Статья

Свалки под контролем ГИС: опыт Краснодарского края

Геоинформатика
мобильная версия

Необходимость борьбы со свалками ни у кого не вызывает сомнений. В Краснодарском крае накоплен значительный опыт мониторинга и анализа состояния полигонов бытовых отходов с помощью новейших геоинформационных технологий.

Проблема размещения твердых бытовых отходов (ТБО) в Краснодарском крае в силу его географических особенностей (курортная и аграрная специализации, черноземные почвы и пр.) стоит особенно остро. На ежегодные объемы отходов влияют высокая плотность местного населения, почти в 10 раз превышающая среднероссийский показатель, и значительное количество туристов (до 10–15 млн), ежегодно посещающих край. Несанкционированные свалки исключают из землепользования на территории Краснодарского края ценные земли различного назначения, включая сельскохозяйственные.

Методы анализа состояния свалок

Спутниковые снимки, как известно, важный и объективный источник информации при слежении за состоянием региональных земельных ресурсов и мест складирования отходов. Для временного анализа свалок в качестве исходных данных нами использованы спутниковые снимки GeoEye-1, IKONOS, QuickBird, WorldView-2. Обращение к этим снимкам обусловлено их пространственным (0,5–1 м) и спектральным разрешением, оптимальным для решаемых задач, а также наличием ретроспективных материалов. Анализ временной динамики выполнялся с применением программ ENVI и ArcGIS (Esri).

Из сотен обнаруженных на снимках свалок на территории края выбраны объекты, отражающие характерные географические условия региона (степные равнины, горы, морское побережье, размеры близлежащих населенных пунктов), а также особенности временной динамики. Это свалки ТБО Абинского, Адлерского (Большой Сочи), Крымского, Туапсинского городских поселений, городов Анапа (хутор Красный), Краснодар (хутор Копанской и центральный округ), Верхнелооского сельского округа.

Расположение исследуемых свалок на территории Краснодарского края
Увеличить

Источник: Краевой информационно-аналитический центр экологического мониторинга Краснодарского края, 2013

На спутниковых снимках прямыми индикационными признаками мест размещения ТБО служат спектральные характеристики подстилающей поверхности, отличающиеся от фоновых, а также текстурные особенности. К косвенным признакам следует отнести возможное присутствие работающей тяжелой техники (бульдозер, экскаватор), а также наличие подъездных путей (грунтовой дороги), поскольку транспортному средству для выгрузки мусора необходимо проехать к месту размещения ТБО. Кроме того, признаками служат объекты обустройства свалки: внешнее ограждение, водоотводная канава, обваловка по периметру свалки, контрольно-пропускной пункт на въезде.

Состояние свалок

Динамика состояния свалок с оценкой некоторых пространственных показателей исследовалась по серии разновременных спутниковых снимков. Среди показателей, отражающих динамику объектов, наиболее информативными служат простые картометрические характеристики — координатное описание, площадь и периметр (общая длина границы) свалки. Изменения площади рассчитывались по отношению к данным предыдущей съемки.

Свалка ТБО Абинского городского поселения. На снимке 2003 г. видно, что на расчищенной территории начинают размещать мусор, покрывающий площадь 1,17 га. К 2010 г. разросшаяся более чем в два раза свалка приобретает обустроенный вид: появляются ангар для тяжелой техники и ограждение, обеспечивающее пропускной режим на объект. Наличие капитальных строений, вероятнее всего, свидетельствует о санкционированном характере данной свалки.

Свалка ТБО Абинского городского поселения
Увеличить

Источник: Краевой информационно-аналитический центр экологического мониторинга Краснодарского края, 2013

Пространственные показатели свалки ТБО Абинского городского поселения

Дата съемки Площадь, га Изменение площади, % Периметр, км
30.08.03 1.17 0.77
27.05.10 2.58 221 0.79

Источник: Краевой информационно-аналитический центр экологического мониторинга Краснодарского края, 2013

Свалка ТБО Адлерского городского поселения представляет собой пример восстановления нарушенных земель. Судя по снимкам, в период с 2005 по 2007 г. на свалке происходило сокращение площади, занятой мусором, с 4,19 до 1,97 га, однако к 2010 г. площадь свалки увеличилась до 8,1 га. В середине 2011 г. мусор был локализован на двух относительно небольших участках общей площадью 0,32 га; к сентябрю 2011 г. эти участки были полностью расчищены. При этом площадь рекультивированных земель оказалась равной 7,78 га.

=" Свалка ТБО Адлерского городского поселения
Увеличить

Источник: Краевой информационно-аналитический центр экологического мониторинга Краснодарского края, 2013

Пространственные показатели свалки ТБО Адлерского городского поселения

Дата Площадь, га Изменение площади, % Периметр, км Площадь рекультивированной земли, га
12.04.05 4.19 0.92
02.09.07 1.97 47 0.6
28.03.10 8.1 411 1.79
30.05.11 0.32 4 0.38
19.09.11 0 7.78

Источник: Краевой информационно-аналитический центр экологического мониторинга Краснодарского края, 2013

Свалка ТБО города-курорта Анапа расположена в районе хутора Красный. Динамика постепенно растущей свалки, находящейся в курортной зоне, представлена на спутниковых снимках. За 10 лет общая площадь свалки увеличилась почти в 3 раза — с 9 до 26 га. Наиболее значительное увеличение произошло в период с 2006 по 2011 г. Участки, занятые отходами, имеют сложную конфигурацию, поэтому периметр свалки изменялся в последние годы от 2,61 до 2,88 км. На снимках 2011 и 2013 г. отчетливо видно появление капитальных сооружений — ангара и контрольно-пропускного пункта, что, скорее всего, свидетельствует о санкционированном статусе объекта.

Свалка ТБО Анапского городского поселения
Увеличить

Источник: Краевой информационно-аналитический центр экологического мониторинга Краснодарского края, 2013

Пространственные показатели свалки ТБО Анапского городского поселения

Дата Площадь, га Изменение площади, % Периметр, км
05.02.03 9.03 1.32
04.04.05 11.02 122 1.48
01.07.06 11.77 107 2.61
03.09.11 20.2 172 2.88
10.02.13 25.98 129 2.56

Источник: Краевой информационно-аналитический центр экологического мониторинга Краснодарского края, 2013

Свалка ТБО города Краснодар вблизи хутора Копанской представляет особый интерес. Снимки этой крупной свалки отражают общую динамику роста ее площади в 2003–2011 гг. с 15,8 до 27,2 га.

Свалка ТБО вблизи хутора Копанской
Увеличить

Источник: Краевой информационно-аналитический центр экологического мониторинга Краснодарского края, 2013

Пространственные показатели свалки ТБО вблизи хутора Копанской

Дата Замусоренная площадь, га Изменение площади к предыдущему году, % Периметр, км
13.10.03 15.83 1.57
15.07.10 23.91 151 1.95
27.04.11 27.24 114 2.04

Источник: Краевой информационно-аналитический центр экологического мониторинга Краснодарского края, 2013

На снимках свалки ТБО в центральном округе города Краснодара отражена разнонаправленная динамика изменения ее площади. Так, до 2011 г. площадь свалки увеличивалась, причем иногда весьма значительно — до 61% в год. С 2011 г. наблюдается резкое и значительное (на 80%) уменьшение замусоренной площади.

Свалка ТБО в центральном округе г. Краснодара
Увеличить

Источник: Краевой информационно-аналитический центр экологического мониторинга Краснодарского края, 2013

Пространственные показатели свалки в центральном округе г. Краснодара

Дата Замусоренная площадь, га Изменение площади к предыдущему году, % Периметр, км
10.10.02 1.8 - 0.99
07.08.03 2.81 156 1.14
14.09.04 2.86 102 1.18
12.08.06 2.88 101 1.34
11.03.07 4.62 161 2.12
25.03.10 4.71 102 1.6
10.06.11 1.05 22 0.85
12.07.12 0.44 42 0.71

Источник: Краевой информационно-аналитический центр экологического мониторинга Краснодарского края, 2013

Анализ снимков свалки ТБО Крымского городского поселения свидетельствует о значительном увеличении площади свалки с 1,8 до 4,6 га в период с 2002 по 2012 г. Наиболее значительный рост за год (увеличение площади на 56%) произошел с 2009 по 2010 г.

Свалка ТБО Крымского городского поселения
Увеличить

Источник: Краевой информационно-аналитический центр экологического мониторинга Краснодарского края, 2013

Пространственные показатели свалки ТБО Крымского городского поселения

Дата Замусоренная площадь, га Изменение площади к предыдущему году, % Периметр, км
30.08.02 1.8 1.15
10.06.09 2.81 156 0.84
27.05.10 3.79 135 0.98
19.09.10 4.24 112 0.92
20.07.12 4.62 109 1.31

Источник: Краевой информационно-аналитический центр экологического мониторинга Краснодарского края, 2013

При анализе ретроспективных данных на территории свалки ТБО Верхнелооского сельского округа установлено, что в период с середины 2002 по конец 2010 г. площадь свалки выросла в 2,7 раза, при этом наиболее активно она росла с 2009 по 2010 г. Последнее объясняется гравитационным сползанием мусора.

Свалка ТБО Верхнелооского сельского округа
Увеличить

Источник: Краевой информационно-аналитический центр экологического мониторинга Краснодарского края, 2013

Пространственные показатели свалки Верхнелооского сельского округа

Дата Замусоренная площадь, га Изменение площади к предыдущему году, % Периметр, км
11.06.02 2.77 - 0.69
27.09.05 3.69 133 0.87
27.09.09 5.01 136 0.92
25.10.10 7.51 150 1.31

Источник: Краевой информационно-аналитический центр экологического мониторинга Краснодарского края, 2013

При анализе спутниковых снимков свалки Туапсинского городского поселения установлен двукратный рост ее площади в период с 2007 по 2013 г. Наиболее заметное увеличение площади отмечено с 2009 по 2011 г. (площадь увеличилась на 50%). В дальнейшем с 2011 по 2013 г. площадь свалки увеличивалась ежегодно примерно на 10%.

Свалка ТБО Туапсинского городского поселения
Увеличить

Источник: Краевой информационно-аналитический центр экологического мониторинга Краснодарского края, 2013

Пространственные показатели свалки Туапсинского городского поселения

Дата Замусоренная площадь, га Изменение площади к предыдущему году, % Периметр, км
11.03.07 6.69 - 1.41
20.09.07 6.72 133 1.61
15.06.09 8.09 136 1.88
25.09.11 11.76 150 2.51
25.08.12 12.91 110 2.59
27.04.13 13.92 108 2.68

Источник: Краевой информационно-аналитический центр экологического мониторинга Краснодарского края, 2013

Таким образом, космические снимки сверхвысокого пространственного разрешения позволяют надежно идентифицировать свалки ТБО и оценивать их многолетнюю динамику в регионе. Целесообразно использовать такого рода измерения вкупе с наземным наблюдением, всесторонне развивая средства и эффективность мониторинга. Очевидны перспективы дальнейшей работы: инвентаризация мест складирования ТБО с установлением дополнительных параметров свалок (вплоть до расчета объемов тела свалки), а также оценка воздействия свалок на компоненты местного ландшафта.

Анатолий Погорелов/Кубанский государственный университет

Сергей Дулепа/Министерство природных ресурсов Краснодарского края

Дмитрий Липилин/ГБУ Краснодарского края «КИАЦЭМ»

Мировая группировка спутников дистанционного зондирования земли (ДЗЗ)

СОБЫТИЯ