жк днепропетровская 37 евродвушка
жк днепропетровская 37 евротрешка
жк днепропетровская 37 квартиры

Актуальное

Начнем с экологического моделирования


Современные возможности информационно-технических методов экологического моделирования практически безграничны. Поэтому, принимая ответственные управленческие решения в отношении крупных инвестиционных проектов, совсем не лишним будет обратиться к ученым-экологам.

В созданном в 1987 году Санкт-Петербургском научно-исследовательском центре экологической безопасности РАН (НИЦЭБ РАН) накоплен значительный опыт по анализу деятельности отраслей экономики и отдельных видов производства.

Разработки сотрудников Центра легли в основу многих заключений о состоянии окружающей среды и о последствиях антропогенных воздействий для широкого перечня практических проблем.

Усилия одного из подразделений центра – лаборатории дистанционных методов геоэкологического мониторинга и геоинформатики – сосредоточены на разработке методов и технологии мониторинга экосистем, количественной оценке потенциально опасных явлений и объектов.

Деятельность лаборатории основана на сборе и обработке информации с применением математических и статистических методик, большинство которых разработаны специалистами подразделения с использованием последних достижений экспериментальной техники.

Среди этих методик дистанционный гео-термический метод, спутниковая радиолокационная интерферометрия по постоянным отражателям, метод количественной оценки реакции экосистем на антропогенное воздействие, основанный на анализе их термодинамических характеристик, и другое.

Именитому коллективу принадлежит также мировой приоритет в области космического мониторинга сейсмической активности Земли.

О том, чем сегодня занимается лаборатория и какие прикладные задачи можно решить с помощью фундаментальной науки, рассказывает заведующий лабораторией, к.г.-м.н. Виктор Горный.

– Виктор Иванович, прежде всего, нужно прояснить, что такое методы дистанционного зондирования и какой вклад они вносят в изучение экологической ситуации и обеспечение экомониторинга?

– Дистанционное зондирование предполагает бесконтактное изучение объекта методом космических или аэронаблюдений, которые можно успешно использовать в целях экологической безопасности. В ходе разработки методики измерений используются дистанционно полученные количественные данные, а также ведутся исследования объекта непосредственно на земле.

Одним из примеров подобных исследований может служить разработанный в лаборатории геотермический метод, позволяющий по результатам многократной тепловой космической съемки картографировать тепловой поток, тепловую инерцию, среднесуточную скорость испарения влаги с поверхности. Эти данные, в частности, применяются для оценки энергоэффективности городов.

Технология апробирована в середине 1990-х годов на примере Санкт-Петербурга, Хельсинки и городов Ленинградской области. Задачей исследования было измерение городских (районных) энергопотерь на основе многократной инфракрасной теп-ловой съемки спутниками NOAA(AVHRR), а также контроль технического состояния подземных теплопроводов и линий элек-тропередачи методом тепловой и ультрафиолетовой аэросъемки.

Эти результаты явились основой для проведения компанией ООО «ТТМ» тепловизионного энергоаудита жилых домов, промышленных зданий, систем электроснабжения, и дана экономическая оценка энергопотерь.

В результате были составлены карты теплопотерь, из которых следовало, например, что энергопотери Санкт-Петербурга достигали 1 190 МВт, Хельсинки – 70 МВт. При этом удельные энергопотери на единицу площади различались на порядок: 4 Вт/кв. м в Петербурге и 0,4 Вт/кв. м – в Хельсинки.

А в расчете на одного жителя удельные энергопотери в Петербурге были меньше – 240 Вт/чел., 570 Вт/чел. – в финской столице. Подсчитано, что если Санкт-Петербург (потенциал энергосбережения 24%) достигнет энергоэффективности Хельсинки (потенциал энергосбережения 8%), то ежегодно будет экономиться $100 млн в ценах 1996 года.

То есть полученные данные позволяют с экономических позиций разрабатывать стратегию энергосбережения. Результаты этой работы были оценены Государственной премией и Национальной экологической премией.

– Как сформировалась ваша лаборатория?

– Научный коллектив сложился еще в Лаборатории аэрометодов АН СССР – старейшей в мире организации, связанной с развитием технологий дистанционного зондирования.

Сегодня в нашем распоряжении находятся собственные авиационные технические средства и уникальный стенд для настройки оптико-электронных сканеров, где проходит контроль и настраиваются многие образцы российских оптико-электронных систем дистанционного зондирования.

Одним из примеров использования этой аппаратуры стала технология тепловой аэросъемки для дистанционного контроля с борта вертолета за состоянием городских подземных систем теплоснабжения.

Для этого при нашем научном сопровождении в ООО «Аэроэкология» создан полностью автоматизированный комплекс с высокоточной навигационной системой GPS, которая планирует маршрут и управляет полетом.

В результате получается высокоточное, приведенное к карте цифровое изображение территории города с каталогом выявленных аномалий на теплотрассах. Вся эта информация в электронном виде сразу становится доступна заказчику.

– Каким образом лаборатория получает спутниковые данные и что является собственными разработками специалистов лаборатории?

– Источниками для нашей работы служат либо данные коммерческих спутниковых систем радиолокационной съемки высокого разрешения, либо материалы, которые находятся в открытом доступе.

Создание подобных банков данных, полное метрологическое обеспечение измерений и верификация с помощью наземных исследований – это многомиллиард-ные затраты, возможные на уровне международных программ, а не отдельных научных коллективов. Наш вклад в процесс – это методики и алгоритмы расчета, которые имеют свою локальную специфику и уникальность.

Например, используя технологии спутниковой радиолокационной интерферометрии, в лаборатории было выполнено картирование просадок на территории Санкт-Петербурга по данным космических радиолокационных съемок.

Работа выполнялась по заказу КГИОП, чтобы оценить риск разрушений зданий в охраняемой зоне в целях повышения эффективности средств, направляемых на использование и охрану памятников архитектуры.

Проблема состоит в том, что Петербург расположен на слабых, постоянно колеблющихся под действием природных и техногенных факторов грунтах. То есть на территории города все время возникают знакопеременные вертикальные движения земной поверхности.

В результате создаваемые напряжения в строительных конструкциях здания, особенно возведенного на границе слабых и твердых грунтов, буквально «разрезают» его.

В ходе этой работы нами были подготовлены электронные карты вертикальных деформаций поверхности зоны охраны объектов культурного наследия центра Санкт-Петербурга за последние 10 лет с погрешностью в несколько миллиметров.

Полученные электронные карты и карто-схемы в формате, совместимом с ГИС MapInfo, переданы в информационную систему КГИОП.

Но разработанная методика картирования просадок по данным цифровых съемок спутниковыми голографическими радиолокаторами может быть полезной при проектировании и строительстве ответственных объектов, так как позволяет судить о характере и уровне реакции подземного пространства на техногенную нагрузку и природные воздействия. Например, такая информация незаменима для прокладки трасс магистральных газо- или нефтепроводов по заболоченным территориям.

– Глобальность проблем, обработка огромных объемов информации – все это подразумевает участие ваших специалистов в международных проектах?

– Мы участвуем в работе, которая касается общемировой проблемы возрастания угроз со стороны биоопасностей. Совсем недавно в лаборатории была разработана технология картирования районов массового размножения саранчовых методами дистанционного зондирования для обеспечения мероприятий по экологически безопасной защите сельскохозяйственных угодий южной части Западной Сибири. Основное преимущество метода в том, что он позволяет в короткие сроки обследовать обширные территории в миллионы кв. км.

В основу технологии измерительного космического мониторинга саранчовых легли фундаментальные исследования лаборатории. Это разработка обобщенных количественных критериев «саранчовой опасности», необходимых для прогнозирования вспышек численности саранчовых; методология картографирования плотности численности саранчовых по результатам космических съемок и наземному учету на тестовых полигонах; «трофическая» математическая модель локальной миграции скоплений саранчовых, позволяющая точно в район бедствия направлять силы и средства для борьбы с саранчой.

Не секрет, что проблемы биоопасностей тесно связаны с глобальным потеплением: наша работа по Архангельской области показала, что увеличение заболеваний клещевым энцефалитом жестко скоррелировано с ростом среднегодовой температуры. То же самое наблюдается с распространением малярийных комаров на широте Москвы. Достаточно повышения среднегодовой температуры еще на один градус – и малярия будет «стоять» на пороге столицы.

Для распространения биоопасностей не существует ни административных, ни политических границ. Поэтому наш центр инициировал создание рабочей группы в рамках Межпарламентской ассамблеи государств СНГ для создания объединенной информационной системы по контролю за биоопасностями.

Группой подготовлен документ по межгосударственному соглашению, который в ноябре может быть передан для рассмотрения правительствами государств СНГ.

Сейчас рабочая группа включает помимо наших специалистов научные коллективы из Казахстана, Украины, Белоруссии и США, исследования которых дополняют друг друга. Это прообраз будущих научных фирм и центров, которые сотрудничают и обмениваются информацией через единый виртуальный центр контроля и мониторинга.

Если говорить о значимости современных информационных технологий, то именно они позволяют сформировать такие международные объединения не из научно-исследовательских институтов, а из отдельных коллективов и даже специалистов, с распределением научного труда.

– Мы нередко сталкиваемся с тем, что экологический ущерб от реализации новых проектов намного превышает тот, который прогнозировался. Это происходит как из-за «близорукости» принимающих решения, так и по другим причинам. Какие-либо из ваших разработок стали основой для принятия управленческих решений на уровне города или региона?

– Помимо уже перечисленных примеров исследований прикладного характера могу привести еще два.

Занимаясь оценкой энергоэффективности городов Ленобласти, мы сравнили спутниковые данные по теплопотерям с официальным топливно-энергетическим балансом области. Точнее, постарались соотнести ситуацию с вырубкой лесов вокруг населенных пунктов с данными по количеству дров, поставляемых населению.

Официальный объем поставок тогда составлял 100 000 кубометров ежегодно, а на деле с учетом количества домов с печным отоплением и нормативов потребления за сезон (примерно 10 кубометров) получалось 5 млн кубометров.

То есть существовал огромный «серый» рынок заготовки дров, обороты которого в денежном выражении были сравнимы с областным рынком потребления углеводородного топлива. В результате областное правительство приняло программу по обеспечению населения этим видом топлива.

Можно отметить также недавнюю тяжбу из-за зеленых насаждений на Большом проспекте В.О. Тогда в качестве доказательной базы на суде были использованы разработанные в нашей лаборатории на основе спутниковых данных карты зеленых насаждений города, потому что более точной информации по площади учтенных и неучтенных насаждений не было.

– Часто ли к вам обращаются коммерческие инвесторы, которые планируют реализовать крупные проекты, связанные с освоением масштабных территорий?

– Сейчас идут переговоры между НИЦЭБ и застройщиками намывных территорий в Сестрорецке о возможном долго-срочном мониторинге за реакцией экосистемы на строительство. То есть современные инвесторы прекрасно понимают, что они внедряются в устоявшийся экобаланс, и пытаются использовать наш опыт наблюдений за акваторией Финского залива.

Беседовала Татьяна Рейтер

Другие материалы по теме

Другие материалы по теме не найдены.
X