Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Изучено качество и полнота открытых данных ДЗЗ и их применимости для проведения оценки опасных инженерно-геологических процессов. Рассмотрены существующие методики применения открытых данных ДЗЗ, доступных на территорию Российской Федерации, в исследовании опасных инженерно-геологических процессов и проеден анализ данных ДЗЗ. Подготовлена хорошо проработанная публикация, в которой представлен обзор современных методов изучения опасных инженерно-геологических процессов, используемых как в нашей стране. так и за рубежом с применением данных дистанционного зондирования Земли (Рукопись успешно прошла рецензирование и ободрена к публикации в журнале "Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов" ISSN (print) – 2500-1019; ISSN (on-line) – 2413-1830). Разработана типовая структура базы данных, собраны отдельные базы данных для каждого объекта с использованием системы управления базами данных (СУБД) PostgreSQL и расширения PostGIS, обеспечивающего работу с географическими данными: точками, линиями, полигонами. Созданные базы данных обладают гибкостью, структура БД по Пивоваровскому участку (первая БД) корректировалась в процессе работы с данными, при решении локальных аналитических операций. Планируется остальные базы данных также скорректировать в процессе работы с ними. Проведен пространственный анализ данных в ГИС, в том числе, с целью получения дополнительных тематических слоев для дальнейшего анализа (растры уклона рельефа, экспозиции склонов, крутизны рельефа поверхности (по данным цифровой модели рельефа), индексы активности эрозионного процесса; растры удаленности от водотоков и тальвеговых частей овражно-балочной сети, густота водотоков, выраженная в суммарной длине водотоков на единицу площади. С применением пространственного анализа в ГИС на примере одной из изучаемых территорий (Пивоваровский участок) реализован процесс построения оптимального пути в рамках разработки алгоритма оптимального освоения территории. Стоимостная поверхность — комбинация факторных моделей — де-факто представляет собой карту карстовой опасности, построенную в баллах, с учётом того, что авторами добавлены также критерии, определяющие степень доступности территории (тип местности, уклон, водотоки). С использованием данной поверхности, а также барьеров, построен оптимальный путь - наиболее выгодное положение линейного объекта на участке развития опасного инженерно-геологического процесса. Сам слой барьеров, использованный в построении оптимального пути, — это результат объединения карстовых полей, отдельных карстовых форм и крупных водотоков, протекающих на изучаемой территории. Предложенный подход использования в качестве барьеров карстовых полей как кластеров позволит исключить из оптимального пути территории в пределах полей как потенциально опасные участки ещё не реализованной карстовой опасности в непосредственной близости к существующим карстовым воронкам. Предлагаемая методика оптимизации принятия проектных решений на закарстованных территориях с использованием ДЗЗ и ГИС весьма гибкая: при должном обосновании в стоимостную поверхность можно включить другие факторы, наличие которых на данной территории также может оказать cущественное влияние на принятие проектных решений. Слой барьеров также может быть расширен, если необходимо какие-то территории обойти по той или иной причине, например особо охраняемые природные территории и т.п. Опубликована статья в журнале "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса" ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online). Детально проработан вопрос оценки поверхностной закарстованности территории: 1) Разработан инструмент автоматизированной оценки морфометрии поверхностных карстовых форм. Авторами разработан алгоритм на языке Python, который находит геометрический центр (центроид) в полигоне (карстовой воронке), пошагово сравнивает диаметры, проведенные через него и две точки на периметре полигона, и вычисляет максимальное и минимальное значение. Диаметры вычисляются по окружности с шагом в 1 градус, результатом является графическое представление минимального и максимального диаметров. Подход значительно экономит время на расчеты и повышает точность результатов. Он подходит для обработки больших объемов данных и может использоваться многократно. Готовая модель проста в использовании. 2) Разработан инструмент зонирования участков прохождения трассы (линейного сооружения) согласно выделенным таксонам, позволяющий в кратчайшие сроки определить пикеты границ выделенных в результате карстологического районирования таксонов и исключающий ошибки, связанные с человеческим фактором. 3) Разработан инструмент зонирования территории прохождения трассы в зависимости от категории устойчивости относительно проявлений поверхностного карста. Методика оценки удаленности от карстовых форм осуществляется посредством построения буферных зон заданного размера от бровки или центра карстовой формы. Применение пространственного анализа с возможностью его автоматизации позволяет ранжировать участок линейного сооружения по степени карстовой опасности в короткие сроки и с минимумом ошибок, вызванных человеческим фактором. Причем его использование по результатам дешифрирования данных ДЗЗ на стадии планирования может дать предварительную оценку участка прохождения трассы и на ее основе оперативно внести изменения в генплан. Рассмотрен процесс мониторинга зон затопления на примере линейного сооружения: появление воды в пределах полосы отвода или непосредственно на сооружении в периоды половодья и осеннего паводка. В случае расположения линейного сооружения в непосредственной близости к водотоку или водоему, вероятность его затопления весьма высока. С целью разработки алгоритма оптимального освоения территории в условиях затопления в качестве примера на пилотном перегоне железной дороги на протяжении прохождения половодья в апреле 2024 г., сроки которого определялись по гидрографам ближайшим к перегону водотоков, проведен мониторинг развития зон затопления по набору разновременных космических изображений Sentinel-2. Разработана методика построения карты вероятности затопления территории. За основу оценочных построений взят ретроспективный анализ по серии космических изображений территории во время прохождения половодья в разные года. В рамках первого года выполнения проекта посещены конференции, где докладывалась о результатах работы над проектом: 1) Двадцать пятые Сергеевские чтения "Региональная инженерная геология и геоэкология" 28-31 марта 2024 г.; 2) Всероссийская конференция с международным участием «Карст и пещеры. 2024» 28 мая по 1 июня 2024 года; 3) Геология и полезные ископаемые Западного Урала, 22-23 мая 2024 г. 4) Двадцать вторая международная конференция "СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА" 11 - 15 ноября 2024 г. в Москве.