По материалам Esri и журнала mining-technology.com
The Role of Geospatial Data in Mining
Для разведки и добычи ресурсов полезных ископаемых, содержащихся в земной коре, оценки их запасов и управления их разработкой, транспортировкой и реализацией необходимы развитые технологии. Поскольку горная промышленность изначально связана с пространством, с детальной географической привязкой к территории, разработка месторождений требует точных знаний о земной поверхности и подповерхностных структурах. А геопространственные ИТ технологии, такие как технология геоинформационных систем (ГИС), наилучшим образом подходят для поддержки практически всех видов деятельности горнодобывающих компаний. Важности и преимуществам применения этой технологии в горном деле посвящена беседа с ГИС-специалистами компании Esri.
Существует много отраслей, требующих детального знания географии, геологии и полевых измерений, но лишь немногие предприятия имеют столь же тесные отношения с окружающим ландшафтом – выше и ниже поверхности – как добыча полезных ископаемых. Подземные работы или открытые разработки в поисках минеральных ресурсов являются по своей природе пространственной деятельностью, и, следовательно, эффективный сбор и представление геопространственных данных являются неотъемлемой частью работы.
Центральное место здесь принадлежит географическим информационным системам (ГИС), изначально предназначенным для работы с огромными объемами географических, привязанных к пространственному местоположению, данных. ГИС заменили и автоматизировали рутинную бумажную работу и предоставили горнодобывающим компаниям более четкий, более полный и детальный банк информации для успешного развития бизнеса.
ГИС-технология и цифровые данные занимают все более важное место в отрасли, так как они снижают риски путем отслеживания географических переменных и взаимосвязей, которые в противном случае могли бы быть упущены. ГИС в настоящее время широко используется почти во всех сферах добычи полезных ископаемых: от первичного изучения местности до геологического анализа, добычи, транспортировки и сбыта, охраны окружающей среды и соблюдения нормативных требований.
Для таких компаний ГИС предоставляет мощные уникальные инструменты, помогающие повысить эффективность производственной деятельности и достичь наилучших результатов. Эта современная интеграционная технология специально разработана для сбора, обработки, наглядного отображения, анализа и архивирования больших объемов разнообразных данных по всем аспектам деятельности компании, работы с ними в многопользовательской среде, обмена ими через корпоративные и глобальные сети. В конечном итоге, она позволяет получить как общее, так и детальное представление обо всех объектах инфраструктуры и активах предприятия.
Компания Esri, основанная в 1969 году, является ведущим мировым поставщиком ГИС, насчитывает более миллиона пользователей своего программного обеспечения в 200 странах мира. Ее флагманская система ArcGIS используется в многочисленных отраслях, включая добычу полезных ископаемых. Дочерняя компания – Esri Canada, играет центральную роль в снабжении ГИС-технологиями обширной горнодобывающей промышленности этой страны. Алекс Миллер (Alex Miller, далее АМ), основатель и президент Esri Canada, и Вилли Линч (Willy Lynch, далее ВЛ), ведущий специалист по применению ГИС-решений Esri в горном деле, делятся своим пониманием важности геопространственных данных в данной отрасли.
— Не могли бы вы кратко рассказать о ГИС сервисах для горнодобывающей промышленности?
— АМ: Компания Esri предоставляет многопользовательские ГИС-решения и сервисы для нужд горнодобывающих компаний. Они помогают лучше управлять каждым этапом их деятельности – от открытия до ведения добычи и закрытия карьеров, рудников и шахт, а также последующей рекультивации территории. Наша платформа ArcGIS интегрируется с другими корпоративными системами и решениями, чтобы объединить разнообразные наборы данных и обеспечить к ним доступ разным категориям специалистов. Это не только основные геологические карты и атласы, спутниковые снимки и данные геофизики, но и эксплуатационные данные, данные об активах и т.д. С ее помощью пользователи могут эффективно и качественно изучать и рассчитать экономический потенциал, управлять рисками, проводить экологические оценки и анализировать другие вопросы, влияющие на бизнес.
Разработка месторождения по своей сути является пространственной операцией, и наличие надежных геопространственных данных имеет ключевое значение.
Мы также предлагаем несколько инструментов, которые расширяют базовые возможности ArcGIS и помогают геологам точнее рассчитывать и предсказывать рудопроявление. К ним, например, относится дополнительный модуль ArcGIS Spatial Analyst, который повышает качество анализа, давая пользователям возможность быстро и эффективно изучать данные в виде растровых поверхностей с помощью таких инструментов, как интерполяция и пригодность площадки. Он также позволяет интегрировать ячейки на основе растровых данных с традиционными векторными источниками данных.
Помимо этого, мы предлагаем модуль ArcGIS Geostatistical Analyst, с его помощью геологи могут создавать сложные поверхности из данных измерений, включающие площади, где сбор подробной информации для каждого места может быть затруднен или невозможен. Это позволяет прогнозировать и моделировать пространственные явления на основе статистических критериев и применения мощных инструментов исследования данных. А модуль ArcGIS 3D Analyst обеспечивает улучшение планирования и анализа, позволяя специалистам горнодобывающих предприятий создавать, визуализировать и анализировать данные в 3D. Это помогает им в полной мере воспользоваться преимуществами 3D для моделирования данных геологоразведки и данных разработки месторождений, повышая отдачу и уменьшая риски проектов.
Возможность интеграции с данными других систем обеспечивает модуль ArcGIS Data Interoperability. Модуль ArcGIS Workflow Manager предназначен для стандартизации и управления рабочими процессами в организации. Есть и другие продукты, например, для управления транспортными сетями и инженерными коммуникациями.
Мы также поддерживаем ключевые бизнес-решения наших партнеров, такие как продукт Target for ArcGIS компании Geosoft, которые повышают производительность и эффективность исследований путем продвинутой визуализации и анализа подземных структур и данных буровых скважин в ArcGIS.
— Как изменилось программное обеспечение ГИС за последние 10 лет?
— AM: За последнее время ГИС значительно эволюционировали как в плане простоты и скорости работы с ними, так за счет расширения функциональности. Это привело к созданию более мощной многопользовательской платформы для эффективного сбора, обработки, отображения, моделирования, анализа и распространения геопространственных данных, карт и приложений.
Помимо серверов и настольных систем, ГИС теперь могут быть развернуты на мобильных устройствах, в интернете и в облаке. Это обеспечивает повышенную ситуационную осведомленность и расширяет сотрудничество, предоставляя пользователям возможность получить в режиме реального времени развернутое представление всех операций по разведке и добыче полезных ископаемых.
Модуль ArcGIS Geostatistical Analyst позволяет геологам создавать и анализировать сложные поверхности по данным измерений разных показателей.
Данные, собранные в поле, теперь могут автоматически обновляться на общих серверах. С тем же успехом, теперь и карты, и данные могут быть легко доступны для полевых работников на их мобильных устройствах и через сервисы по протоколу веб-порталов с разграниченными правами доступа. Это позволяет каждому члену организации получать точную и актуальную информацию для принятия лучших решений.
Технология Esri также помогает повысить точность данных с помощью усовершенствованных инструментов редактирования и проверки качества данных. Это повышает производительность и эффективность работы за счет автоматизации производства карт и улучшает безопасность и управление рисками посредством 3D-визуализации и анализа.
Значительно усовершенствованы и средства разработчика, позволяющие создавать разнообразные специализированные приложения под решение многих актуальных для конкретной организации задач. Имеются готовые шаблоны приложений для интеграции с популярными бизнес системами.
— Как ГИС-технологии помогают горнодобывающим компаниям управлять своими операциями посредством визуализации сложных данных?
— ВЛ: Esri предоставляет ГИС-платформу, которая обеспечивает возможность наложения и анализа междисциплинарных данных, таких как геологические карты, геохимические изыскания, геофизические изображения, данные буровых скважин и исследований минеральных ресурсов. Это позволяет горнодобывающим компаниям лучше понимать географические (пространственные) отношения, которые влияют на экологические аспекты, доходность, защиту окружающей среды, в комплексе и разных сторон рассматривать вопросы и проблемы, связанные с добычей, разведкой и другими видами деятельности.
ГИС помогает объединить лучшие технологии, данные и бизнес-процессы, чтобы не только визуализировать сложные данные по разведке и добыче, но также более эффективно и качественно ими управлять, проводить их анализ и предоставлять удобный доступ к картам и данным всем, кому и когда они могут быть необходимы.
— При все возрастающих сложностях поиска месторождений полезных ископаемых, как эффективное использование и представление данных ГИС может сделать разведку более эффективной?
— ВЛ: ГИС-технология была – и продолжает оставаться – ключевым звеном при проведении разведки и интерпретации ее результатов. Она обеспечивает быстрый и точный анализ, объединение различных типов данных, позволяя исследователям находить новые закономерности, тенденции и взаимосвязи. Она обеспечивает инновационный взгляд на существующие и новые данные, которые могут способствовать более успешной разведке.
— Каковы преимущества применения комплексных ГИС-технологий в деятельности компаний при совместном использовании геопространственных данных?
— AM: Наличие централизованной платформы для хранения данных и обмена ими, такой как ArcGIS, упрощает управление диспергированными операциями по добыче полезных ископаемых. Она позволяет оптимизировать поток информации так, что решения могут приниматься с использованием последовательных, точных и достоверных данных.
Горнодобывающие компании обычно поддерживают большие массивы данных, которые они собирают или приобретают. Внедрение многопользовательской ГИС позволяет сократить издержки за счет устранения дублирования хранящихся данных. Это также увеличивает взаимодействие между сотрудниками из разных отделов и региональных офисов.
Четко визуализированные геопространственные данные помогают в проведении разведочных работ.
При изменении ситуации на рынке, они могут применить новые данные в ранее разработанных моделях, чтобы определить, будут эти новые условия оказывать положительное или отрицательное влияние на их деятельность, и какие шаги нужно предпринять для повышения конкурентоспособности.
— Компания Esri Canada на своей пользовательской конференции прошлого года представила канадскую горнодобывающую компанию Teck Resources к награде за технологическое совершенство. Каких успехов достигла эта компания в применении ГИС?
— AM: В компании Teck четко понимают значение интеграции ГИС-технологий с существующими данными и бизнес системами для создания унифицированной рабочей среды. В результате они добились существенного повышения эффективности во многих аспектах своей деятельности.
ГИС поддерживает весь цикл добычи полезных ископаемых в компании Teck: от выявления целевых мест для бурения, планирования и развертывания добычи вплоть до вывода из эксплуатации и рекультивации. Специалисты применяют технологии для 2D и 3D визуализации, оценки перспективности, управления земельными ресурсами, управления активами, финансовой и экологической отчетности. Многие геологи используют мобильные решения ArcGIS для сбора данных в полевых условиях, которые затем синхронизируются с центральным сервером и доступны всей организации с помощью различных приложений. Компания использует технологию ArcGIS for Server для консолидации данных из различных проектов и сайтов по всему миру и обеспечивает централизованный доступ к ним с помощью различных приложений и данных поисковых веб-порталов. Значительное место уделяется внедрению облачной ГИС и применению технологии доступа к функционалу ГИС как сервису (модель SaaS).
Веб-порталы расширили применение ГИС в компании Teck, предоставив, помимо производственных подразделений, доступ к данным сотрудникам разных отделов, включая страхование рисков, инжиниринг, связь с общественностью, бухгалтерский учет, здравоохранение и безопасность. Порталы позволяют им найти и визуализировать данные быстро и эффективно, извлекать информацию и печатать карты для принятия решений.
— Какую роль данные ГИС могут играть в проведении всего комплекса горных работ более рационально и экологически ответственно?
— ВЛ: Мировое горнодобывающее сообщество все больше фокусируется на экологических аспектах и социальной ответственности, и все чаще обращается к использованию технологии Esri для активного мониторинга экологических последствий, которые могут быть вызваны их деятельностью. Ученые-экологи используют ГИС для сбора, анализа и картографирования данных о почвах, растительности, поверхностных и подземных водах, ресурсах культурного наследия.
ГИС предоставляют горнякам и геологоразведчикам мощные инструменты интеграции междисциплинарных данных для реализации преимуществ географического подхода с целью обеспечения здоровой окружающей среды, соответствия программам безопасности и сохранения природы за счет использования лучшего опыта в отрасли, ситуационного мониторинга, отчетности о деятельности и инцидентах, соблюдения корпоративных и государственных законов и нормативных регламентов.
— Может ли использование ГИС данных включаться в решение таких задач, как администрирование землепользования и управление документами для улучшения соответствия правовым и нормативным требованиям?
— ВЛ: Ключевым аспектом использования ГИС в горнодобывающей промышленности является оказание поддержки в защите прав по управлению землепользованием и получению разрешений на проведение изысканий и разработку месторождений. ГИС помогает горнодобывающим компаниям определять участки, которые могут приобретаться, выявлять охраняемые территории, применять и контролировать процесс предоставления заявок, отслеживать ситуацию на соответствие правам и обязанностям, избегать нежелательных последствий и своевременно избавляться от излишних активов.
3D визуализация данных является важным средством для проектировщиков и аналитиков горных разработок.
Эта технология также используется для контроля и выявления активности конкурентов, оценки состояния компания и возможности поддерживать конкурентное преимущество. Все эти задачи имеют географические или пространственные аспекты, и ГИС предоставляет интегрированные инструменты, способствующие созданию и управлению решениями, например, в виде карт земельного статуса и конкурентной активности.
— Как вы думаете, в каких направлениях ГИС-технологии будут развиваться в ближайшие 5-10 лет?
— AM: Платформа ArcGIS компании Esri неуклонно развиваются в сторону облачных сервисов, включая и предоставление разнообразного контента в виде готовых наборов данных, карт, приложений и других продуктов. Технология будет становиться все более мощной и, в то же время, намного более доступной и легкой в использовании, позволяющей использовать ГИС на протяжении всего жизненного цикла ведения горных работ. С совершенствованием мобильных устройств, а также коммуникаций, безопасности и систем инфраструктуры по всему миру, использование облачных ГИС и программного обеспечения по требованию (как сервиса), а также веб-ГИС-порталов должно вырасти в разы. Постоянно развивающиеся программные продукты ArcGIS for Desktop, ArcGIS for Server и новое настольное приложение ArcGIS Pro с развитыми средствами работы c 3D позволяют все более эффективно использовать эту технологию, данные и бизнес-процессы, чтобы помочь сделать горнодобывающую промышленность еще более успешной в будущем.
Большое внимание будет уделено средствам работы с данными дистанционного зондирования, прежде всего с космоснимками и лидарными изображениями, с потоками данных, поступающих в режиме реального времени, и с так называемыми Большими данными.
Дополнительную информацию (на русском) о применении ГИС в горнорудной отрасли и на геологоразведочных предприятиях, а также брошюру «Практический опыт применения ГИС в горном деле» можно посмотреть на сайте Esri CIS по адресу esri-cis.ru/industries/natural-resources/geology/.
