Группа ученых Пермского Политеха одной из первых в России начала разрабатывать подходы к мониторингу отходов с воздуха. Экологи отслеживают состояние полигонов и несанкционированных свалок с помощью «беспилотников». Провести их комплексное изучение исследователи смогут за счет обновления приборной базы, в рамках которого в 2020 году Лаборатория рационального природопользования и природоподобных технологий получила высокоточное оборудование.
Ученые кафедры «Охрана окружающей среды» уже 3,5 года проводят исследования свалок и полигонов отходов с помощью беспилотных летательных аппаратов. Исследователям предстоит изучить, можно ли оценить воздействие полигона на природу прилегающих территорий по данным аэрофотосъемки, как с воздуха проверить соблюдение технологических норм его эксплуатации и как рассчитать объем отходов на несанкционированных свалках. В научную группу сходят доктор технических наук, профессор кафедры Наталья Слюсарь; кандидат биологических наук, младший научный сотрудник Тимофей Филькин, в работе активно принимают участие студенты-экологи.
– Наблюдения с воздуха с помощью дронов — это стремительно набирающий популярность метод дистанционного зондирования во многих отраслях промышленности и сферах хозяйства. Беспилотники помогают «рассмотреть» в деталях труднодоступные и небезопасные для посещения объекты, а также экономят много времени и сил по сравнению с наземными обследованиями. Более того, современные технологии обработки аэрофотоснимков позволяют в сжатые сроки создать точные фотографические планы и 3D-модели объектов, что существенно упрощает принятие необходимых управленческих решений, — рассказывает младший научный сотрудник кафедры «Охрана окружающей среды», кандидат биологических наук Тимофей Филькин.
Молодые ученые уже сформировали авиапарк «беспилотников»: два квадрокоптера серии DJI Phantom, очень популярной как среди операторов-любителей, так и среди профессиональных изыскателей, и один специализированный квадрокоптер для аэрофотогеодезических работ, собранный по заказу вуза компанией ООО «Беспилотные авиационные системы». Этот коптер оснащен полнокадровой фотокамерой Sony DSC-RX1R и бортовым GNSS-приемником, который позволяет работать от наземной базовой геодезической станции.
В 2020 году в рамках обновления приборной базы ученые смогли расширить спектр бортовых датчиков для имеющихся БПЛА. В числе нового оборудования — бортовой лазерный детектор метана LMC-G2-DL компании ООО «Пергам-Инжиниринг» и тепловизор FLIR Vue Pro R 640. Бортовой детектор метана позволит проводить воздушные газогеохимические съемки полигонов и свалок для оценки объемов выбросов метана. С помощью тепловизора исследователи изучат тепловые поля объектов размещения отходов, чтобы определить источники выбросов свалочных газов, найти «разогретые» участки массивов и оценить риск возгораний. Лаборатория также приобрела вторую наземную станцию управления БПЛА — ультрабук со специализированным программным обеспечением для планирования полетов беспилотников и обработки аэрофотоснимков.
Молодые ученые также проводят аэрофотосъемки полигонов с помощью мультиспектральных камер. Они позволяют лучше, чем обычные фотокамеры, оценить состояние растительности на прилегающих к полигонам территориях и уловить «тонкие» эффекты влияния полигона на окружающую среду.
Всего ученые выполнили съемки более 15 полигонов и свалок Пермского края и других регионов. В планах исследователей — создание методик комплексных обследований свалок и полигонов отходов для их экологического и технологического мониторинга и сопровождения рекультивации. Они также разрабатывают специальную геоинформационную систему для загрузки и анализа аэрофотоснимков, которая позволит «накладывать» друг на друга данные разных съемок и изучать развитие объекта, а также выявлять эффекты его воздействия на окружающую среду.
В апреле 2021 года Министерство ЖКХ и благоустройства Пермского края и Пермский Политех подписали соглашение о разработке и внедрении системы мониторинга объектов размещения отходов с помощью дистанционного зондирования и беспилотной аэрофотосъемки. Она позволит своевременно выявлять повторное появление несанкционированных свалок там, где уже были проведены работы по ликвидации в рамках краевой программы экологической реабилитации.