Экологический мониторинг: проблемы его цифровизации

Цифровизация — это процесс внедрения современных цифровых технологий в различные сферы производства и жизни.

В глобальном плане цифровизация — это концепция экономической деятельности, которая основана на цифровых технологиях. Данная концепция обширно внедряется во всех странах мира.

На сегодняшний день цифровизация применяется:

• на производстве;
• в государственных структурах;
• в бизнесе;
• в быту;
• на работе.

Экология и экономика между собой очень взаимосвязаны. Развитие экономики, которое связано с земной цивилизацией зависит от быстрого роста использования природных ресурсов планеты. В результате быстрого потребления природных ресурсов, большинство из которых являются не возобновляемыми, происходит их истощение и ухудшение состояния окружающей среды.

В мировых и российских научных кругах активно обсуждается переход к экономической системе, которая учитывает социальные ценности и обеспечивает защиту окружающей среды. Для достижения этого перехода активно разрабатываются концепции, объединяющие широкий спектр междисциплинарной практики и теории в единую структуру.

В отчёте по инженерно-экологическим изысканиям, должно быть включено предложение к программе по экологическому мониторингу, начиная с этапа выбора площадки для строительства.

Экологический мониторинг относится к инструментам и методам, которые разработаны для наблюдения за окружающей средой, определения ее качества и установления экологических параметров с целью точной оценки воздействия, которое оказывается на окружающую среду. Результаты собираются, статистически анализируются, а затем описываются в отчете об оценке рисков, мониторинге окружающей среды и оценке воздействия на окружающую среду.

Основная цель экологического мониторинга — минимизировать негативное воздействие на окружающую среду и обеспечить соблюдение законов и нормативных актов, чтобы снизить риски вредного воздействия на природную среду для защиты здоровья людей.

Основные задачи экологического мониторинга:

• мониторинг за состоянием окружающей среды, ее загрязнениями, включая поверхностные воды, морскую среду, атмосферу, почвы, околоземное космическое пространство, радиационную обстановку земной поверхности и в околоземном космическом пространстве;
• прогноз и оценка изменения климата, загрязняющих веществ и водных ресурсов.

Цифровые технологии начинают применять на этапе инженерно-экологических изысканий.

Этапы мониторинга на данном этапе:

1. Проводится предварительное исследование для определения основных компонентов природной среды, подлежащих мониторингу, определяется система наблюдаемых показателей и измеряются фоновые уровни.
2. Создаются постоянно действующие системы экологического мониторинга, ее оборудование и функциональное обеспечение.
3. Проводятся стационарные наблюдения для определения тенденций развития показателей состояния окружающей среды.
4. Отслеживаются и моделируются экологические ситуации, составляются краткосрочные и долгосрочные прогнозы и рекомендации.

Благодаря современным информационным технологиям в области экологического мониторинга можно разработать систему автоматизации, которая позволит обеспечить экологическую безопасность различных объектов и людей. На сегодняшний день экологический мониторинг состоит из систем стационарных пунктов наблюдения. Информация образуется при помощи лидарной станции, где проводятся постоянные измерения состояния атмосферного воздуха, водных объектов и почвы с помощью лазерного зондирования.

Цифровые технологии используются на каждом этапе наблюдения, от цифровых карт и привязки контрольно-пропускных пунктов к GPS, до проверки прогнозных моделей.

Аэрокосмический метод экологического мониторинга состоит из системы наблюдения при помощи спутников, спутниковых систем, самолётов и аэростатных средств, а также системы обработки данных дистанционного зондирования.

В экоинформационной системе можно выделить три уровня, которые ориентированы на решение различных задач мониторинга окружающей среды и различаются способами работы с экологической информацией. Верхний уровень состоит из программных модулей поддержки принятия решений, средний уровень состоит из программного обеспечения, который позволяет систематически анализировать информацию о состоянии окружающей среды, а нижний уровень состоит из модулей для обработки первичной экологической информации.

Наиболее серьезными проблемами цифровизации в системе экологического мониторинга сегодня являются:

1. Дороговизна компьютерных программ, особенно при моделировании ситуаций.
2. Наблюдения во время мониторинга различными организациями.
3. Разные методы проведения лабораторных исследований.
4. Разный уровень подготовки специалистов при эксплуатации объектов.
5. Разные методы ведения режимных наблюдений.
6. Несостоятельность компьютерных программ.

На сегодняшний день состояние окружающей среды играет существенную роль в жизни людей. Исходя из этого, можно сделать вывод, что постоянный экологический мониторинг обязателен в нашей жизни. Решение данных задач невозможно представить без применения современной техники, связи, средств и новых компьютерных технологий.