Применение технологий дистанционного зондирования Земли для обеспечения геотехнического мониторинга и картографирования на трубопроводном транспорте

Авторы

  • Даниил Валентинович Долгополов ЗАО «Ай Ко»
  • Вячеслав Анатольевич Мелкий Институт морской геологии и геофизики ДВО РАН
  • Максим Юрьевич Баборыкин АНО ВО «Университет Иннополис»

DOI:

https://doi.org/10.52575/2712-7443-2022-46-3-339-355

Ключевые слова:

трубопровод, беспилотные летательные аппараты, воздушное лазерное сканирование, космическая съемка, аэрофотосъемка, точность измерений, опасные природные процессы

Аннотация

В настоящее время использование средств дистанционных исследований территорий получает все большее распространение, особенно в связи с развитием беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) и технологии воздушного лазерного сканирования (ВЛС). Доступность и эффективность технологий аэрокосмических исследований позволяет использовать их во многих направлениях деятельности компаний, занимающихся транспортировкой газа или нефтепродуктов. Это и информационное обеспечение промышленной и экологической безопасности, задачи безопасности и охраны объектов трубопроводного транспорта, а также задачи, связанные с геотехническим мониторингом природно-технической среды трубопроводных систем. Такие исследования особенно важны в случаях, когда трубопровод проходит в сложных природно-климатических условиях. Мониторинг текущего состояния трубопровода и контроль динамики опасных геологических процессов (ОГП) – наиболее важные задачи геотехнического мониторинга. Сразу после завершения строительства с началом эксплуатации трубопроводная система оказывает существенное влияние на динамику природных процессов в коридоре трассы, в свою очередь и природные процессы оказывают свое влияние на трубопроводы. Поэтому при организации мониторинга необходимо руководствоваться принципом системности: учитывать все изменения взаимодействующих и изменяющихся во времени компонентов природно-технической среды трубопроводного транспорта. Комплекс разнородных средств наблюдений, собирающий данные дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), используют для информационного обеспечения решения задач трубопроводного транспорта, которое при необходимости дополняется полевыми геодезическими изысканиями. При выборе комплекса технических средств руководствуются принципом разумной достаточности: выбирают технологии таким образом, чтобы затраты на изыскания были минимальными для обеспечения соответствия требованиям к результатам работ. В статье рассматриваются возможности использования технологий дистанционного зондирования для дополнения результатов классических геодезических измерений при геотехническом мониторинге трубопроводов, проходящих по территориям со сложными природно-климатическими условиями. Рассмотрены нормативные требования к производству работ по геотехническому мониторингу и предложены технические решения по информационному обеспечению данными ДЗЗ с необходимой точностью.

Биографии авторов

Даниил Валентинович Долгополов , ЗАО «Ай Ко»

кандидат технических наук, начальник отдела управления проектами Департамента прикладных систем, ЗАО «Ай Ко»,

г. Москва, Россия

Вячеслав Анатольевич Мелкий , Институт морской геологии и геофизики ДВО РАН

доктор технических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории вулканологии и вулканоопасности, Институт морской геологии и геофизики Дальневосточного отделения Российской академии наук,  

г. Южно-Сахалинск, Россия

Максим Юрьевич Баборыкин , АНО ВО «Университет Иннополис»

кандидат геолого-минералогических наук, главный аналитик Центра геоинформационных систем, АНО ВО «Университет Иннополис»,

г. Иннополис,  Республика Татарстан

Библиографические ссылки

Баборыкин М.Ю. 2017. Устройство определения планово-высотного положения трубопровода. Патент на полезную модель № 173296. Федеральная служба по интеллектуальной собственности. URL: https://patents.s3.yandex.net/RU173296U1_20170821.pdf (дата обращения: 07 июня 2022).

ГКИНП-02-033-82 Инструкция по топографической съемке в масштабах 1: 5000, 1: 2000, 1: 1000, 1: 500 (утв. ГУГК СССР 05.10.1979). М.: Недра, 1982. 148 с. Дата сохранения: 16.05.2019. Официальный портал «Консультант Плюс». URL: https://igpspb.ru/wp-content/uploads/2019/05/3.-GKINP-02-033-82.pdf (дата обращения: 07 июня 2022).

ГОСТ 31385–2016. Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов. М.: Стандартинформ, 2016. 90 с. Официальный портал АО «Кодекс». URL: https://docs.cntd.ru/document/1200138636 (дата обращения: 07 июня 2022).

ОР 13.01-60.30.00-КТН-002-3-02 Регламент технической эксплуатации переходов магистральных нефтепроводов через водные преграды. М.: ОАО «АК «Транснефть»», 2003. 133 с. Вебсайт ООО «Диагностические системы». URL: http://dias-ltd.ru/upload/snip/or_13.01-60.30.00-ktn-002-3-02.pdf (дата обращения: 07 июня 2022).

РД 03-606-03 Инструкция по визуальному и измерительному контролю. М.: АО «НТЦ «Промышленная безопасность»», 2003. 47 с. Официальный портал АО «Кодекс». URL: https://docs.cntd.ru/document/901865879 (дата обращения: 07 июня 2022).

РД-17.020.00-КТН-129-18 Магистральный трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов. Геотехнический мониторинг. Организация и выполнение работ методом наземного лазерного сканирования. М.: ОАО «АК «Транснефть»», 2012. Служба НТИ. Современные информационные услуги. URL: https://snti.ru/snips_rd39-2.htm (дата обращения: 07 июня 2022).

РД-23.040.00-КТН-0034-20 Магистральный трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов. Геотехнический мониторинг. Общие положения. Ч.1. М.: ПАО «Транснефть», 2020. 79 с.

СП 365.1325800.2017. Свод правил. Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для хранения нефтепродуктов. М.: Стандартинформ, 2018. 72 с. Вебсайт Stroyinf.ru. URL: https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293735/4293735694.pdf (дата обращения: 07 июня 2022).

СП 305.1325800 Свод правил. Здания и сооружения. Правила проведения геотехнического мониторинга при строительстве. М.: Минстрой России, Стандартинформ, 2018. 105 с. Официальный портал АО «Кодекс». URL: https://docs.cntd.ru/document/556330134 (дата обращения: 07 июня 2022).

СП 22.13330 Свод правил. Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83. М.: Минстрой России, Стандартинформ, 2017. 220 с. Официальный портал АО «Кодекс». URL: https://docs.cntd.ru/document/456054206 (дата обращения: 07 июня 2022).

СП 25.13330 Свод правил. Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах. М.: Минстрой России, Стандартинформ, 2021. 48 с. Официальный портал АО «Кодекс». URL: https://docs.cntd.ru/document/573659326 (дата обращения: 07 июня 2022).

РД-91.200.00-КТН-005-15 Методика аэровизуального обследования коридора трассы магистрального нефтепровода. М.: ОАО «АК «Транснефть»», 2015. Портал нормативно-технической документации «Техдокумент.ру». URL: http://www.texdokument.ru/news/show_85#.Yq3fqLJByHs (дата обращения: 07 июня 2022).

Аврунев Е.И., Уставич Г.А., Грекова А.О., Никонов А.В., Мелкий В.А., Долгополов Д.В. 2020. Технологические решения в области обеспечения геопространственной информации о магистральных трубопроводах и объектах их инфраструктуры. Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов, 331(7): 188–201. DOI 10.18799/24131830/2020/7/2729.

Аникаева А.Д., Мартюшев Д.А. 2020. Оценка потенциала применения беспилотных летательных аппаратов в нефтегазовой отрасли. Недропользование, 20(4): 344–355. DOI 10.15593/2712-8008/2020.4.4.

Антипов И.Т., Зятькова Л.К., Хлебникова Т.А. 2012. Оценка точности измерительных трехмерных видеосцен. Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка, 2–1: 52–57.

Виноградов Ю.Б. 1980. Этюды о селевых потоках. Л., Гидрометеоиздат, 144 с.

Долгополов Д.В. 2020. Возможности использования беспилотных авиационных систем для контроля соответствия результатов строительства площадных объектов трубопроводного транспорта проектным решениям. Вестник СГУГиТ (Сибирского государственного университета геосистем и технологий), 25(4): 85–95. DOI 10.33764/2411-1759-2020-25-4-85-95.

Долгополов Д.В., Аврунев Е.И., Мелкий В.А., Веретельник Д.А., Жидиляева Е.В. 2022. Анализ точности исходных данных, используемых при моделировании рельефа и профиля трассы магистральных трубопроводов. Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов, 333(4): 168–180. DOI 10.18799/24131830/2022/4/3454.

Долгополов Д.В., Баборыкин М.Ю., Мелкий В.А. 2021. Мониторинг опасных геологических процессов при строительстве и эксплуатации объектов трубопроводного транспорта по данным дистанционного зондирования Земли. Интерэкспо Гео-Сибирь, 4(1): 25–32. DOI 10.33764/2618-981X-2021-4-1-25-32.

Долгополов Д.В., Никонов Д.В., Мелкий В.А., Братков В.В. 2020. Дешифрирование инфраструктуры магистральных трубопроводов по аэрокосмическим изображениям. Мониторинг. Наука и технологии, 2(44): 19–25. DOI 10.25714/MNT.2020.44.003.

Долгополов Д.В., Никонов Д.В., Полуянова А.В., Мелкий В.А. 2019. Возможности визуального дешифрирования магистральных трубопроводов и объектов инфраструктуры по спутниковым изображениям высокого и сверхвысокого пространственного разрешения. Вестник СГУГиТ (Сибирского государственного университета геосистем и технологий), 24(3): 65–81. DOI 10.33764/2411-1759-2019-24-3-65-81.

Зятькова Л.К. 2004. Геомониторинг природной среды: в 2 т. Новосибирск, СГГА, 316 с.

Карпик А.П., Антонович К.М., Твердовский О.В., Лагутина Е.К., Решетов А.П. 2014. Создание сети референцных станций для обеспечения мониторинга объектов транспорта нефти и нефтепродуктов. Интерэкспо Гео-Сибирь, S: 151–161.

Карпик А.П., Хорошилов В.С., Комиссаров А.В. 2021. Анализ методов и средств изучения динамики перемещений оползневых склонов. Вестник СГУГиТ (Сибирского государственного университета геосистем и технологий), 26 (6): 17–32. DOI 10.33764/2411-1759-2021-26-6-17-32.

Мажитова Г.З., Пашков С.В., Крыцкий С.В. 2020. Совершенствование методики крупномасштабного агроландшафтного картографирования на основе применения беспилотных летательных аппаратов. Региональные геосистемы, 44(1): 64–74. DOI: 10.18413/2712-7443-2020-44-1-64-74.

Маркелов В.М., Цветков В.Я. 2015. Геомониторинг. Славянский форум, 2(8): 177–184.

Мячина К.В., Дубровская С.А., Ряхов Р.В. 2020. Роль нефтедобычи в развитии эрозионных процессов в сельскохозяйственных ландшафтах степной зоны. Региональные геосистемы, 44(3): 283–294. DOI 10.18413/2712-7443-2020-44-3-283-294.

Савиных В.П. 2018. Пространственное ситуационное моделирование. ИТНОУ: Информационные технологии в науке, образовании и управлении, 1(5): 92–104.

Цветков В.Я. 2012. Геоинформационный геотехнический мониторинг. Науки о земле, 4: 54–58.

Bernardi M.S., Africa P.C., de Falco C., Formaggia L., Menafoglio A., Vantini S. 2021. On the Use of Interferometric Synthetic Aperture Radar Data for Monitoring and Forecasting Natural Hazards. Mathematical Geosciences, 53: 1781–1812. DOI: 10.1007/s11004-021-09948-8.

Craglia M. Hradec J., Nativi St., Santoro M. 2017. Exploring the Depths of the Global Earth Observation System of Systems. Big Earth Data, 1(1–2): 21–46. DOI: 10.1080/20964471.2017.1401284.

Dekavalla M. 2019. Investigation of Image Analysis, Geomorphometry and Knowledge Representation Methods for Landform Mapping. Greece, Athens, National Technical University of Athens (NTUA): 172. DOI: 10.12681/eadd/45541.

Di Maio C., Fornaro G., Gioia D., Reale D., Schiattarella M., Vassallo R. 2018. In Situ and Satellite Long-Term Monitoring of the Latronico Landslide, Italy: Displacement Evolution, Damage to Buildings, and Effectiveness of Remedial Works. Engineering Geology, 245: 218–235. DOI: 10.1016/j.enggeo.2018.08.017.

Elmeseiry N. Alshaer N. Ismail T. 2021. A Detailed Survey and Future Directions of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) with Potential Applications. Aerospace, 8: 363. DOI: 10.3390/ aerospace8120363.

Fielding J., Blom G., Goldstein M. 1998. Rapid Subsidence Over Oil Fields Measured by SAR Interferometry. Geophysical Research Letters, 25(17): 3215–3218.

Galton А. 2017. Processes and Events. In: Encyclopedia of GIS. Ed. By Shekhar S., Xiong H., Zhou X. Springer, Cham: 1661–1667. DOI: 10.1007/978-3-319-17885-1_1032.

Guan L., Pan H., Zou S., Hu J., Zhu X., Zhou P. 2020. The Impact of Horizontal Errors on the Accuracy of Freely Available Digital Elevation Models (DEMs). International Journal of Remote Sensing, 41(19): 7383–7399.

Guo H. 2018. A Project on Big Earth Data Science Engineering. Bull Chin Acad Sci, 33(8): 818–824.

Hodgson M.E., Piovan S.E. 2021. An Indoor Landscape for Instruction of 3-D Aerial Drone Imagery. Journal of Geography in Higher Education, 46: 145–159.

Metternicht G., Mueller N., Lucas R. 2020. Digital Earth for Sustainable Development Goals. Manual of Digital Earth. Springer, Singapore: 443–471.

Rossi G., Tanteri L., Tofani V., Vannocci P., Moretti S., Casagli N., Schwarz B. 2018. Multitemporal UAV Surveys for Landslide Mapping and Characterization. Landslides, 15: 1045–1052. DOI: 10.1007/s10346-018-0978-0, 4: 429–430.

Singhroy V. 2020. Advances in Remote Sensing for Infrastructure Monitoring. Springer Remote Sensing/Photogrammetry, Switzerland AG.: 362. DOI: 10.1007/978-3-030-59109-0.

Tarolli P., Mudd S.M. 2020. Introduction to Remote Sensing of Geomorphology. Developments in Earth Surface Processes, 23: XIII–XV. DOI: 10.1016/B978-0- 444-64177-9.09992-6.

Tziavou O., Pytharouli S., Souter J. 2018. Unmanned Aerial Vehicle (UAV) Based Mapping in Engineering Geological Surveys: Considerations for Optimum Results. Engineering Geology, 232: 12–21.

Yang Y., Du G.L., Cao Q.T. 2017. Application of UAV Aerial Surveying Technology in Geological Disaster Emergency Mapping. Bull Surv Mapp: 119.

Yermolaev O., Usmanov B., Gafurov A., Vedeneeva E., Poesen J., Lisetskii F., Nicu I.C. 2021. Assessment of Shoreline Transformation Rates and Landslide Monitoring on the Bank of Kuibyshev Reservoir (Russia) Using Multi-Source Data. Remote Sensing, 13(21): 4214.


Просмотров аннотации: 42

Поделиться

Опубликован

2022-09-30

Как цитировать

Долгополов , Д. В., Мелкий , В. А., & Баборыкин , М. Ю. (2022). Применение технологий дистанционного зондирования Земли для обеспечения геотехнического мониторинга и картографирования на трубопроводном транспорте. Региональные геосистемы, 46(3), 339-355. https://doi.org/10.52575/2712-7443-2022-46-3-339-355

Выпуск

Раздел

Науки о Земле

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)