CC BY
78
УДК 504.05
АНАЛИЗ ФАКТОРОВ ПРИРОДНОЙ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ ЛЕСНОЙ ТЕРРИТОРИИ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН
P.JI. Белоусов
кандидат технических наук, научный сотрудник лаборатории информационного обеспечения населения и технологий информационной поддержки РСЧС НИО НИЦ Академия гражданской защиты МЧС России Адрес: 141435, Московская обл., г. Химки, мкр. Новогорск. E-mail: romabel-87Qmail.ru
А.И. Араштаев
заместитель начальника отдела — комендант отдела службы войск (и безопасности) Академия гражданской защиты МЧС России Адрес: 141435, Московская обл., г. Химки, мкр. Новогорск. E-mail: vfnshjjkQmail.ru
В.А. Вологдин
старший оператор лаборатории информационного обеспечения населения и технологий информационной поддержки РСЧС НИО НИЦ Академия гражданской защиты МЧС России Адрес: 141435, Московская обл., г. Химки, мкр. Новогорск. E-mail: vasyavologdinQyandex.ru
В.В. Трофлянин
оператор лаборатории информационного обеспечения населения и технологий информационной поддержки РСЧС НИО НИЦ Академия гражданской защиты МЧС России Адрес: 141435, Московская обл., г. Химки, мкр. Новогорск. E-mail: troflyaninvvQgmail.com
Аннотация. В статье собраны и систематизированы факторы природной пожарной опасности, т.е. такие факторы, которые влияют или могут влиять на возникновение и распространение природных пожаров. Все факторы разделены на четыре основные группы: метеорологические, лесорастительные, топографические и антропогенные, большинство из которых обладают кумулятивным эффектом, т.е. пожары возникают вследствие накопительного воздействия этих факторов на окружающую среду. Для того чтобы количественно представить действие накопительного эффекта к некоторому моменту времени строятся признаки как усредненные значения факторов на промежутках длиной 12 и 52 дня. Усреднение проводится с помощью среднего арифметического либо среднего параболического.
Для оценки статистической значимости построенных признаков применяется процедура отбора, основанная на критерии взаимной информации, когда измеряется связь каждого признака с целевой переменной. Численный эксперимент с отбором признаков проводился на метеорологических признаках для территории Республики Татарстан.
Ключевые слова: природный пожар, природная пожарная опасность, диаграмма Исикавы, энтропия, взаимная информация.
Цитирование: Белоусов Р.Л., Араштаев А.И., Вологдин В.А., Трофлянин В.В. Анализ факторов природной пожарной опасности лесной территории Республики Татарстан / / Научные и образовательные проблемы гражданской защиты. 2018. № 1 (36). С. 69-81.
Введение
Леса Российской Федерации образуют крупные экосистемы, которые характеризуются высокой продуктивностью. Лес играет важную роль в регуляции климата и создании благоприятных условий для здоровья людей. На территории Российской Федерации сосредоточено около 25 % всех мировых запасов древесины, что позволяет лесной промышленности вносить значительный вклад в развитие экономики страны.
В число основных проблем лесного хозяйства входит охрана лесов от пожаров. Эта проблема заключается в сложности прогнозирования и управления природными пожарами, поскольку их возникновение и поведение зависит от множества факторов. Факторы, которые влияют или могут влиять на возникновение и распространение природных пожаров, можно разделить на четыре основные группы: метеорологические условия, характеристики растительности, топография местно-
сти, а также хозяйственная и рекреационная деятельность человека. На сегодняшний день хорошо изучены физические основы возникновения пожаров, но даже этот столь значимый факт не позволяет достоверно точно прогнозировать возникновение и распространение пожаров.
Поэтому в основу предупреждения и борьбы с природными пожарами должен быть положен принцип всестороннего изучения механизмов их возникновения и поведения, поиска скрытых закономерностей и подбора аналитических моделей, адекватно отражающих процессы возникновения пожаров.
1. Исходные данные
В качестве объекта исследования вы-
ступает территория Республики Татарстан и нескольких субъектов, которые непосредственно граничат с ней: Самарская область, Ульяновская область, республики Марий Эл, Удмуртия и Чувашия. Указанная территория попадает в квадрат Б с координатами: левый нижний угол А (53° с.ш., 47° в.д) и правый верхний угол В (57° с.ш., 55° в.д.). По данным информационной системы дистанционного мониторинга Федерального агентства лесного хозяйства (далее ИСДМ-Рослесхоз) [1] за период 2000 2017 гг. в данном квадрате зафиксировано 3970 пожаров. Динамика изменения частоты возникновения пожаров отражена на рисунке 1.
Рисунок 1 Динамика частоты возникновения пожаров но данным ИСДМ-Рослесхоз
По частоте возникновения пожаров Республику Татарстан можно отнести к «благополучным» регионам. Это достигается за счет того, что реализация противопожарных мероприятий в республике носит системный характер [2].
Однако возникновение лесных пожаров во времени и их распределение по территории очень неравномерно. На рисунке 2 показано распределение пожаров по территории за несколько лет, на рисунке 3 распределение пожаров во времени.
© < о п ■ Им. % ь Г
Че1 о о ® «е.; £ рапр- о
■ о - с о • к.» о ?ь . о А Ф 0 А "г-в йц о
4 □ : % о о ср * Щ 1 ° 1» ■г. л а о 0 О о ш
О '■¿г » Ч м о □ о о • . V. Гп с и" • • * а 8СК О •
о 0 # 1 ЙйГ к •. тровгр < 1 \ 8 ■г* Л # © в • а 0 1 е0 во
□ о • 3 _ * рльйт о 4« • а о 9 № ■Р СУ 9)0 с •• Ьа * • \ • 3 О с о еь о о О
< —<5 О V « ССам< • с СР к . О^ э © с 0 и о ' / • с о с
а) 2004 год
^' : •ИЖ .с. ' я
о А ^ 1 'л ч '
о 0 А
£ * Г* Ш о * 0
О ( 'о " ...» о О
о о '1 „л ¥>...... о 'А О ■ 4 >
о О О о \
* » \ № Г«..... i
б) 2007 год
-
о г' \ 2 Г"
XI с о •а : •
о о Р Г* О о <9 о
,рь О о Г ® ъ
О "1 о , » р .0 А « 'в> О» в'| 1 о &! ц 1 о 9 о
0 Г о О □ в о О о О о * в
О 5 ( ■Сам; Э а,,,,. о о • • о О 0° оО
2012 год
ч- Ф 0 ( ла с а е -Иж ъ — о
о ° С СР з 0 © а аь т
О о о О ° э ГУ» (Ь (3 • 0 п
о • о о о о о 1 ® а а о . • о ©
% о о О О э с а° о • ► * а а а з ас
о о г о д о ° а а о а 0. * } а ■
%* > о » вв< а С * » 3 с э 1 а О 1 а о33 з ° ° □ о в я 1 а 8 г •
А и о ъ ; а о 5© 1 О ( О й о а о С 1 - « а ■в
д) 2016 год с) 2017 год
Рисунок 2 Распределение ножаров но территории
а) 2004 год
б) 2007 год
в) 2008 год
I') 2012 год
д) 2016 год с) 2017 год
Рисунок 3 Распределение ножаров во времени года
2. Постановка задачи
Введем некоторые определения.
Природный пожар - неконтролируемый процесс горения, стихийно возникающий и распространяющийся в природной среде [3].
Фактор (причина) возникновения пожара, - это естественное или искусственное (антропогенное) условие, воздействие которого на окружающую среду способствует возникновению пожара. Факторы возникновения пожаров делятся на четыре основные группы: метеорологические, лесорастительпые, топографические и антропогенные. Условно факторы можно разделить на кумулятивные и «мгновенные».
Кумулятивные факторы - это такие факторы, эффект от которых суммируется и при достижении некоторой «концентрации» можно наблюдать тенденцию к возникновению пожаров, например, при длительном воздействии солнечного излучения падает влажность горючих материалов, что приводит к увеличению вероятности возникновения пожаров.
Мгновенные факторы характеризуются тем, что возможность возникновения пожаров определяется только наличием таких факторов или их отсутствием. Например, возникновение пожаров вследствие грозовых разрядов.
Пожарная опасность - это общий термин, используемый для выражения постоянных и переменных факторов, воздействующих на природный пожар, которые определяют легкость возникновения, скорость распространения, сложность контроля, а также оценку последствий лесных пожаров [4].
Признак пожарной опасности - формальный способ описания поведения или изменения факторов возникновения пожаров. Например, в качестве признаков могут выступать: средняя температура воздуха за 12 или 52 дня в локальной географической точке; дефицит точки росы - накопленная разность между температурой воздуха и температурой точки росы за несколько дней.
Задача исследования состоит в том, чтобы: а) для каждого фактора возникновения пожара построить признаки пожарной опасности, т.е. определить формальный способ оценки воздействия факторов, б) оценить значи-
мость признаков пожарной опасности и провести их ранжирование.
Использование различных признаков пожарной опасности лежит в основе оценки природной пожарной опасности (далее - ППО) [5, 6, 7]. Данные об оценке ППО используются как для оперативной работы при борьбе с лесными пожарами, так и для планирования комплекса противопожарных мероприятий.
3. Факторы возникновения пожаров Все факторы, влияющие на возникновение и поведение пожара, связаны между собой и не могут рассматриваться независимо друг от друга. Например, способность лесных горючих материалов к возгоранию зависит как от самой природы материалов, так и от влагосо-держания в них, а влагосодержание в материалах определяется содержанием влаги в почве и воздухе.
Необходимо отметить, что каждая экосистема уникальна, и, несмотря на тот факт, что физические основы возникновения пожаров в разных экосистемах имеют много общего, на практике аналитические выражения для расчета ППО будут различаться. Отсюда можно сделать вывод, что не всегда достаточно иметь теоретические знания о пожарах для оценки ППО, необходимы эмпирические данные, полученные для конкретной территории.
Предлагается исследовать факторы возникновения пожаров для конкретной территории - Республики Татарстан. Ниже приводится описание каждого фактора и его связи с природными пожарами.
Метеорологические условия (А) ах - температура воздуха: между средней температурой воздуха и длительностью вегетационного периода существует тесная корреляционная связь. В свою очередь вегетационный период и пожароопасный сезон характеризуются близостью календарных дат и примерно одинаковой длительностью практически во всех широтных поясах. Это позволяет оценивать длительность пожароопасного сезона как функцию от ожидаемой температуры вегетационных периодов. При этом такая оценка базируется на существовании четко выраженной связи этих показателей с географической широтой местности [8].
а2 - количество осадков: на фоне по-
стоянного повышения температуры воздуха летнее уменьшение осадков создает серьезные проблемы с обеспечением лесных насаждений влагой, а также усиливает риск возникновения лесных пожаров [9].
а3 - температура точки росы: это температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы содержащийся в нем пар достиг состояния насыщения и начал конденсироваться в росу. Накопленная разность между температурой воздуха и температурой точки росы (дефицит точки росы) используется для расчета класса пожарной опасной по погодным условиям [10].
а4 — влажность воздуха: дефицит влажности воздуха пропорционально увеличивает испаряемость растительного покрова и почвы, повышая тем самым способность лесных горючих материалов (далее - ЛГМ) к возгоранию [11]. Установлено, что годовой ход распределения относительной влажности воздуха почти во всей лесной зоне имеет основной минимум (45-50%) в мае и менее значительный в сентябре, что способствует распространению весенних и осенних пожаров. Влажность воздуха влияет на количество влаги в почве и горючих материалах.
а5, а7 - скорость и направление ветра: ветровой режим оказывает значительное воздействие на процессы высыхания ЛГМ [12]. В зависимости от силы ветра и растительного покрова сильно меняются огнезадерживаю-щие свойства защитных полос [11]. Дни с сухой погодой и сильным ветром переносятся в более высокий класс пожарной опасности.
аб — облачность: Наличие облаков может свидетельствовать о достаточном количестве влаги на поверхности Земли. Образование облаков свидетельствует о вертикальном движении в атмосфере, при котором теплый воздух отрывается с поверхности земли чтобы заменить его холодным. Облака препятствуют проникновению к поверхности земли солнечного излучения.
а8 - солнечная радиация (излучение): солнечная радиация обеспечивает процесс расхода влаги с лесного напочвенного покрова. Интенсивность испарения пропорциональна величине поглощенной солнечной радиации и, кроме того, зависит от запаса влаги в лес-
ном напочвенном покрове. Существует тесная связь между поглощенной солнечной радиацией и среднесуточным дефицитом влажности воздуха [11].
ag — грозовая активность: на долю пожаров от молний приходится ежегодно от 22 до 890 тыс. га. охватываемой огнем площади. Средняя площадь от молний почти в 3 раза превышает среднюю площадь от антропогенных источников огня. Это объясняется сложностью борьбы с такими пожарами из-за группового характера их возникновения и большой удаленностью возникающих очагов горения от объектов инфраструктуры [8]. В отдельных регионах доля пожаров от гроз может составлять 90% [13]. По данным В.А. Иванова [14], от разрядов молний в среднем по России ежегодно возникает около 10% лесных пожаров. Лесорастительная формация (В) bi — тип растительности: типам леса Г.Ф. Морозов давал двойное название - по преобладающей древесной породе и по типу почвы или положению на рельефе местности. Также Г.Ф. Морозов разделял типы насаждений по почвенно-грунтовым условиям на основные (материнские) и временные, возникшие под действием антропогенных и других внешних факторов (в первую очередь, рубок) на месте основных [15].
Ьб, b2, — тип почвы, влажность почвы, температура подстилающей поверхности: влага, которая содержится в почве и растениях, уменьшает риск возникновения природного пожара, а при возникновении пожара уменьшает его энергию. Каждый тип почвы характеризуется влагоудерживающей способностью, скоростью испарения и глубиной проникновения осадков.
b3, b5 породный и возрастной состав леса: высокой степенью природной пожарной опасности обладают хвойные леса, особенно молодые посадки. Сосновые леса очень пожароопасны ввиду сухости местности, ажурности полога леса и невысокой влажности подстилки. В хвойных лесах частота возникновения пожаров связана в первую очередь с влажностью хвои по сезонам: весной и осенью низкая, во второй половине лета - высокая.
Меньшим является риск пожаров в широколиственных лесах. В дубравах интенсив-
ность пожаров обычно невелика, т.к. дуб пме-ет глубокую корневую систему, опад быстро разлагается, не формируя мощной листовой подстилки.
Малой степенью пожароопасное™ характеризуются мелколиственные древостой, слагаемые березой, ольхой и осиной. Вероятность пожаров в лиственных лесах выше весной и осенью в связи с малым развитием травянистого яруса и обилием опавшей листвы [16].
Ь4, Ь8, Ьд - влажность лесных горючих материалов, эвапорация и транспи-рация: влагосодержание ЛГМ учитывается, поскольку при испарении воды выделяется энергия, уменьшающая энергию пожара. Однако эта оценка представляет значительную трудность и осуществляется путем оценки запаса воды в почве с помощью измерения поступления воды в почву (в виде дождей) и расхода воды из почвы (в виде эвапотранспира-ции) [5].
Географические (топографические) условия (С)
ох - экспозиция и крутизна склонов:
От экспозиции и крутизны склонов зависят направление и скорость распространения пожара. Пожар легко распространяется вверх по склону, и чем круче склон, тем выше скорость движения. На крутых склонах горящие материалы могут скатываться вниз и создавать новые очаги горения.
От экспозиции склона зависят уровень радиации, зимнее распределение снега и скорость ветра. На склонах разных экспозиций наблюдаются закономерные изменения температуры воздуха и почвы, степени прогревания почвы.
От крутизны склона зависит температура почвы и приземного слоя воздуха, толщина снежного покрова, величина суточной амплитуды температуры, мощность почвенного профиля, интенсивность эрозии [17].
С2 — плотность рек: величина речного стока может быть индикатором насыщенности влагой водосбора и, следовательно, степени влажности лесных горючих материалов [5]. Можно сделать вывод, что вероятность возникновения лесного пожара увеличивается, когда расход воды в реке будет ниже некоторого определенного критического значения, т.е.
растения перестанут питаться влагой.
Сз — широта: от широтного положения местности зависят такие зональные факторы как количество солнечного тепла, влаги и света [17]. От широты зависит грозовая активность [5].
Антропогенная нагрузка (В)
^ - количество населенных пунктов, количество и плотность населения: пожарная опасность, которую представляют для леса различные группы населения, определяется следующими основными факторами: частотой и продолжительностью посещений леса; потребностью пользоваться источниками огня; объемом знаний и опыта обращения с огнем, дисциплиной и культурой поведения в лесу. В [18] выявлена зависимость числа лесных пожаров от количества населенных пунктов и численности жителей в них. В частности, 60-70 % всех пожаров происходят в радиусе 10-15 км от населенного пункта.
^ - хозяйственная деятельность: пожары во время хозяйственной деятельности человека возникают по следующим причинам: разведение костров, в т.ч. в хвойных молод-няках, на вырубках и торфяниках; запланированные палы; выжигание сенокосных угодий, пастбищ, травы на полянах; сжигание мусора, соломы и порубочных остатков в кучах; выжигание травы вдоль железных и автомобильных дорог.
d5, de, d7 - протяженность и плотность автомобильных и железных дорог: частота пожаров вдоль автомобильных и железных дорог и по берегам судоходных рек превышает среднюю на всей площади [18]. Число пожаров вдоль дорог зависит от количества населенных пунктов, приходящихся на единицу площади.
d8 — поджоги: мотивы поджогов леса и причины возникновения пожаров объединены в две основные группы: преднамеренные и непреднамеренные. Наиболее типичной ситуацией возникновения пожара является разведение костра в неположенном месте (на вырубках, торфяниках, хвойных молодняках и т.д.), при проведении в лесу пикниковой рекреации, приготовлении пищи во время рыболовства, сбора грибов или ягод [18]. Таким образом, можно предположить, что поджоги име-
ют некоторую сезонность или цикличность.
dg - месяц в году: особое значение месяц в году имеет для сельскохозяйственных работ, сопряженных с посевными и уборочными кампаниями. Также закономерно, что рекреационная деятельность человека и туризм осуществляются ежегодно в одни и те же месяцы.
dio - день недели: относительное число
4. Модель оценки значимости факторов возникновения пожаров
Пусть задано множество географических точек X и отображение у : X — У, которое каждому объекту из X ставит в соответствие значение из Y = {0;1}. Факторы возникновения пожара, как результат измерения некоторой характеристики объекта ж, будем называть признаком /, при этом f : X — Df.
В зависимости от природы множества Df признаки делятся на несколько типов. Если
пожаров, возникающее в выходные дни, определяется средней численностью жителей в населенных пунктах.
Всю совокупность факторов удобно представить в виде диаграммы причинно-следственных связей Исикавы (рисунок 4). На данной диаграмме показана логическая связь между факторами возникновения лесных пожаров и природной пожарной опасностью.
Природная пожарная опасность
Df = {0,1}, то f - бинарный признак; если - конечное множество, то / - номинальный признак; если конечное упорядоченное множество, то / - порядковый признак; если Df = К, то / - количественный признак [19]. Так, например, температура воздуха (ах) - порядковый признак, а тип растительности (Ь\) - номинальный признак. Таким образом, исходные данные для анализа можно представить в виде таблицы 1.
Метеорологические услоЬия (А!
Рисунок 4 - Диаграмма причинно-следственных связей Исикавы
Таблица 1 - Общий вид исходных данных
с1а!е geo и /2 /т У
Ы
1 1 аЪ 1 1 опд 1 /11 /12 / 1т у1
2 е2 1 ай 2 1 опд 2 /21 /22 /2т у2
п йЫ еп \ а п 1опд п /п1 /п2 /пт ут
Здесь г й - идентификатор события; ^^ е^ -это дата, в которую рассматривается некоторая географическая точка хг с координатами (широта) и Iоп(¡^ (долгота); fj - признаки пожарной опасности; /у - значение j-го признака для г-ой географической точки Хг, у г — это то состояние, в котором находилась точки Хг: если пожар был, то уг = 1, если пожара не было, ТО Уг = 0.
Естественным становится то обстоятельство, что часть признаков может коррелировать друг с другом или же одни признаки являются комбинацией других. Также необходимо учитывать, что с ростом числа признаков усложняется модель и падает точность предсказания.
Поэтому выбрав только важные признаки, можно повысить качество предсказания возникновения пожаров. В данной статье приводится одномерный подход к отбору признаков, когда измеряется связь каждого признака с целевой переменной. Учитывая тот факт, что признаки пожарной опасности относятся к разным типам, важность каждого признака будем оценивать с помощью формулы взаимной информации (1) [20].
1(¥,/ ) = Н (У) -Н (У|/), Н(У) = -М(1п (р(у)) = - ^ р(уг) 1п (р(уг)),
г
Н (У\/) = -М1 {М [1п(р(у|/))|/]} =
г
= - Е Р( ^ ) Е Р(К\Л1 п(р(уг)Ю), (1)
3 г
( У, ) Н( У)
У Н( У )
У
при условии, что известен признак /, р(у¿) -ны У, р() - вероятность ]-то значения при-
Взаимная информация описывает количество информации, содержащееся в одной случайной величине относительно другой [20]. Лучшим будет считаться тот признак, который минимизирует условную энтропию, т.е. он дает больше информации о значении случай-У У
был, при определенном наборе значений признаков. Необходимо отметить, что конкретный вид признаков составляет предмет отдельной проблематики. В данной статье приводятся результаты оценки только метеорологических признаков, сформированных за 12 и 52 дня. Значения в таблице 1 подобраны таким
У
распределена равномерно, количество нулей и единиц одинаковое. Таким образом, энтропия случайной величины У принимает максимальное значение и равна Н(У) = 0.694.
В таблице 2 приводятся результаты одномерной оценки значимости пятнадцати сформированных признаков. Признаки проранжи-рованы по значению взаимной информации.
Таким образом, среди пятнадцати признаков, попавших в таблицу, можно выделить восемь факторов возникновения пожаров: солнечная радиация, количество осадков, температура точки росы, облачность, влажность почвы, влажность воздуха, температура воздуха и скорость ветра.
Таблица 2 - Оценка значимости признаков
№ Условная Взаимная
Признак / Фактор энтропия н т/) информация 1 т/)
1 Тепловое излучение за 1 день Солнечная радиация (а8) 0.446 0.248
2 Количество осадков за 1 день Количество осадков (а2) 0.523 0.171
3 Средняя температура точки росы днем за 52 дня Температура точки росы (йэ) 0.549 0.145
4 Тепловое излучение на Солнечная 0.574 0.121
вершине атмосферы за 1 день радиация (а8)
5 Облачность за 1 день Облачность (аб) 0.584 0.11
6 Количество осадков за 12 дней Количество осадков (а2) 0.636 0.058
7 Средняя влажность почвы за 52 дня Влажность почвы (62) 0.647 0.047
8 Количество осадков за 52 дня Количество осадков (а2) 0.648 0.047
9 Средняя влажность воздуха за 1 день Влажность воздуха (а4) 0.661 0.033
10 Среднее параболическое значение разниц дневной и Температура воздуха (01) 0.669 0.025
ночной температур за 32 дня
11 Среднее параболическое значение разниц дневной и Температура воздуха (а1) 0.676 0.018
ночной температур за 12 дней
12 Средняя скорость ветра за 12 дней Скорость ветра (а5) 0.677 0.017
13 Средняя облачность за 12 дней Облачность (аб) 0.678 0.016
14 Средняя температура точки росы ночью за 1 день Температура точки росы (йэ) 0.683 0.011
15 Средняя облачность за 52 дня Облачность (аб) 0.692 0.002
Выводы
В результате проведенного исследования рассмотрено и систематизировано достаточно большое число факторов возникновения природных пожаров. Воздействие факторов на окружающую среду предложено учитывать с помощью агрегированных признаков, таких как среднее значение фактора на интервале в 12 и 52 дня, а также среднее параболическое.
Предложена процедура отбора признаков, по которым наилучшим образом можно судить
об уровне природной пожарной опасности. В проведенном исследовании оценка значимости признаков проводилась для территории Республики Татарстан.
Авторы полагают, что можно построить такие признаки, которые будут обладать большей прогностической способностью. Поэтому разработка подходов к построению признаков пожарной опасности можно рассматривать как дальнейшее направление исследования.
Литература
1. Информационная система дистанционного мониторинга Федерального агентства лесного хозяйства. Блок мониторинга пожарной опасности. [Электронный ресурс] - Режим доступа:
https://nffc.aviales.ru/main_pages/mdex.shtml (дата обращения: 01.02.2018).
2. Семеркин С. Лесные пожары на пороге Татарстана. [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://rt-online.ru/p-rubr-obsh-10111922/ (дата обращения: 15.02.2018).
3. ГОСТ Р 22.0.03. Библиографическая ссылка. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Природные чрезвычайные ситуации. Термины и определения (1995). Москва: ГОССТАНДАРТ РОССИИ.
4. Bachmann A. The need for a consistent wildfire risk terminology / A. Bach-mann, B. Allgower, 2000. in: Neuenschwander, L.,Ryan, K., Golberg, G. (Eds.), Crossing the Millennium: Integrating Spatial Technologies and Ecological Principles for a New Age in Fire Management. The University of Idaho and the International Association of Wildland Fire, Moscow, ID, P. 67-77.
5. Ходаков В.E., Жарикова M.B. Лесные пожары: методы исследования. Херсон: ГРИНЬ Д.С. 2011. 470 с.
6. Cheney P., J.S. (1995) Gould Separating fire spread prediction and danger rating. CALM. no. 4. P. 3-8.
7. Кузнецов Г.В. Прогноз возникновения лесных пожаров и их экологических последствий / Г.В. Кузнецов, П.В. Барановский; Мин-во образования и науки РФ, Федер. агентство по образованию, Томский политех, ун-т. Новосибирск: СО РАН. 2009. 301 с.
8. Коровин Г. Н., Зукерт П. В. Влияние климатических изменений на лесные пожары в России / Климатические изменения: взгляд из России; В.И. Данилова-Данильяна. МОСКВА. 2003. С. 69-98.
9. Замолодчиков Д., Краев Г. Влияние изменений климата на леса России: зафиксированные воздействия и прогнозные оценки // Устойчивое лесопользование. 2016. № 4. С. 23-31.
10. ГОСТ Р 22.1.09-99. Библиографическая ссылка. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Мониторинг и прогнозирование лесных пожаров. Общие требования (1999). Москва: ГОССТАНДАРТ РОССИИ.
11. Мелехова И.С. Современные вопросы охраны лесов от пожаров и борьбы с ними. Москва: ЛЕСНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ. 1965. 272 с.
12. Белоусова Е.П., Латышева И.В., Латышев C.B., Логценко К.А., ГЦеблыкин A.C. Природные факторы возникновения лесных пожаров на территории Иркутской области. Биосфера. 2016. т. 8. № 4. С. 390-400.
13. Козлов. В.И., Муллаяров В.А. Грозовая активность в Якутии. Якутск: СО РАН. 2004. 104 с.
14. Иванов В.А., Коршунов H.A., Матвеев П.М. Пожары от молний в лесах Красноярского Приангарья. Красноярск: СибГТУ. 2004. 132 с.
15. Нестеров В.Г. Горимость леса и методы её определения. Москва: ГОСЛЕСБУМИЗДАТ. 1949. 76 с.
16. Ильина В.П. Пирогенное воздействие на растительный покров. // Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии. 2011. Т. 20. № 2. С. 4-30.
17. Соколова Г.Г. Влияние высоты местности, экспозиции и крутизны склона на особенности пространственного распределения растений. Acta Biologica Sibirica. 2016. № 2. С. 34-45.
18. Андреев Ю.А. Влияние антропогенных факторов на возникновение лесных пожаров (на примере Красноярского Приангарья). Красноярск: Институт леса и древесины им. В.П. Сукачева СО АН СССР. 1991. 22 с.
19. Воронцов К.В. Математические методы обучения по прецедентам (теория обучения машин). [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.machinelearning.ru/wiki /images/6/6d/Voron-ML-l.pdf (дата обращения 01.02.2018).
20. Габидулин Э. М., Пилипчук Н. И. Лекции по теории информации. МФТИ. 2007. 214 с.
ANALYSIS OF FACTORS OF NATURAL FIRE HAZARD OF THE FOREST TERRITORY OF THE REPUBLIC OF TATARSTAN
Roman BELOUSOV
Candidate of Technical Sciences, Researcher Associate of the Laboratory of Information Support of the Population and Information Support Technologies of the Research Center Academy of Civil Defence EMERCOM of Russia Address: 141435, Moscow Region, Khimki, md. Novogorsk. E-mail: [email protected]
Afanasiy ARASHTAYEV
Deputy head of the department - commandant Department of Troops (and Security) Service Academy of Civil Defence EMERCOM of Russia Address: 141435, Moscow Region, Khimki, md. Novogorsk. E-mail: vfnshjjkQmail.ru
Vasiliy VOLOGDIN
Senior Operator of the Laboratory of Information Support of the Population and Information Support Technologies of the Research Center Academy of Civil Defence EMERCOM of Russia Address: 141435, Moscow Region, Khimki, md. Novogorsk. E-mail: vasyavologdinQyandex.ru
Vladimir TROFLYANIN
Operator of the Laboratory of Information Support of the Population and Information Support Technologies of the Research Center Academy of Civil Defence EMERCOM of Russia Address: 141435, Moscow Region, Khimki, md. Novogorsk. E-mail: troflyaninvvQgmail.com
Abstract. The article collected and systematized the factors of natural fire danger, i.e. such factors that influence or can influence the occurrence and spread of wildfires. We divided all the factors into four main groups: meteorological, forest, topographic and anthropogenic, most of which have a cumulative effect, i.e. fires are caused by the accumulative impact of these factors on the environment. In order to quantitatively represent the effect of the cumulative effect at a certain instant of time, ti we define the indicators as the averaged values of the factors at intervals of 12 and 52 days in length. Averaging is carried out using the arithmetic mean or the average parabolic. To assess the statistical significance of the constructed features, we perform a selection procedure based on a criterion of mutual information, when the relationship of each characteristic to the target variable is measured. A numerical experiment with the selection of features was carried out on meteorological features for the territory of the Republic of Tatarstan. Keywords: natural fire, natural fire danger, Diagram Ishikawa, entropy, mutual information. Citation: Belousov R.L., Arashtayev A.I., Vologdin V.A., Troflyanin V.V. (2018) Analiz faktorov prirodnoj pozharnoj opasnosti lesnoj territorii Respubliki Tatarstan [Analysis of the factors of natural fire danger of the forest territory of the Republic of Tatarstan]. Scientific and educational problems of civil protection, no. 1 (36), pp. 69-81 (in Russian).
References
1. Informacionnaya sistema distancionnogo monitoringa Federal'nogo agentstva lesnogo hozyajstva. Blok monitoringa pozharnoj opasnosti [Information system of remote monitoring of the Federal Forestry Agency. The fire hazard monitoring unit]. Available at: https://nffc.aviales.ru/main_pages/index.shtml (accessed 1 February 2018) (in Russian).
2. Semerkin S. Lesnye pozhary na poroge Tatarstana [Forest fires on the threshold of Tatarstan]. Available at: http://rt-online.ru/p-rubr-obsh-10111922/ (accessed 15 February 2018) (in Russian).
3. GOST R 22.0.03. (1995) Bibliograficheskaya ssylka. Bezopasnost' v chrezvychajnyh situaciyah. Prirodnye chrezvychajnye situacii. Terminy i opredeleniya [Bibliographic reference. Safety in emergency situations. Natural emergencies. Terms and definitions]. Moscow: GOSSTANDART ROSSII (in Russian).
4. Bachmann A. The need for a consistent wildfire risk terminology / A. Bachmann, B. Allgower, 2000. in: Neuenschwander, L.,Ryan, K., Golberg, G. (Eds.), Crossing the Millennium: Integrating Spatial Technologies and Ecological Principles for a New Age in Fire Management. The University of Idaho and the International Association of Wildland Fire, Moscow, ID, pp. 67-77 (in Russian).
5. Khodakov V.E., Zharikova M.V. (2011) Lesnye pozhary: metody issledovaniya [Forest fires: methods of research]. Herson: Grin D.S., 470 p. (in Russian).
6. Cheney P., J.S. (1995) Gould Separating fire spread prediction and danger rating. CALM. no. 4. pp. 3-8 (in Russian).
7. Kuznetsov G.V., Baranovsky N.V. (2009) Prognoz vozniknoveniya lesnyh pozharov i ih ehkologicheskih posledstvij [Forecast of occurrence of forest fires and their ecological consequences]. Ministry of Education and Science of the Russian Federation, Feder. Education Agency, Tomsk Polytechnic, un-t. Novosibirsk: Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, 301 p. (in Russian).
8. Korovin G.N., Zukert N.V. (2003) Vliyanie klimaticheskih izmenenij na lesnye pozhary v Rossii [Influence of climatic changes on forest fires in Russia]. Danilov-Danilyan. Climatic changes: view from Russia. Moscow, pp. 69-98. (in Russian).
9. Zamolodchikov D., Kraev G. (2016) Vliyanie izmenenij klimata na lesa Rossii: zafiksirovannye vozdejstviya i prognoznye ocenki [Impact of climate changes on the forests of Russia: recorded impacts and forecast estimates]. Sustainable forest management, no. 4. pp. 23-31 (in Russian).
10. GOST R 22.1.09-99. (1999) Bibliograficheskaya ssylka. Bezopasnost' v chrezvychajnyh situaciyah. Monitoring i prognozirovanie lesnyh pozharov. Obshchie trebovaniya [Bibliographic reference. Safety in emergency situations. Monitoring and prediction of forest fires. General requirements]. Moscow: GOSSTANDART ROSSII (in Russian).
11. Melekhov I.S. (1965) Sovremennye voprosy ohrany lesov ot pozharov i bor'by s nimi [Modern issues of protecting forests from fires and fighting them], Moscow: LESNAYA PROMYSHLENNOST', 272 p. (in Russian).
12. Belousova E.P., Latysheva I.V., Latyshev S.V., Loshchenko K.A., SHCHeblykin A.S. (2016) Prirodnye faktory vozniknoveniya lesnyh pozharov na territorii Irkutskoj oblasti [Natural factors of occurrence of forest fires in the territory of Irkutsk region]. Biosfera, t.8. no. 4. pp. 390-400 (in Russian).
13. Kozlov V.I., Mullayarov V.A. (2004) Grozovaya aktivnost' v YAkutii [Thunderstorm activity in Yakutia]. Yakutsk: YAF SO RAN, 104 p. (in Russian).
14. Ivanov V.A., Korshunov N.A., Matveev P.M. (2004) Pozhary ot molnij v lesah Krasnoyarskogo Priangar'ya [Fires from lightning in the forests of the Krasnoyarsk region of the Angara]. Krasnoyarsk: SibGTU, 132 p. (in Russian).
15. Nesterov V.G. (1949) Gorimost' lesa i metody ee opredeleniya [Forest morbidity and methods of its determination]. Moscow: GOSLESBUMIZDAT, 76 p. (in Russian).
16. Ilyina V.N. (2011) Gorimost' lesa i metody ee opredeleniya [Pyrogenic effects on vegetation cover]. Samara Luke: problems of regional and global ecology), t. 20, no. 2. pp. 4-30 (in Russian).
17. Sokolova G.G. (2016) Vliyanie vysoty mestnosti, ehkspozicii i krutizny sklona na osobennosti prostranstvennogo raspredeleniya rastenij [Influence of height of a site, an exposition and a slope steepness on features of spatial distribution of plants]. Acta Biologica Sibirica, no. 2, pp. 34-45. (in Russian).
18. Andreev Yu.A. (1991) Vliyanie antropogennyh faktorov na vozniknovenie lesnyh pozharov (na primere Krasnoyarskogo Priangar'ya) [Influence of anthropogenic factors on the occurrence of forest fires (on the example of Krasnoyarsk Priangarye)]. Krasnoyarsk: Institute of Forest and Wood. V.N. Sukacheva, Siberian Branch of the Academy of Sciences of the USSR, 1991. 22 p. (in Russian).
19. Vorontsov K.V. Matematicheskie metody obucheniya po precedentam (teoriya obucheniya mashin) [Mathematical methods of learning by use of precedents (theory of machine learning)]. Available at: http://www.machinelearning.ru/wiki /images/6/6d/Voron-ML-l.pdf (accessed 1 February 2018) (in Russian).
20. Gabidulin E.M., Pilipchuk N.I. (2007) Lekcii po teorii informacii [Lectures on Information Theory]. Moscow: MIPT, 214 p. (in Russian).
