На карту поставлено все! Геоинформационные системы помогут следить за состоянием городской среды

Как уже сообщала наша газета, главным событием прошедшей недавно в Лейпциге международной экологической ярмарки Terra Tec стал форум «Геоинформационные системы». А главным событием форума можно считать доклад директора петербургского ГУП «Минерал» кандидата геолого-минералогических наук Николая Филиппова о создании экологического паспорта города на Неве.

Старт в Баренц-регионе

Вплоть до окончания выставки к Филиппову на коллективный стенд Петербурга приходили заинтересованные специалисты из других стран. Работа и в самом деле необычная: в ней переплетаются полевые исследования и «мягкое» программирование, научные и организационные компоненты. Ее результат — около двухсот тематических цифровых карт, несущих информацию о состоянии городской среды. В совмещенном виде они образуют экологический паспорт Санкт-Петербурга. По словам Филиппова, всего в этом информационном «бутерброде» будет 250 слоев.

Специалисты предприятия одними из первых в стране научились превращать результаты полевых поисковых работ, аэрокосмических съемок в цифровые геологические карты. Занимались составлением таких карт для Финляндии, Швеции, Норвегии. Неоценимым опытом стало участие в российско-финском проекте по геохимическому картированию региона Баренцева моря.

— Специфика была в масштабах территории, разнообразии занятий ее жителей, хрупкости и ранимости северной природы, — вспоминает Филиппов. — Поначалу мы не понимали, как установить, чем вызвана та или иная аномалия — техногенными или естественными факторами? Рассматривали в качестве индикатора загрязнений деревья и кустарники, поверхностные и подземные воды, органический и лежащий под ним минеральный слой почвы... В итоге оказалось, что наилучший индикатор — мхи. Они помогают определить происхождение и даже возраст загрязнений, как, например, на Кольском полуострове, где расположены мощные медно-никелевые комбинаты.

Норвежцы обычно жалуются на трансграничный перенос соединений меди, никеля и серы, но мы четко выявили локальный характер этих выбросов — в пределах 20 км. Видите на карте вокруг Никеля и Мончегорска характерные ярко-красные пятна? В Никеле нас даже упрекнули: мол, после ваших работ европейские соседи перестанут давать нам деньги на природоохранные мероприятия...

Проект начинался с экспедиций на самолетах, вертолетах, вездеходах — от Урала до Кольского полуострова. В каждой точке брали пробы воды, грунта, образцы растительности. На следующей стадии подключились финские партнеры с их великолепной аналитической базой — всего в Финляндию было вывезено 6 тонн проб на двух грузовиках! Данные, полученные в тамошних лабораториях, переводились в цифровую форму. Достойным завершением проекта стала публикация атласа на английском языке.
Понятно, почему именно «Минералу» с его устойчивой европейской репутацией городские власти доверили разработку, а в дальнейшем и эксплуатацию экологического паспорта Санкт-Петербурга. Как утверждает Филиппов, этот документ оказался даже более трудоемким и наукоемким, чем экологический «портрет» Баренц-региона!

Проверка по адресам

Начать с того, что общая площадь нашего города 1444 кв. км (больше Москвы!). Он расположен в дельте Невы (3360 водных объектов!), а вода — динамичная среда, как и преобладающие в наших краях ветры с моря, она способствует быстрому переносу загрязнений. Далее сложная структура недр стала еще более проблемной вследствие человеческой деятельности: засыпанные под застройку болота, русла древних рек, бывшие городские свалки «живут», в недрах образуются пустоты — карстовые воронки, продолжаются процессы разложения органики, ведущие к скоплению метана. Город вынужден содержать специальные скважины, чтобы выпускать этот газ наружу во избежание взрыва.

Главная идея паспорта, которую можно реализовать лишь с помощью информационных технологий, в том и состоит, чтобы рассматривать городскую среду как сочетание природных (грунты, подземные и наземные воды, атмосферный воздух) и антропогенных факторов (объекты недвижимости, транспорт — потенциальные и реальные источники загрязнений). Обращение к этому документу носит адресный характер, то есть по любой точке на карте города можно получать данные для анализа и прогноза ситуации, моделирования возможного распространения загрязнений. Скажем, сегодня Петербург снабжается питьевой водой из Ладоги, но следует сохранять альтернативу, не допуская загрязнения подземных водоносных горизонтов, что легко может случиться там, где они не защищены глиняной прослойкой.

Топографической основой «бутерброда» служит обычная карта города — с улицами, водными артериями, массивами зеленых насаждений, только очень подробная, к местности привязан каждый дом. Изготовленную методом аэрофотосъемки и оцифрованную карту пришлось дорабатывать вручную, чтобы запечатлеть подземные коммуникации. Дополнили ее другими тематическими «слоями» с характеристиками воды, воздуха, почв, инженерно-геологических условий, пользуясь базами данных различных городских ведомств.
Сложности возникли с объектами недвижимости. Сведения из комитетов по градостроительству и архитектуре, земельным ресурсам, управлению городским имуществом, статистике подчас не стыковались ни друг с другом, ни с реальностью.

— Казалось бы, должна помочь система регистрации предприятий, — говорит Филиппов. — Но, случается, по одному юридическому адресу прописаны десятки юридических лиц. Где они находятся физически — другой вопрос. С крупным заводом легче, он занесен в земельный кадастр. С мелкими предприятиями приходилось разбираться с выездом на место. Скажем, в базе данных комитета по статистике написано: по такому-то адресу — автохозяйство Х. Приезжаем, а там автохозяйство У.

Этот не совсем привычный для научных работников труд не должен пропасть даром: он обеспечил достоверность паспорта, в который внесены практически все предприятия города с указанием их юридического статуса, перечнем собственников и арендаторов, описанием территорий, лимитов на выбросы и т. д. Это особенно важно для государственного экологического контроля, который возложен на городской комитет по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности. Инспектор, выезжая на оперативную или плановую проверку, должен располагать первичной информацией об объекте и его окружении. Получить ее довольно просто, найдя искомую точку на карте источников загрязнений и «кликнув» мышкой.

Чем еще удобны геоинформационные системы? Они позволяют изменять, дополнять, сворачивать и разворачивать информацию, в этом их громадное преимущество перед обычными картами. Появился в городе завод — на цифровую карту наносится значок, и можно строить модели, прогнозы развития экологической ситуации. Но из этого же следует, что цифровую карту надо обслуживать, обновлять, исходя из потребностей пользователя. Информация о параметрах воздуха, поступающая каждые 20 минут, обобщается и вносится в паспорт раз в сутки, сведения о новых предприятиях — раз в квартал, данные мониторинга о состоянии почв и донных осадков — раз в год.

Не уверен — не строй!

Филиппов показывает на дисплее геологическую карту четвертичных отложений, а я вспоминаю, что похожая карта была создана и в Москве, но за последние десять лет к ее разработчикам обратились лишь четыре строительные компании. Последствия проектирования и строительства вслепую, увы, печальны. Так будут ли востребованы эти данные в Петербурге?

— Должны быть востребованы! — убежден Николай Борисович. — Мы сумеем избежать многих ошибок, особенно когда идет речь о выборе пятен под строительство. Взгляните на нашу карту: вот древние долины — на поверхности их нет. Когда-то здесь была река, сегодня русло, заполненное смесью песка с водой, очень ненадежное основание. Строить вдоль русла рискованно, лучше поперек. Обрушения зданий, аварии на подземных коммуникациях непосредственно связаны с наличием этих опасных зон.

Сейчас перед «Минералом» стоит задача сделать систему более удобной для пользователей. С точки зрения управленцев, нужна распределенная сеть, чтобы специалист того или иного профиля, например по контролю воздушной среды, мог оперативно получать нужные ему выборки с главного сервера, обмениваться ими с коллегами. С точки зрения рядовых граждан, система должна быть доступной, воспринимать жалобы и обращения. Для этого будет создан сайт, предполагается также выпустить экологический паспорт города в виде печатного атласа и каждые 3 — 4 года переиздавать его.

В Лейпциге наши специалисты не только делились опытом, но и присматривались к разработкам ведущих западных фирм. В частности, «положили глаз» на мобильные геоинформационные системы. С их помощью тот же инспектор, пришедший на предприятие, может запросить «досье» на него через Интернет и получить его на свой карманный компьютер в режиме он-лайн. И, наоборот, передать на сервер информацию, которая будет моментально занесена в паспорт.

«Минерал» надеется использовать такие системы и в ходе геологических изысканий. «Рисуя» цифровую карту местности непосредственно в экспедиции, можно избежать большого объема дополнительных работ.
Во время нашей беседы Филиппову позвонили на мобильный телефон из... Танзании. Оказалось, его финский коллега по картированию Баренц-региона, ведущий аналогичный проект в этой африканской стране, решил проконсультироваться.

Поистине геоинформационные системы шагают по планете.

Аркадий Соснов