The Use of Earth Remote Sensing Technologies to Provide Geotechnical Monitoring and Mapping in Pipeline Transport
DOI:
https://doi.org/10.52575/2712-7443-2022-46-3-339-355Keywords:
pipeline, unmanned aerial vehicles, aerial laser scanning, satellite photography, aerial photography, measurement accuracy, dangerous natural processesAbstract
The means of remote sensing of the Earth are being used more and more often for research of territories, especially, in connection with the development of unmanned aerial vehicles (UAV) and aerial laser scanning (ALS) technology, at the present time. Aerospace research technologies have such qualities as accessibility and efficiency, which allows them to be used in many areas of activity of companies, engaged in the transportation of gas or petroleum products. Technologies of remote sensing of the Earth are used for information support of industrial and environmental safety, solving problems of safety and protection of pipeline transport facilities, as well as tasks related to geotechnical monitoring of the natural and technical environment of pipeline systems. Such researches play particularly important role in cases when the pipeline passes under difficult natural and climatic conditions. Monitoring the current state of the pipeline and monitoring the dynamics of hazardous geological processes are the most significant tasks of geotechnical monitoring. The system has a significant impact on the dynamics of natural processes in the corridor of the route immediately after completion of construction, at the initial stage of operation of the pipeline; in its turn, natural processes have their effect on pipelines. Therefore, when organizing monitoring, it is necessary to be guided by the principle of consistency: to take into account all changes, interacting and time-varying components of the natural and technical environment of pipeline transport. A complex of heterogeneous means of observation, collecting data of remote sensing of the Earth, is used for information support of solving problems of pipeline transport, which, if necessary, is supplemented by field geodetic surveys. When choosing a set of technical means, they are guided by the principle of reasonable sufficiency: they choose technologies in such a way that the costs of research are minimal to ensure compliance with the requirements for the results of work. The possibilities of using remote sensing technologies to supplement the results of classical geodetic measurements during geotechnical monitoring of pipelines passing through territories with difficult natural and climatic conditions are discussed in the article. Regulatory requirements for the production of geotechnical monitoring works have been defined; technical solutions for the information provision of remote sensing data with the necessary accuracy have been proposed.
Downloads
References
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.
Abstract views: 156
Share
Published
How to Cite
Issue
Section
Copyright (c) 2022 REGIONAL GEOSYSTEMS
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
