Новая концепция системы лесоучётных работ

В соответствии с Лесным кодексом 2006 года в Российской Федерации действует новая для нашей страны, но традиционная для мировой практики организации и ведения лесного хозяйства двухуровневая система лесоучётных работ, где:

Первый уровень: Государственная инвентаризация лесов (ГИЛ) – проводится в отношении всех лесов (всех зон интенсивности освоения лесов) Российской Федерации на площади 1,2 млрд. га.

Второй уровень: Лесоустройство с таксацией лесов – проводится в отношении зоны интенсивного освоения лесов на площади порядка 300 млн. га.

Российская система лесоучётных работ характеризуется следующими отличительными особенностями:

• Единый исполнитель ГИЛ и лесоустройства – подведомственное Рослесхозу государственное бюджетное учреждение.

• Один источник финансирования – государственный бюджет.

• В зоне интенсивного освоения лесов на площади порядка 300 млн. га государственное бюджетное учреждение одновременно осуществляет ГИЛ и проводит лесоустройство.

Накопленный опыт функционирования системы и общее мнение показывают, что действующая в Российской Федерации двухуровневая система лесоучётных работ не является эффективной и требует модернизации.

В общем виде предложения по развитию и совершенствованию системы лесоучётных работ заключаются в следующем.

ОПТИМИЗАЦИЯ ЦЕЛЕЙ

Учитывая, что в соответствии с пунктом 21 Лесоустроительной инструкции План проведения лесоустройства формируется из объектов лесоустройства, входящих в зону интенсивного освоения лесов, а также оценивая экономическую целесообразность и практическую возможность, предлагается следующее содержание целей лесоучётных работ в отношении различных зон освоения лесов.

Для зоны интенсивного освоения лесов – на основе государственно-­частного партнёрства создание и периодическое обновление при проведении лесоустройства информации о лесах на повыдельном уровне.

Результаты: таксационные описания лесоустройства, тематические лесные карты, геоинформационная база данных на повыдельном уровне.

Для зон экстенсивного и перспективного освоения лесов – создание и периодическое обновление при осуществлении ГИЛ информации о лесах на генерализованном поквартальном уровне.

Результаты: формы государственного лесного реестра (ГЛР) на каждый лесной квартал (Форма № 1 – ГЛР­-авто и Форма № 2 – ГЛР-­авто), серия цифровых тематических карт (картограмм) поквартального уровня, геоинформационная база данных на поквартальном уровне.

ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ

Исходя из понимания вариабельности характеристик и действующих требований к однородности лесотаксационного выдела, полагаем, что в настоящее время и в ближней перспективе (5-10 лет) в зоне интенсивного освоения лесов определение границ лесотаксационных выделов и составление их таксационных описаний в производственном масштабе с существующими требованиями к нормативной точности на основе применения искусственного интеллекта – практически невозможно.

Исходя из понимания постоянства границ лесных кварталов и многообразия различных по характеристикам лесотаксационных выделов в этих границах, полагаем, что в ближайшей перспективе (2-­3 года) необходимо и есть такая возможность разработать, апробировать и внедрить в производство для зон экстенсивного и перспективного освоения лесов технологию автоматизированной (интерактивной) инвентаризации лесов на поквартальном уровне с применением искусственного интеллекта.

ПРЕДЛОЖЕНИЕ ДЛЯ ЗОНЫ ИНТЕНСИВНОГО ОСВОЕНИЯ ЛЕСОВ

Учитывая единого исполнителя работ и один источник финансирования, предлагаемое решение для зоны интенсивного освоения лесов базируется на идее конвергенции, т. е. сближения и объединения лесоустройства и ГИЛ на основе трёхфазовой модели.

Первая фаза (выполняется при лесоустройстве) – сплошная таксация лесов по имеющейся отечественной современной и высокопроизводительной технологии способом аналитико-­измерительного дешифрирования стереоснимков (субъективный метод).

Вторая фаза (выполняется при лесоустройстве) – выборочная измерительно-­перечислительная таксация лесов на основе стратификации и двухуровневой дискретизации. При этом сначала выполняется стратифицированная выборка лесотаксационных выделов, возможных для закладки пробных площадей. Затем – систематическая выборка пробных площадей в назначенных лесотаксационных выделах (объективный метод).

Данные, полученные во второй фазе, используются для установления корреляционных зависимостей между характеристиками лесов, вычисления систематических ошибок и корректировки результатов первой фазы.

Третья фаза (выполняется в межревизионный период) – адресная измерительная таксация лесотаксационных выделов и (или) их частей, вовлекаемых в хозяйственную деятельность с составлением таксационных описаний лесосек, проектов лесовосстановления и ухода за лесами (завершение процесса).

Эффективность трёхфазовой модели

• Обеспечивает повышение эффективности использования бюджетных средств, выделяемых на лесоучётные работы.

• Обеспечивает восстановление государственной системы периодической таксации лесов в требуемом объёме и качестве. Модель отвечает задачам стратегического и оперативного планирования лесного хозяйства.

• Обеспечивает повышение не менее чем в 2 раза сезонной производительности труда и уменьшение примерно в 2 раза удельной стоимости работ по таксации лесов при лесоустройстве.

• Использует лесотаксационный выдел как единицу инвентаризации, что имеет принципиальное значение для лесного планирования в целом. Конвергенция (совмещение) единицы инвентаризации, стратификации и единицы, на основе которой планируется и проводится хозяйственное мероприятие – огромный плюс.

• Обеспечивает получение как традиционных для мировой практики документов ГИЛ (с учётом российской специфики), так и полноценных материалов лесоустройства (таксационные описания и тематические лесные карты повыдельного уровня).

• Позволяет уточнять (корректировать) таксационные характеристики лесов, полученные субъективным методом. Это исключает появление недопустимой систематической ошибки при дешифровочном способе таксации и обеспечивает корректное определение объёмов возможного изъятия древесины (расчётной лесосеки).

Предложение для зон экстенсивного и перспективного освоения лесов

Предлагаем в течение ближайших трёх лет разработать, апробировать и внедрить в производство технологию автоматизированной инвентаризации лесов на поквартальном уровне с применением искусственного интеллекта.

Принципиальные положения технологии

• Объектом работ принимается лесной район в составе лесничеств, относящихся к зонам экстенсивного и перспективного освоения лесов. По предварительным оценкам, площадь объекта работ может составлять от 5 до 30 млн. га.

• Минимальной территориально-­хозяйственной единицей учёта устанавливается хозяйственная единица, имеющая постоянные натурные или естественные границы, – лесной квартал, который принимается за условный лесотаксационный выдел.

• Используется ландшафтный подход, эффективность которого доказана опытом производственных инвентаризаций лесов на больших территориях.

• Методически инвентаризация лесов строится на основе трёхступенчатой стратифицированной выборки, на первой и второй ступени которой должна быть сформирована надёжная обучающая и контрольно-тестовая выборка.

Проблема заключается в том, что в настоящее время для целей автоматической классификации лесов используются подходы, когда за истинную базу опорных данных обучающей выборки принимаются различные данные недоверительного происхождения, не позволяющие получить результаты инвентаризации удовлетворительного качества.

Надёжная обучающая выборка может быть получена только в результате точных аналитических и измерительных работ, как наземных, так и высокодетальных дешифровочных. Эти работы должны основываться на широком использовании достаточно точных измерительно-перечислительных методов (способов) таксации лесов и детальных ортофотопланов с координатной привязкой объектов обучающей и контрольно-тестовой выборки.

Первая ступень выборки – полевые работы по закладке таксационно-дешифровочного полигона в каждом природно-территориальном комплексе (ПТК) ранга ландшафт объекта работ.

Цели:

• Формирование объектов обучающей и контрольно-­тестовой выборки для последующей стереоскопической таксации лесов дешифровочным способом.

• Сбор сведений, необходимых для расчёта средних таксационных характеристик лесных страт (подрост, подлесок, захламлённость и др.).

Определение местоположения объектов обучающей и контрольно-тестовой выборки в конкретной пространственной системе координат (координатная привязка) обеспечивается с точностью ± 2 м.

Вторая ступень выборки – таксация лесов способом аналитико-­измерительного дешифрирования стереоснимков.

Цели:

• Формирование объектов обучающей и контрольно-­тестовой выборки для последующей автоматизированной (интерактивной) инвентаризации лесов на всей территории объектов работ.

• Составление предварительной схемы стратификации лесов объекта работ.

• Расчёт средних таксационных характеристик лесных страт.

• Установление распределения лесных насаждений по классам возраста в пределах лесных страт.

Определение местоположения объектов обучающей и контрольно-тестовой выборки в конкретной пространственной системе координат (координатная привязка) обеспечивается с точностью ± 2 м.

Третья ступень выборки – автоматизированная (интерактивная) инвентаризация лесов с применением искусственного интеллекта по материалам космической съёмки высокого пространственного разрешения на всей территории объекта работ.

Цель:

• Получение достоверной и актуальной информации о качественных и количественных характеристиках лесов на поквартальном уровне в виде унифицированных форм государственного лесного реестра и серии цифровых тематических лесных карт (картограмм).

Необходимым условием эффективности автоматизированной (интерактивной) инвентаризации лесов является гарантированное и своевременное обеспечение материалами космической съёмки требуемого качества Госкорпорацией «Роскосмос».

Результаты

• Таксационное описание на каждый лесной квартал объекта работ в виде упрощённых (унифицированных) форм государственного лесного реестра: Формы № 1 – ГЛР-­авто и Формы № 2 – ГЛР­-авто.

• Серия цифровых тематических карт поквартального уровня (по классам пожарной опасности, по производительности, по преобладающим породам, по концентрации запасов лесных насаждений, по концентрации общего объёма древесной биомассы, по поглощающей способности лесов и др.).

• Геоинформационная база данных на поквартальном уровне.

Эффективность и перспективы

• При сопоставимой стоимости предлагаемая технология имеет очевидное преимущество перед применяемой в настоящее время технологией ГИЛ. Она позволяет получить достоверную и актуальную атрибутивную и картографическую информацию о лесах по любому произвольному набору лесных кварталов объекта работ.

• Технология автоматизированной (интерактивной) инвентаризации лесов может стать приемлемой альтернативой действующей технологии ГИЛ.

В. И. АРХИПОВ, заслуженный лесовод РФ, к. с/х н.