04/10/2013
0Для оценки лесных ресурсов должен использоваться весь потенциал космических технологий
Широкое понимание того, что нашей стране, в силу ее огромных и часто труднодоступных территорий, необходимо использовать спутниковые технологии для оценки лесных ресурсов, пришло практически в самом начале космической эры. Сегодня, в реалиях управления лесным комплексом страны последнего десятилетия, уверенность в том, что для изучения лесов России нет альтернативного пути, не только не ослабла, но и многократно укрепилась. В условиях, когда полученная многолетними усилиями тысяч лесоустроителей информация, при всех ее известных недостатках, фактически не обновлялась последние 15-20 лет и стремительно устаревает, единственной реальной возможностью сохранения управляемости лесным комплексом является максимально быстрый ввод в широкую эксплуатацию всего накопленного к настоящему моменту потенциала технологий дистанционного мониторинга лесов.
Безусловно, технологии спутникового мониторинга для решения отдельных задач лесного хозяйства в стране используются уже сегодня. В этом контексте нельзя не упомянуть о разработанной специалистами Российской академии наук в широкой кооперации с отраслевыми организациями ИСДМ-Рослесхоз, находящейся в постоянной эксплуатации с 2003 года. ИСДМ-Рослесхоз осуществляет оперативный спутниковый мониторинг лесных пожаров и проводит оценку их последствий на всей территории страны, доказав свою эффективность в течение десятилетней эксплуатации и непрерывного развития. При этом многие технологические компоненты ИСДМ-Рослесхоз являются универсальными и могут найти широкое использование, в том числе для решения задач инвентаризации лесов, охраны лесов от вредителей и болезней, оценки лесопользования и хода лесовозобновления.
В связи с организуемым Рослесхозом совещанием по вопросам государственной инвентаризации лесов хочу отметить крайнюю важность публичного обсуждения накопившихся в данной области проблем, одной из основных целей которого, очевидно, должна стать разработка программы совершенствования методологии лесоинвентаризации с учетом «работы над ошибками», проделанной экспертным сообществом. Сейчас уже мало кем из серьезных специалистов оспаривается, что проводимая в настоящее время государственная инвентаризация лесов в ее нынешнем виде не способна обеспечить получение нужной информации с уровнем достоверности и в сроки, удовлетворяющие требованиям управления лесами страны. Потому можно предположить, что основная дискуссия на совещании будет посвящена не тому, нужен ли кардинальный пересмотр методологии государственной инвентаризации лесов, а тому, в каком именно направлении и как проводить со всей очевидностью назревшую ревизию применяемых подходов.
В этом контексте я хотел бы подчеркнуть, что за последнее десятилетие тесной кооперацией ученых Российской академии наук и прежде всего сотрудников Института космических исследований и Центра по проблемам экологии и продуктивности лесов удалось сделать по-настоящему, на наш взгляд, прорывные разработки в области дистанционного зондирования лесов. Благодаря практически полной автоматизации процессов обработки спутниковых данных, созданию уникальных алгоритмов классификации и оценки характеристик лесов, технологий работы со сверхбольшими массивами спутниковых данных созданы предпосылки для перевода государственной инвентаризации лесов на принципиально новую технологическую основу. Указанные разработки способны обеспечить возможность ежегодной оценки по всей территории страны ключевых характеристик лесов, включая площади различных категорий земель, площадь и запас насаждений различных пород.
При этом важно отметить, что разработанные технологии основаны на использовании бесплатно распространяемых высококачественных данных c зарубежных и отечественных спутников, объемы и пространственное разрешение которых, согласно планам ведущих мировых космических агентств, в ближайшие годы будет непрерывно повышаться.
На наш взгляд, использование этих разработок позволит добиться принципиального изменения существующей сегодня в отрасли ситуации «информационного вакуума» в отношении состояния лесных ресурсов страны. На безотлагательную необходимость организации непрерывного мониторинга лесов указывают и полученные нами по результатам ежегодного спутникового картографирования тревожные данные о сокращении площади лесов страны. Только за период с 2010 года площадь лесов России сократилась более чем на 15 млн. га (рис. 1). При этом основной вклад в эту отрицательную динамику внесли пожары и усыхания лесов последних лет, вызвавшие рекордные за весь период спутниковых наблюдений темпы сокращения их площади. В негативном направлении изменяется и породная структура лесов страны, прежде всего за счет сокращения площади темнохвойных и сосновых древостоев.
На естественный вопрос, должна ли система национальной инвентаризации лесов своевременно выявлять такого рода масштабные негативные тенденции, очевиден положительный ответ.
К сожалению, не менее очевиден и отрицательный ответ на вопрос: а способна ли это обеспечить существующая сегодня в отрасли система государственной инвентаризации лесов, сумевшая за шесть лет проделанной гигантской работы охватить лишь менее 18% территории лесного фонда. При этом полный цикл инвентаризации всех лесов страны при сохранении нынешнего положения вещей едва ли будет завершен ранее 2020 года. Но, к сожалению, даже тогда, проделав немыслимую по своим масштабам и финансовым затратам работу, страна не сможет получить исчерпывающие ответы на естественные вопросы о том, каково современное состояние лесных ресурсов и как оно менялось в последнее десятилетие, пятилетие или последний год. Не сможет просто потому, что реализуемая сейчас методология инвентаризации лесов, в силу своей крайней инертности, не способна обеспечивать получение однородной информации в масштабах страны, леса которой меняются гораздо быстрее, чем система способна это «замечать». Не получив ответа на эти важнейшие вопросы, нельзя будет и понять, насколько эффективны принимаемые по управлению лесным комплексом страны решения и как они реализуются на практике.
Поэтому единственным, на наш взгляд, правильным решением должен стать кардинальный пересмотр реализуемых сейчас государственной инвентаризацией лесов подходов на основе максимально полного использования достижений отечественной и мировой науки в области дистанционного зондирования лесов из космоса. При этом, на наш взгляд, наибольший эффект от применения технологий дистанционного зондирования, может быть достигнут по ряду упомянутых ниже ключевых направлений.
Во-первых, необходимо провести отраслевую оценку эффективности технологических разработок РАН, позволяющих осуществлять регулярное спутниковое картографирование лесов в масштабах страны, и обеспечить их внедрение в производственную практику отраслевого мониторинга лесов. Это позволит ежегодно получать информацию о ряде ключевых характеристик лесов и их крупномасштабных изменениях с точностью, достаточной для своевременного выявления основных негативных тенденций.
Во-вторых, нужно провести детальное геостатистическое моделирование различных сценариев выборочной оценки лесов на пробных площадях и фотопробах с целью оптимизации работ по наземной таксации лесов с обеспечением заданных точностных требований. Основой для проведения оптимизационного моделирования должны также стать данные спутниковой оценки структуры и продуктивности лесов.
В-третьих, необходим переход на полномасштабное использование данных дистанционного зондирования при стратификации лесов, что позволит принципиально сократить количество ошибок, вызванных непосредственным использованием устаревших материалов лесоустройства в качестве основы для планирования мест закладки пробных площадей при государственной инвентаризации лесов.
В-четвертых, необходима разработка методов автоматической обработки спутниковых изображений детального пространственного разрешения для полномасштабного использования при оценке таксационных характеристик насаждений.
В случае практической реализации совокупности предложенных выше мер отрасль уже в ближайшее время (1-2 года) сможет не только начать регулярное получение объективной информации о лесах страны и их динамике, но и многократно повысит производительность и точность работ по государственной инвентаризации лесов. Конечно же, одним из важнейших условий успешного решения этой сложной задачи является консолидация усилий профессионального сообщества на всех его уровнях, включая ученых, практиков лесоустройства, руководство отрасли.
