bca45d57b5632459f2077647a15ee94a

1.

Использование БАС в
лесохозяйственных работах
(мониторинг пожаров, оценка
лесопокрытия)
Выполнил студент группы БПЛА-942
ФИО студента Судакова Ева Евгеньевна

2.

Актуальность исследования
Интенсификация лесного хозяйства требует быстрых
пространственных данных. БАС позволяют оперативно
выявлять угрозы, контролировать большие массивы
и принимать решения раньше, чем традиционные методы
мониторинга,
2

3.

Цель, объект, предмет и задачи исследования
Объект исследования
Предмет исследования
Объектом выступают беспилотные авиационные системы
в лесоустройстве Российской Федерации, рассматриваемые
как инструмент оперативного получения данных о состоянии лесных
территорий и лесохозяйственных работах.
Предметом являются современные БАС и особенности их применения
в лесохозяйственных работах, включая обследования насаждений,
таксацию, лесопатологический контроль и мониторинг пожаров.
Цель работы
Основные задачи
Цель исследования состоит в обосновании применения БАС в лесном
хозяйстве и оценке их практической эффективности для мониторинга,
инвентаризации и контроля состояния лесных ресурсов.
Задачи включают анализ нормативной базы, изучение технических
возможностей современных БПЛА и оценку целесообразности
их использования при лесопатологических обследованиях и таксации.
3

4.

Основные направления применения БАС в лесном
хозяйстве
Пожарный мониторинг
БАС позволяют обнаруживать возгорания на ранней стадии,
уточнять границы пожара и поддерживать руководство тушением
актуальными данными в условиях быстро меняющейся
обстановки.
Контроль нарушений
Дроны эффективно патрулируют труднодоступные территории
и помогают выявлять незаконные рубки, а также другие
нарушения лесного законодательства без избыточной нагрузки
на персонал.
Инвентаризация ресурсов
Беспилотная съёмка помогает получать сведения о породном
составе, возрасте насаждений и запасе древесины, что важно
для планирования лесохозяйственных мероприятий.
Лесопатологическая оценка
Съёмка с воздуха облегчает поиск очагов болезней
и вредителей, а также позволяет быстрее определять участки,
требующие санитарных и профилактических мер.
4

5.

Три сценария применения БПЛА при тушении лесных
пожаров
Сценарий 1
Сценарий 3
Задействование БПЛА для решения задач в ходе тушения
лесных пожаров на соответствующем этапе. Подход
обобщён по материалам исследования и практике лесной
охраны РФ.
Использование БПЛА в третьем сценарии для обеспечения
дальнейшего контроля и/или сопровождения тушения.
Опирается на материалы исследования и практику лесной
охраны РФ.
Сценарий 2
Применение БПЛА во втором сценарии для поддержки
работ при тушении. Основано на выводах исследования
и практическом опыте лесной охраны РФ.
5

6.

Рост масштабов пожаров и потребность
в непрерывном мониторинге
Опыт применения БПЛА показал, что особенно
востребованы длительный полёт, устойчивая
связь и тепловизионный контроль
на значительных территориях.
Рост площади пожаров усиливает потребность
в непрерывной воздушной разведке и более
специализированных беспилотниках.
Материалы исследования, период 2018–2025; данные по пожарам 2023 года
6

7.

Требования к БПЛА для разведки и тушения мелких
пожаров
7
Компактная компоновка
Надёжное питание
Оптимален квадрокоптер
с размерами не более 40×40
см и складываемыми лучами. Такая
схема обеспечивает манёвренность,
переноску по пересечённой
местности и быстрый запуск.
Электрическое питание снижает
риски на пожаре и сохраняет
компактность аппарата.
Аккумуляторы должны быть
съёмными, быстро заменяемыми
и обеспечивать не менее 40 минут
полёта.
Быстрая подготовка
Безопасная посадка
Для работы вдали от инфраструктуры
необходим зарядный хаб на 3–4
аккумулятора и возможность питания
от разных источников, включая
генераторы и транспортные средства.
Дрон должен иметь датчики
обнаружения препятствий
и возможность садиться в небольшие
просветы между кронами, чтобы
экономить время поиска площадки.

8.

Технические требования
к БПЛА для крупных
пожаров и тления
Параметры аппарата должны
обеспечивать устойчивую работу
в сложной пожарной обстановке и поиск
скрытых очагов.
Для крупных пожаров важны дальность
связи, устойчивость к погоде
и тепловизионный поиск, позволяющие
вести мониторинг без опасного
сближения с очагом.
8
Материалы исследования, испытания БПЛА для тушения крупных и почвенных пожаров

9.

Программные функции и картографическая поддержка
тушения
Позиционирование дрона
На экране управления отображается текущее положение
БПЛА и точка пересечения оптической оси камеры
с земной поверхностью, что помогает точно фиксировать
объект наблюдения.
Картографическая основа
Для работы используются географические и лесные
карты, а также космические снимки, что облегчает
привязку наблюдений к кварталам, дорогам и участкам
тушения.
Параметры пожара
Система показывает границы пожара, активную кромку
и площадь, сокращая необходимость облёта всего
периметра и снижая воздействие горячих конвективных
потоков на аппарат.
Платформа «Финист»
Созданный программный продукт для пульта «Финист»
уже решает часть перечисленных задач и служит основой
для дальнейшей автоматизации управления пожарной
обстановкой.
9

10.

Конвертопланы и дронопорты для авиапатрулирования
Конвертоплан для патруля
Для долговременного мониторинга
предпочтителен конвертоплан:
он дольше находится в воздухе,
экономичнее расходует энергию
и способен нести оптическую,
тепловизионную
и ретрансляционную аппаратуру.
Автономная инфраструктура
Дронопорты включают взлётнопосадочную площадку,
метеостанцию, энергоблоки и узлы
маршрутизации, обеспечивая
базирование и обслуживание
беспилотников без постоянного
выезда внешних пилотов.
Размещение и задачи
Такие станции целесообразно размещать в лесничествах, лесопожарных
станциях и авиазвеньях. Это позволяет выполнять патрулирование,
фитомониторинг, приёмку работ и наблюдение за пожарами.
10

11.

Полевые съёмки и фотограмметрическая обработка
Съёмка с высоты 200 метров
Аэрофотосъёмка выполнялась БПЛА
с жёстким крылом на высоте около 200 м.
Такой профиль полёта позволил охватить
вырубки, семенные куртины и лесные
культуры в едином массиве данных,
сохранив высокую детализацию снимков
и устойчивую геопривязку.
11
Два спектральных режима —
больше информации
От снимков к ортофотоплану
и моделям
Для работы использовались камеры RGB
и мультиспектральные каналы RED, REG,
GRE и NIR. Сочетание видимого и ближнего
инфракрасного диапазонов помогло различать
породы, ряды культур, участки зарастания
и неоднородность состояния насаждений.
Обработка материалов выполнялась в Agisoft
Metashape Professional: снимки выравнивались,
привязывались и преобразовывались в плотное
облако точек, 3D-модель, карты высот
и ортофотоплан. В качестве системы координат
использовалась WGS 84, что обеспечило
сопоставимость результатов.

12.

Площади объектов в квартале 96
Сводка по исследуемым участкам лесопокрытия
и семенным куртинам, полученная
по ортофотоплану.
Ортофотоплан подтвердил преобладание
искусственных культур, наличие естественного
возобновления и примесь лиственных пород, что
указывает на необходимость ближайших уходов.
Данные аэрофотосъёмки и ортофотоплана квартала 96 Вешкельского
лесничества
12

13.

Биометрия семенных куртин по данным БПЛА
По ортофотоплану и высотным отметкам
удалось не только оценить среднюю высоту
деревьев, но и уточнить породный состав
по вершинам крон в квартале 82.
Различия высот между куртинами
и распознавание 53 сосен, 45 берёз и 12 елей
подтверждают пригодность БПЛА для породной
идентификации и измерений.
Обработка материалов БПЛА в квартале 82 и таблица средних высот семенных
куртин
13

14.

Экологическое
сравнение технологий
Сопоставление традиционных способов
лесохозяйственных работ и БАС
по ключевым экологическим критериям.
БАС снижают углеродный след,
уменьшают шум и механическое
воздействие на почвы, а точечная
обработка сокращает расход препаратов
и риск для нецелевых видов.
14
Сравнительная оценка экологического воздействия технологий в лесном хозяйстве, по материалам
исследования

15.

Спасибо за внимание!