Model náchylnosti územia na vznik požiaru

Požiare predstavujú veľké riziko, ktoré ohrozuje zdravie, majetok a využívanie krajiny. V GIS prostredí je možné pomocou environmentálneho modelovania a kombináciou viacerých relevantných vstupných údajov identifikovať v území plochy, ktoré sú potenciálne rizikové pre vznik požiaru. V takto určených plochách je potom v procesoch rozhodovania možné pristúpiť k individuálnym návrhovým opatrením. Do stanovenia rizikových častí územia vstupujú viaceré parametre, ktoré môžeme rozdeliť na terénne, vegetačné a antropogénne. Nasledujúci článok popisuje základnú kombinatoriku vstupov, ktoré je však možné pre konkrétne modelové územie prispôsobiť. Taktiež môžeme vstupy obohatiť o ďalšie prvky a priradiť im expertným odhadom (alebo empiricky) váhu. Nižšie je popísaný postup výpočtu pre modelové územie katastra obce Banská Belá.

Model náchylnosti územia na vznik požiaru

Foto: http://6iee.com/630402.html

Vstupné parametre

K výpočtu potenciálneho ohrozenia územia lesným požiarom je potrebné mať sériu vstupných údajov o území. Každý vstup bude nadobúdať hodnoty, ktorým je priradená váha. Čím je váha vyššia, tým je náchylnosť k ohrozeniu väčšia. Výsledný model tvorí súčet čiastkových váh a ich kategorizovanie do 5 tried náchylnosti. V tomto prípade boli použité nasledovné vstupy:

 

Orientácia územia

Na južných svahoch dochádza k prehrievaniu územia a k väčšiemu suchu v porovnaní so severne orientovanými svahmi. Údaje o orientácii svahov územia získame z digitálneho modelu terénu v prostredí ArcMap funkciou ArcToolbox/Spatial Analyst Tools/Surface/Aspect. Raster orientácií reklasifikujeme podľa tabuľky č. 1. Ukážka rastra orientácií je na obrázku číslo 1 - raster A.

Tabuľka č. 1: Reklasifikácia orientácií do stupňov náchylnosti

Trieda Váha Hodnotenie Celkové skóre
0 - 90° a 270° - 360°(S - V, Z - S) 2 1 2
90° - 135°; a 215°- 270° (V - JV, JZ - Z) 2 4
135°- 215° (JV - JZ) 3 6

 

Sklon územia

Je všeobecne známe, že požiare sa oveľa rýchlejšie šíria v svahovitom území, než na rovine. Predovšetkým šírenie po svahu nahor je vďaka stúpaniu teplého vzduchu mimoriadne rýchle. Údaje o sklonoch svahov územia získame z digitálneho modelu terénu v prostredí ArcMap funkciou ArcToolbox/Spatial Analyst Tools/Surface/Slope. Raster sklonov následne reklasifikujeme podľa tabuľky č. 2. Ukážka rastra orientácií je na obrázku číslo 1 - raster B.

Tabuľka č. 2: Reklasifikácia sklonov do stupňov náchylnosti

Trieda Váha Hodnotenie Celkové skóre
0 - 10° 3 1 3
10° - 15° 2 6
15° - 20° 3 9
20° - 30° 4 12
30° a viac 5 15

 

Nadmorská výška územia

Do istej miery aj nadmorská výška vstupuje ako podklad k hodnoteniu ohrozenosti z dôvodu drevinového zloženia, vlhkostných podmienok, či antropogénmemu pôsobeniu. Taktiež v závislosti na nadmorskej výške sa môžu meniť poveternosté podmienky, prípadne výskyt bleskov, ktoré sú potenciálne schopné spôsobiť požiar. Údaje o nadmorskej výške získame z digitálneho modelu terénu. V podmienkach Slovenska je vhodné použiť reklasifikovanie v zmysle tabuľky č. 3. Ukážka rastra orientácií je na obrázku číslo 1 - raster C.

Tabuľka č. 3: Reklasifikácia nadmorskej výšky do stupňov náchylnosti

Trieda Váha Hodnotenie Celkové skóe
0 - 700 m n. m. a viac ako 1000 m n. m. 1 1 1
700 - 1000 m n. m. 2 2

 

Krajinná pokrývka

Krajinná pokrývka veľmi významný podiel na potenciálnej ohrozenosti územia vznikom požiarov. Na základe tabuľky č. 4. je možné získať čiastkové hodnoty ohrozenia podľa tried pokrytia. V prípade potreby je samozrejme možné tabuľku rozšíriť o ďalšie triedy krajinnej pokrývky s použitím vlastného hodnotenia. Vrstvu krajinnej pokrývky môžeme získať vektorizáciou z aktuálnych ortofotomáp. Čím je vrstva pokrývky presnejšia, tým lepšie a najmä presnejšie je aj modelovanie. Druh a vek porastu výrazne určuje, či sa požiar potenciálne bude šíriť rýchlo, alebo pomaly. Mladé porasty sú omnoho viac náchylné na požiar, ako veľké desiatky rokov staré porasty. Taktiež ihličnany vďaka obsahu živice horia oveľa lepšie a rýchlejšie, než listnaté stromy. Informácie o poraste získame z aktuálnych lesníckych a porastových máp, prípadne empirickým poznaním územia, alebo ortofotsnímok (pomerne nepresné, ale v prípade absencie iných údajov lepšie, ako nič). Preto je vhodné pri hodnotení lesov a porastov postupovať podľa tabuľky č. 5. Ukážka rastra orientácií je na obrázku číslo 1 - raster D.

Tabuľka č. 4: Reklasifikácia tried krajinnej pokrývky do stupňov náchylnosti

Trieda Váha Hodnotenie Celkové skóre
Vodná plocha 10 0 0
Zastavané územie 2 20
TTP 3 30
Poľnohospodárske plochy 4 40
Lesné plochy 3 - 6 30 - 60

 

Tabuľka č. 5: Reklasifikácia tried typu a veku lesného porastu pre potreby stanovenia stupňa náchylnosti

Trieda Celkové skóre
Typ lesného porastu Vek lesného porastu
Listnatý les 80 a viac ročný 30
Listnatý les 20 až 80 ročný 35
Listnatý les Do 20 rokov 40
     
Zmiešaný les s prevahou listnatých stromov 80 a viac ročný 35
Zmiešaný les s prevahou listnatých stromov 20 až 80 ročný 40
Zmiešaný les s prevahou listnatých stromov Do 20 rokov 45
     
Zmiešaný les s prevahou ihličnatých stromov 80 a viac ročný 45
Zmiešaný les s prevahou ihličnatých stromov 20 až 80 ročný 50
Zmiešaný les s prevahou ihličnatých stromov Do 20 rokov 55
     
Ihličnatý les 80 a viac ročný 50
Ihličnatý les 20 až 80 ročný 55
Ihličnatý les Do 20 rokov 60

 

Vzdialenosť od sídiel

Parameter je významný najmä z dôvodu potenciálneho rizika vzniku požiaru ľudskou aktivitou. Čím je plocha bližšie k obývanému sídlu, tým je riziko vyššie. V tabuľke č. 6. je hodnotenie vzdialenosti od sídelných jednotiek. Uvedená klasifikácia vzdialenosti pravdaže nie je exaktná a môžeme ju expertným odhadom upraviť pre potreby modelovania na konkrétnom území (zvoliť menšie vzdialenosti). Ukážka rastra orientácií je na obrázku číslo 1 - raster E.

Tabuľka č. 6: vzdialenosti od sídla

Vzdialenosť od sídiel Váha Hodnotenie Celkové skóre
1500 a viac 2 1 2
1000 - 1500 2 4
500 - 1000 3 6
100 - 500 4 8
0 -100 5 10

 

Vzdialenosť od ciest

Parameter je významný najmä z dôvodu potenciálneho rizika vzniku požiaru ľudskou aktivitou, ktorá sa môže sústrediť v okolí prístupových ciest. Čím je plocha bližšie k cestnej sieti, tým je riziko vyššie. V tabuľke č. 7 je hodnotenie vzdialenosti od ciest. Uvedená klasifikácia vzdialenosti pravdaže nie je exaktná a môžeme ju expertným odhadom upraviť pre potreby modelovania na konkrétnom území (zvoliť menšie vzdialenosti). Okrem bežných ciest je vhodné do vstupov zaradiť aj exponované turistické chodníky, resp. iné miesta s častým a veľkým výskytom návštevníkov. Ukážka rastra orientácií je na obrázku číslo 1 - raster F.

Tabuľka č. 7: vzdialenosti od cestnej siete

Vzdialenosť od sídiel Váha Hodnotenie Celkové skóre
1500 a viac 2 1 2
1000 - 1500 2 4
500 - 1000 3 6
100 - 500 4 8
0 - 100 5 10

 

Výpočet potenciálnej náchylnosti územia na vznik požiaru

Pokiaľ máme pripravené vstupné rastre (obr. 1.), samotný výpočet je už pomerne jednoduchý. Ide o kombináciu vstupov – ich sčítavanie. Použijeme v ArcGIS prostredí rastrovú kalkulačku a jednotlivé vstupné rastre sčítame (obr. 2.).

Model náchylnosti územia na vznik požiaru

Obrázok 1: Ukážka vstupných rastrov.

Model náchylnosti územia na vznik požiaru

Obrázok 2: Ukážka kombinácie rastrov v rastrovej kalkulačke.

V zmysle predošlých hodnotení a stanovenia celkového skóre raster potenciálneho rizika (obr. 3.) môže nadobúdať hodnotu, ktorá sa ďalej bude reklasifikovať podľa nižšie priloženej tabuľky č. 8. a taktiež môžeme použiť priloženú farebnú schému.

Tabuľka č. 8: Klasifikácia celkového skóre

Celkové skóre  
0 - 20 Veľmi nízka Very low
20 - 40 Nízka Low
40 - 60 Stredná Moderate
60 - 80 Vysoká High
80 a viac Veľmi vysoká Very high

Model náchylnosti územia na vznik požiaru

Obrázok č. 3: Výstup – raster potenciálneho rizika náchylnosti na vznik požiaru

 

Vypočítaný raster obsahuje potenciálne hodnoty náchylnosti na požiar. Preto je ho potrebné považovať iba za vstup pre ďalšie environmentálne interpretácie. V článku boli spomenuté viaceré vstupné priestorové údaje. Pokiaľ nimi nedisponujete a neviete sa k nim dostať, odporúčam pozrieť nasledovný článok - Priestorové (GIS) údaje – kde ich nájsť?

http://www.gitech.sk/fire/images/dokumenty/Aplikacie_GIS_v_kriz_man.pdf

http://www.ijeehs.org/article.asp?issn=2423-7752;year=2016;volume=2;issue=3;spage=109;epage=115;aulast=Ajin

Cover fotka: http://6iee.com/data/uploads/18/630402.jpg

Pridať komentár k článku