Методическое руководство по выявлению и оценке параметров объектов захоронения твердых бытовых и промышленных отходов с использование программного средства Google Планета Земля Москва, 2015

Шахраманьян М.А., Рихтер А.А. Методическое руководство по выявлению и оценке параметров объектов захоронения твердых бытовых и промышленных отходов с использование программного средства Google Планета Земля Москва, 2015 Сокращения. АО – административный округ. АТД – административно-территориальное деление. АТО – административно-территориальный объект. КП – признак классификации. ОЗО – объект захоронения отходов. ОИ – объект исследования. ПДК – предельно допустимая концентрация. ПО – промышленные отходы. ПС – программное средство. ПЭР – проектирование, эксплуатация, рекультивация. РФ – Российская Федерация. СЗЗ – санитарно-защитная зона. ТБО – твердые бытовые отходы. пк – пиксель. пт – шрифтовая система Питер. 1. Объекты захоронения отходов. ОЗО – это, проще говоря, свалки мусора, которые могут принимать различную форму: захламлений территорий, полигонов ТБО, муниципальных свалок, свалок радиоактивных отходов и т.п. ОИ являются именно ОЗО, а не их компоненты – мусор. С точки зрения визуального обнаружения ОЗО – объекты, которые сильно отличаются от окружающей среды (рисунок 1). На рисунке 1а –космическое изображение, 1б – фотография ОЗО «полигон ТБО Кучино», Московский регион. Изображения сняты в близкое друг к другу время: 1а – 6 мая 2007 г., 1б – 2 апреля 2007 г. На 1а точка А и вектор r – место и направление съемки изображения 1б. Видно, насколько сильно визуально отличаются изображения сверху (1а) от изображения спереди (1б) даже по цветовой палитре, несмотря на то что оба – видимые изображения. Основная причина отличия – расстояние, с которого произведена съемка, а не направление съемки (будь то сверху, спереди, сзади, сбоку или «снизу»). Космическое изображение снято на расстоянии порядка сотен километров, а фотография – порядка сотен метров (в зависимости от размеров ОЗО). (а) (б) Рисунок 1. Пример изображений ОЗО: а) космическое изображение; б) фотография Распознать свалку, конечно, проще по фотографии, т.к. это привычнее. Но когда необходимо осуществлять мониторинг обширных территорий, к которым несомненно относится Российская Федерации ,то без систем аэрокосмического мониторинга обойтись практически невозможно. Поэтому, целесообразно использовать данные дистанционного зондирования Земли из космоса для проведения регулярного мониторинга ОЗО. ОЗО легко распознать на космических снимках, в частности, с использованием ПС Google Earth (рисунок 2). (а) (б) Рисунок 2. Полигон ТБО Павловское, Московский регион: а) сентябрь, 2004; б) апрель, 2007 2. Общие сведения и основные возможности Google Earth. ПС Google Планета Земля (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BD%D0%B3%D0%BB%D0%B8%D0%B9%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%8F%D0%B7%D1%8B%D0%BA Google Earth) представляет собой модели огромных объектов, таких как планеты и спутники (Земля, Марс, Луна), их проекции (3D-проекции, дно океана и др.), звездное небо (заданное относительно планеты Земля). Модель Земли задана с различным пространственным разрешением с использованием аэрокосмических изображений ее поверхности. Например, Москва снята с разрешением 0.6 м/пк, а многие города США – c разрешением 0.15 м/пк. Карты Google (Google Maps, ранее Google Local) – набор приложений, построенных на основе бесплатного картографического сервиса и технологии, предоставляемых компанией Google. Созданы в 2005 г. Сервис представляет собой карту и спутниковые снимки планеты Земля, причем карта может быть в «видимом» (фотография поверхности) или «модельном» (схема поверхности) варианте. Полезные ссылки: 1. Страница «Google Планета Земля» сайта [1] – общая информация о программе. Описание сервиса, основные возможности, общие сведения о версиях программы, а также множество других связанных с ней ссылок; 2. Раздел [2]– знакомство с ПС, руководства, сам ПС для скачивания или приобретения. Это комплексный источник информации о программе. На вкладке «Обучение» можно найти руководства для новичков, опытных пользователей, по 3D-моделированию, для некоммерческих организаций, преподавателей и студентов и др. На вкладке «Знакомство» приведены некоторые возможности ПС на примерах, а также версии программы: web-версии, для мобильных телефонов и ПК; бесплатные, платные (-Pro, -ЕС, -Plus, Plug-), пробные (ограниченные временем использования, например, 7-дневные) версии. С 20 января 2015 г. приложение Google Earth Pro предоставляется бесплатно; 3. Сайт [3] – публикация скриншотов Google Earth в интернете. Для этого нужно создать аккаунт Google (если не создан), войти в него и нажать кнопку «Поделиться» в правом верхнем углу экрана. Помимо самих меток на карте можно публиковать информацию разного рода: ссылки, текст, фото, видео и др. В общем, среди возможностей ПС Google Планета Земля следует отметить следующие. 1. Имитатор путешествий по модели Земли транспортным средством. 2. Построение своих моделей на поверхности Земли, таких как метки, многоугольники, пути, наложенные изображения и др. Модель объекта может быть многоугольник или линия (путь), которым его выделяют. Например, дом удобно выделить многоугольником, а дорогу – линией. Модель территории может быть наложенное изображение на поверхность. 3. Измерение геометрических параметров, таких как длина, ширина и высота, площадь и объем объекта, расстояние между двумя точками (объектами) в 2D (на плоскости) и 3D (в пространстве), длину дуги круглого и эллиптического объекта. В общем, можно полностью измерить геометрическую форму объекта, а также линейные и криволинейные расстояния в 2D и 3D. 4. Взаимодействие с сетью: отправка изображений и местоположений поверхности Земли по электронной почте; публикация в интернете информации из программы; импорт данных из GPS-устройств. 5. Просмотр, сохранение и распечатка изображений поверхности Земли. Сохранение местоположений, маршрутов и др. моделей. 6. Просмотр истории поверхности Земли, в будущих версиях для отдельных участков, предположительно – в режиме реального времени. 7. Манипуляция над моделью Земли: изменение угла зрения просмотра поверхности, перемещение по поверхности, увеличение и уменьшение масштаба, регулирование времени суток и года, изменение освещенности поверхности Земли и выделение неосвещенных участков. 8. Поиск различных природных и антропогенных объектов на поверхности по адресам, названиям, различным косвенным признакам. В частности, обнаружение почти любых административно-территориальных (дорог, городов и т.д.) и природных (рек, озер и т.д.) объектов. Версии Pro и EC являются усовершенствованными версиями приложения и имеют ряд преимуществ перед обычными версиями. В Pro- возможно: 1) отслеживание с помощью GPS; 2) использование как в личных, так и в коммерческих целях; 3) доступ к централизованному управлению лицензиями пользователей; 4) усовершенствованные геометрические измерения (площадей, кругов); 5) печать в высоком разрешении; 6) просмотр эксклюзивных слоев данных (демография, недвижимость, транспортные потоки и др.); 7) импорт и экспорт различных данных (таблиц, векторных данных, видеофайлов и др.). В ЕС-, помимо перечисленного, возможно также: 1) разработка собственных моделей карт и их использование наравне с существующими; 2) возможность работы с огромными объемами геоданных – их подключения, демонстрации для пользователей; 3) возможность сделать данные открытыми или конфиденциальными (например, доступными только сотрудникам организации или авторизованным пользователям) [2]. (а) (б) Рисунок 3. Страница Мои карты: а) в общем виде; б) панели страницы Для Google есть программный модуль Plug Google Earth (плагин ПС Google Earth), подключаемый к основной программе и предназначенный для расширения и полноценного использования ее возможностей. Т.е. это среда программирования Google Earth, необходимым инструментом которой является API Google Earth. API (application programming interface), по другому, интерфейс программирования приложений. Представляет собой собственный готовый инструментарий программирования: готовые классы, процедуры, функции, структуры и константы, приуроченные к программированию Земли. Опишем, например, для google-карт публикацию меток и привязываемой к ним информации. Для этого требуется, прежде всего, создать аккаунт google.com. Затем следует открыть сайт карт google: [7]. Вы автоматически (как случае с яндекс-картинками) попадаете на карту google, приуроченную к вашему аккаунту. После открытия Моих карт возникает окно, похожее на рисунок 3а. На нем 5 панелей – рисунок 3б: 1) работа с картой; 2) элементы навигации; 3) редактирование меток карты; 4) выход из внутренней среды (карты google) во внешнюю; 5) управление параметрами аккаунта. В 1 можно: 1) создать слой карты (Добавить слой) и редактировать существующие слои; 2) создавать слои через таблицы меток (не поштучная, а групповая работа с метками); 3) изменить стиль карты, например, со схематического вида на спутниковый (Базовая карта); 3) опубликовать карту в интернете (Поделиться); 4) множество команд справа от Поделиться – добавить информацию на сайт, экспортировать в kml (файлы географического месторасположения метки), создать новую карту, удалить прежнюю и др. В 3 – кнопки: отменить, вернуть, выбрать объекты, добавить маркер, нарисовать линию, добавить маршрут, измерить расстояние или площадь. Слой карты – группа меток (в виде самих меток, контуров, заливок) карты, объединенных более узкой тематикой. Например, на карте «ОЗО» можно создать слои «полигоны ТБО», «несанкционированные свалки», «захламления», «рекультивируемые карьеры» и др. 3. Объекты захоронения отходов в программе Google Earth. Обнаружение ОЗО сильно отличаются от фона на картах google: по характерной «мусорной» текстуре и неправильной геометрической форме (основные дешифровочные признаки). Текстуры ОЗО могут быть очень разными. Чтобы их отличать, необходимо приобрести некоторый опыт, т.е. обнаружить самому несколько ОЗО. Это позволит, во-первых, научиться легко распознавать ОЗО, во-вторых, научиться предполагать их местообразование. 1. Классическая текстура ОЗО показана на рисунке 4. (а1) (б1) (в1) (а2) (б2) (в2) Рисунок 4. ОЗО (1) и его текстура (2) в разные хронологические моменты времени: а) 23 мая 2011 г., б) 16 августа 2011 г.; в) 29 апреля 2012 г. Захламление в окрестности полигона ТБО Кучино 2. Текстура ОЗО в разное время года – рисунок 5. (а) (б) (в) (г) Рисунок 5. Свалки в окрестности полигона ТБО Торбеево в его СЗЗ: а) 27 марта 2010 г. (зима); б) 14 апреля 2009 г. (весна); в) 16 августа 2011 г. (лето); г) 5 ноября 2011 г. (осень) 3. Источник возникновения свалок – рисунок 6. (а) (б) (в) Рисунок 6. Источник возникновения ОЗО: а) производственные (пос. Саввино, г. Железнодорожный); б) сельскохозяйственные (дер. Машково); в) бытовые (пос. Саввино, г. Железнодорожный) 4. Место возникновения ОЗО – рисунок 7. (а) (б) (в) Рисунок 7. Место возникновения ОЗО: а) городские (г. Железнодорожный); б) сельские (дер. Русавкино-Поповщино); в) межселенные (между дер. Мотяково и Русавкино-Романово, Балашихинский район) Выявление нарушений Одно из преимуществ визуального обнаружения перед автоматическим – возможность проверить больший набор правил – проектирование, эксплуатация, рекультивация (ПЭР) объектов захоронения отходов. Но при этом возникают ограничения по количеству и качеству доступных космических снимков. Для проверки многих требований требуются снимки высокого разрешения и их высокая частотность (1 раз в месяц), что возможно в редких случаях. Многие снимки оказываются среднего разрешения, во многих случаях соседние хронологически снимки отстоят друг от друга на несколько лет по дате съемки. Поэтому требуются технологии по восстановлению максимума информации из минимума исходных данных. Одна из таких технологий – дедуктивный анализ снимков (о это речь пойдет позже). В соответствие с [8] среди правил СЗЗ выделяются следующие: Рисунок 8. Выделение нарушений правил СЗЗ полигона ТБО Кучино 1. «Полигоны размещаются за пределами городов и других населенных пунктов. Размер СЗЗ от жилой застройки до границ полигона 500 м. Кроме того, размер СЗЗ уточняется при расчете газообразных выбросов. Границы зоны устанавливаются по изолинии 1 ПДК, если она выходит из пределов нормативной зоны. Размер зоны менее 500 м не допускается» (п. 1.2). 2. «В СЗЗ полигона запрещается размещение жилой застройки, скважин и колодцев для питьевых целей. При отсутствии в СЗЗ зеленых насаждений или земляных насыпей по периметру полигона устраиваются кавальеры грунта, необходимого для изоляции при его закрытии. Режим СЗЗ определяется действующими нормами и правилами» (п. 1.29). Т.о. ближайший жилой дом и источник питьевой воды должен находиться на расстоянии не менее 500 м от границ участка складирования. Тогда условно СЗЗ можно построить параллельно границе участка складирования на расстоянии 500 м от нее (рисунок 8). Тогда будут выявлены те или иные нарушения / соблюдения правил СЗЗ, которые можно будет подсчитать поштучно или по площади нарушений / соблюдений правил СЗЗ. Рисунок 9. Оценка площади объекта аппроксимацией правильными фигурами, полигон ТБО Саввино, г. Железнодорожный, Московский регион На рисунке 8: 1 – граница участка складирования, 2 – граница СЗЗ, 3 – радиус 500 м СЗЗ. Из рисунка видно, что внутри СЗЗ лежит несколько водоисточников (река Пехорка, пруд Лесной и др.), а также участки нескольких населенных пунктов. К ним относятся: дер. Фенино и пос. Салтыковка (незначительная часть); малая часть промышленной зоны, расположенной в черте города Железнодорожный; почти вся площадь дер. Фенино. К тому же граница СЗЗ полигона близка к границе г. Москва и приближается к ней со временем. Минимальные расстояния до объектов различных классов также нарушены, в частности, для водоисточников и жилых зданий: 4 – расстояние до ближайшего водоисточника (40 м), 5 – расстояние до ближайшей жилой застройки (20 м), 6 – ближайший водоем, 7 – ближайшая застройка. Расстояния измеряются и строятся линейкой. СЗЗ можно построить по концам отрезков высот к контуру полигона в точках ломаных контура на расстоянии СЗЗ (500 м) от точек. Чем больше таких отрезков, тем точнее контур СЗЗ. В идеале СЗЗ проходит параллельно контуру полигона, т.е. контур СЗЗ подобен его контуру. Периметр полигона оценивается измерением пути границы ОЗО. Расстояния до объектов в окрестности ОЗО оцениваются по измерению линии минимальной длины от границы объекта до границы ОЗО. При измерении криволинейных участков они усредняются ломаными, т.е. измеряется путь. Площадь во многих версиях Google Earth не измеряется, но ее можно измерить в картах google (под своим аккаунтом). К тому же, площадь можно оценить аппроксимацией квадратом той же площади, что и ОЗО, визуально. Аппроксимации фигуры объекта 1 правильной фигурой с примерно такой же площадью показана на рисунке 9. Аппроксимированные фигуры: 2 – равносторонний треугольник, 3 – прямоугольник, 4 – квадрат. Измерения линий: 5 – длина стороны треугольника A, 6 и 7 – большая B и меньшая C стороны прямоугольника, 8 – сторона D квадрата. Тогда: ; , , . S – истинная площадь объекта, S1 , S2 и S3 – площадь треугольника, прямоугольника и квадрата (оценки площади объекта). В нашем случае: A=0.6 км, B=0.52 км, C=0.27 км, D=0.37 км. Тогда: S1=0.156 км2=15.6 га; S2=0.140 км2=14 га; S3=0.137 км2=13.7 га. Удобнее и точнее всего объект аппроксимирует прямоугольник, т.к. большинство свалок по геометрической форме эквивалентны эллипсам и прямоугольникам. Тогда считаем, что S~14 га. Заметим, что измерить площадь можно в Моих картах – картах Google под своим аккаунтом на сайте [3]. Список интернет-ресурсов https://wikipedia.org https://support.google.com/earth https://plus.google.com http://ru.wix.com https://ru.wikipedia.org/wiki/Википедия:Мастер_статей https://fotki.yandex.ru https://www.google.ru/maps http://www.gosthelp.ru/text/InstpukciyaInstrukciyapop2.html

Похожие:

	Методическое руководство по выявлению и оценке параметров объектов... Методическое руководство по выявлению и оценке параметров объектов захоронения твердых бытовых и промышленных отходов с использование...		Информационный вестник «Ижемский» от 21 декабря 2011 года №1141 «Об утверждении муниципальной программы «Развитие и модернизация объектов утилизации (захоронения)...
	Решение от 30. 05. 2013г. №168 г. Сысерть Об утверждении инвестиционной... Об утверждении инвестиционной программы «Развитие объектов, используемых для утилизации (захоронения) твердых бытовых отходов Муниципального...		Западное окружное управление образования Использование метода визуального детектирования для обнаружения и оценки параметров объектов захоронения отходов
	Рекомендации по эксплуатации и рекультивации объекта размещения отходов... СанПиН 1 1322-03 «Гигиенические требования к размещению и обезвреживанию отходов производства и потребления», «Инструкцией по проектированию,...		"мероприятия по охране окружающей среды" на строительство межмуниципального... Ое инженерное сооружение, исключающее негативное воздействие на окружающую среду в процессе захоронения отходов. Проект организации...
	Очистка сточных вод свалок твердых бытовых Содержится описание влияния свалок твердых бытовых отходов на водные источники и очистки сточных вод для отдельных зданий. Рассматриваются...		Приказ от 27 июня 1989 г. N 176 об утверждении нормативов численности... Утвердить и ввести в действие с 1 января 1990 г. Нормативы численности работников полигонов для твердых бытовых отходов, разработанные...
	Санкт-петербурга Обоснование выбора оптимального способа переработки, использования и обезвреживания твердых бытовых и близких к ним по компонентному...		Санкт-петербурга Обоснование выбора оптимального способа переработки, использования и обезвреживания твердых бытовых и близких к ним по компонентному...
	Инструкция по проектированию, эксплуатации и рекультивации полигонов... Инструкция предназначена для работников жилищно-коммунального хозяйства, научных, учебных, проектных, природоохранных организаций...		Инструкция по проектированию, эксплуатации и рекультивации полигонов... Инструкция предназначена для работников жилищно-коммунального хозяйства, научных, учебных, проектных, природоохранных организаций...
	Инструкция по проектированию, эксплуатации и рекультивации полигонов... Инструкция предназначена для работников жилищно-коммунального хозяйства, научных, учебных, проектных, природоохранных организаций...		Курсовая работа по дисциплине: Безопасное обращение с отходами. Наименование... Несмотря на давность и большое количество исследований в области экологически чистого производства, проблема утилизации и переработки...
	Сведения о терминах и определениях 18 Сокращения 19 Общие положения 20 «Комплекс временного хранения и утилизации промышленных и бытовых отходов. Установка термического уничтожения отходов нпс-2 мн «Ванкорское...		Профессиональный стандарт Сортировка твердых бытовых отходов на различные полезные фракции (бумага, пластик, стекло, металл)