1 стр. из 1

Есть отрасли, которые, как правило, сокрыты от людских глаз, но в то же время выполняют важнейшие государственные функции. О них не шумит пресса, их производственная деятельность широко не освещается. Они живут интенсивной напряженной жизнью, сотрудничают со многими отраслями, взаимно обогащая друг друга. Развиваются сами и оказывают существенное влияние на жизнь многих предприятий в лесной, нефтегазовой промышленности, широко внедряя самые современные технологии как в России, так и в ближнем зарубежъе, без которых невозможен любой прогресс. Уровень развития науки и техники на рубеже XXI века открывает широкие перспективы использования объективной и оперативной многоцелевой аэрокосмической информации при решении широкого круга природоресурсных задач, стоящих перед Государственной геологической службой России.

В 1929 г. был создан Научно-исследовательский институт аэросъемки в Ленинграде, директором которого стал академик А. Е. Ферсман. Именно по его инициативе в период с 1929 по 1935 гг. были проведены обширные исследования по изучению природных ресурсов методами аэросъемки. Всему этому послужили первые опыты по воздушному фотографированию которые были проведены еще в 1886 г. начальником воздухоплавательной команды генералом А. М. Кованько в окрестностях города Санкт-Петербурга и крепости с воздушного шара, свободно летающего на высоте 600-1000 м. Уже тогда были получены удачные фотоснимки Петропавловской и Кронштадской крепостей, стрелки Васильевского острова в Санкт-Петербурге, которые давали полезную информацию о снятой местности с мельчайшими ее подробностями.

Первым директором Лаборатории аэрометодов стал академик П. И. Степанов, при котором опыт применения аэрометодов в области геологии был обобщен В. П. Мирошниченко в монографии "Аэрогеосъемка", подготовленной к изданию в 1941 г. и опубликованной лишь только в 1946 г. в связи с блокадой Ленинграда. Эта монография представила собой первый в стране опыт систематического изложения методики геологического дешифрования аэроснимков.

Так Лаборатория аэрометодов превратилась в ведущую научную организацию страны в области развития методов аэросъемки для изучения природных ресурсов. В этот период были заложены основы научных школ по применению аэрометодов при изучении дна морских мелководий, природных ландшафтов, неотектонических процессов, почв, четвертичной геологии, переформирования берегов водохранилищ, а также в области научной фотографии.

В порядке внедрения аэрорадиолокационного метода в производственные организации геологической отрасли силами ЛАЭМ были выполнены аэросъемки на площади 10 млн. кв. км по заказам свыше тридцати организаций. На основе полученных в ходе этих опытно-методических работ было выполнено результативно техническое задание на разработку радиолокационной станции нового поколения (РЛСБО "Нить").

Исследования по применению аэросъемки в инфракрасном диапазоне (3-14 мкм) были начаты по инициативе член-корреспондента АН СССР Н. К. Келля и Ю. К. Юцевича. Как в нашей стране, так и за рубежом первые оптико-электронные сканирующие системы для аэросъемки в инфракрасном диапазоне создавались для целей военной воздушной разведки. На первом этапе прикладных аэрогеологических исследований с регистрацией теплового излучения было изучение высокотемпературных объектов типа действующих вулканов и парогидротерм, работы проводились на Камчатке с макетом ИК-сканера "Тепло М" под руководством Б. В. Шилина.

Успешные результаты этих работ позволили развернуть исследования по трем направлениям. По первому велись разработки технических средств аэросъемки, которые завершились созданием на Азовском оптико-механическом заводе первого отечественного серийного самолетного тепловизора "Вулкан". По второму направлению была создана теплоинерционная модель расчета температурного поля земной поверхности под воздействием солнечной радиации путем решения уравнения теплопроводности в виде уравнений теплового баланса, построены суточные кривые температуры объектов с различными теплофизическими свойствами для различных природных условий, что позволило оценивать эффективность тепловой аэросъемки и, соответственно, определять круг задач, успешно решаемых этим методом дистанционного зондирования.

По третьему направлению были разработаны методические рекомендации по выполнению тепловой аэросъемки и интерпретации получаемых материалов при изучении районов действующих вулканов и активной гидротермальной деятельности, при решении задач гидрогеологии и инженерной геологии, гидрологии, мелиорации, исследовании особенностей строения ледово-снежного покрова акваторий и суши, контроле состояния природной среды.

В тот же период в ЛАЭМ начали проводиться исследования в области многоспектральной аэросъемки, в ходе которых были разработаны теоретические положения изучения природных объектов по их спектральным характеристикам. Так были созданы технические средства для измерения спектральных характеристик объектов (полевой спектометр - по ТЗ ЛАЭМ в Сибирском ОКБ НПО "Нефтегеофизика", спектограф, подводный люксометр, фотоэлектронная аэросъемочная камера ФАСК-4 с одновременной фотографической регистрацией данных по двум каналам, серия аэроспектрометров С-8, С-9, С-12 с синфазной системой сканирования и регистрацией и изменяющимся углом зрения, летный спектрозональный телефотометр ТЗ-2, многоспектральная 16-канальная аэросъемочная камера МАСК-1, автоматический полевой спектрометр СПА-1 и т. д.), подготовлено методическое пособие по спектрометрическим исследованиям природных объектов.

Появление материалов космических съемок вывело методы дистанционного зондирования природных ресурсов на новый информационный уровень. В процессе выполнения этих исследований были разработаны вопросы теории дешифрования по материалам съемок из космоса геологических объектов, в том числе - прогнозирования глубинных геологических структур, разработана методика использования космических снимков при структурно-геологических и геоморфологических исследованиях, геологическом картировании, обоснована эффективность использования космических изображений при металлогенических исследованиях и прогнозировании месторождений полезных ископаемых. Результаты этих разработок были обобщены в виде ряда монографий, общеотраслевых методических пособий и руководств.

Наступил 1986 г., Лаборатория аэрометодов по инициативе Министерства геологии СССР решением Правительства была преобразована во Всесоюзный научно-исследовательский институт космоаэрологических методов (ВНИИКАМ). Директором института становится А. В. Перцов, сменивший на этом посту В. Б. Комарова. Так, в рамках исследований по первому направлению дальнейшее развитие получил геоиндикационный подход к анализу материалов аэро и космических съемок. На основе геоиндикационного подхода во ВНИИКАМ разрабатывается технология применения аэро- и космических съемок при геологическом картировании платформенных территорий масштабов 1:200 000 - 1:50 000 (на примере севера Русской платформы, Восточной Туркмении, Западного Узбекистана, Восточного Прикаспия и Оренбуржья), основанная на фотографической и цифровой обработке данных дистанционного зондирования.

В беседе с заведующей лабораторией геоиндикационных исследований ГУП НИИКАМ И. О. Смирновой и старшим научным сотрудником лаборатории геоиндикационных исследований А. А. Русановой была более полно раскрыта картина по развитию и совершенствованию аэрокосмических методов дистанционного зондирования. Накопленный опыт нашел отражение в многочисленных публикациях и лег в основу разработанной технологии обработки и анализа цифровых многозональных и радиолокационных МДС в комплексе с геолого-геофизическими данными на основе ГИС.

Технология реализуется на базе программного обеспечения ERDAS Imagine, Map Info, Arc View, а также модулей собственной разработки (программа выделения и обработки линеаментов), но может быть адаптирована к другим программным продуктам (ER Mapper, EASI/PACE, ENVI и других).

Технология включает:
- создание Базы Знаний, содержащей знания специалистов-экспертов об объектах исследования, методике и физических основах использования и обработки МДС, возможностях используемых программно-технических средств, а также рекомендации по использованию оптимального набора МДС и программно-технических средств обработки, необходимых для решения поставленных задач;
- создание Базы Данных, включающей пространственно совмещенные наборы дистанционных, ландшафтных и геолого-геофизических данных, сформированной в соответствии с Базой Знаний и поставленными задачами;
- тематическую обработку и анализ данных, включающие визуальный анализ МДС, обработку многозональных и радиолокационных космических изображений (создание цветовых композиций, межканальные преобразования, направленную фильтрацию, различные виды классификаций), выделение в автоматическом режиме и обработку геоиндикаторов, в том числе различные виды линеаментного анализа, создание цифровых моделей рельефа и структурных поверхностей;
- комплексный анализ данных, реализующийся как путем послойного сопоставления растровых и векторных данных на экране компьютера, так и с использованием методов многомерного статистического анализа (корреляционного, факторного и др.);
- создание итоговых прогнозных схем в соответствии с поставленными задачами.
- создание образов эталонных месторождений, в том числе трехмерных цифровых моделей с использованием дистанционных, топографических и геолого-геофизических данных;
- детальное изучение площадей месторождений по МДС детального уровня генерализации, составление ландшафтных схем для рационального планирования обустройства месторождений;
- геоэкологический мониторинг территорий нефтегазоносных провинций или их частей, районов отдельных месторождений, трасс нефтегазопроводов по МДС различных лет и сезонов для выяснения последствий разработки месторождений, определения утечки углеводородов, выявления изменений, связанных с прочей хозяйственной деятельностью человека (пожары, вырубки и т. д.).

Технология апробирована при изучении геологического строения: Амударьинской (Туркмения, Узбекистан), Прикаспийской (Казахстан, Оренбургская обл.), Тимано-Печорской, Западно-Сибирской, Мезенской, Лено-Тунгусской, Балтийской (Калининградская обл.) в рамках выполнения работ по госзаказу и договоров с различными организациями, а также международных проектов по программам проверки данных, полученных со спутников JERS-1 (Япония), RADARSAT (Канада) и ALOS (Япония).

Проведенные исследования позволили выявить как общие, так и специфические региональные и зональные закономерности распределения лесных массивов, которые могут быть исследованы с помощью МДС, а также распределение различных форм рельефа, в том числе созданных ледниковой деятельностью, и т. д. Существенный вклад в исследования был внесен -использованием помимо отечественных фотографических МДС (КАТЭ-200, КФА-1000, МК-4) цифровых многозональных и радиолокационных космических снимков с зарубежных спутников JERS-1 SAR, OPS (Япония), RADARSAT (Канада), полученных в рамках международных проектов, а также LANDSAT (США). С их помощью проведен детальный анализ трещиноватости (радиолокационные снимки) и выявлены аномалии, связанные с подтоком углеводородных флюидов (многозональные снимки). Так, по результатам комплексного анализа данных выделены перспективные на обнаружение нефти и газа участки.

Базы дистанционных данных, включающие информацию, полученную разными космическими системами (КАТЭ-200, КФА-1000, МСУ-Э, JERS-1 SAR, OPS, RADARSAT) в период с 1984 по 2001 гг., созданы на территории Усинского участка Тимано-Печорской провинции и Юрубчено-Тохомской зоны нефтегазонакопления Лено-Тунгусской провинции. На основе этих данных составлены ландшафтные схемы на исследуемые территории, изучены особенности отражения основных ландшафтных элементов на многозональных и радиолокационных космических снимках, выявлены ландшафтные изменения, связанные с разведкой и разработкой месторождений и прочей хозяйственной деятельностью человека (площадки буровых скважин, сейсмопрофили, вырубки, пожарища, участки нефтяных загрязнений), проведена количественная оценка нарушенных площадей, а также определены возможные пути миграции загрязняющих веществ…

В настоящее время технические средства ДЗ позволяют получать с космических и авианосителей в большом объеме гиперспектральную информацию, а также радиолокационные данные с фотографической и цифровой их регистрацией. Использование при дистанционном зондировании различных участков электромагнитного спектра (видимого, инфракрасного - ближнего, среднего, теплового; микроволнового) с регистрацией измерений в нескольких (многих), в том числе достаточно узких интервалах, позволяет получать обширную информацию об объектах земной поверхности, строении поверхностных горизонтов и глубинном геологическом строении, о состоянии и динамике природной среды.

Компьютерные средства обработки МДЗ обеспечивают широкие возможности выполнения геометрических и радиометрических коррекций, а также преобразования данных разных спектральных диапазонов для их представления в виде, наиболее информативном при решении сложных задач геологического дешифрирования и интерпретации аэрокосмической информации. Компьютерные технологии комплексного анализа разнородных данных представляют широкие возможности создания и ведения значительных по объему баз аэрокосмических, геолого-геофизических и ландшафтных данных на значительные площади, моделирования свойств геологических объектов и природных процессов. Есть уникальные специалисты. Смелые и оригинальные решения, найденные ими и применяемые на практике, сродни революционным преобразованиям в промышленном и оборонном деле. Такие люди, как они, - особая гордость института.

Полная или частичная перепечатка материалов - только разрешения администрации!