УДК 528.8
Дистанционное зондирование Земли из Космоса –
инструмент внедрения модели устойчивого развития.
Теория и практика

А. С. Левенко


РЕЗЮМЕ. В Украине на уровне государственного управления страной и ее регионами на протяжении многих лет ведется подготовительная работа по принятию государственных законодательных документов в части внедрения концепции устойчивого развития как госу-дарственной программы. Автором рассматриваются основы обеспечения устойчивого развития Украиной в авторском видении модели развития с использованием глобальных данных дистанционного зондирования Земли из космоса (ДЗЗ). Обосновывается возможность и важ-ность применения на современном этапе развития доступных без ограничений зарубежных данных на примере спутниковой информации аппаратуры TERRA-MODIS.

Постановка проблемы в общем виде
и ее связь с важными научными или практическими задачами.
В 1992 г. в Рио-де-Жанейро на конференции ООН по развитию и окружающей среде впервые было определено, что единственным способом сохранения биосферы Земли является переход к устойчивому развитию. Идея такого пути формировалась фактически с 1968 г. – времени основания так называемого Римского клуба и развития охраны окружающей среды.
В мире фактически реализуется концепция устойчивого развития:
- признается исчерпаемость большинства природных ресурсов, которые использует общество;
- признается, что жизнедеятельность человека сопровождается загрязнением биосферы и приводит к необратимым неблагоприятным для человека и природы изменениям;
- признана необходимость согласования жизнедеятельности общества с ресурсными и экологическими ограничениями;
- определено, что современное рациональное природопользование – основа высокого жизненного уровня будущих поколений;
- признано, что переход к устойчивому развитию должен проходить в рамках техно-логического и социально-экономического развития общества.
Общепризнанна паритетность отношений «человек-хозяйство-природа».
Главная цель устойчивого развития Украины – достижение и поддержание норматив-ных показателей качества жизни и окружающей среды на базе социально-экономического развития, сбалансированного с возможностями природной среды государства при условии обеспечения равных возможностей современных и будущих поколений на использование природных ресурсов [6]. Существующие концепции устойчивого развития в мире и Украине базируются на приоритетности регулирования состояния окружающей природной среды и рациональном ресурсопользовании [7]. При этом ставится задача определения критериев и показателей устойчивого развития [9]. Например, предложена модель оценки влияния техно-генных факторов на здоровье населения [8] по уровню заболеваемости (с использованием метода линейного регрессивного анализа.
Важнейшим инструментом технологии мониторинга для государственного управле-ния в настоящее время является глобальная спутниковая информация [2, 3, 10, 11].

Анализ достижений и публикаций по теме исследования данной проблемы.
Выделение нерешенных ранее частей общей проблемы, которым посвящается
данная статья.
Необходимо отметить, что развитые страны уже существуют в условиях некоего устойчивого развития, а страны, не достигшие высокого уровня жизни, принимают концепцию устойчивого развития как правительственную программу (в т. ч. Российская Федерация).
Однако для обеспечения устойчивого развития недостаточно принять государствен-ную программу и составить план мероприятий – для внедрения устойчивого развития прежде всего следует разработать теорию такого развития.
Для этого необходимо основываться на существующих в природе законах, строить теорию на квантификации параметров и не исключать из концепции самого человека, являющегося сложной саморегулирующейся системой. То есть в теории (и, следовательно, в концепции устойчивого развития) должны быть не три составляющие: экономика, социум и экология, а добавляться четвертая составляющая – человек (индивидуум). Высказано пред-ложение модель устойчивого развития (всей природы, материи) представить в виде бесконечно пирамиды с гранями, определяющими развитие экономики, экологии, социума и некоего осредненного в обществе человека [5]. Квантификация параметров предполагает ис-пользование глобальной системы мониторинга процессов и принятия управленческих решений на основе глобальных данных.
Для управления территориями в масштабе международных программ и проектов используются системы получения данных, в состав которых до 70% входят данные ДЗЗ [1].
Необходимо отметить, что в мире в настоящее время ни в такой развитой стране, какой являются США, ни в развивающихся странах модель устойчивого развития не действует эффективно. Есть тому примеры.
Известно, что с периодом около 40-60 лет катастрофические ураганы сметают с лица земли строения и сооружения на полуострове Флорида: катастрофа в Новом Орлеане и на всем Юге США 2005 года продемонстрировали полное отсутствие мониторинга надвигаю-щейся природной катастрофы для принятия своевременных правительственных решений. Хотя все фазы зарождения и передвижения цикла ураганов фиксировались по данным ДЗЗ.
Цунами в Индийском океана 2005 г., обрушившееся на курортные побережья Индонезии и других стран, наблюдалось по космическим снимкам, тем не менее, видеосъемка запечатлела толпы любопытных, разглядывающих надвигающуюся на них волну цунами, и это многим людям стоило жизни.

Формирование целей данной работы (постановка задачи).
В докладе рассматривается вариант модели устойчивого развития, для функциониро-вания которой требуются глобальные данные ДЗЗ.

Изложение основного материала с полным обоснованием
полученных научных результатов.
Автор развил упомянутое предложение [5] и предложил наглядную векторную модель развития общества в виде четырехгранной пирамиды. В виде такой модели может быть представлено как идеальное устойчивое развитие, так и несбалансированное развитие – ось (вектор времени) при этом отклоняется, что характеризует потерю времени в развитии общества [6]. Идеальное (устойчивое) развитие представляется в виде симметричной геомет-рической фигуры. Вершина пирамиды – точка максимума, идеальное состояние, означающее смерть (гибель, нулевую энергию, идеальное равновесие). Она является недостижимой во времени в масштабах существования человеческого общества. Но это не означает, что разви-тие человеческого общества и вообще Вселенной не достигнет этой точки в неопределенно далекое время.
Вершина пирамиды характеризует переход всей кинетической энергии в потенциаль-ную. Предложенная автором модель соответствует в принципе гипотезе о «разбегающейся» Вселенной, пульсирующей в точке обратимого процесса.
Каждый горизонтальный срез пирамиды скалярными величинами характеризует «срез времени» в развитии общества в условиях конкретной цивилизации. Под общество на дан-ном этапе можно подразумевать государство как единицу в планетарном масштабе. Но внут-ри государства могут существовать «пирамиды» отдельных регионов, городов, и так далее вплоть до отдельно взятого человека.
Только в таком виде может иметь смысл теория устойчивого развития, объясняющая многочисленные концепции устойчивого развития на всех уровнях.
В мировом масштабе все пирамиды могут быть сложены в сферу, центр которой условно совмещается с вершинами пирамид в центре земного шара. Идеальное состояние при этом вряд ли может быть достигнуто в современном мире – поэтому «искаженная сфера» может характеризовать степень международной напряженности в различных направлениях: экономики, социума, экологии и развития отдельных народов.
Такая модель в глобальном масштабе может быть осуществлена практически только при глобальном мониторинге при условии некой принятой в масштабах мирового сообщества квантификации показателей. То есть следует выбрать показатель, который станет основным для любой оценки. В обществе таким показателем мирового масштаба может стать мировая денежная единица, которая охарактеризует все направления, в том числе и состояние (благополучие) отдельного человека.
Модель наглядно характеризует баланс процессов, на современном уровне показывает катастрофическое состояние экологии, реальную разницу в развитии государств и народов. Она может стать основой управления мировым сообществом не на принципах интересов от-дельных государств и наций, а по факту дисбаланса.
При дальнейшем эволюционном развитии модели общества пирамида может дополняться новыми гранями, в том числе нам ныне неизвестными, и в наиболее совершенном ви-де превратиться в векторный конус.
В этом случае роль дистанционного зондирования Земли из космоса просто невозможно передать какой-то другой функциональной системе. Только постоянные наблюдения всех процессов на Земле (как и побочных результатов происходящих процессов) с околозем-ной орбиты на современном уровне развития информационной цивилизации и полная доступность спутниковой информации (через систему Интернет) может обеспечить внедрение принципов устойчивого развития в мировую практику.
В настоящее время доступными через Интернет являются космические снимки с тематической обработкой. Среди таких снимков (с разрешающей способностью на местности 250 м, 500 м, 1 км, 4 км) можно выделить снимки, например, аппаратуры КА «Terra» - MODIS. Снимки позволяют с достаточной точностью практически в режиме реального времени получать необходимую информацию даже не имея собственных космических аппаратов.
Например, данные MODIS позволяют анализировать снежный и ледовый покровы территории, что может быть основой прогноза не только урожая в части влаги на полях, но и чрезвычайных ситуаций, связанных с возможными паводками при таянии снегов, дает пред-ставление о состоянии морских путей.
Прогноз урожая озимых в Украине (основной зерновой культуры) может быть составлен путем сравнения площадей погибших посевов за разные годы – по статистическим данным о фактических урожаях. На обработанных снимках, размещенных в Интернете, представлено состояние вегетации посевов сельхозкультур.
Для глобального прогнозирования влияния природных катастрофических процессов могут быть использованы снимки, например, в зонах действующих вулканов. С 2005 г. активизировались вулканы Камчатки – это подтверждают космически снимки. Опыт использования доступных данных, например, КА «Terra», есть и в России.
Информация из Интернета может быть дополнительно обработана известными компьютерными программами для выделения необходимых объектов. Для этого применим, например, разработанный ГП «Днепрокосмос» програмнотехнический комплекс для ПЭВМ «Радуга».
По анализу и в результате математической обработки космоснимков определяются необходимые цифровые данные мониторинга процессов: количественные показатели. Что и является в значительной мере основой функционирования векторной модели развития общества.
Насколько это сложный и многогранный процесс, требующий множества данных, можно рассмотреть на единичном примере мониторинга активности вулканов Центральной Камчатки по Российской программе ГИС «Вулканоопасность» (разработка лаборатории геоинформатики и петрографии ИГЕМ РАН) - как одного из природных очагов нарушения эко-логического состояния (http://www.igem.ru/staff/abstr/gis_vo.htm; www.inforeg.ru/db/db.asp?id=6795). Подобная программа в адаптированном виде может использоваться и для мониторинга других процессов [4].

Нужно сказать, что в существующих глобальных проектах и системах определены более 70 нормативов и функций, определены 17 тематических классов и 60 подклассов пространственной информации (INSPIRE).
Только требований к наблюдению экосистем в международной «системой систем» наблюдения Земли GEOSS боле 600.
Если учесть, что объектов наблюдений миллионы, а в систему входят и люды – то сотни миллиардов.
В существующих украинских условиях оценка социума и экономики для управления устойчивым развитием в лучшем случае проводится через квартал после завершения деятельности (статистические отчеты по социально-экономическому развитию).

Далее
2. Проблемы управления устойчивым развитием общества
ВЫХОД