Информационная система дистанционного горно-экологического мониторинга объектов минерально-сырьевого комплекса Хабаровского края

Горнодобывающая промышленность оказывает существенное воздействие на окружающую среду, затрагивая основные компоненты экосистем, включая атмосферный воздух, водные ресурсы, почвенный покров и биоразнообразие. При этом экологическое влияние связано не только с непосредственным осуществлением горнодобывающих работ, но и с образованием отходов, сохраняющихся после завершения производственной деятельности. Значительные объемы таких отходов могут обладать определенным ресурсным потенциалом. В связи с этим оценка состояния природно-технических систем, а также исследование территорий, вовлекаемых в процессы вторичной переработки и повторного использования ресурсов, являются актуальными задачами, которые могут быть эффективно решены с помощью дистанционного зондирования Земли. Однако такой подход требует наличия определенных средств и алгоритмов хранения, обработки и анализа спутниковых снимков.
Целью данной работы является разработка информационной системы, пригодной для хранения и обработки спутниковых данных. Данная система поможет улучшить оперативность и качество комплексного экологического мониторинга территорий горнорудных работ. Данными информационной системы выступают растровые данные спутникового наблюдения и геометрические данные наземных объектов.
В ходе работы была разработана архитектура системы, которая делится на три компонента: база данных, программный слой и интерфейс.
База данных выполняет функции централизованного хранения исходных и производных пространственных данных, атрибутивной информации, метаданных, параметров выполняемых операций и результатов анализа.
Программный слой реализует основную логику системы и обеспечивает взаимодействие между базой данных, алгоритмами обработки изображений и пользовательским интерфейсом. Программный слой выполнен в виде модульной архитектуры, состоящей из компонентов взаимодействия с базой данных, обработки спутниковых снимков и геометрий объектов, анализа территорий. Дополнительно поверх всех модулей встроена автономная модель ИИ агента, задача которого заключается в интерпретации результатов анализов и генерации отчетов.
Интерфейс информационной системы выполнен в виде графического приложения, основным элементом которого является интерактивная карта, обеспечивающая отображение растровых и векторных слоёв, изменение масштаба, навигацию по территории и получение атрибутивной информации об отдельных объектах. Для навигации по данным и выполнения аналитических процедур предусматривается наличие панели инструментов, меню с вкладками и перетаскиваемые подокна.
В рамках разработанной информационной системы реализованы следующие функции: выделение объектов, подсчет площадей территорий, оценка угольно-пылевого загрязнения, оценка состояния здоровья лесных массивов, расчет объема дражных отвалов, объемов руд и иных показателей в рамках анализа территорий. Апробация работы информационной системы была произведена на территориях Дальневосточного федерального округа, таких как Чегдомын, Бриакан, р. Средняя борзя и др. участках территории ДФО.
Таким образом разработанная информационная система представляет собой программно-аппаратный комплекс, предназначенный для накопления, обработки, анализа и визуализации пространственно-временной информации о горнопромышленных территориях. Она может использоваться для мониторинга территорий, подвергающихся горнопромышленному воздействию, оценки пространственной и временной динамики объектов, и позволяет сократить трудоёмкость процесса мониторинга и повысить оперативность получения аналитической информации.
Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РНФ № 24-11-20029 и гранта Правительства Хабаровского края (Соглашение № 107С/2024 от 31.07.2024 г.).