В современном мире существует множество т.н. глобальных проблем человечества, к которым, в частности, относятся:

• проблема богатых и бедных;

• глобальное изменение климата;

• терроризм;

• социальная деградация и преступность;

• недопущение третьей мировой войны;

• загрязнение окружающей среды;

• истощение природных ресурсов.

Но в мировом сообществе «сжимается кольцом», становясь с годами все более актуальной, еще одна глобальная проблема, которую можно отнести в отдельную группу. Это проблема отходов производства и потребления, состоящая из ряда проблемных вопросов:

• технологии и стоимость утилизации мусора;

• внедрение «мусорной морали» в общество;

• восстановление окружающей среды, подвергнутой деградации из-за замусоривания твердыми коммунальными и промышленными отходами.

То, как общество подойдет к решению этой проблемы, зависит его судьба. Например, в ученой среде популярна нашумевшая тема, которая называется «Большое Тихоокеанское Мусорное пятно». Это водоворот антропогенного мусора в северной части Тихого океана. Он расположен между 135°—155° западной долготы и 35°—42° северной широты. На этом участке сконцентрированы залежи пластика и других отходов, принесенных водами тихоокеанской системы поверхностных течений:

Мусорное пятно образуется затягиванием течениями дрейфующего по воде мусора в водоворот. Имеет размер от 700 тыс. до 15 млн. км² и более, (от 0,41 % до 8,1 % общей площади Тихого океана). Вероятно, на этом участке находится более ста миллионов тонн мусора.

Это самая большая, но не единственная мусорная свалка на воде. Существуют и захламления мусора, образующиеся на поверхности водоемов: прудов, карьеров, рек и притоков, где проводят отдых любители природы.

Суша Земли также подвержена сильному загрязнению. Замусоривание может привести к таким формам деградации почвы, как:

• технологическая деградация – на этапе разработки карьеров и на этапе разработки грунта для засыпки отходов;

• засоление – осаждение органических и неорганических солей в почве в результате биохимического разложения отходов и транспортировки солей фильтратом;

• замусоривание – покрытие почвы слоем мусора, препятствующим ее нормальному функционированию;

• заболачивание – высвобождение фильтрационных вод на поверхность в результате нарушения водного баланса в почве;

• опустынивание – уменьшение концентрации органической составляющей в почве в результате вымывания фильтратом или гибели полезных микроорганизмов.

Одной из первоочередных задач по контролю за отмеченными выше негативными факторами является создание глобальной системы мониторинга за процессами замусоривания планеты Земля .

Основу данной системы должны составлять технологии дистанционного зондирования Земли из космоса, которые, как известно, позволяют осуществлять контроль за обширными территориями в оперативном режиме, причем с точки зрения экономических затрат на единицу площади контролируемой территории, системы космического мониторинга наиболее выгодные.

В настоящее время под научным руководством профессора кафедры «Безопасность жизнедеятельности» Финансового университета при Правительстве РФ. члена Научного Совета РАН по глобальным экологическим проблемам Шахраманьяна М.А. разработана и успешно апробирована новая технология мониторинга и контроля твердых коммунальных и промышленных отходов, основанная на приеме и обработки данных дистанционного зондирования Земли из космоса различного пространственного и спектрального разрешения. В основу технологии положена обработка многоспектральных и гиперспектральных снимков в специальных программных комплексах, выявление и анализ от небольших мусорных свалок (дачных, дорожных захламлений) до больших (промышленных и городских свалок) в зависимости от пространственного и спектрального разрешения космического снимка.

С помощью данных программных комплексов можно в автоматическом режиме с использованием технологии искусственного интеллекта выявлять на территории всего Земного шара несанкционированные мусорные свалки, определять правильность эксплуатации существующих полигонов твердых коммунальных отходов (ТКО) в соответствие с действующими международными и национальными нормативно-правовыми документами, определять очередность ликвидации тех или иных полигонов твердых коммунальных отходов в зависимости от степени их негативного влияния на окружающую природную среду и здоровье людей. Результаты обработки полученных данных могут быть отображены в Интернете на интерактивной цифровой карте Земного шара. В рамках создания отмеченной выше технологии было опубликовано более 40 научных публикаций в высокорейтинговых научных зарубежных и российских изданиях.

В системе космического мониторинга за глобальным замусориванием планета Земля активно используются технологии анализа больших данных и искусственного интеллекта, позволяющие в автоматическом режиме выявлять несанкционированные мусорные свалки и проверять правильность эксплуатации существующих полигонов ТКО в соответствие с действующими нормативно-правовыми документами. Так, при автоматической обработке космических изображении территории ближнего Подмосковья с помощью обученной нейросети были выявлены случаи замусоривания окружающей среды с ошибкой не превышающей 8%.

Существующие полигоны твердых коммунальных отходов должны эксплуатироваться в соответствие с действующими нормативно-правовыми документами, но не всегда это соблюдается. Часто наблюдаются нарушения границ санитарно-защитной зоны, захламление окрестностей полигонов и др. Эти нарушения могут наносить серьезный урон окружающей природной среде и здоровью населения. В этих случаях космический мониторинг сможет оказать неоценимую помощь.

В ходе добычи угля на земной поверхности остаются отвалы пустой породы, содержащие такие элементы, как алюминий, кремний и сульфат железа. По внешнему виду эти отвалы могут напоминать лунные пейзажи. Для восстановления почвы необходимо провести комплекс работ, который включает в себя выравнивание поверхности отвалов, добавление плодородного слоя земли и посадку деревьев. В соответствие с действующим законодательством процесс восстановления почвы должен быть выполнен в течение шести месяцев, но не всегда это соблюдается. Для этого можно будет использовать данные дистанционного зондирования Земли из космоса, позволяющие осуществлять оперативный контроль за состоянием окружающей природной среды. Ниже приведены космические снимки отвалов двух угольных разрезов (взято из открытого доступа).

Проведенные в ходе выполнения в Финансовом университете прикладной научно-исследовательской работы « Разработка механизмов устойчивого развития территорий в Арктической зоне» расчеты показывают, что использование алгоритмов автоматизированной обработки данных дистанционного зондирования Земли в Арктической зоне РФ при потоковой обработке космической информации с использованием искусственного интеллекта по сравнению с ручной обработкой космических данных позволяют сократить время обработки на 96% ,и уменьшить стоимость работ по космическому мониторингу Арктической зоны на 87%. Например, внедрение алгоритмов по автоматизированной обработке космических данных при решении задачи мониторинга мусорных свалок в Мурманской области позволяет достичь экономии 7.9 млн. руб. в течение одного года за счет уменьшения доли ручной обработки операторами (уменьшения затрат на выплату заработной платы операторам, осуществляющим обработку данных дистанционного зондирования Земли из космоса).

В настоящее время есть все основания для реализации в рамках БРИКС проекта по созданию глобальной системы космического мониторинга замусоривания планета Земля с оценкой влияния на окружающую природную среду на территории всего Земного шара на основе использования данных дистанционного зондирования Земли , получаемых от российских и китайских и возможно индийских спутников с использованием российского специального программного обеспечения, т.е. выступить по существу с инициативой создания (например, при ООН) объективного мирового космического экологического ока.

Профессор кафедры «Безопасность жизнедеятельности» Финансового университета при Правительстве РФ Шахраманьян М.А.