Система информационного обеспечения геохимических исследований в составе комплексного мониторинга последствий эксплуатации минеральных ресурсов

0

О.С. Теленков

Статья основана на предварительных результатах работ по международному проекту 7-й рамочной программы ЕС ImactMin и соответствующих проектов Института минералогии Уральского отделения РАН (УрО РАН), выполняемых в рамках исследований объединенного совета по наукам о Земле Уральского отделения РАН по созданию региональной информационной системы «Природопользование Урала».

Работы по проекту ImactMin  выполняются международным консорциумом, в состав которого входят организации научно-исследовательского, образовательного и научно-производственного профиля (рис. 1). Основной целью проекта является организация информационного взаимодействия различных исследовательских групп, осуществляющих комплекс работ по мониторингу последствий эксплуатации минеральных ресурсов: социо-экономические исследования, спутниковое дистанционное зондирование, легкое воздушное дистанционное зондирование, наземные геохимические и геофизические исследования. Реализация такого взаимодействия предполагается посредством разработки «облачных» сервисов, обеспечивающих сбор, хранение и совместное использование всего набора данных комплексного мониторинга.

Рис. 1. Структура консорциума по международному проекту ImactMin
Рис. 1. Структура консорциума по международному проекту ImactMin

 

Рис. 2. Отбор снеговой пробы на территории Карабашского участка
Рис. 2. Отбор снеговой пробы на территории Карабашского участка

В качестве опытных (демонстрационных) территорий для реализации поставленных задач выбраны участки с интенсивным воздействием на окружающую среду в результате эксплуатации (действующей и завершенной) месторождений полезных ископаемых. На территории России в качестве демонстрационных выбраны участки в Медногорском (Оренбургская область) и Карабашском (Челябинская область) горнорудных районах. Специалистами Института минералогии УрО РАН на этих участках осуществляются многолетние геохимические исследования почв, снегового покрова, дождевых осадков, донных отложений рек и озер, флоры и фауны (рис. 2).

Коллективом от Института минералогии УрО РАН осуществлена работа по сбору ретроинформации, организации дополнительных полевых исследований и представлении результатов участникам консорциума для совместного использования. Собственно информационное обеспечение работ осуществлялось в рамках реализации стратегического направления исследований в УрО РАН по созданию региональной информационной системы «Природопользование Урала», целью которой является формирование региональной распределенной системы сбора, хранения и комплексного использования данных по природопользованию на основе новейших информационно-телекоммуникационных технологий.

Основные задачи, решаемые при создании региональной информационной системы «Природопользование Урала»:

  • создание сертифицированной региональной телекоммуникационной инфраструктуры для обеспечения оперативного обмена данными мониторинга природной среды в рамках реализации действующей целевой программы «Создание и развитие региональной информационно-вычислительной сети УрО РАН»;
  • формирование распределенного регионального информационного хранилища и ресурсного центра коллективного пользования для накопления и обработки данных на всех стадиях работ по изучению и освоению природных объектов;
  • организация регламентированного доступа к информационным ресурсам для комплексного использования их в исследовательской деятельности и системах управления территориальным развитием.

В результате будут разработаны фундаментальные основы комплексной информационной системы мониторинга природной среды Уральского региона на всех стадиях ее изучения и использования в хозяйственной деятельности. Основой для создания информационной системы является внедрение технологий удаленного доступа к источникам накопления, хранения и системам обработки данных, основанных на облачных вычислениях. Предполагаемая разработка должна обеспечить:

  • организацию работ на базе единой пользовательской учетной записи, обеспечивающей распределенный сертифицированный доступ к функционалу системы в соответствии с полномочиями каждого из участников информационного обмена в рамках единой информационно-телекоммуникационной инфраструктуры, сформированной по типу профессионально-ориентированных социальных сетей;
  • согласованное накопление информационных массивов из различных источников генерации данных на всех стадиях исследования и освоения природных объектов (результаты ранее проведенных работ, полевых и лабораторных исследований, данных дистанционного зондирования Земли, геофизических данных, комплексных систем контроля состояния геологической среды и проч.);
  • удаленный доступ в сети интернет к ресурсной базе распределенных центров коллективного пользования с возможностью: формирования заявок на производство анализов природного вещества; использования программных модулей для первичной обработки данных аналитических измерений; организации хранения и комплексного использования результатов аналитических исследований в прикладных программных модулях для решения исследовательских задач, в том числе, с использованием геоинформационных систем;
  • регламентированное накопление первичных данных  в виде фондов научных коллекций в хранилищах естественно-научных музеев для организации в будущем воспроизводства аналитических измерений исчезающей информации при эксплуатации природных объектов на новом технологическом и методологическом уровне.

К настоящему времени, в соответствии с методикой различных видов (геохимия почв, снеговая съемка, исследования донных отложений и проч.) геохимических исследований  разработана структура базы данных для согласованного накопления результатов полевого опробования, предполагающая совместное их использование при производстве аналитических измерений и обработке в прикладном программном обеспечении, в том числе, и геоинформационной системе.

Осуществлено наполнение базы данных результатами работ по отдельным объектам исследований, проводимых в лаборатории геоэкологии Института минералогии УрО РАН. На этой основе начаты разработка и апробирование веб-интерфейсов для организации работ по ведению базы данных в составе единой корпоративной информационной системы с разделением по отдельным научно-исследовательским темам и проектам.

Весьма важной частью выполняемых работ является разработка web-ориентированного производственно-исследовательского центра коллективного пользования по исследованию минерального вещества, интегрированного в общую структуру информационной системы «Природопользование Урала».

На основе интеграции всех перечисленных работ по организации системы сбора, хранения и обработки данных геохимических исследований, разработан сайт impactmin.ru с геоинформационной системой в его составе для информационного обеспечения работ по международному проекту ImactMin.

Работы выполнены при финансовой поддержке по проектам: 7-й рамочной программы ЕС ImactMin, инициативным проектам Уральского отделения РАН № 12-У-1004 (Разработка системы информационного обеспечения геохимических исследований в составе комплексного мониторинга последствий эксплуатации минеральных ресурсов) и № РЦП-12-И11 (Разработка web-ориентированного производственно-исследовательского центра коллективного пользования по исследованию минерального вещества), интеграционного проекта № 12-И-5-2018 (Геологическое и геоморфологическое наследие Урала и Приуралья: проблемы сохранения в условиях недропользования).