CC BY
17
Innovative elaboration: Intellectual Prognostic System for the study of natural resources of the Earth Lomonosov M. , Muzenko A. (Russian Federation)
Инновационная разработка: интеллектуальная прогностическая система изучения
природных ресурсов Земли
Ломоносов М. Н. , Музенко А. П. (Российская Федерация)
1 Ломоносов Михаил Николаевич /Lomonosov Mikhail - действительный член Российской академии космонавтики имени К. Э. Циолковского, старший научный сотрудник,
географический факультет,
Московский государственный университет (МГУ им. М. В. Ломоносова);
2Музенко Александр Петрович /Muzenko Alexandr — действительный член Международной академии информатизации (ассоциированный член ООН), доктор технических наук, специалист в области картографии и дистанционного зондирования Земли, генеральный
директор,
компания «Геоструктура», г. Москва
Аннотация: представлена дистанционная система для оперативного изучения природных ресурсов Земли, описаны ее возможности и особенности применения.
Abstract: presented the remote system for operative study of Earth’s natural resources, described its capabilities and features of the application.
Ключевые слова: интегрированная система, Система, природные ресурсы, «черный ящик».
Keywords: integrated system, System, natural resources, «black box».
Интеллектуальная прогностическая система изучения природных ресурсов Земли ИПС построена по модульному принципу на основе синтеза уникальных дистанционных и информационных систем, методов и технологий, позволяющих производить по аэрокосмическим материалам дистанционного зондирования Земли и материалам иных информационных источников поиск подземных геологических объектов, их идентификацию по видам полезных ископаемых, глубинам залегания, запасам, пространственному структурному строению, физико-химическим параметрам и другим характеристикам, аналогичным получаемыми традиционными геолого-геофизическими методами [3]. ИПС также предназначена для решения целого ряда экологических задач на любом территориальном уровне: глобальном, региональном и локальном [2].
Интегрированная система ИПС-АМ (в дальнейшем Система) является модификацией системы ИПС после включения в нее ряда дополнительных модулей, существенно расширивших возможности и увеличивших эффективность ИПС. Система применяется для фундаментальных и прикладных исследований Земли и объектов Солнечной системы [1].
Фундаментальные исследования Земли:
• Изучение внутреннего строения Земли [11].
• Изучение термодинамического состояния Земли.
• Изучение природных ресурсов Земли на глобальном уровне.
• Изучение углеводородной оболочки внутри Земли и глобального распределения углеводородов на Земле.
• Изучение динамики углеводородов.
• Изучение гидросферы Земли.
• Изучение глобальной экологии Мирового Океана.
• Изучение геоморфологических узлов наивысшего ранга [4].
Прикладные исследования Земли:
• Составление кадастра природных ресурсов Земли на региональном и локальном уровнях.
• Поиск и разведка углеводородов, других минеральных ресурсов.
• Поиск и разведка пресных [8] и минеральных подземных вод [5].
• Решение локальных экологических проблем.
• Решение задач рекреационной географии и туризма.
Пояснительное примечание. Работы по применению Системы ведутся по указанным направлениям и связаны с изучением природных и техногенных объектов с соблюдением норм научной этики и принципов рационального природопользования. С целью предотвращения несанкционированного применения системы в задачах, противоречащих устойчивому развитию цивилизации, Система принципиально не патентуется. С этой же целью предусмотрена многоуровневая информационная защита Системы. При этом для внешних пользователей Система представляется в виде «черного ящика». Состав, статическая и динамическая модели структуры и параметры целевой функции «черного ящика» не входят в область параметрической и функциональной видимости пользователей. Доступны для пользователей вход и выход Системы: на входе формируется целевое задание, на выходе — результаты исполнения задания.
История создания, разработки, постоянного развития и совершенствования отдельных модулей и Системы в целом насчитывает более 40 лет. В публичном представлении Системы излагаются общие идеи работы модулей и результаты практического применения Системы без раскрытия ряда ноу-хау, имеющих принципиальное значение для решения целевой задачи распознавания образа применительно к геологическим объектам в недрах Земли.
За период с начала разработки и практического применения Системы на всех континентах Земли накоплена многоуровневая база данных о многих видах природных ресурсов. Мультифакторный анализ этих данных позволяет выделять существенные признаки определенных видов ресурсов, формировать соответствующие поисковые критерии и адаптировать Систему под конкретный вид природных ресурсов для его поиска и разведки на заданном конкретном участке. Система осуществляет поиск до глубины 10 км. В настоящее время эффективность Системы оценивается на уровне порядка 80 %. В частности, при официальной апробации Системы в компании «Роснефть» успешность решения всех поставленных задач составила 100 %. В наиболее сложной задаче априорная оценка успеха Системы не превышала 0,1 %.
Алгоритм работы Системы в поисковом режиме:
1. Задается конкретный вид природных ресурсов и его желаемые характеристики — минимальные запасы, максимальная глубина залегания, например, содержание в руде, необходимые другие параметры.
2. Задаются координаты угловых точек участка поиска в системе координат WGS-84.
3. Предоставляется информационная справка об изученности участка и региона, в котором расположен участок, и о наличии геолого-геофизических и иных материалов для участка и региона.
4. Создается модель поискового объекта и разрабатывается поисковый критерий.
5. Производится подготовка материалов дистанционного зондирования и иных информационных материалов, необходимых для нормального функционирования Системы.
6. Осуществляется настройка Системы на задачу и адаптация ее к условиям участка с учетом специфики региона.
7. После пуска Системы работа ее происходит в автоматическом и/или интерактивном режимах.
8. Выходная информация Системы — это пространственное размещение на участке объекта или объектов, соответствующих по прогнозным оценкам его/их характеристик параметрам заданной поисковой модели объекта.
9. На основании результатов системного анализа выходной информации Системы принимается решение о прекращении работ на участке или продолжение их в режиме разведки и детальной разведки для получения необходимой для промышленного освоения объекта/объектов информации.
Принципиальная особенность применения Системы: Система может быть использована только при условии соблюдения принципов гармонии Природы и только на сухопутной территории Земли. Человечество не готово к безопасному освоению минеральных ресурсов Мирового Океана [9]. Каждая локальная скважина в Океане является потенциальной глобальной угрозой для Земли. С позиций синергетики она может служить в качестве триггера для нарушения хрупкого динамического равновесия Земли [6]. Таким образом, Океан, а вместе с ним и Земля в целом постоянно находятся в режиме ожидания глобальной катастрофы [7].
Накопленная база данных позволяет сделать принципиальный вывод: в недрах на суше запасы минеральных ресурсов, включая топливно-энергетическое сырье, вполне достаточны для устойчивого развития человечества. Ресурсы сухопутной территории являются альтернативой их запасам в Океане, поэтому все работы, в первую очередь, на шельфе Океана следует сворачивать и переносить на сушу [10].
Для реализации этой альтернативы и предназначена интегрированная система ИПС-АМ — абсолютно экологически безопасный инструмент для оперативного и быстрого решения задач любого уровня: глобального, регионального и локального.
Литература
1. Жуков В. Т. Аэрокосмическая структурометрия в экологии, изучении недр Земли и Луны: монография. / В. Т. Жуков, Г. Е. Лазарев, М. Н. Ломоносов [и др.]; отв. ред. М. Н. Ломоносов, Ю. И. Фивенский; МГУ имени М. В. Ломоносова. // Экологический Вестник. — М.: Изд-во МГУ, 2001. — № 3. — 120 с.
2. Жуков В. Т. Прогноз безопасности нефтегазопроводов на стадиях проектирования и эксплуатации. / В. Т. Жуков, Г. Е. Лазарев, М. Н. Ломоносов. // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. — М., 2000. — № 4-5. — С. 2-5.
3. Карелин В. В. Интеллектуальная прогностическая система для изучения природных ресурсов. / В. В. Карелин, М. Н. Ломоносов. // Бурение и Нефть. — М., 2004. — № 2. — С. 24-26.
4. Кружалин В. И. Изучение глубинного строения рекреационных территорий. / В. И. Кружалин, М. Н. Ломоносов, Ю. И. Фивенский. // Труды II Междунар. науч.-практ. конференции «Туризм и рекреация: фундаментальные и прикладные исследования»: МГУ имени М. В. Ломоносова, географический ф-т, Москва, 20 апреля 2007 г. — М., 2007. — С. 207-212.
5. Кружалин В. И. Использование материалов космического зондирования рекреационных территорий для выявления геоактивных зон и разведки минеральных вод. / В. И. Кружалин, М. Н. Ломоносов, Ю. И. Фивенский. // Труды Междунар. науч. -практ. конференции «Туризм и рекреация: фундаментальные и
прикладные исследования»: МГУ имени М. В. Ломоносова, географический ф-т, Москва, 27-28 апреля 2006 г. — М., 2006. — С. 294-298.
6. Ломоносов М. Н. Мексиканский залив: «устойчивая» тенденция деградации окружающей среды. / М.Н. Ломоносов. // Труды VII Междунар. науч.-практ. конференции «Туризм и рекреация: фундаментальные и прикладные исследования»: МГУ имени М. В. Ломоносова, географический ф-т, Москва, 27-28 апреля 2012 г. — С.-Пб., 2012. — С. 456-464.
7. Ломоносов М. Н. Необходимое условие устойчивости туристско-рекреационной системы в регионе Мексиканского залива. / М. Н. Ломоносов. // Труды V Междунар. науч.-практ. конференции «Туризм и рекреация: фундаментальные и прикладные исследования»: МГУ имени М. В. Ломоносова, географический ф-т, Москва, 28-29 апреля 2010 г. — С.-Пб., 2010. — С. 555-559.
8. Ломоносов М. Н. Оптимистический взгляд на мировую проблему дефицита питьевой воды как важнейшего рекреационного ресурса. / М. Н. Ломоносов. // Труды IV Междунар. науч.-практ. конференции «Туризм и рекреация: фундаментальные и прикладные исследования»: МГУ имени М. В. Ломоносова, географический ф-т, Москва, 28-29 апреля 2009 г. — М., 2009. — С. 440-445.
9. Ломоносов М. Н. Туризм и освоение минеральных ресурсов на шельфе Мирового океана. / М. Н. Ломоносов. // Труды Междунар. науч.-практ. конференции «Туризм и рекреация: фундаментальные и прикладные исследования»: МГУ имени М. В. Ломоносова, географический ф-т, Москва, 27-28 апреля 2006 г. — М., 2006. — С. 74-81.
10. Lomonosov M. N. The fundamental necessary condition of the conservation the World Ocean as a global tourist-recreational system. / Mikhail N. Lomonosov. // Book of Abstracts «Geography, Culture and Society for our Future Earth»: International Geographical Union Regional Conference IGU-2015, Lomonosov Moscow State University, 17-21 August 2015, Moscow, Russia. — Moscow, 2015. — P. 404.
11. Музенко А. П. Использование структурометрического анализа аэрокосмических изображений для прогнозирования характеристик строения недр Земли: автореф. дис. ... докт. техн. наук: 05.02.22 / Музенко Александр Петрович. — М., 2010. — 92 с.
