CC BY
44
16. Hossain M.M. et al. Hydraulic fracture initiation and propagation: roles of wellbore trajectory, perforation and flress regimes. J. Petrol Eng. 27, 2000, 129-149.
17. Pine R.J., Nicol D.A.C. Analytical and Numerical Modeling of High Pressure Fluid-Rock Mechanical Interaction in HDR Geothermal Energy Reservoirs. In Comprehensive Rock Engineering: Principles, practice&projects. J.Hudson (ed.), v.5, 1993, 523-546.
18. Rahman M.M. et al. An integrated model multiobjective design optimization of hydraulic fracturing. J. Petrol. Eng. 31, 2001, 41-62.
19. Raymond L. et al. Improving Results of Coalbed Methane Development Strategies by Integrating Geomechanics and Hydraulic Fracturing Technologies. SPE Asia Pacific Oil and Gas Conference and Exhibition, 8-10 October, Melbourne, Australia. 2002.
20. Zubkov V.V., Koshelev V.F., Linkov A.M. Numerical modeling of hydraulic fracture initiation and development. Journal of Mining Science, 2007, v. 43, No 1, 40-56.
ПРОВЕДЕНИЕ КОСМИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА СЕВЕРНОГО
КАЗАХСТАНА
Элтбеки Оцгарбек длтбекрлы,
Д.б.н., профессор, академик КазНАЕН, директор Центра геоинформационных технологий АО «НК «Цазацстан Гарыш Сапары, г. Астана, Казахстан
Кабжанова Гульнара Рашиденовна,
к.с.-х.н, начальник отдела тематической обработки Центра геоинформационных технологий АО «НК «Цазацстан Гарыш Сапары, г. Астана, Казахстан
Алипбекова Чаимгуль Абусагатовна,
к.с.-х.н, старший преподаватель
кафедры защиты и карантина растений Казахского агротехнического университета им.С.Сейфуллина, г.Астана,
Казахстан
АННОТАЦИЯ
По заказу Комитета государственной инспекции в агропромышленном комплексе (АПК) МСХ РК проводится космический мониторинг сельскохозяйственного производства зерносеющих областей страны. С целью повышения эффективности мониторинговых исследований в основу положены современные геоинформационные технологии (создание крупномасштабной электронной карты земель сельскохозяйственного назначения, внедрение отраслевых данных и данных земельного кадастра и.др.), данные ДЗЗ высокого разрешения для детализации продуктивных процессов и внедрения элементов точного земледелия.
ABSTRACT
The space monitoring of agricultural grain-producing areas of the country had been commissioned by the Committee of Sate inspection in AIC of the Mini^ry of agriculture RK. In order to increase the efficiency of monitoring research are based on the modern geoinformation technologies (creation of large-scale electronic map of agricultural land, the introduction of indu^iy and land cada^re data etc.), high resolution data of the Earth remote sensing for detailing productive processes and the introduction of precision farming elements.
Ключевые слова: дистанционное зондирование Земли, геоинформационная система, сельское хозяйство, космический мониторинг.
Keywords: Remote sensing, Geoinformation sy&em, Agriculture, Space monitoring.
Организация мониторинга сельскохозяйственного производства при использовании космических технологий преследует цель рационального использования земель сельскохозяйственного назначения, повышения эффективности использования потенциала технических средств и технологических ресурсов агропроизводства и успешного управления АПК страны.
Современное сельское хозяйство все чаще сталкивается с различными проблемами мониторинга посевов. Наиболее эффективным и надежным методом ведения постоянного сельскохозяйственного мониторинга является использование средств и методов ДЗЗ. Данные, полученные этим методом, обладают рядом преимуществ по сравнению с другими,
позволяя вести регулярное наблюдение и контроль различных этапов сельскохозяйственных работ, стадий развития растений и т.д. Кроме того, использование ДЗЗ, совместно с различной статистической и другими видами информации, позволяет получить высококачественные данные о нынешнем состоянии посевов. Основными особенностями мониторинга на основе данных ДЗЗ являются:
- актуальность получаемой информации;
- высокая достоверность получаемой информации;
- высокая периодичность получения информации;
- широкий охват исследуемой территории;
- получение данных в едином стандартизованном виде;
- возможность накопления статистической информации и использования ее для прогнозов урожайности и оценок ущерба [1].
Агропромышленный комплекс страны (АПК) особые надежды возлагает на внедрение в его деятельность космических технологий, которые разрабатываются в АО «Национальная компания «Казахстан Fарыш Сапары». Эти технологии обеспечиваются космической системой дистанционного зондирования Земли (КС ДЗЗ) и наземной инфраструктурой Системы высокоточной спутниковой навигации (СВСН), которые станут мощными инструментами создания, развития и актуализации пространственных данных. Данные КС ДЗЗ и СВСН Республики Казахстан можно эффективно использовать практически во всех областях экономики Республики Казахстан, включая систему космического мониторинга сельскохозяйственного производства.
В Казахстане, начиная с 2002 года, реализуется бюджетная программа от Министерства сельского хозяйства Респу-
блики Казахстан (МСХ РК), в рамках осуществляется закуп услуг по мониторингу сельскохозяйственного производства на основе данных ДЗЗ по трем северным зерносеющим областям.
Далее представлена схема реализации мониторинга сельскохозяйственного производства на основе ГИС и ДЗЗ (рисунок 1).
Путь развития системы мониторинга на основе использования космических технологий и геоинформационных систем для АПК складывается из нескольких стадий. Первая стадия - создание ГИС учетного уровня. Основные функции - введение баз данных, интеграция разнородной информации, включая космические снимки, на единой картографической основе. Вторая стадия - создание аналитических ГИС, включая системы контроля за сельхозпроизводителями и за использованием земель. Третья стадия - создание мониторинговых систем оценки и прогнозирования (урожайности, состояния полевых культур) [2].
Организация мониторинга
производства
Эффективное управление АПК
Г ^
Создание ГИС и базы геоданных
Г ^
Внедрение отраслевых данных и аналитика
Рисунок 1. Этапы реализации системы мониторинга сельхозпроизводством
Разработка крупномасштабной геоинформационной системы
Производительность, функциональность и ценность системы зависит, прежде всего, от формируемой базы данных географической и атрибутивной информации. Используя приемы генерализации и обобщения, создана информационная основа ГИС - база геоданных (БГД) на Акмолинскую, Северо-Казахстанскую и Костанайскую области. Для формирования БГД разрабатывается архитектура узла, определяется перечень подсистем, излагается концепция работы с пространственными данными.
Создание геоинформационной платформы проходит в несколько этапов. На первом этапе создается картографическая основа информационной системы пространственных данных. В качестве исходных материалов используются различные данные:
• космические снимки на обследуемую территорию (Level 3A: орторектифицированные снимки, пространственное разрешение -6,5 м);
• топографические карты масштаба 1:25 000;
• данные геодезической съемки, полученные с помощью методов высокоточной спутниковой навигации.
Для всех пространственных данных определяется система координат WGS 1984. Путем векторизации ортофотопла-нов и растровых топографических карт, а также обработки результатов геодезических измерений на основе мобильной дифференциальной станции (МДС) СВСН РК на территорию исследуемого района создаются цифровые карты.
Второй этап включает полевое обследование территории с целью уточнения данных об использовании и функциональном назначении объектов, отображенных на цифровой карте, для формирования семантической информации, а также выборочное агрохимическое обследование с отбором образцов почв и пространственной привязкой мест отбора с помощью спутниковых навигационных приемников. На третьем этапе разрабатываются пользовательские базы данных с привязкой их к конкретным объектам цифровой карты. Пользовательские базы данных включают: агроланд-шафтную характеристику, данные о состоянии почв и др. Четвертый этап - систематизация пространственных данных и формирование ГИС Акмолинской, Северо-Казахстан-ской и Костанайской области.
Количество тематических слоев зависит от сложности ландшафтно-экологических условий и уровня агротехно-логий. В результате анализа природных и административ-
но-территориальных особенностей исследуемого района,
После проектирования была создана исходная версия модели БГД, которая включала оптимальный набор векторных, атрибутивных и растровых данных.
Анализ полученных при проектировании классов пространственных объектов позволяет определить табличную структуру базы геоданных, атрибутивные поля и типы столбцов. Также для обеспечения целостности данных
В процессе работ отлаживаются процессы наполнения системы картографическими материалами, заполнения базы данных сведениями о показателях почв, фитосанитар-ном состоянии посевов, ввода сведений о принадлежности к типу сельхозугодий.
Учитывая отраслевое назначение разрабатываемой ГИС, состояние почвенного покрова является основополагающим при планировании сельхозпроизводства. Для получения электронной информации о почвенном профиле и характере его функционирования проведена оцифровка отсканированных и привязанных к координатной системе почвенных карт-схем. Электронная почвенная карта Акмолинской, Се-
при проектировании БГД были определены оптимальные наборы пространственных данных (рисунок 2).
определяются атрибутивные домены, описывающие допустимые значения для определенного атрибута таблицы и класса пространственных объектов. Таким образом, создается рабочая схема БГД, которая определяет физическую структуру базы вместе с отношениями и свойствами каждого набора данных в базе геоданных (рисунок 3).
веро-Казахстанской и Костанайской областей с указанием гранулометрического состава почв представлена на рисунке 4. Каждый слой имеет связь с атрибутивной базой данных, содержащей соответствующую тематике слоя карты информацию по каждому контуру. Например, база данных карты структуры почвенного покрова содержит следующую информацию: идентификационный номер контура; индекс почвенной комбинации; полное название почвенной комбинации; состав почв; генетическую характеристику почво-образующих пород и их гранулометрический состав; балл бонитета и площадь контура.
Рисунок 2. Исходная модель базы геоданных
Рисунок 3. Схема базы геоданных
Рисунок 4. Карта гранулометрического состава почв Северо-Казахстанской области
Данные о рельефе позволяют получить информацию об уклоне местности, которые влияют на неоднородность агро-экологических параметров. Методика создания слоя «Рельеф» заключается в том, чтобы оцифровать горизонтали в виде линейных объектов с занесением информации о высотной отметке по Балтийской системе. Основой для создания данного электронного слоя послужили планшеты масштаба 1:25000.
Учитывая спецификацию создаваемой ГИС, основным ее составляющим является ориентиры на представление слоя «сельскохозяйственные угодья». Слой «Сельскохозяйственные угодья» создается путем оцифровки контуров земель различного сельскохозяйственного назначения. Традиционным набором сельскохозяйственных угодий для северного Казахстана являются пашни, пастбища и сенокосы. Каждый тип сельхозугодий представлен в виде тематического слоя. В атрибутивной таблице слоя содержится информация о видах сельхозугодий и их площади. Проводится актуализация и проверка (валидация) пространственной и атрибутивной информации по объектам сельскохозяйственных угодий. Результаты валидации площадей сельскохозяй-
ственных угодий по данным ДЗЗ со статистическими данными несут важную информацию и дают оценку площади земель сельскохозяйственного назначения. Использование карт сельскохозяйственных угодий поможет при выявлении участков непродуктивной пашни, планировании экологически безопасных и научно-обоснованных систем земледелия (вспашка поперек склона, приближение границ угодий к границам урочищ и т.д.), позволит вести паспортные данные об угодьях с учетом их привязки к урожаю.
В результате проведенных работ обоснована, разработана и апробирована геоинформационная платформа для системы мониторинга сельскохозяйственного производства Акмолинской, Северо-Казахстанской и Костана й с к о й областей с представлением основных тематических слоев с пространственными и атрибутивными данными.
Мониторинг сельскохозяйственного производства на основе данных ДЗЗ. Организация мониторинга сельскохозяйственного производства выполняется по определенной схеме, которая включает интеграцию нескольких направлений деятельности, которая отражена на рисунке 5.
Рисунок 5. Реализация космического мониторинга сельхозпроизводства
Методология мониторинговых исследований зависит от поставленных задач: спутниковая оценка весеннего запаса влаги в метровом слое почвы под яровыми зерновыми культурами; спутниковая оценка яровых посевных площадей; спутниковая оценка дат ярового сева; спутниковая оценка площадей паровых полей текущего года и структуры зер-нопарового севооборота; спутниковая оценка засоренности посевов яровых зерновых культур; спутниковая оценка состояния яровых посевов; спутниковый прогноз урожайности и объема валового сбора зерна месячной заблаговре-менности; спутниковая оценка уборочной площади яровых сельскохозяйственных культур.
Технология подготовки спутниковой информации включает использование космоснимков с различных спутниковых систем (MODIS, Landsat-8, DMC, KazEOSat-2 и др.) и наземной информации (погодные условия, результаты маршрутного обследования зерновых посевов, наземная информация с подспутниковых полигонов и т.д.). На выхо-
де получаются различные тематические карты в масштабе 1:750000, 1:200000 и 1:100000.
Данные спутникового мониторинга охватывают все сельхозформирования основных зерносеющих областей республики и используются для принятия необходимых оперативных мер до получения официальных статистических данных. На основе данных мониторинга госорганы проводят анализ посевных площадей и прогнозной урожайности зерновых культур, формируют ценовую, экспортную, страховую политику в складывающихся условиях агропроизвод-ства.
Список литературы
1. Хасанова Г.Б., Кожахметов Б.Т. Перспективы применения данных дистанционного зондирования Земли из космоса для повышения эффективности сельского хозяйства / Ь1р://5Шас.Мо/йМсоп£/паШгМи/3Ш5
2. Чернов А.В., Глумов Н.И. Региональная ГИС агропромышленного комплекса. - http://www.gisa.ru/49184.html
НОВЫЕ СЕИСМОЗОНЫ КАСПИЯ, ВЫЯВЛЕННЫЕ ПО АНОМАЛИЯМ В CЕЙСМОГЕОХИМИЧЕСКИХ ПОЛЯХ ФЛЮИДОВ АЗЕРБАЙДЖАНА
Керамова Рамида Ага-Дадаш гызы
докт.геол.-мин. наук РАН и НАНА, доцент, г. Баку Республиканский Центр Сейсмологической Службы при НАНАзербайджана
NEW SEISMIC ZONES OF THE CASPIAN SEA, WICH IDENTIFIED ON THE ANOMALIES OF THE SEISMIC GEOCHEMISTRY OF THE
FLUIDS OF AZERBAIJAN
Keramova Ramida Aga-Dadash
Doktor of geol.-miner.sciences ofRAS and ANAS, docent, Ba-ku The Republican Center of Seismic Service at Azerbaijan NAS
АННОТАЦИЯ
В представленной работе отражены результаты комплексного анализа и ин-терпретации данных по сейсмичности в акватории Каспия и круглогодично-му сейсмофлюидодинамическому (СФД) мониторингу подземных вод в Азербайджане (1986-2014 гг.) и морской воды побережья Каспия (2001-2012 гг.). Установлено, что очаги землетрясений в акватории Среднего и Южного Каспия пространственно распределены в пределах шести (6-ти) сейсмоген-ных зон, вместо ранее известных 2-х зон. Цель этих работ - оперативное вы-явление "опасных" очаговых зон землетрясений (ml>5.0) на заключительном этапе землетрясений. Нашими предыдущими исследованиями установлено, что он равен 1^16 дням. В результате выполненных исследований в Науке о Земле создано новое направление исследований - "Сканирование микросей-смоген-ных зон по сейсмофлюидодинамическим (СФД) полям внутри ранее известных сейсмогенных зон".
ABSTRACT
In this work presents the results for 28 years (1986-2014) of complex analysis and interpretation of data on seismicity in the Caspian Sea and the data of the year-round monitoring seismic geochemi^ry of the fluids (SGDF) in Azerbaijan and also sea water of the coa& (2001-2012). It was found that hypocenters of the earthquakes in the water area of the Middle and Southern Caspian sea are spa-tially di^ributed inside six (6) seismogenic zones, in^ead of earlier known 2 zones. The aim of this work - rapid detection the "dangerous" seismic centres (ml>5.0) at the final Sage of earthquakes preparation. Our previous researches have e^ablished that it is equal to R16 days. In a result of the our researches in the "Geosciences" was created a new line of research - "Scanning mikroseismo-genic zones, wich identified on the anomalies of the seismic geochemi^ry of the fluids (SGDF) inside the previously known seismogenic zones".
Ключевые слова: мониторинг, сейсмический, сейсмофлюидодинамический (СФД), сейсмогео-химический метод, гипоцентр, землетрясение, сканирование, микросейсмо-генная зона.
Keywords: monitoring, seismical, seismic geochemi^ry of the fluids (SGDF), seismogeo-chemi^ry method, hypocenter, earthquake, scanning, microseismogenic zone.
