Пожалуй, сегодня не проходит мимо ни один вопрос, связанный с экологией и сохранением окружающей природы. Охрана природы является одной из важнейших проблем в мире, а по оценкам специалистов, состояние окружающей среды на планете неуклонно ухудшается: изменение климата, сокращение площади лесов, увеличение опустынивания, разрушение озонового слоя, загрязнение атмосферы и мирового океана. С другой же стороны процессы необратимы и носят скорее естестественный формат ввиду роста количества людей, машин и роботов. Последние, будучи созданные человеческими руками, призваны сохранять природу, защищать окружающую среду и следить за поддержанием ее уровня в нормальном виде.
По данным МЧС, в нашей стране ежегодно происходит до 400 стихийных бедствий и свыше 600 техногенных аварий. Годовой экономический ущерб от чрезвычайных ситуаций составляет 1,5 - 2% ВВП (от 675 млрд рублей до полутора триллионов), что в свою очередь значительно тормозит экономический рост. По источникам возникновения чрезвычайные ситуации могут делиться на природные, техногенные и биолого-социальные и классифицироваться по опасным биологическим проявлениям.
Наряду с природными ЧС проблемы в плане техносферной безопасности также актуальны для социального общества и государства. На территории России ежегодно образуется более 35 млн тонн твердых бытовых отходов, оборудованная площадь полигонами ТБО составляет около 3 млн га, а несанкционированных свалок — более 9 млн га.
Устойчивое развитие промышленности невозможно без создания системы, обеспечивающей наблюдение за безопасным функционированием опасных промышленных объектов, особенно объектов биотехнологий и состоянием окружающей среды в районах их расположения. Эта система носит название системы экологического мониторинга и обеспечивает накопление, систематизацию и анализ информации о состоянии окружающей среды, причинах наблюдаемых и вероятных изменений ее состояния, допустимости изменений и нагрузок на компоненты природной среды.
Использование технологий
Мы не будем говорить о глобальных целях устойчивого развития ООН — это скорее приведет к дебатам и непониманию. Но одним из принципов улучшения экологической обстановки, согласно плану, является внедрение технологий, которые смогли бы поддерживать окружающую среду на нормальном, естественном и безопасном уровне.
С помощью экосистем в мире мониторят и фиксируют различные факторы воздействия на среду, а также их последствия — изменения экологической обстановки, биоразнообразия, природных ресурсов и ландшафта. Данные для дальнейших исследований используют экологи, консультанты, региональные и федеральные власти, предприятия и корпорации в области добычи и переработки газа, нефти, других ископаемых, горнодобывающая промышленность и сельское хозяйство.
Например, в Китае и Японии используются географические информационные системы (ГИС) и технологии дистанционного мониторинга. Наиболее развитыми считаются беспилотные летательные аппараты, которые позволяют создавать подробные карты экологической обстановки даже в самых отдаленных и недоступных местах.
В России разработан проект создания комплексной платформы для мониторинга окружающей среды. Система позволяет осуществлять сбор данных о состоянии среды с помощью систем наземного наблюдения и дронов для мониторинга с воздуха. По прогнозам, к 2025 году проект позволит контролировать показатели на трети территории страны, к 2030 году — на всю территорию. Официальный запуск платформы планируется на 2024 год.
Локальные региональные платформы существуют уже в ряде регионов. Например, на Камчатке с помощью дронов, оснащенными специальными датчиками, ведется систематический мониторинг региона, а данные с воздуха передаются на специальный портал, где в картографическом формате отображена вся экологическая обстановка в каждой точке мониторинга. Такие системы были также запущены в Нижнем Новгороде, Дзержинске, Туле, Калининграде, Саратове, Калуге, Великом Новгороде, Ноябрьске, а также в Удмуртии и Коми. К 2030 году ожидается прирост беспилотных летательных аппаратов на вооружении Центра развития приоритетных беспилотных технологий при Минприроды России. По оценкам, количество дронов вырастет до 150 единиц, а ежегодный налет составит от 75 до 90 тысяч часов.
Уже более известными технологиями с применением БПЛА являются их использование на промышленных, нефтяных и химических предприятиях. С их помощью не только строят картографические планы работ и объектов, оценивают запасы полезных ископаемых и инспектируют выполняемые работы, но и выявляют аварии и контролируют уровень выбросов в соответствии с нормами законодательства. Это в свою очередь позволяет предприятиям обеспечивать экологическую безопасность своих технологических процессов и минимизировать возможные экологические и экономические риски.
Преимущества БПЛА очевидны
В отличие от самолетов и данных со спутников, дроны могут находиться ближе к исследуемому объекту. При инспекциях и мониторинге больших и труднодоступных территорий и объектов, а также при работе в сложных климатических условиях, применение беспилотных летательных аппаратов — один из немногих целесообразных методов контроля состояния окружающей среды. А в случае несанкционированной деятельности или браконьерства, полученные видео и фотоснимки с БПЛА используются в качестве неопровержимых доказательств нарушения закона.
Где используют БПЛА?
Кроме мониторинга промышленных объектов, дроны используют:
- для обнаружения несанкционированных и незаконных свалок
- для регулярного контроля метеообстановки;
- для точного измерения газового состава воздуха;
- для проведения оперативного мониторинга окружающей среды в районах техногенных катастроф и локальных антропогенных воздействий;
- для анализа состояние лесных территорий
- для оценки состояния водных бассейнов;
- для выявления случаев браконьерства;
- для создания электронных карт объектов и территорий, уточнения кадастровых границ лесного фонда, инвентаризации земель.
Технологии же мониторинга окружающей среды подразумевают использование различных методов экологического контроля и мониторинга. Порядок реализации один:
- процедура сбора и анализа информации об объекте и территории исследований;
- процесс обработки данных, перенос их на компьютер, в специальное приложение, передача данных заказчику;
- осмотр полученных данных заказчиков, анализ, разработка методов для совершенствования действий для обеспечения безопасности окружающей среды;
- разработка способов решения проблемы через подробный анализ возможных причин возникновения проблем и способы их разрешения.
Что говорят специалисты?
К 2024 году в России планируется использовать более двух тысяч беспилотников для мониторинга и охраны леса от пожаров, незаконных вырубок, браконьерства. В 2020 году этот показатель составил 200 единиц. Специалисты уверены, что дроны являются модернизированным, инновационным, технологичным и удобным способов для инспекций и анализа леса.
Так, губернатор Иркутской области Игорь Кобзев считает, что дроны являются высокоэффективным инструментом в борьбе с лесными пожарами.
“Мы предлагаем в рамках дооснащенности пожарных станций наземной группировки иметь на вооружении беспилотные летательные аппараты, фотоловушки, которые смогут обеспечить по крайней мере процедурную часть привлечения к ответственности”, - говорит Кобзев.
Его мнение также разделяют заместитель министра природных ресурсов и экологии Свердловской области Вероника Русинова, отмечая, что беспилотники — это современное решение и инновационный подход к охране окружающей среды.
Современные БПЛА способны быстро фиксировать любые природные, антропогенные и техногенные воздействия на окружающую среду, анализировать обстановку на больших территориях и прогнозировать дальнейшее развитие ситуации. Кроме основной функции, с помощью дронов можно проводить инспекции отдельно взятых территорий и объектов, инспектировать леса и выявлять как мелких вредителей-насекомых, так и случаи браконьерства в заповедниках.
По словам руководителя секции “Экология и охрана окружающей среды” при Комитете Совета Федерации по АПК и природопользованию Натальи Соколовой, точность распознавания отдельных деревьев с помощью беспилотников, оснащенных датчиками, камерами и тепловизорами, может составлять до 95 процентов. Объем работ и вовсе невообразим. За получасовой период дрон может облетать до 10 км, а за целый рабочий день исследовать до 180 км вне зависимости от сложности рельефа и доступности мест. Вручную сделать это не всегда возможно, многое зависит от погодных условий, особенностей рельефа и подготовки специалистов.
Сдерживающие факторы и прогнозы
Тормозят развитие рынка беспилотных технологий как в России, так и в мире серьезные пробелы в законодательстве. На сегодняшний день существует множество ограничений при использовании БПЛА, регистрации и применения для выполнения промышленных задач. В свою очередь производства, инженерия и экология высоко оценивает потенциал беспилотных летательных аппаратов за счет простоты их использования, значительной экономии затрат и точности выполнения работ. Большинство специалистов сходятся во мнении, что в ближайшие годы максимальных результатов в экомониторинге можно достичь при условии многослойного наблюдения, то есть одновременного использования наземного контроля, космических снимков и данных с БПЛА.
