предназначенная для оперативного выявления, учёта и контроля лесных пожаров на территории Российской Федерации с использованием данных космической съёмки. Система обеспечивает круглосуточный мониторинг лесопожарной обстановки, оценку пройденных огнём площадей, а также информационную поддержку принятия решений в области охраны лесов от пожаров.

История создания и развития

Предпосылки создания

Необходимость создания единой системы дистанционного мониторинга лесных пожаров возникла в конце 1990-х — начале 2000-х годов в связи с ростом числа лесных пожаров и недостаточной эффективностью существовавших методов наземного и авиационного наблюдения. Космический мониторинг позволял значительно сократить время обнаружения возгораний, особенно в труднодоступных и малонаселённых районах Сибири и Дальнего Востока.

Хронология внедрения

Разработка системы началась в 2004 году по заказу Рослесхоза. В 2005 году была запущена пилотная версия, охватывавшая несколько регионов. К 2007 году ИСДМ-Рослесхоз была введена в промышленную эксплуатацию на всей территории страны. В последующие годы система неоднократно модернизировалась: расширялся перечень используемых спутниковых данных, совершенствовались алгоритмы автоматического детектирования термических аномалий, внедрялись модули прогнозирования пожарной опасности. С 2015 года система интегрирована с единой государственной автоматизированной информационной системой учёта древесины и сделок с ней (ЕГАИС учёта древесины) в части обмена данными о пожарах.

Архитектура и принципы работы

Спутниковые данные

Основу ИСДМ-Рослесхоз составляют данные, получаемые с российских и зарубежных метеорологических и ресурсных спутников. Ключевыми источниками информации являются:

• Спутники серии NOAA (США) — приборы AVHRR (разрешение около 1 км).
• Спутники Terra и Aqua (NASA, США) — прибор MODIS (разрешение 250–1000 м).
• Спутники Suomi NPP и NOAA-20 (США) — прибор VIIRS (разрешение 375–750 м).
• Российские спутники «Метеор-М» — приборы МСУ-МР и КМСС.
• Спутники Landsat (NASA/USGS) — для верификации и уточнения площадей крупных пожаров (разрешение 30 м).

Данные поступают в центр обработки в режиме, близком к реальному времени, с задержкой от 15 минут до 3 часов в зависимости от спутника и канала передачи.

Алгоритмы детектирования

Обнаружение пожаров основано на анализе тепловых аномалий в инфракрасном диапазоне. Алгоритм сравнивает температуру поверхности в каждом пикселе с фоновыми значениями для данной местности и времени суток. При превышении порогового значения (обычно около 320–330 К для дневных снимков) пиксель маркируется как «термическая точка». Для исключения ложных срабатываний (например, от нагретой почвы, промышленных объектов или газовых факелов) применяются дополнительные фильтры: анализ формы аномалии, её яркости в разных каналах, а также сопоставление с картами землепользования.

Оценка площади и интенсивности

Площадь пожара определяется по числу пикселей, классифицированных как «горевшие» на последовательных снимках. Для повышения точности используется метод наложения контуров термических аномалий за весь период горения. Интенсивность пожара оценивается по мощности теплового излучения (FRP — Fire Radiative Power), что позволяет косвенно судить о скорости распространения огня и объёме выбросов продуктов горения.

Функциональные возможности

Оперативный мониторинг

Основная функция системы — круглосуточное отображение на карте всех зарегистрированных термических точек. Пользователи (региональные диспетчерские службы, лесничества, МЧС) могут получать информацию в виде:

• Списков пожаров с координатами, датой и временем обнаружения.
• Картографических слоёв с границами пожаров и зонами задымления.
• Уведомлений о новых возгораниях (по электронной почте или через API).

Прогнозирование

ИСДМ-Рослесхоз включает модули прогноза пожарной опасности по методу Нестерова (комплексный показатель горимости), а также модели распространения пожаров на основе данных о ветре, рельефе и типе растительности. Прогнозы строятся на срок от 1 до 7 суток.

Аналитика и отчётность

Система позволяет формировать статистические отчёты:

• Количество пожаров и пройденная площадь за сутки, неделю, месяц, пожароопасный сезон.
• Распределение пожаров по причинам (грозовые, антропогенные, не установленные).
• Динамика горимости по федеральным округам и субъектам РФ.
• Сравнение текущего сезона со среднемноголетними значениями.

Интеграция с другими системами

ИСДМ-Рослесхоз интегрирована с:

• Единой государственной системой предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций (РСЧС).
• Системой «Лесной дозор» (видеомониторинг).
• Базами данных Росгидромета (метеорологическая информация).
• Региональными системами управления лесным хозяйством.

Критика и ограничения

Точность детектирования

Несмотря на постоянное совершенствование, система имеет ряд ограничений:

• Пропуск пожаров под пологом леса — спутники не видят низовые пожары под густым древесным пологом до тех пор, пока огонь не выйдет на открытое пространство.
• Ложные срабатывания — возможны от солнечных бликов на водной поверхности, нагретых скал, вулканической активности, а также от сельскохозяйственных палов.
• Задержка во времени — для некоторых регионов (особенно высоких широт) интервал между пролётами спутников может составлять 6–12 часов, что снижает оперативность.

Достоверность данных о площади

Оценка площади пожара по спутниковым данным часто завышена из-за эффекта «размытия» границ при низком разрешении сенсоров (до 1 км). Для крупных пожаров погрешность может достигать 30–50 %. Для уточнения используются данные с более высоким разрешением (Landsat, Sentinel-2), но они поступают с задержкой в 1–3 дня.

Проблема малых пожаров

Пожары площадью менее 0,1 га (например, костры или небольшие палы) обычно не детектируются системой, так как их тепловая сигнатура не превышает пороговых значений. Это приводит к недоучёту антропогенных возгораний в густонаселённых районах.

Применение и значение

Для органов государственной власти

ИСДМ-Рослесхоз является основным источником официальной статистики по лесным пожарам в России. Данные системы используются для:

• Распределения сил и средств пожаротушения.
• Оценки ущерба и расчёта компенсаций.
• Планирования противопожарных мероприятий (создание минерализованных полос, контролируемые выжигания).
• Международной отчётности (в том числе по Рамочной конвенции ООН об изменении климата).

Для научных исследований

Материалы ИСДМ-Рослесхоз широко используются в научных работах по лесной пирологии, климатологии и экологии. На основе многолетних рядов данных изучаются:

• Тренды горимости в связи с изменением климата.
• Влияние пожаров на эмиссию парниковых газов.
• Постпожарная динамика растительности.

Для общественности

Часть данных системы (карта термических точек, статистика) доступна в открытом доступе на официальном сайте Рослесхоза и через мобильные приложения. Это позволяет гражданам и журналистам отслеживать пожарную обстановку в регионах.

Интересные факты

• В 2010 году, в период аномальной жары и массовых лесных пожаров в Центральной России, ИСДМ-Рослесхоз регистрировала до 500 термических точек в сутки, что стало рекордным показателем для системы.
• Система позволяет различать типы пожаров: верховые (наиболее опасные) отличаются от низовых по интенсивности теплового излучения и форме термической аномалии.
• В 2021 году в ИСДМ-Рослесхоз был внедрён модуль автоматического распознавания дымовых шлейфов, что повысило точность выявления пожаров в условиях высокой облачности.

Источники

• Официальный сайт Федерального агентства лесного хозяйства (Рослесхоз).
• Методические указания по использованию ИСДМ-Рослесхоз (утверждены Рослесхозом, 2018).
• Научные статьи: Барталев С.А., Егоров В.А., Лупян Е.А. и др. «Спутниковый мониторинг лесных пожаров в России: история и современное состояние» (журнал «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса», 2020).
• Техническая документация на систему ИСДМ-Рослесхоз (версия 4.0, 2022).
• Данные открытых источников: портал «Лесной дозор», сайт «Пожарный мониторинг».