Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Пермский национальный исследовательский политехнический университет»
Кафедра охраны окружающей среды
ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ОБЬЕКТОВ
РАЗМЕЩЕНИЯ ОТХОДОВ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ДЕШИФРИРОВАНИЯ
КОСМИЧЕСКИХ СНИМКОВ
Руслан Данилович Гарифзянов
магистрант 1 курса кафедры ООС
Руководитель:
Галина Михайловна Батракова
доцент, доктор технических наук
Пермь, 2014
Цель работы – оценка экологического состояния территорий
размещения отходов производства и потребления по результатам
дешифрирования космических снимков.
Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:
 обзор основных технологий и методик дешифрирования
космических снимков;
 анализ
возможностей применения методов дешифрирования
космических снимков для экологического мониторинга мест
размещения отходов производства и потребления;
 визуализация методов интерпретации космических снимков для
оценки экологического состояния мест размещения отходов на
примере полигонов ТБО Пермского края:
o Определение геометрических параметров объектов размещения отходов ;
o Оценка
соблюдения
правил
проектирования,
эксплуатации
и
рекультивации объектов размещения отходов (ОРО);
o Обнаружение несанкционированных мест размещения отходов;
2
Проблемы размещения отходов производства и
потребления в Пермском крае
 Пермском крае образуется 745 (более 45 млн.т) видов отходов, которые
размещают на полигонах .
 По результатам последней инвентаризации, проведенной в 2010 г., на
территории Пермского края было выявлено более 2000 учтенных объектов
размещения отходов, из них только 35 % – объекты размещения бытовых
отходов (25% из которых не имеют документов об отводе земли); общая
площадь, занимаемая объектами (без учета площади санитарно-защитных
зон), составляет примерно 6.500 га.
 Свалки твердых бытовых отходов (ТБО) не имеют технической
документации, нормы их эксплуатации, как правило, не соблюдаются.
Низкий уровень обустройства и нарушение основных требований к
размещению отходов приводят к захламлению близлежащих площадей и
образованию стихийных свалок, в первую очередь в лесах, оврагах вблизи
населенных пунктов, в районах частной застройки и зеленой зоны городов,
вдоль дорог, куда население, а также небольшие торговые организации
вывозят мусор.
3
Государственный реестр объектов размещения отходов
Пермского края
На 2013 г. в Пермском крае в реестре содержится 690 объектов размещения
отходов.
Объекты разделены на 3 класса (зеленый, желтый красный), в зависимости от
степени опасности для ОС по следующим признакам:
• Состояние (закрытый / действующий);
• Расстояние до населенного пункта, азимут;
• Расстояние до водного объекта;
• Год ввода в эксплуатацию и её окончание;
• Площадь объекта, га.,размер СЗЗ, м;
• Достаточность системы защиты;
• Достаточность системы мониторинга;
• Вместимость, т.,мощность, т.;
• Накоплено на момент инвентаризации, т.;
Пользователи реестра:
• Государственная инспекция по экологии и природопользованию Пермского
края,
• Управление Росприроднадзора по Пермскому краю.
4
Государственный реестр объектов размещения отходов
Пермского края
Информацию в реестр предоставляют собственники объектов
размещения отходов в отчетах
Потребность в объективной, достоверной, точной, актуальной, полной
информации о состоянии объектов размещения отходов.
ДЗЗ дает возможность:
• Обеспечить объективность информации о состоянии объектов;
• Предоставить
достоверные
данные
по
геометрическим
и
географическим характеристикам объектов (расстояниям до водных
объектов и населенных пунктов, проверить размеры СЗЗ и их
соответствие законодательству и т.д.);
• Актуализировать информацию раз в полгода (лето / поздняя весна), тем
самым создавая базу для последующего мониторинга динамики
изменения объектов;
• Обнаруживать новые объекты размещения отходов.
5
Анализ возможностей получения выходных данных в
зависимости от разрешения космического снимка
Качество
снимка
Выходные данные
Снимки
среднего и
низкого
разрешением
до 10 м.
1. Обнаружение ОРО
2. Геометрические параметры ОРО
3. Соблюдение правил проектирования, эксплуатации
рекультивации ОРО
4. Обнаружение возгораний мест размещения отходов
Снимки
высокого
(2-10 м.) и
сверхвысокого
(0,5-2 м.)
разрешения
1.
2.
3.
4.
5.
и
Температурный режим
Деградация почвы
Определение разных форм деградации почвы
Прогнозирование урожайности в окрестности ОРО
Компонентный состав поверхности ОРО (морфология
отходов)
6. Наличие токсичных отходов
7. Эффективность рекультивации территории
8. Прогнозирование состояния почвы и растительности
6
Изучение динамики развития свалок и полигонов
твердых бытовых и строительных отходов методом
дешифрирования космических снимков
Официально
закрытая на
рекультивацию
в 2011 году
городская
свалка
(г.Березники)
на архивном
и актуальном
снимках.
август 2012 г.
май 2014 г.
7
Анализ геометрических параметров полигона ТБО
Полигон ТБО г. Пермь ( «Софроны») , май 2014 год по спутнику , 2800 м., карты
Викимапия, со встроенным модулем
•
•
•
•
Геометр. параметры: Длина 221 км, Ширина от 516 м до 618 м
Периметр: 3010 км,
Площадь: 64 га
Этап жизненного цикла объекта: эксплуатация;
8
Изучение динамики развития свалок и полигонов
твердых бытовых и строительных отходов методом
дешифрирования космических снимков
август 2011 г.
май 2014
г.
Новый полигон ТБО г.Березники введенный в эксплуатацию в
2010 году на архивном и актуальном снимках.
9
Изучение геометрических параметров и соблюдение
СЗЗ для мест размещения отходов
«Полигон ТБО»
г. Березники
СЗЗ объекта по
реестру ОРО: 2000м.
май 2014 г.
10
Анализ возможностей программных продуктов для
дешифрирования космических снимков
1.Feature Analyst;
2. Lidar Analyst;
Выполнение автоматизированной
классификации растительного покрова в модуле
IMAGINE Objectiv
3. GeoMedia
4. ScanEx Image Processor
;
5. Imagine Objective
6. Wikimapia
Примеры обработки
данных лазерного
сканирования в модуле
LIDAR Analyst
11
Заключение
Применение результатов дешифрирования космических при помощи
доступных программных продуктов , позволяет оперативно получать
достоверную информацию о текущем экологическом состоянии мест
размещения отходов производства и потребления. Но применение
данных решений требует приобретение дорогостоящего программного
обеспечения, специализированного оборудования, космических
снимков, а так же специализированное обучение сотрудников, что в
некоторых случаях, такое вложение средств, не оправдывает
поставленных целей и задач.
Метод интерпретации помогает своевременно и эффективно вести
экологический мониторинг:
o отслеживать и прогнозировать развитие негативных явлений и
процессов;
o обнаруживать образование и динамику развития стихийных свалок;
o контролировать соблюдение правил проектирования, эксплуатации и
рекультивации объектов размещения отходов с помощью определения
геометрических параметров (площадь, СЗЗ).
12
Статьи и публикации
1. Батракова Г.М. , Ивенских О.В., Гарифзянов Р.Д. Обнаружение
и характеристика мест размещения отходов в Пермском крае
на основе тематической обработки космических снимков в
программном
продукте
ScanEx
Image
Processor/
Геоинформационное обеспечение пространственного развития
Пермского края - Пермь: ПГНИУ,2013.С.-23-30.
2. G. Batrakova, Y.Vaysman, O. Ivenskikh, R.Garifzyanov.
Environmental Assessment and Landfill Site Detection, Using the
Methods of Space Monitoring/EurAsia Waste Management
Symposium, 28-30 April 2014, YTU 2010 Congress Center,
Istanbul/Turkey
13
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Пермский национальный исследовательский политехнический университет»
Кафедра охраны окружающей среды
ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ОБЬЕКТОВ
РАЗМЕЩЕНИЯ ОТХОДОВ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ДЕШИФРИРОВАНИЯ
КОСМИЧЕСКИХ СНИМКОВ
Руслан Данилович Гарифзянов
магистрант 1 курса кафедры ООС
Руководитель:
Галина Михайловна Батракова
доцент, доктор технических наук
Пермь, 2014