Регистрация / Вход
Прислать материал

Геоинформационная система космического мониторинга процессов поиска, добычи и охраны полезных ископаемых.

Сведения об участнике
ФИО
Фетисов Дмитрий Вадимович
Вуз
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный радиотехнический университет"
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Информационные технологии и вычислительные системы
Раздел области наук
Информатика
Тема
Геоинформационная система космического мониторинга процессов поиска, добычи и охраны полезных ископаемых.
Резюме
Рассматриваются вопросы мониторинга, оценки и прогнозирования состояния объектов недропользования средствами геоинформационных систем. Предложены математические модели объекта космического мониторинга. Разработана геонформационная система космического мониторинга недропользования, решающая широкий круг задач процессов поиска, добычи и охраны полезных ископаемых.
Ключевые слова
Космический мониторинг, геоинформационная система, недропользование, матрица преобразований Уолша, спектральный анализ.
Цели и задачи
Целью научного исследования является разработка геоинформационной системы космического мониторинга недропользования, с помощью которой решается широкий круг задач процессов поиска, добычи и охраны полезных ископаемых.
При разработке геоинформационной системы можно выделить следующие основные задачи:
1. Формирование и ведение статистических данных, реестров и кадастров состояния недр земли.
2. Анализ геологических информационных ресурсов на различных уровнях управления.
3. Обработка космических снимков участков земной поверхности, полученных со спутников Lansdat в режиме реального времени.
4. Наглядное представление результатов исследования при поиске, добыче и охране полезных ископаемых.
Введение

Космическая деятельность играет важную роль в процессе информатизации и глобализации современного общества. Достижения в сфере освоения космического пространства предоставляют возможность мониторинга земли, включающий наблюдение за окружающей средой с помощью космических технологий, а также оценку и прогноз изменения ее состояния под воздействием различных факторов. Существенной особенностью космического мониторинга являются регулярные наблюдения за недропользованием, связанным с поиском, добычей и охраной полезных ископаемых. Поэтому создание геоинформационной системы космического мониторинга природных недр является актуальной.

Методы и материалы

Для разработки геоинформационной системы необходимо построить формализованную модель процесса космического мониторинга, которая предполагает методы представления любого объекта с описанием его атрибутов и методы изменения значений этих атрибутов под влиянием различных факторов во времени. Состояние объекта подразумевает набор всех значений атрибутов в определенный момент времени. Множество этих атрибутов образует пространство состояний, а набор значений – координатами состояний объекта. Каждый тип объектов космического мониторинга должен определятся неизменными атрибутами (кадастровый номер, тип, координаты местоположения), параметрическими свойствами (уровень, температура), периодичностью.
Согласно поставленной задаче, в данной модели формируются массивы данных, описанные выше. Затем при помощи математических методов рассчитываются производных показателей космического мониторинга недропользования. Благодаря методам ранжирования объектов наблюдения обобщаются показатели по комплексу космического мониторинга, определяется интегральная оценка и прогнозируется ее значение. Интерпретация результатов космического мониторинга методами выбранных критериев оценки помогают принять управленческие решения и осуществлять поддержку контроля объекта наблюдения.

 

Описание и обсуждение результатов

Для создания геоинформационной системы используются следующие методы и материалы:

  • получение разновременных космических снимков со спутников;
  • обработка полученных изображений в режиме реального времени;
  • получение результатов в виде изображения, отображающего различия в полученных снимках.

В начале на вход геоинформационной системы поступают два цветных космических снимка, сделанные в разные промежутки времени. Затем используя методы преобразования, космические снимки представляются в виде матрицы цветов,   которая с помощью фильтра становится в градациях серого. Далее производится спектральный анализ изображений, который включает в себя процесс взаимодействия с генерируемой матрицей преобразования Уолша. Применяя методы «наложения» для полученных матриц и методы декодирования, получается изображение, отражающее области различия разновременных космических снимков на предмет наличия или отсутствия объектов недропользования при поиске, добыче и охране полезных ископаемых.
Разработанная геоинформационная система космического мониторинга недропользования помогает решать широкий круг задач не только процессов поиска и добычи, но и охраны полезных ископаемых. Преимуществами разработанной геоинформационной системы являются:
простое и наглядное отображение сложной системы наблюдения за изменением состояния земной поверхности с течением времени; 
возможность обработки разно форматных космических снимков;
высокая скорость обработки изображений, достигнутая за счет распараллеливания алгоритмов кодирования и декодирования двумерных массивов данных;
разработанная геоинформационная система является унифицированной.
Таким образом, данная разработанная геоинформационная система является первой ступенью в освоении космических мониторинговых систем недропользования, которая оценивает состояние недр, эффективность пользования природными ресурсами, проведение природоохранных мероприятий и многое другое.

 

Используемые источники
1. Залманзон Л.А. Преобразование Фурье, Уолша, Хаара и их применение в управлении, связи и других областях.//«Наука. Главная редакция физико-математической литературы». – 1989. C.494-495.
2. Оппенгейм А., Шафер Р. Цифровая обработка сигналов. //«Техносфера».- 2006. C.28-29
3. Колесенков А.Н. Несова А.В. Учебный стенд для исследования спектрального анализа изображений в конечных базисах // Хроники объединенного фонда электронных ресурсов Наука и образование. 2015. № 11(78) С. 40-41.
4. Колесенков А.Н. Фетисов Д.В. Математическое моделирование в задачах космического мониторинга процессов недропользования // Математические методы в технике и технологиях ММТТ-28: сборник трудов XXVIII Международной научной конференции. Том 9. Саратов: Саратовский государственный технический университет, 2015. C. 142-144.
Information about the project
Surname Name
Fetisov Dmitry
Project title
Geographic information system of space monitoring processes of search , extraction and protection of mineral resources .
Summary of the project
The problems of monitoring, evaluation and forecasting of subsurface objects by means of geographic information systems . The mathematical models of space monitoring facility . Develop an information space subsoil monitoring system , to solve a wide range of search processes, tasks , extraction and protection of mineral resources
Keywords
Space monitoring , geographic information system , subsoil use , transformation matrix of Walsh spectral analysis .