28
Май–июнь 2013
Отключения
,
произошедшие
из
-
за
падения
сухостойных
деревьев
на
ЛЭП
,
зарегистрированные
по
почвенно
-
картографическим
выделам
.
Названия
и
обозначения
выделов
,
характеристики
почвы
Почвенно
-
картографический
выдел
,
название
Обозна
-
чение
Вла
-
гоем
-
кость
Глина
(%)
Органи
-
ческие
вещества
(%)
Проницае
-
мость
дюйм
/
ч
(
мм
/
ч
)
Отключе
-
ния
из
-
за
падения
деревьев
Вырублен
-
ные
сухо
-
стойные
деревья
Вес
согласно
модели
Depcor-Fetzer-Boy
TX140
0,12
25,90
0,50
3,97 (100,84)
66
944
1,00
Falba-Arol-Burlewash
TX179
0,09
35,40
0,60
1,22 (30,99)
28
416
2,00
Gomery-Shiro-Elmina
TX205
0,09
23,90
0,40
4,14 (105,16)
5
244
3,00
Frelsburg-Latium-
Crockett
TX188
0,15
44,70
2,20
0,44 (11,18)
27
239
3,00
Conroe-Kirbyville-
Pinetucky
TX109
0,12
27,90
0,30
1,84 (46,74)
21
177
3,00
Zack-Zulch-Boonville
TX626
0,14
33,50
0,90
0,32 (8,13)
16
19
4,00
Э
нергокомпания
Mid-South Synergy Electric
Cooperative
обслуживает
территорию
общей
площадью
4235
км
2
,
охватывающую
шесть
округов
штата
Техас
:
Бразос
,
Гримс
,
Мэди
-
сон
,
Монтгомери
,
Уоллер
и
Уокер
.
То
,
что
эта
террито
-
рия
представляет
собой
преимущественно
сельскую
местность
,
связано
для
энергокомпании
с
множеством
сложностей
в
плане
контроля
растительности
,
а
так
-
же
в
плане
предотвращения
и
устранения
отключений
,
вызванных
падением
на
провода
деревьев
.
Большин
-
ство
отключений
в
регионе
,
обслуживаемом
Mid-South
Synergy,
ежегодно
происходит
по
причине
воздействия
молний
и
растительности
.
Если
молнии
сложно
прогно
-
зировать
и
невозможно
предотвратить
,
то
рост
расти
-
тельности
можно
контролировать
,
а
её
взаимодействие
с
оборудованием
распределительной
системы
—
ми
-
нимизировать
.
Большинство
отключений
в
Mid-South
Synergy,
связанных
с
воздействием
растительности
,
происходят
из
-
за
падения
на
линии
деревьев
,
растущих
за
пределами
трассы
ВЛ
шириной
6
метров
.
Результаты
проведённых
исследований
свидетель
-
ствуют
о
том
,
что
только
15%
отключений
,
вызванных
воздействием
растительности
,
происходят
из
-
за
паде
-
ния
на
линии
деревьев
,
растущих
в
пределах
трассы
ВЛ
.
Гораздо
чаще
отключения
происходят
из
-
за
дере
-
вьев
,
растущих
за
пределами
трассы
.
Возьмём
в
каче
-
стве
примера
Национальный
заповедник
Сэм
Хьюстон
,
где
растут
преимущественно
сосны
высотой
как
мини
-
мум
31
м
.
Обычные
работы
по
расчистке
просек
не
мо
-
гут
предотвратить
падение
на
линии
электропередачи
деревьев
,
растущих
за
пределами
трассы
.
Это
падение
и
последующее
отключение
электроэнергии
могут
быть
вызваны
определёными
погодными
условиями
(
силь
-
ным
ветром
,
ливнем
)
или
гибелью
дерева
.
Характеристика
местности
В
2011
году
,
когда
в
Техасе
наблюдалась
сильней
-
шая
засуха
и
бушевали
лесные
пожары
,
погибло
ре
-
кордное
количество
деревьев
.
Сухостойные
деревья
возле
линий
электропередачи
необходимо
вырубать
немедленно
,
в
основном
потому
,
что
в
процессе
их
гниения
микроорганизмы
ослабляют
стволы
деревьев
.
Вследствие
этого
крупные
ветви
и
верхняя
часть
кроны
отламываются
от
дерева
,
а
спустя
некоторое
время
па
-
ГИС расширяет возможности
контроля растительности
Компания Mid-South Synergy применяет
программу пространственного анализа на базе
геоинформационной системы (ГИС) для планирования
деятельности по контролю растительности.
Камфорт Маньяме (Comfort Manyame),
Mid-South Synergy Electric Coop
КОНТРОЛЬ
Растительности
29
Май–июнь 2013
Взаимосвязь
между
типом
растительного
покрова
и
числом
отключений
по
причине
паде
-
ния
сухостоя
.
дает
и
всё
дерево
целиком
. Mid-South
Synergy
осознает
риск
,
связанный
с
наличием
сухостойных
деревьев
на
обслуживаемой
ею
территории
.
Это
побудило
компанию
пересмотреть
свою
программу
контроля
раститель
-
ности
и
включить
в
неё
комплексный
план
ликвидации
сухостойных
дере
-
вьев
.
Единственный
важнейший
фак
-
тор
,
влияющий
на
рост
деревьев
, —
это
влагоёмкость
почвы
.
Согласно
базе
данных
State Soil Geographic
(STATSGO),
на
территории
,
обслужи
-
ваемой
Mid-South Synergy,
определя
-
ется
21
тип
почвы
,
каждый
из
которых
обладает
уникальными
свойствами
.
Например
,
типы
почвы
различаются
по
своей
способно
-
сти
сохранять
влагу
или
удерживать
воду
.
Это
свойство
,
называемое
влагоёмкостью
почвы
,
обуславливает
раз
-
личную
высоту
деревьев
и
их
жизнеспособность
.
Дан
-
ные
о
почве
,
в
особенности
о
влагоёмкости
,
позволяют
определять
районы
повышенного
риска
,
где
послед
-
ствия
длительных
периодов
засухи
будут
ощущаться
в
первую
очередь
.
Помимо
разнообразия
типов
почв
на
территории
обслуживания
энергокомпании
также
от
-
мечается
градиент
осадков
за
год
с
запада
на
восток
в
178
мм
.
Типы
растительного
покрова
также
разнообраз
-
ны
,
хотя
в
большей
части
региона
преобладают
сосны
.
Вырубка
деревьев
,
представляющих
собой
риск
Процедура
вырубки
«
опасных
»
деревьев
начинает
-
ся
со
звонка
потребителя
.
После
звонка
составляется
рабочее
задание
,
которое
направляется
бригадам
по
контролю
растительности
.
В
то
же
время
,
работая
в
свою
обычную
смену
,
бригады
по
расчистке
трасс
вы
-
являют
«
опасные
»
деревья
и
вырубают
их
.
Наконец
,
когда
бригады
,
выполняющие
рабочее
задание
после
звонка
об
отключении
,
обнаруживают
«
опасное
де
-
рево
»,
они
в
зависимости
от
обстоятельств
либо
вы
-
рубают
это
дерево
,
либо
подрезают
его
ветви
.
После
завершения
работ
все
данные
о
сухостойных
деревьях
,
полученные
от
этих
источников
,
предоставляются
в
от
-
дел
геоинформационных
систем
(
ГИС
).
Затем
база
гео
-
данных
по
контролю
растительности
обновляется
при
помощи
программного
обеспечения
Clearion.
Каждая
запись
о
сухостойном
дереве
в
ГИС
сопровождается
указанием
породы
дерева
и
его
состояния
(
сухостой
-
ное
или
живое
).
Моделирование
в
ГИС
В
условиях
засухи
погибает
больше
деревьев
.
Что
-
бы
лучше
подготовиться
к
этому
,
компания
применила
ГИС
для
анализа
данных
по
вырубке
«
опасных
»
дере
-
вьев
за
2011
год
,
данных
по
типам
почвы
STATSGO
и
данных
по
типам
растительного
покрова
.
В
ГИС
была
разработана
модель
определения
районов
с
сухостой
-
ными
деревьями
,
что
позволило
оптимизировать
рас
-
пределение
ресурсов
для
обнаружения
и
вырубки
таких
деревьев
до
поступления
звонка
от
потребителя
или
,
что
даже
лучше
,
до
отключения
.
Сосны
составляли
б
ó
льшую
часть
(75%)
вырублен
-
ных
сухостойных
деревьев
в
2011
году
,
далее
шли
дубы
,
среди
прочих
пород
были
амбровые
деревья
,
вязы
и
другие
.
Преобладание
сосен
легко
объясняется
тем
,
что
на
территории
,
обслуживаемой
энергокомпанией
,
сосны
являются
доминирующим
типом
растительного
покрова
.
Кроме
того
,
известно
,
что
сосны
менее
вынос
-
ливы
в
засухе
—
за
исключением
сосны
Тунберга
—
по
сравнению
с
большинством
пород
дуба
.
Согласно
данным
STATSGO,
большинство
су
-
хостойных
деревьев
было
вырублено
в
почвенно
-
картографическом
выделе
ID TX140,
затем
—
в
TX179.
Почва
в
этих
выделах
— Depcor-Fetzer-Boy
и
Frelsburg-
Latium-Crockett
соответственно
—
характеризуется
вы
-
сокой
проницаемостью
,
высокой
степенью
дренажа
,
низким
содержанием
органических
веществ
и
низким
содержанием
глины
,
что
в
совокупности
обуславлива
-
ет
низкую
способность
почвы
к
удержанию
воды
,
или
низкую
влагоёмкость
.
Также
компания
обратила
внима
-
ние
на
то
,
что
большинство
отключений
в
2011
году
,
вы
-
званных
падением
деревьев
на
ЛЭП
,
было
зарегистри
-
ровано
в
почвенно
-
картографическом
выделе
ID TX140
с
растительным
покровом
,
образованным
преимуще
-
ственно
сосной
.
Выезд
бригад
на
место
с
целью
обнаружения
сухо
-
стойных
деревьев
показал
,
что
тип
почвы
играет
зна
-
чительно
б
ó
льшую
роль
в
гибели
деревьев
,
чем
счита
-
лось
ранее
(
влагоёмкость
почвы
—
это
единственный
важнейший
фактор
,
определяющий
состояние
дерева
).
При
создании
модели
ГИС
типу
почвы
был
присвоен
вес
в
0,9,
а
типу
растительного
покрова
— 0,1.
Это
при
-
вело
к
асимметрии
в
модели
в
сторону
типа
почвы
.
Анализ
с
использованием
инструмента
«
Взвешенное
наложение
»
(Weighted Overlay)
Разработка
модели
ГИС
для
определения
участков
с
вероятностью
наличия
сухостойных
деревьев
включа
-
ла
в
себя
следующее
:
●
была
выбрана
шкала
численной
оценки
от
1
до
4,
где
1
означал
максимальный
риск
,
а
4 —
минималь
-
ный
;
●
ячейкам
для
уровня
типа
почвы
и
уровня
типа
рас
-
тительного
покрова
были
присвоены
значения
вы
-
шеуказанной
шкалы
оценки
.
Уровню
почвы
выде
-
ла
TX140
было
присвоено
значение
1; TX179 — 2;
TX188, TX205
и
TX109 — 3;
всем
другим
— 4.
Вес
для
каждого
типа
почвы
главным
образом
опреде
-
лялся
числом
сухостойных
деревьев
,
вырубленных
в
указанном
выделе
.
Что
касается
уровня
типа
рас
-
тительного
покрова
,
сосновому
лесу
(
твёрдые
поро
-
ды
)
было
присвоено
значение
1;
смешанному
лесу
со
многими
породами
— 2;
дубовому
лесу
(
образо
-
КОНТРОЛЬ
Растительности
30
Май–июнь 2013
КОНТРОЛЬ
Растительности
ванному
дубом
звёздчатым
),
чередованию
лесных
массивов
и
лугов
— 3;
всем
другим
типам
— 4;
●
типу
почвы
был
назначен
вес
в
90%,
типу
расти
-
тельного
покрова
— 10%.
Значение
каждого
из
двух
входных
параметров
умножили
на
вес
;
●
итоговые
значения
ячеек
сложили
и
получили
рас
-
пределение
рисков
образования
сухостоя
на
терри
-
тории
,
обслуживаемой
Mid-South Synergy.
Большая
часть
отключений
,
вызванных
падением
деревьев
на
линии
,
была
зарегистрирована
в
почвенно
-
картографическом
выделе
TX140,
далее
—
в
TX179,
TX188
и
TX109.
В
TX626
частота
отключений
также
была
несколько
выше
по
сравнению
с
остальными
вы
-
делами
.
Большинство
отключений
,
вызванных
падением
на
линии
сухостойных
деревьев
,
наблюдали
в
районах
с
растительным
покровом
,
образованным
преимуще
-
ственно
сосной
твёрдых
пород
.
В
растительном
покро
-
ГИС
-
модель
Weighted Overlay
На
первоначальном
этапе
было
проведено
преобразование
шейп
-
файлов
по
типам
почвы
и
типам
растительного
покрова
в
формат
растровых
данных
для
работы
с
ними
в
программе
про
-
странственного
анализа
spatial analyst.
После
преобразования
в
растровый
формат
каждому
из
типов
почвы
и
растительного
покрова
было
присвоено
значение
,
которое
применялось
в
последующих
процедурах
анализа
.
Итоговые
растровые
выходные
данные
,
пусть
и
весьма
информативные
,
было
необходимо
подвергнуть
вни
-
мательному
изучению
с
использованием
наземного
контроля
данных
.
Были
составлены
карты
с
указанием
типов
растительного
покрова
,
почвенно
-
картографических
выделов
,
сухостоя
и
числа
отключений
,
вызванных
падени
-
ем
сухостойных
деревьев
на
линии
.
Пространственное
распределение
типов
почвы
и
типов
растительного
покрова
на
территории
,
обслуживаемой
Mid-South Synergy Electric Cooperative,
свидетельствует
о
необходимости
контроля
растительности
на
определен
-
ных
участках
.
В
растительном
покрове
территории
,
обслуживаемой
Mid-South Synergy,
преобладают
сосны
,
что
объясняет
,
почему
75%
сухостойных
деревьев
,
вырубленных
в
2011
году
,
были
соснами
.
Цепная
пила
—
основной
инструмент
,
применяемый
в
контроле
растительности
.
Зарубежный
опыт
использова
-
ния
ГИС
-
технологий
для
анали
-
за
и
прогнозирования
деревьев
и
насаждений
,
которые
представ
-
ляют
потенциальную
опас
-
ность
для
ЛЭП
,
для
нашей
страны
очень
интересен
.
Породы
деревьев
в
России
,
конечно
,
другие
,
есть
свои
биологические
особенности
,
но
есть
и
много
общего
.
В
последние
годы
в
густонаселённых
районах
страны
лесные
насаждения
повреждены
лесными
пожарами
,
короедом
,
различными
болезнями
,
подвержены
ветро
-
валам
,
снеголомам
и
различным
другим
аномальным
явлениям
погоды
.
Таксационные
описания
лесных
на
-
саждений
,
анализ
почвенных
и
климатических
условий
позволяют
сделать
модели
для
выявления
и
опасных
деревьев
,
и
опасных
насаждений
.
В
лесном
хозяйстве
ГИС
-
технологии
сейчас
активно
развиваются
при
проведении
отводов
лесосек
,
лесопатологических
обследований
,
при
контроле
площадей
лесных
пожа
-
ров
и
т
.
д
.
ГИС
-
технологии
позволяют
оперативно
вводить
всю
информации
о
состоянии
лесного
фон
-
да
в
информационную
базу
данных
,
совмещённую
с
ГИС
,
если
при
проведении
обследований
насаждений
,
расположенных
вдоль
ЛЭП
,
собирать
необходимую
информацию
для
выявления
потенциально
опасных
насаждений
или
отдельных
деревьев
.
Более
того
,
со
-
временные
лесозаготовительные
комплексы
имеют
ГИС
-
системы
и
могут
выполнять
работы
по
раз
-
рубке
просек
или
уборке
опасных
деревьев
,
которые
были
выявлены
и
закартированы
при
обследовании
.
Это
важный
момент
,
позволяющий
оператору
лесо
-
сечной
машины
обеспечить
точное
выполнение
необ
-
ходимых
работ
по
уборке
опасных
деревьев
и
практи
-
чески
исключающий
такие
лесонарушения
,
как
рубка
насаждений
за
пределами
намеченных
границ
.
Кроме
того
,
использование
таких
ГИС
-
систем
позволит
более
рационально
и
цивилизованно
относиться
к
ле
-
сам
,
расположенным
в
зоне
действия
ЛЭП
,
вырубать
только
деревья
и
участки
леса
,
которые
действи
-
тельно
представляют
опасность
для
энергетики
и
оставлять
лесные
насаждения
,
не
представляющие
угрозы
.
Надо
провести
необходимые
исследования
,
определить
параметры
для
моделирования
.
В
заключение
хочу
сказать
,
что
в
отечественном
лесоустройстве
ГИС
-
технологии
применяются
уже
много
лет
.
КОММЕНТАРИЙ
Николай Кротов, заместитель руководителя Федерального
агентства лесного хозяйства:
31
Май–июнь 2013
Анализ
типа
растительного
покрова
и
типа
почвы
.
Подверженность
первичного
провода
к
воздействию
сухостоя
.
КОНТРОЛЬ
Растительности
Результаты
анализа
Weighted Overlay
Риск
падения
сухостоя
для
питающих
линий
Mid-South Synergy
ве
типа
«
смешанный
лес
»
было
невозможно
выделить
одну
преобладающую
породу
.
Лиловым
цветом
на
ри
-
сунке
обозначены
дубовые
леса
,
а
также
чередующие
-
ся
лесные
массивы
и
луга
.
Результаты
применения
модели
ГИС
Все
ячейки
системы
со
значением
1
определили
как
районы
максимального
риска
с
самой
высокой
степе
-
нью
подверженности
падению
сухостоя
,
а
районы
со
значением
ячейки
4 —
как
районы
минимального
риска
.
Систему
,
полученную
в
результате
проведения
взве
-
шенного
анализа
,
перевели
из
первоначальной
с
пятью
классами
в
систему
с
двумя
классами
,
обозначающими
районы
с
максимальным
риском
и
средним
риском
.
Следующий
этап
представлял
собой
преобразова
-
ние
получившейся
системы
в
«
шейп
-
файл
» (
англ
. shape
fi
le)
с
целью
проведения
процедуры
пространственно
-
го
соединения
(«spatial join»)
для
первичных
проводов
.
Пространственное
соединение
позволило
присвоить
первичным
проводам
значения
подверженности
воздей
-
ствию
сухостоя
по
полигону
.
Благодаря
пространствен
-
ному
соединению
можно
было
определить
на
уровне
питающей
линии
длину
в
соответствии
с
каждым
из
этих
двух
классов
.
Классы
ранжировали
по
процентному
со
-
отношению
для
каждой
питающей
линии
,
так
что
если
для
большей
части
питающей
линии
было
определено
значение
1,
то
эту
питающую
линию
классифицировали
как
«
с
высокой
степенью
риска
»
и
так
далее
.
Это
позво
-
лило
сгруппировать
питающие
линии
по
степени
их
под
-
верженности
воздействию
сухостоя
.
Данную
операцию
выполнили
в
Microsoft Excel
с
использованием
сводных
таблиц
.
Была
составлена
таблица
с
указанием
питаю
-
щих
линий
и
характерных
для
них
степеней
подвержен
-
ности
воздействию
сухостоя
.
Далее
таблицу
передали
в
отдел
по
обслуживанию
линий
,
и
на
участки
с
высокой
степенью
риска
были
направлены
бригады
по
контролю
растительности
.
Каждой
из
50
питающих
линий
(
цепей
)
было
при
-
своено
значение
интенсивности
образования
сухостоя
.
Эта
информация
позволила
оптимизировать
деятель
-
ность
по
контролю
растительности
,
благодаря
чему
энергокомпания
перестала
полагаться
только
на
звонки
от
потребителей
(
реакционный
метод
)
и
начала
исполь
-
зовать
предупреждающий
подход
.
Согласно
новой
программе
отдел
ГИС
-
технологий
распределяет
рабочие
задания
по
вырубке
сухостойных
деревьев
на
основании
имеющегося
риска
для
той
или
иной
питающей
линии
.
Это
сделало
процесс
ликвида
-
ции
сухостоя
активнее
более
чем
в
три
раза
и
позволи
-
ло
предотвратить
множество
отключений
.
Так
,
за
2011
год
было
вырублено
около
3000
сухостойных
деревьев
,
а
в
первой
половине
2012
года
—
уже
около
15000.
Без
данной
ГИС
-
технологии
при
обнаружении
сухостойных
деревьев
энергокомпании
до
сих
пор
пришлось
бы
по
-
лагаться
на
звонки
от
потребителей
и
выезды
бригад
на
различные
участки
по
методу
их
случайного
выбора
.
Значительные
результаты
Данная
ГИС
-
технология
значительно
облегчила
ра
-
боту
бригад
по
контролю
растительности
.
Было
прове
-
дено
несколько
процедур
пространственного
анализа
с
целью
разработки
программы
контроля
«
опасной
»
растительности
,
которая
с
тех
пор
реализуется
на
прак
-
тике
.
Распределение
рабочих
заданий
стало
гораздо
эффективнее
,
и
благодаря
данной
программе
уже
были
обнаружены
и
вырублены
деревья
,
падение
которых
могло
бы
привести
к
отключению
электроэнергии
или
повреждению
инфраструктуры
энергокомпании
.
Оригинал статьи: ГИС расширяет возможности контроля растительности
Компания Mid5South Synergy применяет программу пространственного анализа на базе геоинформационной системы (ГИС) для планирования деятельности по контролю растительности.
Комментарий к статье:
Николай Кротов, заместитель руководителя Федерального агентства лесного хозяйства.
