Центр дистанционных исследований природоресурсных исследований (ЦДМИ) был создан в Институте Карпинского для обеспечения геологических предприятий Федерального агентства по недропользованию (Роснедра) дистанционными основами Государственных геологических карт масштабов 1:1 000 000 и 1:200 000 нового поколения и геоинформационными продуктами по данным дистанционного зондирования Земли (ДДЗ). Для достижения ЦДМИ поставленной перед ним цели и решения возлагаемых задач в его составе функционируют - сектор подготовки информации ДЗЗ и cектор научно-методических и технологических разработок.
ЦДМИ начал функционировать с 2001 г., выполняя широкий круг природоресурсных исследований по государственным заказам (контрактам) и хозяйственным договорам. Основными работами стало создание дистанционных основ Государственных геологических карт масштабов 1:1 000 000 (третьего поколения) и 1:200 000 (второго поколения) по технологиям, разработанным в ЦДМИ.
В то же время были проведены исследования и мониторинг объектов недропользования совместно с СФ ГГУП «Минерал» по заказу Комитета по природопользованию Ленинградской области Правительства Ленинградской области по выявлению объектов незаконной добычи песчаных материалов по данным космических съемок.
В 2003-2006 г.г. ЦДМИ проводились работы по крупному проекту «Создание атласов сводных карт для территории России: «Космический образ России», «Атлас геофизических карт России», «Атлас геохимических карт России». В рамках проекта был подготовлен атлас «Космический образ России», включающий дистанционные основы 4-х уровней генерализации: - обзорного (масштабов 1:5 000 000 - 1:2 500 000) территории России; - регионального (1:1 000 000) на территории 7 Федеральных округов России; - территориального УГ (на площади Госгеолкарт-1000); - локального (на площади Госгеолкарт-200). Всего по Атласу было подготовлено - 372 листа.
Новым важным направлением стали работы в 2005-2008 гг. по проекту «Создание цифровой космогеологической карты России масштаба 1:2 500 000 (ГИС-версия)». В процессе исследований решался широкий круг актуальных задач:
1. Разработка ГИС-версия цифровой космогеологической карты территории России масштаба 1:2 500 000, отражающей площади распространения геологических образований (дочетвертичных и четвертичных); элементы складчатой структуры; геологические границы (четкие и предполагаемые); достоверные геологические разломы, разделенные по кинематике; предполагаемые разломы; линеаменты неопределенной природы; глобальные системы линеаментов; геологически обоснованные кольцевые структуры и др.
2. Уточнение границ и площадей развития металлогенических единиц различного ранга (зон, рудных районов, узлов, полей) на территории России по материалам современных многоспектральных съемок.
3. Выделение и обоснование первоочередных площадей для проведения геологоразведочных работ.
4. Создание банка цифровых данных современных многоспектральных съемок Landsat 7 на территорию Российской Федерации.
Созданные в результате работ цифровая космогеологическая карта и дистанционные основы позволяют повысить структурно-геологическую и прогностическую информативность комплекта геологических карт, создаваемых при проведении работ по ГГК-1000/3, ГДП-200, ГМК-200 и ГМК-500, что обусловлено использованием данных многоспектральных космических съемок Landsat 7 и результатов их специализированных обработок, а также применением новых методических подходов к комплексной интерпретации этих материалов.
В процессе работ также были подготовлены:
1. Рекомендации по использованию данных современных многоспектральных съемок при прогнозе и поискам твердых полезных ископаемых.
2. Рекомендации по использованию данных современных многоспектральных съемок при прогнозе и поискам углеводородов.
3. Рекомендации по использованию данных современных многоспектральных съемок при ведении мониторинга геологической среды.
В эти же годы ЦДМИ расширял круг исследований, так в 2006 - 2008 г.г. по договору с ФГУНПП «Аэрогеология» в рамках базового проекта НИОКР «Разработать рекомендации по обработке и комплексному использованию ретроспективных и оперативных МДЗ при проведении региональных геолого-съемочных, картосоставительских и прогнозных работ» сотрудники проводили работы по заданию: «Подготовить информационные пакеты по оперативной информации МДЗЗ на 6 нефтегазоносных и 6 горнорудных важнейших районов. Анализ функциональной составляющей обрабатывающих пакетов с примерами обработки (в соответствии с задачами технического задания) и форматы предоставления в пользование оперативной дистанционной информации (космических снимков). Подготовить цифровой массив оперативных МДЗЗ на территории горнорудных и нефтегазоносных районов. Разработать регламент приема, хранения, обработки и формат предоставления в пользование оперативной дистанционной информации. Сформировать рациональный комплекс методов и технологий обработки оперативной дистанционной информации для решения геолого-картографических и поисковых задач.»
В 2006 - 2007 гг. по договору с ФГУП «Картография» Росреестра специалисты ЦДМИ участвовали в разработке концепции и подготовке ряда карт в составе «Национального Атласа России».
В 2007 – 2008 годах в рамках проекта «Оценка прогнозного потенциала складчатого обрамления Сибирской платформы («Золото Сибири»)» были проведены исследования по объектам: «Создание дистанционной основы района работ масштаба 1:1 000 000 (по данным Landsat 7 в 8 спектральных диапазонах» и «Проведение компьютерной обработки и интегрированного анализа материалов дистанционного зондирования (МДЗ) с целью выявления прогнозно-поисковых критериев участков ранга «рудный узел – рудное поле» и последующего создания космоструктурных прогнозно-поисковых моделей на примере крупных золоторудно-россыпных объектов региона.
С появлением новых ДДЗ - гиперспектральных снимков «ASTER», имеющих 14 спектральных каналов в видимом, ближнем, среднем инфракрасном и тепловом диапазонах, в 2009 г. сотрудники ЦДМИ начали работы по объекту «Создание много- и гиперспектральной дистанционной и геофизической основы региональных геологосъемочных работ на территории России».
В этот же период сотрудники ЦДМИ создали оригинальные геоинформационные продукты на базе космических многоспектральных снимков Landsat 7 ETM+, с использованием разработанных технологий, которые не имеют отечественных и зарубежных аналогов, в том числе, и для обеспечения международных проектов: - Космический образ стран СНГ масштаба 1:2 500 000; - дистанционная основа Центрально-Азиатского региона масштаба 1:5 000 000; - дистанционная основа Циркумполярной Арктики масштаба 1:5 000 000; - дистанционная основа Антарктиды масштаба 1:5 000 000; - Космический образ России и сопредельных территорий масштаба 1:2 500 000 совмещенной с цифровой моделью рельефа. По данным космических радиолокационных съемок SRTM-DEM создана цифровая модель рельефа территории России масштаба 1:2 500 000.
Для обсуждения современного состояния и перспектив развития использования дистанционных методов при геологических работах в 2012 г. и 2014 г. во ВСЕГЕИ ЦДМИ были организованы и проведены Международные конференции «Новые технологии обработки и использования данных дистанционного зондирования Земли в геологоразведочных работах и при ведении мониторинга опасных геологических процессов». В первой конференции участвовали более 100 человек, из 62 предприятий, в том числе Белоруссии и Казахстана, были заслушаны 42 доклада, во второй – также более 100 человек из 59 предприятий, сделано 36 докладов. Материалы конференции показали широкий круг решения природоресурсных задач по современным ДДЗ с использованием новых методик и технологий тематической обработки космической многоспектральной, гиперспектральной и радиолокационной информации.
Сотрудники ЦДМИ сотрудничали с предприятиями Роскосмоса, в 2012-2013 г.г. в рамках объекта ФГУП ЦНИИмаш «Провести опытно-методические работы средствами многочастотной аэрорадиолокационной съемки нового поколения на типовых полигонах для картирования подповерхностных геологических объектов» проводились исследования по договору: «Сбор и анализ геолого-геофизических материалов и данных ДЗЗ с целью обоснования выбора типовых полигонов для проведения многочастотной радиолокационной аэросъемки и разработки рекомендаций по использованию полученных данных при ГДП-200/2».
Другим направлением работ в 2012 г. стали исследования для ОАО «Метрострой» - по договору «Комплекс защитных сооружений Санкт-Петербурга от наводнений. Оценка динамики экологического состояния акватории Невской губы и восточной части Финского залива в районе КЗС на основе использования данных спутникового мониторинга». 2012 г.
С развитием космических съемочных систем появляется необходимость в изучении методологических основ и в создании специальных методик обработки ДДЗ нового поколения. В 2016-2018 гг. проводились исследования по теме «Разработка технологии обработки гиперспектральных и радиолокационных данных дистанционного зондирования Земли нового поколения для решения задач ГК 200/2 и ГК 1000/3.
В эти же годы продолжились работы с горнорудными и нефтяными компаниями. По договору с Алтайской ГРЭ в 2013 - 2014 гг.- «Выявление зон околорудных изменений горных пород перспективных на промышленное золотое оруденение на основе обработки аэро- и космических гиперспектральных данных» по объекту «Поисковые работы на рудное золото в пределах Суеткинской площади (Алтайский край)».
В 2014-2015 г. проводились научно-исследовательские работы по договору с ОАО «Севералмаз» - «Комплексная обработка и интерпретация материалов многоспектральных космических съемок с целью прогнозной оценки территории Зимнебережного алмазоносного района на коренные источники алмазов».
Ряд работ проводились для ООО «Норильскгеология» в 2016 - 2017 г.- «Дешифрирование дистанционных основ и создание карты закономерностей размещения полезных ископаемых, составление структурно-тектонической карты юго-восточного Забайкалья», «Дешифрирование дистанционных основ и создание карты закономерностей размещения объектов медно-никелевой специализации, составление структурно-тектонической карты северной и западной части Тунгусской синеклизы » и в 2018 г. «Создание дистанционных и геологических основ Таймыра, Енисейского кряжа и Приморья».
В 2018-2019 гг .по договору с ООО «Светлое» УК Полиметалл - «Создание карты зон гидротермально-метасоматически измененных горных пород, перспективных на золотое оруденение, масштаба 1:200 000 на основе космических гиперспектральных данных для группы листов (далее – О -54-XIV, О -54-VIII, О -54-IX, О -54-XV, О -54-X, О -54-II (по данным Aster)» и библиотеку спектров горных пород».
По нефтяной тематике в 2018 – 2019 гг. выполнялись исследования для ООО «ВТК» - «Выявление аномалий типа «залежь» на Муромском-1 лицензионном участке путем специализированной обработки аэрокосмических данных дистанционного зондирования земли (ДЗЗ) методами комплексной обработки многоспектральной сканерной съемки различной степени генерализации».
С 2020 г. разрабатываются новые технологические решения, с использованием спектрального анализа аэро- и космических гиперспектральных данных, для выявления гидротермально-метасоматических пород как индикаторов полезных ископаемых. Необходимость повышения прогнозно-поисковой эффективности региональных геологических работ с целью пополнения фонда перспективных объектов определяет актуальность проведения исследований с использованием новых источников информации, в том числе, гиперспектральных данных дистанционного зондирования Земли (ДДЗ) нового поколения. Учитывая то, что рудные компоненты во многих типах месторождений составляют лишь незначительную долю общей массы, индикаторами рудных тел являются околорудные изменения рудовмещающих пород (грейзенизация, пропилитизация, березитизация, окварцевания, серицитизация, и проч.), которые могут быть диагностированы на материалах гиперспектральных съемок. Это позволяет прогнозировать распространение околорудных гидротермально-метасоматических изменений пород, т.е. еще на предварительном этапе поисковых работ определять участки вероятной локализации оруденения. Поэтому основная задача исследований – идентификация зон гидротермально измененных пород как индикаторов залежей полезных ископаемых.
ЦДМИ участвовал в изучении катастрофических природных явлений, Так, во исполнение поручения Министра природных ресурсов экологии Российской Федерации Д.Н. Кобылкина, совместно с организациями Роснедра, специалисты ЦДМИ принимали участие в организации выявления оползневых массивов в зоне Бурейского водохранилища, мониторинга на программной основе состояния прибрежных территорий в зоне оползня, сошедшего в декабре 2018 года, оценку рисков активизации оползневых процессов. Была создана модель рельефа на основе радарных данных SRTM версии 3.1 (NASA) с пространственным разрешением 1”, что приблизительно соответствует 20-30м в метрической системе координат на широте территории. По космическим снимкам Landsat 5 TM (24.10.1992), Landsat 7 ETM+ (04.10.1999), полученным до затопления Бурейского водохранилища, и снимкам Landsat 5 TM (23.09.2004) и Landsat 8 (OLI, TIRS) (05.10.2014), полученным после затопления Бурейского водохранилища, а также цифровой модели рельефа была подготовлена схема разломной тектоники и трещиноватости пород района Бурейского водохранилища. По результатам исследований был получен вывод, что наибольшую потенциальную опасность возникновения оползней представляют участки крутых склонов (отмечены на схеме), располагающиеся вблизи резких изгибов русла, связанных с разломами, высокой плотности водотоков, впадающих в основное русло, и повышенной трещиноватости и раздробленности скальных пород.
В 2020 г. ЦДМИ принимали участие в выполнении задания Роснедра по «Проведению дешифрирования космофотоснимков с установлением: – даты начала загрязнения воды Авачинского залива (участок от м. Маячный до м. Налычева; - участка локализации загрязнения и динамики его продвижения; - возможных источников поступления загрязнения». Для выполнения задания были использованы синтезированные изображения (2,3, 4 каналы) космических снимков Sentinel 1 c пространственным разрешением 10 м, полученные 09.09.2020 г., 21.09.2020 г., 26.09.2020 г. и 09.10.2020 г.
Также в 2022 г. выполнялись исследования по договорам с горнорудными кампаниями. Для БМР ООО «УК Полюс» проведено «Комплексное дешифрирование материалов космосъемок» с составлением схем геолого-структурной интерпретации ДДЗ. По проекту Вилюйской ГРЭ АК АЛРОСА - «Поисковые работы на золотое оруденение в пределах Бугарихтинской площади (Забайкальский край)» -также создавались схемы геолого-структурной интерпретации ДДЗ для объектов
1.«Поисковые работы на рудное золото в пределах Рэдергинской площади ТоммотЭльконской зоны разломов (Республика Саха (Якутия)».
2. «Поисковые работы на золотое оруденение в пределах Иендинской площади (Забайкальский край)».
В последние годы в ЦДМИ развивается новое направление работ – «Разработка технологии аэросъемки, обработки и прогнозной интерпретации гиперспектральных данных для выявления площадей, перспективных на твердые полезные ископаемые. Актуальность работ определяется необходимостью использования новых источников геологической информации для повышения прогностических качеств Геосгеолкарт-200, к которым относятся и данные гиперспектральной аэросъемки, которые позволяет получать имеющийся в Институте Карпинского гиперспектрометр AisaFENIX, в спектральных диапазонах: VNIR - видимый и ближний инфракрасный диапазоны (380 – 970 нм), 348 каналов, спектральное разрешение – 3,5 нм; SWIR - средний инфракрасный диапазон (970 – 2500 нм), 256 каналов, спектральное разрешение - 14 нм.
По заданию Роснедра в 2023 г. ЦДМИ ведет подготовку «Практического пособия по ведению космического мониторинга объектов недропользования», актуальность составления которого определяется необходимостью получения оперативной и достоверной информации о выполнении лицензионных соглашений и принятии мер по устранении выявленных нарушений. На современном этапе организация постоянного непосредственного надзора за состоянием выполнения и нарушений лицензионных соглашений недропользователями существенно затруднена, так как большинство месторождений, особенно россыпного золота, находятся в труднодоступных и удаленных местах. Основными нарушениями лицензионных соглашений являются разработки месторождений за контурами лицензионной площади и несанкционированные отработки россыпных месторождений.
ЦДМИ выполнял в разные годы работы для организаций РАН, в том числе, НГИЦ РАН в 2007 г. - «Проведение компьютерной обработки материалов многозональной космической съемки в видимом и инфракрасном (ближнем, среднем и дальнем) диапазонах для целей прогноза полезных ископаемых». А в 2008 г. - «Проведение компьютерной обработки материалов многозональной космической съемки в видимом и инфракрасном (ближнем, среднем и дальнем) диапазонах для целей прогноза полезных ископаемых. Создание проекта ГИС и базы данных в среде ArcGIS». 2021 г. - «Составление дистанционной основы масштаба 1:100 000 на площадь покрытия космической съёмкой Aster и компьютерная обработка материалов многозональной космической съёмки с целью выявления рудо-перспективных магматических и гидротермально-метасоматических пород».
Высокий уровень результатов исследований с использованием ДДЗ сотрудников ЦДМИ позволил принять участие в международных проектах геологической и экологической тематики с организациями 10 зарубежных стран, например, с Французским национальным институтом географии «Комплексная система оперативной оценки состояния лесов Карельского перешейка».
Участие в программах верификации данных ADEOS-1, JERS-1 и ALOS (Япония) и RADARSAT (Канада) как форме сотрудничества с зарубежными космическим агентствами также свидетельствует о высоком авторитете специалистов ЦДМИ.
Сотрудники ЦДМИ постоянно сотрудничают с Роскосмосом и участвуют в качестве экспертов в исследованиях в составе рабочих групп Роскосмоса по вопросам качества отечественных многоспектральных, гиперспектральных и радиолокационных космических снимков нового поколения и их использования для решения геологических задач Роснедра .
