Космический мониторинг операций по недропользованию

Космический мониторинг объектов недропользования является одним из приоритетных направлений концепции государственного мониторинга состояния недр или геологической среды.

Значительные темпы объемов строительства и перспективы реализации крупных проектов на территории Республики Казахстан обуславливают необходимость принятия оперативных управленческих решений в области недропользования. Немаловажным фактором для принятия таких решений является мониторинг нарушений в области недропользования. Это связано с тем, что разработка нелегальных карьеров оказывает значительное негативное воздействие на окружающую среду: снимается плодородный слой почвы, нередко сносятся лесные насаждения, в карьерах после добычи песка и гравия периодически появляются нелегальные свалки мусора, нарушается гидрологический режим. Не меньше вреда и для экономики - недополученные налоги, разбитые дороги, некачественные строительные материалы.

В основе исследования об изменении состояния территории лежат материалы разновременной космической съемки. Заказ архивной космической съемки производился из каталога космических снимков оператора по дистанционному зондированию Земли в лице компании АО «НК «Қазақстан Ғарыш Сапары». Для дешифрирования используются космические снимки с отечественного космического аппарата KazEOSat-1 с высоким пространственным разрешением 1 м, а также космические снимки сверхвысокого разрешения 0,3-0,5 м зарубежных космических аппаратов. Именно высокое и сверхвысокое пространственное разрешение позволяют наиболее четко определить границы карьеров, отвалов и сооружений на контрактных и лицензионных участках. Сезонность получения информации также играет важную роль, так как объекты недропользования, не имеющие активного освоения, зарастают травостоем и могут наполняться водой. На основании таких признаков и при наличии правильной геометрической формы карьеры приобретают большую степень сходства с искусственными прудами. Поэтому используются космические снимки в период с мая по октябрь месяцы.

Производительность220 000 км2/сутки
Пространственное разрешение1 м
Спектральные каналыпанхром/мультиспектр (4)
Возможность получения стереопары+
Масса820 кг
Размер сцены20 км * 20 км
Периодичность съёмки3-5 дней
Рисунок 1. KazEOSat-1 (Внешний вид и характеристика)

Несмотря на трудности автоматизированного детектирования существуют отдельные рекомендации, позволяющие выявлять динамику использования и границы объектов недропользования. Общие признаки визуального дешифрирования карьеров можно свести к следующим:

  • неровные контуры и концентрические полосы разного тона вдоль внешнего контура, подходящие дороги и их разветвления, наличие землеройных машин;
  • котлованы (заполненные водой и сухие), участки подтопления, участки нарушенного растительного покрова и их площади.

Анализ недропользования позволяет выявить ряд проблем недропользования:

  • разработка недр производится на земельных участках, не предназначенных для добычи (участки, выданные для разведки);
  • добыча твердых полезных ископаемых осуществляется вне границ лицензионного участка недропользования.

Для просмотра результатов космического мониторинга операций по недропользованию создан геосервис https://mining.gharysh.kz (рис. 2), на котором опубликованы базовые слои (населенные пункты, авто и жд дороги и гидрография) для ориентирования на местности, предоставленные исходные данные Министерством индустрии и инфраструктурного развития РК и анализ проведенные АО «НК «Қазақстан Ғарыш Сапары».

Рисунок 2. Геосервис (https://mining.gharysh.kz) Министерства индустрии и инфраструктурного развития РК

По результатам проведенного космического мониторинга операций по недропользованию в 2020 году по полученным снимкам выявлены следующие результаты:

  • 68 недропользователя осуществляют свою деятельность без нарушений, то есть работы ведутся в пределах границ, площадь работ составила 484,18 га;
  • 21 недропользователей осуществляют свою деятельность с нарушениями границ, с площадью выходов за границы 145,13 га.
  • 76 недропользователей не осуществляют работы на участках.
  • на геосервис загруженно 137 сцен (с учетом архивных снимков) охватывающие площади за 2015 год ¬ 11551,2 кв.км, за 2018 год ¬ 8611,3 кв.км, за 2019 ¬ 15192,3 кв.км и за 2020 год ¬ 7673,7 кв.км.

С 2021 года по запросу Министерства экологии, геологии и природных ресурсов РК в космический мониторинг отходов производства и потребления добавлена задача по выявлению мест незаконной добычи ОПИ, которая проводится также по 39 зонам интереса.

Для осуществления задачи по космическому мониторингу выявления мест незаконной добычи ОПИ Департаментом недропользования Министерства индустрии и инфраструктурного развития Республики Казахстан предоставлены лицензионные и контрактные территории по разведке и добыче твердых полезных ископаемых и Комитетом геологии МЭГПР РК предоставлены лицензионные и контрактные территории по разведке и добыче общераспространенных полезных ископаемых. Полученные данные загружены на отраслевой геосервис http://nedro.gharysh.kz.

При выполнении космического мониторинга выявления мест незаконной добычи ОПИ, к незаконной добыче полезных ископаемых относятся участки, которые не соприкасаются с лицензионными и контрактными территориями ТПИ и ОПИ.

Выявленные участки незаконной добычи подразделяются на 4 категории:

  1. Появившиеся в 2021 году
    Участки, на которых работы по добыче начаты в 2021 году;
  2. Исторические с изменением площади
    Участки, на которых работы по добыче начаты ранее и продолжаются в 2021 году;
  3. Исторические без изменения площади
    Участки, на которых работы по добыче начаты и прекращены до 2021 года;
  4. Отсутствие данных ДЗЗ о начале работ.
    Участки, на территорию которых отсутствуют архивные космические снимки.

Ежегодно специалистами АО «НК «Қазақстан Ғарыш Сапары» осуществляются выезды в региональные Департаменты экологии, где проводятся обучения по пользованию геосервисом, осуществляются совместные полевые обследования с целью верификации данных и обучения использованию мобильными приложениями.

Рисунок 7. Проведение обучения специалистов и осуществление полевых выездов

По результатам мониторинга 2021 года выявлены 2339 мест незаконной добычи полезных ископаемых. С результатами космического мониторинга мест незаконной добычи полезных ископаемых можно ознакомится на геосервисе с открытым доступом https://nedroopen.gharysh.kz/.

Рисунок 8. Таблица реузультатов по направлению космического мониторинга выявления мест незаконной добычи за 2021 год