Журнал № 1 - 2013(13), рубрика: "Технологический прорыв"

Космос для Дальнего Востока: леса и парки под спутниковым мониторингом

В Тихоокеанском государственном университете с июня 2012 года успешно работает региональный Центр космических технологий. Формируемая и обрабатываемая в нём информация используется в различных сферах научной, управленческой, хозяйственной деятельности. Всё это обеспечивает большую экономию финансовых средств и возможность быстрого реагирования на любые чрезвычайные ситуации, к примеру, на техногенные и природные катастрофы.

С помощью космических технологий можно эффективно проводить также оценку зелёных насаждений в черте крупных городов и за их пределами. Именно такого рода проект был реализован в минувшем году в ТОГУ в интересах мэрии Хабаровска. Более подробно об этом мы попросили рассказать заведующего кафедрой «Лесное и лесопарковое хозяйство», доктора сельскохозяйственных наук профессора Николая Выводцева.

Профессор Николай Выводцев убеждён,что космические технологии открывают новые горизонты в науке о лесе


– Николай Васильевич, оценка зелёных насаждений с помощью технологий спутникового мониторинга – это нечто новое для нашего региона, для учёных ТОГУ?

– Действительно, космические технологии для оценки зелёных насаждений для нашего региона и для наших учёных – это новое направление. По-настоящему серьёзно на него обратили внимание в 2008 году. Хабаровск стал вторым в России городом, после Москвы, в котором на практике стали применять эти инновационные разработки. Следует подчеркнуть, что для большого населённого пункта наличие полной информации о зелёных насаждениях – это, прежде всего, кратчайший путь к решению его экологических проблем, поскольку в крупных городах за счёт активного строительства площадь насаждений имеет устойчивую тенденцию к снижению. Например, в Хабаровске в недалёком прошлом на одного жителя приходилось 16 квадратных метров зелёных насаждений, а в настоящее время – всего 4. Чтобы управлять этим процессом, необходима ежегодная и даже ежеквартальная информация о площадях зелёных насаждений, видах древесных пород, их состоянии, возрасте, фитонцидных характеристиках и многом другом. Выполнить эту колоссальную работу можно только с помощью космического мониторинга.

Космические технологии стали использовать в лесной отрасли намного раньше, чем в городском зелёном строительстве. Серьёзным стимулом для их внедрения стало принятие в Российской Федерации в 2006 году нового Лесного кодекса. Основная его цель – развитие рыночных отношений в лесной сфере. Многообразие видов использования лесов, прописанных в нём, реорганизация отрасли, упразднение ряда природоохранных структур привели к резкому повышению несанкционированного лесопользования, или, просто говоря, к так называемым незаконным вырубкам. Только в Дальневосточном регионе, по разным подсчётам, в отдельные периоды незаконно добывали до 30 процентов от общего объёма древесины. В этой связи потребовались новые, гораздо более эффективные технологии контроля и надзора за лесными ресурсами страны. Решение этой важной задачи стало возможным именно с помощью космических технологий. Перелом произошёл в 2008 году, когда благодаря выделению государством значительных финансовых средств началось внедрение инновационных космических технологий мониторинга за лесопользователями. В результате были выявлены незаконные рубки на больших площадях. Затраты, понесённые государством, окупились в течение одного года. В настоящее время роль мониторинга несколько снизилась, но желание некоторых лесорубов «поживиться» за счёт государства осталось. Причина одна – снижение финансирования правительством этого вида деятельности. Отсюда можно делать далеко идущие выводы.

В то же время высокая разрешающая способность космических снимков позволила постепенно от контроля за лесным фондом перейти к анализу зелёных насаждений в населённых пунктах.

– В чём главная особенность использования космических технологий?

– Некоторые проблемы возникали при «стыковке» космического сегмента с базами различных ГИС-технологий, применявшихся в регионах и центрах по мониторингу. К 2008 году была решена задача обработки мультизональных (цветных) космических снимков и создания центров их дешифрирования. Образовалась своеобразная технологическая система, включающая спутники, наземные станции, центры управления приёмом данных, программно-аппаратные комплексы, специализированные программные пакеты по каталогизации и поэтапной обработке космических снимков. И самое главное – подготовлен штат сотрудников, умеющих работать в этой сфере. И, как следствие, диапазон применения космических технологий стал существенно расширяться, захватывая различные области народного хозяйства, в том числе и городское зелёное строительство.

– Расскажите подробнее о проекте анализа зелёных насаждений в Хабаровске. Каковы его главные достижения?

– В трёх словах это – оперативность, масштабность и точность. А если подробно, то стоит отметить, что изучением зелёных насаждений в Хабаровске мы занимаемся давно и плодотворно. В этом направлении есть интересные наработки и результаты. Однако до недавних пор мы использовали традиционные наземные методы. Нам приходилось обследовать чуть ли не каждое отдельное дерево! А это – большие временные затраты. Скажете, очень трудоёмкий, скрупулёзный процесс? Да, это так, зато и результаты обследования очень точные. По итогам этой работы у нас состоялись четыре научно-практические конференции, многие вопросы нашли отражение в научных сборниках кафедры «Лесное и лесопарковое хозяйство» ТОГУ.

Наземные методы мониторинга и сегодня никто не собирается списывать в архив, ведь они доказали свою эффективность. Но Хабаровск как дальневосточная столица активно развивается, растёт потребность в изучении больших по площади зелёных насаждений не только в черте города, но и в пригороде. Поэтому потребовалось применение более современных информационных технологий, позволяющих получить данные о насаждениях на любой период времени. Новый проект комплексного анализа зелёных насаждений выполнили учёные одного из московских НИИ при непосредственном участии Тихоокеанского государственного университета и его структурных подразделений под эгидой Центра космических технологий. Молодые преподаватели нашей кафедры Сергей Александрович Тютрин и Евгений Владимирович Сомов приняли непосредственное участие в работе над проектом. Они взаимодействовали с представителями администрации города Хабаровска, специалистами-экологами, тщательно обсуждали детали проекта, давали экспертные оценки результатам дистанционных исследований, проведённых московскими коллегами.

Преимущество космических технологий в том, что они точно определяют состояние деревьев на любом, даже труднодоступном, участке местности. Можно выяснить породы и виды деревьев, их возраст и «здоровье», рассчитать высоту и даже диаметр ствола, используя специальные компьютерные программы. Правда, погрешность расчёта некоторых параметров дерева пока ещё высока. До конца не отработана методика точной классификации видов деревьев одной породы, у которых одинаковый спектр излучения на космических снимках. Они, к примеру, показывают, что в массиве сосредоточены хвойные породы. А вот какие конкретно – кедр, сосна или ель – определить трудно. Это же касается и лиственных пород. И опять приходится использовать традиционные методики: специалист выезжает на место и проводит визуальный мониторинг насаждений.

Поэтому, хотя проект по анализу зелёных массивов в Хабаровске с помощью космических технологий успешно выполнен, будущей весной мы всё-таки планируем его ещё раз проверить непосредственно на месте произрастания насаждений. Мелочей в этом деле быть не должно…

Беседовал Сергей Хамзин.
Фото Никиты Дудукалова

***

НАША СПРАВКА