Информационно-аналитическое обеспечение мониторинга состояния объектов открытых горных работ на базе технологий веб-картографии

Специфика объектов открытой разработки месторождений полезных ископаемых, сложность их инженерно-геологических, гидрогеологических и горнотехнических условий, существенный пространственный охват предопределяют использование комплексного подхода к мониторингу их состояния, в результате выполнения которого формируется значительный по объёму набор разнородных данных (в том числе — пространственных). Для анализа получаемых материалов с требуемой достоверностью необходимо обеспечить их интеграцию и совместную визуализацию с использованием современных информационных технологий. В сфере горного производства на сегодняшний день отсутствуют методики и соответствующие системы, в полной мере обеспечивающие решение данной задачи с учётом актуальных научно-методических подходов и современных программно-технических средств, а также потребностей конечных пользователей данного вида систем, в частности — возможность использования без специальных знаний в области информационных, ГИС и веб-технологий. В рамках проведенного исследования рассмотрены способы совместного анализа и представления результатов комплексного мониторинга состояния горнотехнических объектов открытой разработки месторождений полезных ископаемых. Предложена методика и технология его информационно-аналитической поддержки на основе интегрированного использования геопространственных данных и технологий веб-картографии, включающая интеграцию и визуализацию результатов наземных и аэрокосмических наблюдений и других разнородных данных. Выполнены визуализация и анализ данных деформационного мониторинга карьера на базе отечественной веб-платформы, обеспечивающей организацию удалённого и разграниченного доступа к данным со стационарных и мобильных устройств через веб-интерфейс.

Ключевые слова: веб-картография, геоинформационные системы, веб-ГИС, открытая разработка месторождений полезных ископаемых, комплексный мониторинг, мониторинг состояния горнотехнических объектов, дистанционное зондирование Земли из космоса.
Как процитировать:

Пономаренко М. Р., Кутепов Ю. И., Шабаров А. Н. Информационно-аналитическое обеспечение мониторинга состояния объектов открытых горных работ на базе технологий веб-картографии // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2022. – № 8. – С. 56–70. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_8_0_56.

Благодарности:
Номер: 8
Год: 2022
Номера страниц: 56-70
ISBN: 0236-1493
UDK: 622.834, 528.88
DOI: 10.25018/0236_1493_2022_8_0_56
Дата поступления: 22.04.2022
Дата получения рецензии: 27.06.2022
Дата вынесения редколлегией решения о публикации: 10.07.2022
Информация об авторах:

Пономаренко Мария Руслановна1 — канд. техн. наук, научный сотрудник, e-mail: pnmry@yandex.ru, ORCID ID: 0000-0002-7335-303X,
Кутепов Юрий Иванович1 — д-р техн. наук, профессор, зав. лабораторией, e-mail: koutepovy@mail.ru, ORCID ID: 0000-0003-3698-3072,
Шабаров Аркадий Николаевич1 — д-р техн. наук, Директор Научного центра геомеханики и проблем горного производства, e-mail: shabarov_an@spmi.ru, ORCID ID: 0000-0001-7925-3163,
1 Санкт-Петербургский горный университет.

 

Контактное лицо:

Пономаренко М.Р., e-mail: pnmry@yandex.ru.

Список литературы:

1. Кутепов Ю. И., Кутепова Н. А., Мухина А. С., Мосейкин В. В. Инженерно-геологические и геоэкологические проблемы восстановления нарушенных земель при отвалообразовании на открытой угледобыче в Кузбассе // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 5. — С. 5–24. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_5_0_5.

2. Petrova T. A., Rudzisha E., Alekseenko A. V., Bech J., Pashkevich M. A. Rehabilitation of disturbed lands with industrial wastewater sludge // Minerals. 2022, vol. 12, no. 3, article 376. DOI: 10.3390/min12030376.

3. Пономаренко М. Р., Кутепов Ю. И., Волков М. А., Гринюк А. П. Космические методы в составе комплексного деформационного мониторинга земной поверхности горного предприятия // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 12. — С. 103–113. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-12-0-103-113.

4. Ponomarenko M. R., Kutepov Y. I. Mining complexity assessment to substantiate deformation monitoring at open pit mines // Journal of Mining Science. 2021, vol. 57, no. 6, pp. 986–994. DOI: 10.1134/S1062739121060119.

5. Мельников Н. Н., Калашник А. И., Калашник Н. А., Запорожец Д. В. Комплексная многоуровневая система геомониторинга природно-технических объектов горнодобывающих комплексов // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2018. — № 4. — С. 3—10.

6. Ческидов В. В., Куренков Д. С., Маневич А. И. Современные методы и средства оперативного контроля на горных предприятиях для обеспечения экологической и промышленной безопасности // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2017. — № 6. — С. 188—199.

7. Кутепова Н. А., Кутепов Ю. И., Шабаров А. Н. Инженерно-геологическое обеспечение безопасности производства горных работ в водонасыщенных массивах // Записки Горного института. — 2012. — Т. 197. — С. 197—202.

8. Мосейкин В. В., Гальперин А. М., Ческидов В. В., Пуневский С. А. Совершенствование удаленного автоматизированного контроля откосных сооружений на горных предприятиях // Горный журнал. — 2017. — № 12. — С. 82—86. DOI: 10.17580/gzh.2017.12.16.

9. Кантемиров Ю. И., Баранов Ю. Б., Киселевский Е. В., Билянский В. В., Никифоров С. Э., Грязнов В. Г., Болсуновский М. А., Lanzl R. Контроль деформаций зданий и сооружений на застроенных территориях в пределах горных отводов месторождений нефти и газа в условиях Крайнего Севера // Записки Горного института. — 2010. — Т. 185. — C. 247—249.

10. Кривенко А. А., Кашников Ю. А. Мониторинг деформационных процессов земной поверхности методами дифференциальной интерферометрической обработки радарных данных // Записки Горного института. — 2010. — Т. 188. — C. 225—228.

11. Zhabko A., Volkomorova N., Zhabko N. Theoretical basis for calculation of the quarries sides for collapse // E3S Web of Conferences. 2020, vol. 177, article 01004. DOI: 10.1051/ e3sconf/202017701004.

12. Протосеня А. Г., Кутепов Ю. Ю. Прогноз устойчивости гидроотвалов на подрабатываемых подземными горными работами территориях // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № 3. — С. 97–112. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-03-097-112.

13. Середин В. В., Хрулев А. С., Расстегаев А. В., Галкин В. И. Методика оценки напряженного состояния горных пород // Горный журнал. — 2020. — № 2. — С. 30—34. DOI: 10.17580/gzh.2020.02.03.

14. Простов С. М., Смирнов Н. А., Бахаева С. П. Прогноз физико-механических свойств намывного массива по данным электрических зондирований // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2015. — № 1. — С. 69—78.

15. Ческидов В. В., Маневич А. И., Липина А. В. Получение и анализ больших данных в практике мониторинга состояния горнотехнических сооружений // Горная промышленность. — 2019. — № 2(144). — С. 86—88. DOI: 10.30686/1609-9192-2019-2-144-86-88.

16. Соколов Б. В., Охтилев М. Ю., Плотников А. М., Потрясаев С. А., Юсупов Р. М. Комплексное моделирование сложных объектов: основные особенности и примеры практической реализации / Седьмая всероссийская научно-практическая конференция «Имитационное моделирование. Теория и практика» (ИММОД-2015). Труды конференции. — М., 2015. — С. 58—81.

17. Наговицын О. В., Лукичев С. В. Горно-геологические информационные системы, область применения и особенности построения // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2016. — № 7. — С. 71—83.

18. Рыбин В. В., Константинов К. Н., Наговицын О. В. Структура комплексной системы мониторинга устойчивости объектов открытых горных работ с применением цифровых технологий // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2021. — № 4. — С. 70—77. DOI: 10.15372/FTPRPI20210407.

19. Дубинин М. Ю., Костикова А. М. Веб-ГИС // Компьютерра. — 2008. — № 749.

20. Veenendaal B., Brovelli M. A., Li S. Review of web mapping: eras, trends and directions // International Journal of Geo-Information. 2017, vol. 6, no. 10, article 317. DOI: 10.3390/ijgi6100317.

21. Зеленцов В. А., Алабян А. М., Крыленко И. Н., Пиманов И. Ю., Пономаренко М. Р., Потрясаев С. А., Семенов А. Е., Соболевский В. А., Соколов Б. В., Юсупов Р. М. Модельно-ориентированная система оперативного прогнозирования речных наводнений // Вестник Российской академии наук. — 2019. — Т. 89. — № 8. — С. 831—843.DOI: 10.1134/ S1019331619040130.

22. Зеленцов В. А., Потрясаев С. А. Архитектура и примеры реализации информационной платформы для создания и предоставления тематических сервисов с использованием данных дистанционного зондирования Земли // Труды СПИИРАН. — 2017. — № 6(55). — С. 86—113. DOI: 10.15622/sp.55.4.

23. Пиманов И. Ю. Обеспечение доступа к данным дистанционного зондирования земли из космоса при мониторинге и управлении развитием территорий // Информатизация и связь. — 2019. — № 3. — С. 112—116. DOI: 10.34219/2078-8320-2019-10-3-112-116.

24. Refice A., D’Addabbo A., Capolongo D. (Eds.) Flood Monitoring through remote sensing. Springer International Publishing: Cham, Switzerland, 2018, 323 р.

25. Новопашин А. В. Геоинформационные технологии в решении прикладных задач алмазопоисковой геологии (Якутская алмазоносная провинция) // Известия Сибирского отделения. Секции наук о Земле РАЕН. — 2015. — № 2 (51). — С. 77–87.

26. Loginov D. S. Web technologies in cartographic support of geological exploration // Proceedings of the ICA. 2021, vol. 4, article 68, DOI: 10.5194/ica-proc-4-68-2021.

27. Блискавицкий А. А., Марков К. Н., Боголюбский А. Д. Веб-сервисы поиска и предоставления цифровых материалов геологических отчетов картографической информационно-поисковой системы (КИПС) ГБЦГИ // Геоинформатика. — 2014. — № 4. — С. 2—10.

28. Maus V., Giljum S., Gutschlhofer J., Silva D. M., Probst M., Gass S. L. B., Luckeneder S., Lieber M., McCallum I. A global-scale data set of mining areas // Scientific Data. 2020, vol. 7, article 289. DOI: 10.1038/s41597-020-00624-w.

29. Lacroix P., Moser F., Benvenuti A., Piller T., Jensen D., Petersen I., Planque M., Ray N. MapX: An open geospatial platform to manage, analyze and visualize data on natural resources and the environment // SoftwareX. 2019, vol. 9, pp. 77–84. DOI: 10.1016/j.softx.2019.01.002.

30. Jaillon A., De Brier G. Mapping artisanal mining sites in the western Central African Republic // IPIS, November 2019. URL: https://ipisresearch.be/publication/mapping-artisanalmining-sites-western-central-african-republic/.

31. Del Soldato M., Solari L., Raspini F., Bianchini S., Ciampalini A., Montalti R., Ferretti A., Pellegrineschi V., Casagli N. Monitoring ground instabilities using SAR satellite data: A practical approach // ISPRS International Journal of Geo-Information. 2019, vol. 8, no. 7, article 307. DOI: 10.3390/ijgi8070307.

32. Costantini M., Minati F., Trillo F., Ferretti A., Novali F., Passera E., Dehls J., Larsen Y., Marinkovic P., Eineder M., Brcic R., Siegmund R., Kotzerke P., Probeck M., Kenyeres A., Proietti S., Solari L. European ground motion service (EGMS) / 2021 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium IGARSS. 2021, pp. 3293—3296. DOI: 10.1109/IGARSS47720. 2021.9553562.

33. Ponomarenko M. R., Pimanov I. Yu. Implementation of synthetic aperture radar and geoinformation technologies in the complex monitoring and managing of the mining industry objects // Advances in Intelligent Systems and Computing. 2017, vol. 574, pp. 291—299. DOI: 10.1007/978-3-319-57264-2_30.

34. Устинов В. В., Потапов В. П., Счастливцев Е. Л., Царев Д. С., Харлампенков И. Е., Крисанова А. М. Информационно-вычислительная система экологической безопасности ООО «Сибэнергоуголь»: подходы, методы, модели // Уголь. — 2018. — № 3. — С. 84—90. DOI: 10.18796/0041-5790-2018-3-84-90.

35. Stanković R., Vulovic N., Lilic N., Obradovic I., Tošović R., Pešić-Georgiadis M. D. WebGIS decision support system for management of abandoned mines // Energies. 2016, vol. 9, article 567. DOI: 10.3390/en9070567.

36. Pokorný R., Peterková M. T. The abandoned surface mining sites in the Czech Republic: mapping and creating a database with a GIS web application // Geoscientific Instrumentation, Methods and Data Systems. 2016, vol. 5, pp. 143–149. DOI: 10.5194/gi-5-143-2016.

37. Цирель С. В., Таратинский Г. М., Пономаренко М. Р., Кантемиров Ю. И. Опыт организации мониторинга деформаций земной поверхности в зоне ведения горных работ на предприятиях АО «Апатит» (Мурманская область) с применением метода космической радарной интерферометрии // Маркшейдерский вестник. — 2017. — № 5 (120). — С. 57—63.

Наши партнеры

Подписка на рассылку

Раз в месяц Вы будете получать информацию о новом номере журнала, новых книгах издательства, а также о конференциях, форумах и других профессиональных мероприятиях.