Николай Захаров, Александр Орловский, Максим Баклыков
ООО «Северная Географическая Компания», Москва,
тел. 904-8227, факс 904-8236, E-mail: ngeocomp@garnet.ru
Трубопроводный транспорт углеводородов России — сложная техническая система с мощным потенциалом. По грузообороту он занимает второе место после железных дорог. Экспорт российских нефтепродуктов по трубопроводам продолжает увеличиваться. Одновременно усиливается контроль со стороны природоохранных органов за техническим состоянием продуктопроводов и их влиянием на окружающую среду. Поэтому сейчас наблюдается рост аэросъемочных работ, выполняемых вдоль трасс магистральных трубопроводов.
Хотя возможности, предлагаемые современными космическими системами дистанционного зондирования высокого разрешения, постоянно возрастают, аэрофотосъемка трасс трубопроводов остается более целесообразным методом, как с экономической, так и с технической стороны. Протяженность магистральных трубопроводов может достигать нескольких тысяч километров, и их съемка за короткий промежуток времени при одинаковых условиях освещенности возможна именно с самолета. При этом ширина зоны обследования, покрытие которой должно быть обеспечено материалами съемки, обычно не превышает 3-4 км. Поэтому, приобретая данные космосъемки, часто приходится переплачивать за лишнюю площадь.
 Рис. 1. Аэроснимок участка трубопровода. |
Кроме того, при планировании съемки линейных объектов большой протяженности, часто в неблагоприятных метеорологических условиях, необходимо иметь возможность пропускать облачные дни, а при наступлении ясной погоды проводить съемку немедленно. Именно съемка с самолета оптимально удовлетворяет этим требованиям.
В то же время, для локальных объектов инфраструктуры продуктопроводов (резервуарные парки, компрессорные станции и т.д.) заказ космической съемки высокого разрешения (QuickBird, IKONOS) является более рациональным решением. Космосъемка может быть выполнена с достаточной оперативностью и периодичностью и, по сравнению с аэрофотосъемкой, оказывается экономически более выгодной. Это подтверждает опыт нашей компании по созданию крупномасштабных ГИС на районы компрессорных станций.
При проведении аэрофотосъемки очень важно иметь возможность оперативно и наглядно выполнять оценку ее результатов. Проведение такой экспресс-оценки особенно полезно при одномаршрутной съемке вдоль трассы продуктопровода. К сожалению, могут возникать случаи, когда отдельные участки трубопровода или важные объекты его инфраструктуры выходят за границы съемочных маршрутов, описывающих трубопровод по плавной траектории. Это случается особенно часто на участках, где трассы трубопроводов имеют резкие изгибы. Выявление таких участков и, соответственно, принятие решения о дополнительной съемке, должно происходить быстро, не дожидаясь изготовления традиционных накидных монтажей после проявки пленки и печати с негативов.
Летом 2003 г. Северная Географическая Компания выступила заказчиком и организатором аэрофотосъемочных работ трассы магистрального газопровода общей протяженностью более 2,5 тыс. км. Для повышения оперативности и надежности контроля результатов проводимых съемок специалистами компании было разработано специальное программное обеспечение, выполняющее расчет границ покрытия полученных кадров с последующим экспортом в геоинформационные системы ArcView GIS 3.2 и ArcGIS 8.3.
Траектория полета и, соответственно, точная ориентация каждого кадра восстанавливаются на основе GPS-координат центров фотографирования, определяемых в момент срабатывания затвора аэрофотоаппарата (АФА). При расчете границ покрытия кадра учитываются метрические характеристики камеры: ее точное фокусное расстояние и размер рамки кадра в миллиметрах. Эта информация предварительно заносится в базу данных для каждого из применяемых типов АФА и извлекается по его наименованию.
Для более точного определения размера кадра на местности в случаях, когда отсутствуют измерения высотомера, программа автоматически рассчитывает высоту съемки над земной поверхностью. При этом высота съемки над поверхностью эллипсоида берется из GPS-измерений, а высота рельефа над поверхностью эллипсоида определяется по ЦМР, имеющейся на район трубопровода. По фиксируемому в момент срабатывания затвора АФА времени фотографирования для каждого кадра выполняется расчет высоты солнца над горизонтом. Это позволяет дополнительно контролировать соблюдение условий съемки по освещенности.
В результате работы программы формируется шейп-файл (в десятичных градусах), в котором каждый снимок представляется отдельным четырехугольным полигоном, соответствующим покрытию кадром земной поверхности. В таблицу атрибутов заносятся подробные характеристики съемки.
Весь последующий анализ результатов съемки выполняется в удобной среде ArcView. Оперативно проверяется полноценность покрытия необходимой буферной зоны вдоль трассы трубопровода и объектов его инфраструктуры. Выбираются фильмы и кадры, обработка и сканирование которых должны выполняться в первую очередь. Затем, для проведения дальнейшей обработки, в ArcView быстро выбираются аэроснимки, относящиеся к районам ответственности различных соисполнителей, определенных Генеральным заказчиком.
 Рис. 2. Отображение в ArcView охвата съемки по разным залетам на карте территории. |
Многочисленные функции ArcView предоставляют замечательные возможности для организации каталога полученных аэроснимков и гибкость при работе с ним:
- Дополнительно сформированные полигональные слои с разграфками (индексами) карт масштаба от 1:1 000 000 до 1:50 000 позволяют легко осуществить подборку необходимых листов карт на каждый маршрут или аэроснимок для их последующей привязки и геометрической обработки.
- Унифицировано и точно выполняется расчет площадей и длин объектов, покрытых аэросъемкой, что важно для планирования и распределения финансов на дальнейшие работы.
- Мгновенно доступна информация о том, отснят ли тот или иной интересующий объект, каким именно снимком и с какими характеристиками.
- Возможность установки «горячей связи» позволяет по одному щелчку открыть квик-лук интересующего аэроснимка и оценить его визуально. При этом при описании пути к источникам данных в ArcView поддерживаются переменные среды.
Описанная выше технология проста, ее внедрение не требует приобретения дополнительного оборудования. Затраты фактически ограничиваются стоимостью программного обеспечения, а в наиболее экономичном варианте может использоваться бесплатно распространяемый пакет ArcExplorer. Применяемую нами технологию можно рассматривать как наглядный пример пользы от внедрения ГИС при решении конкретной прикладной задачи. Эта технология показала свою высокую эффективность при оперативном контроле результатов аэросъемки. Она позволила нам избежать неприятных ситуаций, когда о необходимости выполнения дополнительных залетов становится известно с задержкой, и съемку приходится организовывать заново при менее благоприятных погодных условиях.