Прогнозирование природных пожаров на основе пространственно-временной изменчивости факторов пожарной опасности

Пожарная опасность является ключевым показателем в задачах предупреждения и профилактики природных пожаров. Целью работы является разработка метода предупреждения возгораний на основе оценки этого показателя, который сочетал бы в себе общие принципы комбинации факторов существующих систем и подход к их пространственно-временной дифференциации. Исследование проводилось на примере наиболее пожароопасных регионов России – Красноярского края, Оренбургской области и Мещерской низменности, согласно классификации пожаров на лесные, степные и торфяные. Изучение физико-географических и социально-экономических условий этих регионов с точки зрения причин возгорания позволило выявить наиболее характерные общие факторы пожарной опасности – неоднородность растительности, температура и влажность поверхности, положение в рельефе и антропогенная нагрузка.
В качестве источников данных были использованы материалы космической съемки MODIS, Sentinel-2,3 и Landsat-8, а также модели рельефа ASTER GDEM и картографические слои OSM. С помощью них были описаны и измерены выделенные выше факторы опасности. Неоднородность растительности была охарактеризована по космическим снимкам в виде вегетационных индексов NDVI, SAVI, влажность поверхности – NDWI, ее температура – как радиояркостной аналог показателя в тепловой диапазоне. Модели рельефа позволили вычислить высоту, уклон и экспозицию территории, которые в сочетании дают представление о положении точки в рельефе. Наконец, векторные слои OSM, в частности, дорог и населенных пунктов были использованы для вычисления удаленности от этих объектов как аргумента функции антропогенной нагрузки.
В ходе исследования был проведен корреляционный анализ полученных показателей с фактической возгораемостью территории за 2016-2018 гг. Анализ проводился по лесным, степным и торфяным участкам выделенных регионов в пределах каждого месяца пожароопасного сезона (март-октябрь), что позволило проследить пространственно-временные закономерности изменения факторов. Результаты позволили оценить вклад каждого показателя в пожарную опасность. Тестирование вычисленных значений весов показателей в пределах регионов исследования в 2019 г. показало достоверность прогнозирования по ним – 67%.