3 (58), 2011 Застосування матеріалів космозйомки надвисокого просторового дозволу для
Усі номери
3 (58) 2011 Застосування матеріалів космозйомки надвисокого просторового дозволу для проектних робіт з облаштування родовищ вуглеводнів
(на прикладі Сузунського газонафтового родовища)
Дербенєв А.Г., ВАТ "Сибірський науково-аналітичний центр", м. Тюмень, тел./факс 8 (3452) 75-03-50, e-mail: [email protected], web: www.sibsac.ru
За допомогою збільшеного технічного обслуговування даних у розробці проектів з олівцями і gas fields
Розглянуто особливості використання космічних знімків земної поверхні для оптимізації проектних робіт під час облаштування нафтогазових родовищ. Показано підходи до створення великомасштабних тематичних карт на основі ландшафтного картографування за даними космічної зйомки надвисокого просторового дозволу.
Актуалізація та укрупнення масштабу топографічної основи
За минулі 30 років відбулися помітні зміни території, що розглядається: змінилися розміри термокарстових озер, положення русел великих річок (русло річки Велика Хета в закрутах перемістилося на відстань до 70м), межі лісів. Подібні зміни необхідно враховувати під час проектуваннякомунікацій та водоохоронних зон.
Векторизація озер та річок по космознімку дозволила привести контури гідрографічних об'єктів до їхнього реального розташування. За цими даними за допомогою ArcGIS не важко було побудувати відповідні водоохоронні зони.
Масштаб топокарт 1:25 000 дозволяє оцінити основні характеристики місцевості, але недостатній для проектування будівництва об'єктів інфраструктури родовищ. У той же час космозйомка з просторовою роздільною здатністю близько 1 метра дозволяє створювати актуальні карти на дату зйомки аж до масштабу 1:2000.
Інвентаризація існуючих об'єктів інфраструктури
Часто на момент початку проектування повномасштабного облаштування родовища на його території є об'єкти інфраструктури (дороги, технологічні майданчики). При накладенні проектних схем інфраструктури на космознімок спостерігаються розбіжності у місцезнаходження та формі об'єктів. Використання космознімків дозволяє уточнювати та доповнювати схеми інфраструктури.
У ході робіт з облаштування Сузунського ДНМ було уточнено просторове становище переданих замовником даних щодо інфраструктури. Крім того, виявлено інші об'єкти господарської діяльності та антропогенні порушення.
Створення картки тимчасових водотоків
При проектуванні та будівництві автошляхів у насипах доріг закладаються водопропускні споруди, через які здійснюється відведення зливових вод. Аналіз архівних космічних матеріалів показує, що з проектуванні насипу дороги недооблік напрями стоку може призвести до підтоплення значних територій (рис. 1).
Мал. 1.Підтоплення, викликане перегородженням водотоку автошляхом.
Особливої значущості водопропускні споруди набувають у низовиннихрайонах Крайньої півночі, де широко поширені процеси заболочування та багаторічномерзлі породи, що надають роль водоупору. При цьому вода стікає по схилу у вигляді мікрострумків, які в міру збільшення довжини схилу з'єднуються в більші часові водотоки. При проектуванні автошляхів місця водопропускних споруд визначаються, зазвичай, простим механістичним шляхом – через певний інтервал. За такого підходу геотехнічні системи неможливо знайти стійкими.
У зоні тундри тимчасові водотоки добре дешифруються за характерними лінійними формами, які утворює вологолюбна трав'яна рослинність у улоговині водотоку; особливо виразно її видно під час підключення інфрачервоного каналу. Схема часових водотоків є основою визначення місць розташування водопропускних споруд під дорогами.
Облік ландшафтних особливостей під час проектування доріг дозволяє зменшити негативний вплив на гідрологічний режим території, сприяє збільшенню терміну служби споруди.
Прогнозування руслових деформацій великих рік
Територію ліцензійної ділянки Сузунського ГНМ перетинає у широтному напрямку велика річка Велика Хета. Кущові майданчики планується розташувати з різних боків від річки. p align="justify"> При проектуванні розміщення об'єктів інфраструктури родовища необхідно враховувати динаміку руслових процесів.
За серією різночасних архівних космознімків (1987, 2001, 2008, 2009 рр.) та топографічних карт (1953, 1967 та 1979 рр.) проаналізовано динаміку руслових деформацій річки Велика Хета. Космознімки підібрані за датами зйомки, що відповідають періоду літнього меженного рівня, і можуть бути зіставлені між собою. Аналіз різночасних космознімків та топокарт дозволив обчислити планові деформації(Зміщення русла в метрах на рік).
Мал. 2.Визначення місць розташування водопропускних споруд.
Мал. 3.Динаміка русла нар. Велика Хета з 1953 до 2008 року.
Наявність на знімках русла, що меандрує, спрямленого протоками на ранніх етапах розвитку, з широким піщаним пляжем (рис. 3), а також характерне співвідношення ширини долини до ширини русла, близьке до 10 [3], дозволило віднести дану ділянку річки за переважаючим русловим процесом типу незавершеного меандрування. Середня багаторічна швидкість намиву-розмиву русла в закрутах річки склала близько двох метрів на рік. Відмічено суттєве збільшення площі осередків на знімках 2008–2009 років. Можливо, це пов'язано з гідронамивною розробкою кар'єрів у руслі річки.
На основі отриманих даних про швидкість планових деформацій русла, закономірності розвитку руслових процесів та використання цифрової моделі рельєфу спрогнозовано переформування русла річки до 2020 року (рис. 4). За розрахунками, максимальне зміщення русла протягом найближчих 10 років має перевищити 60м. Особливу увагу необхідно приділити гідронамивним роботам у руслі річки, які мають суворо регламентуватися та відповідати екологічним нормам.
Мал. 4.Прогноз зміни русла нар. Велика Хета до 2020 року.
Створення тематичних карток на основі ландшафтного картографування
Найбільш інформативним результатом дешифрування матеріалів ДЗЗ є ландшафтна карта. Ландшафтні контури можуть бути основою і для створення похідних тематичних карт.
Зазначені карти часто використовуються в проектних роботах, при цьому просторові дані, що відображаються на них, повинні враховуватися спільно. Так, при прокладанні внутрішньопромислових автошляхів враховуються такі параметри,як ухили території; наявність на шляху траси водойм, боліт, деревної рослинності. Геоінформаційні системи (ArcGIS) дозволяють підсумовувати тематичні растрові карти та отримати інтегральну карту, на якій якісним тлом відображаються сприятливі та несприятливі умови для будівництва.
Для апробації методики обрано тестову ділянку площею 25 кв. Засобами ПЗ ENVI проведено тематичне дешифрування знімків та створено ландшафтну карту (рис. 5). На основі ландшафтної карти в ArcGIS створено тематичні карти екологічної стійкості ландшафтів та карту зволоженості субстрату. А на основі цифрової моделі рельєфу побудовано карту ухилів поверхні (рис. 6).
Мал. 5.Ландшафтне картографування ключової ділянки по космознімку.
Мал. 6.Підсумовування растрових тематичних карт.
Оцінка стійкості ландшафтів ґрунтувалася на швидкості самовідновлення рослинності. Дерева, чагарники, чагарники мають меншу швидкість самовідновлення, ніж трави і мохи. Високий відновлювальний потенціал мають болота, де діє ряд механізмів, що прискорюють розвиток відновлювальних процесів [2]. Отже, у разі зростання ролі деревної, чагарникової і чагарникової рослинності стійкість ландшафту зменшується, а зі збільшенням проективного покриття трав і мохів вона, навпаки, зростає [1].
На основі даних припущень проведено умовну градацію природних комплексів тестової ділянки за стійкістю до механічних впливів: щодо нестійких природних комплексів надано значення 0 балів, середньостійким – 1 бал, відносно стійким – 2 бали. Аналогічним чином складено бальну оцінку ландшафтів за зволоженістю та ухилами поверхні. Озерамплощею понад 0,2 га присвоєно значення 0 балів, болотам та затоплюваним лукам – 1 бал, решті ландшафтів – 2 бали. Ділянки з ухилами понад 150 (круті схили) та водні поверхні отримали 0 балів, від 8 до 150 (схили схили) – 1, менше 80 (пологі схили та вирівняні поверхні) – 2 бали.
В результаті підсумовування карток отримано загальну картографічну основу для проектування автодороги. На малюнку 6 (в його нижній частині) відтінками зеленого показані ділянки, найбільш сприятливі для прокладання дороги, відтінками червоного менш сприятливі. У цьому прикладі використовувалися три параметри оцінки. Але в кожній конкретній ситуації можуть вводитися додаткові параметри та поправні коефіцієнти.
Висновок
Література
- Деманов В.Е., Кірікова І.С., Осадча Г.Г.Методика розрахунку потенційної стійкості ПТК Великоземельської тундри // Екологічна експертиза та оцінка впливу на навколишнє середовище, 1996. №2. с. 38-45.
- Ігошева Н.І. Зміна флори та рослинності у процесі відновлення порушених земель у підзоні південних гіпоарктичних тундрів // Природна та антропогенна динаміка наземних екосистем, 2005, с. 395-399.
- Рекомендації щодо використання аерокосмічної інформації щодо руслового процесу. Державний комітет СРСР з гідрометеорології та контролю природного середовища, 1985.