ГИС для управления отходами
На сайте Directionsmag.com опубликована статья ГИС-аналитика из Geodecisions Хани Хасабала (Hany Hassaballa), в которой рассказывается об использовании ГИС-технологий в современном управлении твердыми бытовыми отходами. С оригинальным текстом статьи можно ознакомиться, пройдя по ссылке.
Планирование и реализация успешной стратегии по управлению твердыми бытовыми отходами требует сбора большого количества данных о них, их местоположении, а также изменении этого местоположения.
ГИС сегодня является одной из самых сложных современных технологий сбора, анализа и отображения пространственных данных (Khalkias и Lasaridi, 2011). В связи со специфическими особенностями управления твердыми отходами, только ГИС позволяет осуществлять эффективную работу с ними. Планирование и реализация успешной стратегии по управлению твердыми отходами возможно только с применением геоинформационных технологий.
Сбор данных
Базовая картографическая информация
Разработка базовой карты, которая будет использоваться в качестве подложки и фона для работы по управлению твердыми отходами, является очень важным первым шагом. Методология сбора данных должна в первую очередь быть ориентирована на слои, относящиеся к природоохранной тематике: типы почв, гидрология и землепользование. Ниже приведен пример наборов данных, которые позволяют создать необходимую базовую карту, которую можно будет использовать в области управления твердыми бытовыми отходами:
Пространственные данные - Тип данных - Геометрия
Дорожная сеть - вектор - линии
Административные границы - вектор - полигоны
Почвы - вектор - полигоны
Гидрология- вектор - точки/линии/полигоны
Демография (данные переписи населения) - вектор - полигоны
Здания и постройки - вектор - полигоны
Пешеходные маршруты - вектор - линии
Маршруты общественного транспорта (железнодорожные линии/станции) - вектор - линии/точки
Землепользование - вектор - полигоны
Аэро- и космические изображения - растр - полигоны
Цифровые модели рельефа - вектор/растр - полигоны
Данные о твердых отходах
К данным о твердых отходах относятся объекты и мероприятия по сбору, хранению и перемещению твердых отходов. Обычно это данные, полученные данные от муниципалитетов или подрядчиков, работающих с твердыми отходами. Кроме сбора информации о пространственном расположении этих объектов, осуществляется сбор и документирование объемов, возможностей уплотнения свалок, и других важных данных о мусоре. Полная инвентаризация активов и объектов твердых отходов упрощает исследования по планированию и оценке образования отходов. Ниже приведен стандартный пример наборов данных для предметно-ориентированной базы твердых отходов:
Пространственные данные - Тип данных - Геометрия
Расположение свалок - вектор - полигоны/точки
Перевалочные пункты - вектор - точки
Подземные свалки - вектор - точки/полигоны
Открытые свалки - вектор - точки/полигоны
Урны - вектор - точки
Пункты переработки мусора - вектор - точки/полигоны
Накопление мусора и его характеристики
В рамках исследования, проведенного Калифорнийским департаментом по утилизации ресурсов и их переработке (CalRecycle), были разработаны показатели, оценивающие количество накопленных отходов от жителей, предприятий и во время нетипичных погодных условий (например, суровые погодные условия или сейсмические явления), а также отходов, накапливаемых в определенное время (например, день или год). Эти отходы включают все выбрасываемые материалы, независимо от того, будут ли в дальнейшем эти отходы переработаны или нет. Показатели накопления отходов для жилых районов и коммерческих компаний могут быть использованы для оценки влияния новых действий на поток отходов на местном уровне, а также определить требуемую мощность для хранения и/или участки для их постоянной утилизации.
Количество отходов зависит от того, сколько населения постоянно проживает в районе или сколько людей работает на том или ином предприятии, количества посетителей или туристов (особенно при проведении крупных спортивных мероприятий), и от социально-экономических факторов. В докладе Всемирного банка «Об образовании отходов» (2012), показано, что скорость образования отходов на одного человека колеблется между 1,2-1,4 килограммами в день. Каждый муниципалитет или организатор крупного мероприятия обычно проводит оценку количества поступивших отходов, чтобы оценить общий объем и вес твердых отходов.
Еще один набор данных, который необходимо получить для эффективного управления отходами - это их характеристики. Потоки твердых отходов, включают пластик, бумагу и картон, органику, металл или стекло. Каждый компонент имеет различные требования к обращению, разные потребности в переработке и возможности для утилизации. Характеристики имеют важное значение для выбора, проектирования и внедрения успешных решений по управлению отходами для каждого из их компонентов.
Кодирование и использование RFID для географической привязки
Географическая привязка является главным компонентом действий с твердыми отходами. Для создания хорошей инвентаризационной пространственной системы, каждому пункту накопления отходов присваивается уникальный идентификационный номер.
После геокодирования пунктов накопления твердых отходов, на каждом из пунктов могут быть установлены метки радиочастотной идентификации (RFID). RFID позволяет датчикам обнаруживать движение и перемещение объектов в непосредственной близости от датчика. Например, метка RFID может давать сигнал, когда мусорный контейнер становится переполненным, и тогда его можно оперативно транспортировать к месту утилизации. Также RFID может устанавливаться и на свалки мусора, и посылать сообщения о том, что свободное место на них подходит к концу. В обоих случаях ретранслятор RFID сообщает как информацию о местоположении объектов, так и некоторую качественную информацию об их состоянии.
Комплексный подход
Интеграция сразу нескольких методов имеет решающее значение для того, чтобы лучше управлять перемещением и хранением твердых отходов. Каждый компонент играет свою особую и важную роль в обеспечении решений по утилизации твердых отходов.
Пространственная база данных
Пространственная база данных является ядром решений, связанных с твердыми отходами. Как мы уже говорили, данные о твердых бытовых отходах (такие, как базовая карта и тематические данные об отходах) хранятся в специализированной базе данных. База данных может периодически или постоянно обновляться. Постоянное обновление базы данных можно обеспечить путем интеграции сигналов с датчиков, установленных на машинах и базовых пунктах сбора отходов. Кроме обновления данных в системе можно обеспечить ведение документации обновлений системы, чтобы отслеживать динамику изменений и иметь возможность откатиться к предыдущей версии в случае возникновения ошибок.
Работы на местности
Кроме того, деятельность на местах всегда может быть проконтролирована при помощи геопространственных технологий для того, чтобы отслеживать эффективность работы. Уже можно рассказать о нескольких успешных историях с применением RFID меток, установленных на стационарных пунктах накопления отходов и мусоровозах. Объект наблюдения оснащается GPS-приемником, подключается по беспроводным сетям к Интернету, что позволяет собирать и передавать информацию о нем на центральную рабочую станцию. Благодаря этим технологиям может быть собрана большая часть информации об объектах.
Интеграция коммуникационных технологий (Интернет) с RFID и GPS для определения местоположения может служить в качестве основы системы управления твердыми отходами. Для эффективной работы системы мониторинга должны быть получены данные, собранные с перевалочных станций и крупнотоннажных полигонов для твердых бытовых отходов, их характеристики. Следующие данные должны быть собраны вручную или с помощью беспроводных автоматических технологий:
- Сбор информации о местоположении твердых отходов (широта и долгота)
- Время сбора
- Вес и объем отходов
Цифровые панели
Цифровые панели используются для отображения общей оперативной картины при работе с твердыми отходами, что позволяет менеджерам оценивать пространственное расположение объектов на местности и их состояние. Например, пространственные технологии позволяют отслеживать производительность уплотнителей твердых отходов, расположенных вблизи той или иной свалки отходов. Используя цифровую панель, менеджер может получить надежные данные о том, какие свалки уже переполнены, рассчитать время, необходимое для проведения следующего цикла уплотнения, спланировать график сбора и обеспечить подключение необходимых оперативных ресурсов.
Накопление отходов и пространственный анализ
Включение пространственной составляющей в операции с твердыми отходами помогает оптимизировать операции получения, сбора и обработки данных. Такой анализ может помочь в определении характеристик отходов (например, продукты питания, бумага, пластмасса или металл) для каждой зоны и пункта сбора мусора для дальнейшего планирования переработки. Кроме того, такой подход позволяет производить планирование и управление, чтобы определять наиболее проблемные места и неэффективные узлы работы.
Передовые технологии маршрутизации с использованием пространственного анализа оптимизируют и процесс перемещения отходов. Устройства GPS, установленные в машинах, осуществляющих перевозку мусора, позволяют водителям следовать оптимизированным маршрутам, отображаемых в оперативном режиме на электронных картах прямо в кабине мусоровозов. Расширенный пространственный анализ может быть использован также для определения оптимального местоположения пунктов сбора отходов. Например, оперативный анализ используется для выбора пунктов для укатки твердых отходов или перегрузочных станций, на основе таких пространственных критериев, как, например, тип почвы и доступность региона.
Заключение
ГИС служит в качестве мощного инструмента для управления операциями с твердыми отходами путем оказания пространственной поддержки в автомобиле и на центральной базе. Аналитические ГИС-возможности значительно улучшают планирование работ в области твердых отходов, определяя оптимальные маршруты и повышая эффективность их обслуживания.
http://gisa.ru/