Утверждаю:

Председатель Президиума ТНЦ СО РАН

д.ф.-м.н. В.А.Крутиков

«__» ноября 1999 года

ОТЧЕТ

Томского регионального центра геоинформационных технологий СО РАН

за 1999 год

В 1999 г. Томский РЦГИТ СО РАН выполнял координирующие функции в рамках ТНЦ СО РАН. Подразделения ТРЦГИТ в томских институтах выполняли работы по следующим проектам:

1. Бюджетные НИР

ИХН СО РАН:

Развитие ГИС по химии и геологии нефтей» и Формирование БД и разработка ГИС для решения региональных проблем окружающей среды и устойчивого развития по программе СО РАН Математическое моделирование, информационные технологии и вычислительная техника. Результаты существенно пополнены ГИС-БД и разработаны новые программные средства комплексного анализа и прогноза.

ТФИЛ СО РАН:

Методология ландшафтного анализа таежных территорий Западной Сибири» в программе СО РАН Экологические, генетические и эволюционные основы рационального использования, воспроизводства и охраны биологических ресурсов.

ТФ ИГНГ СО РАН:

"Условия формирования и роль подземных вод в геологических процессах; физико-химическое и гидродинамическое моделирование процессов в системе вода-горные породы-органическое вещество", по нескольким заданиям которого проводится формирование региональных пространственно привязанных баз данных по подземным водам юго-западной части Западно-Сибирской плиты (Томская область) и западной части Сибирской платформы (Красноярский край), а также по поверхностным водам бассейна средней и верхней р. Обь.

2. Гранты Федеральной целевой программы "Интеграция":

ТФ ИГНГ СО РАН:

"Разработка методов оценки ресурсов и экологогеохимического состояния природных вод (на примере бассейнов Томи и Средней Оби) и подготовка кадров нового уровня".

ТФИЛ СО РАН:

“Методологические основы изучения пространственно - временной организации лесных экосистем в зонах техногенного загрязнения», «Геофизические и биологические проблемы лесных экосистем», «Система выполнения и поддержки талантливой молодежи на основе интеграции фундаментальной науки и высшего образования на базе «Академического университета» в Западно-Сибирском регионе», «Российский лес», «Комплексные экспедиционные исследования субальпики Алтая: динамика состояния, реакция на глобальное изменение климата, оценка антропогенного влияния, рекомендации по охране и реабилитации нарушенных территорий», «Разработка базовой системы регионального и локального природопользования в таежной и горной зонах Западной Сибири».

3. Гранты РФФИ.

ИХН СО РАН (совместно с ТФИЛ СО РАН) «Разработка геоинформационной методологии экологического прогнозирования воздействия нефтедобывающего комплекса на лесоболотные экосистемы Западной Сибири».

ТФИЛ СО РАН Разработка базовой системы регионального и локального природопользования в таежной и горной зонах Западной Сибири», «Кедровые леса Байкала: концепция, модель и технология экологически устойчивого развития».

ТФ ИГНГ СО РАН "Равновесие и направленность геологической эволюции системы крепкие рассолы – горные породы".

4. Участие в конференциях.

Результаты докладывались на различных научных конференциях (см. Список публикаций).

5. Публикации.

Результаты опубликованы в нескольких статьях и в материалах конференций различного уровня (см. Список публикаций).

6. Краткий обзор результатов работы ТРЦГИТ СО РАН

Продолжались работы по формированию совместно с Институтом химии нефти СО РАН базы данных по химии нефти и газа, работающей с использованием ГИС-технологий. Источниками информации для формирования базы данных служат материалы, опубликованные в справочниках, научных статьях, монографиях и отчетах, а также полученные в институте по результатам химического анализа образцов нефтей.

База данных содержит 9 таблиц, которые условно можно разбить в зависимости от информационного содержания на следующие группы:

    1. данные о географическом положении,

    2. информация о нефтегеологическом районировании (нефтегазоносная провинция, нефтегазоносная область, нефтегазоносный район, месторождение),

    3. физико-химические свойства нефти и газа и геологические характеристики месторождений.

В настоящее время в базе данных по химии нефти содержится информация по нефтегазоносным провинциям России и других стран Евроазиатского континента. Общий объем информации составляет более 6900 записей, которые относятся к 2050 месторождениям и 50 странам.

Для работы с базой данных используются средства ГИС ArcView 3.0, позволяющие отображать интересующую пользователя информацию на цифровых картах. В качестве СУБД (система управления базой данных) используются встроенные средства ГИС, которые поддерживают формат данных, совместимый с dBASE IV. В качестве топографической основы используются цифровые карты масштабов 1:5 000 000 и 1:1 000 000. Последняя из них – карта России (производства Роскартографии) была конвертирована из формата F1M в формат, воспринимаемый ГИС.

Информация из базы данных по химии нефти используется для решения ряда геолого-геохимических задач. Предполагается ее использование для исследований генезиса нефти, анализа пространственной распределенности месторождений по содержанию компонентов нефти, при уточнении перспектив нефтегазоносности территорий, для разработки схем рационального использования и транспортировки нефти и других практических задач. В качестве иллюстрации на рис. 1 приведен фрагмент карты нефтегазоносности с результатами оценки пространственного распределения месторождений нефти на территории Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции (НГП) по содержанию парафинов и представлена диаграмма, показывающая распределение нефтей по содержанию парафинов на основе имеющейся в БД информации по территории Западно-Сибирской НГП. При построении диаграммы месторождения нефти разделялись на группы по содержанию парафинов следующим образом:

Рис. 1. Фрагмент карты территории Западно-Сибирской НГП с демонстрацией пространственной распределенности месторождений нефти по содержанию парафинов

Как видно из рис. 1, большая часть (77%) месторождений на территории Западно-Сибирской НГП относится к малопарафинистым, 17% - к парафинистым, 6% - к высокопарафинистым.

 

Рис.2. Курортные ресурсы Томской области.

Проводились совместно с Томским научно-исследовательским институтом курортологии и физиотерапии Минздрава России работы по созданию ГИС по курортно-рекреационным ресурсам Сибири. Для иллюстрации на рис.2 приведены типологическое районирование палеозойского водоносного комплекса, скважины минеральных вод (классифицированные по типу воды, используемой для лечения желудочно-кишечного тракта) и бальнеологические лечебницы Томской области.

Совместно с Томским филиалом института леса СО РАН, где развиваются геоинформационные методы оценки ландшафтной структуры территории, проводились работы по обработке и анализу спутниковой информации средствами ГИС-технологий. Классификация форм рельефа проводится с использованием численных моделей рельефа, для разработки которых применяются различные средства, в том числе и средства, реализованные в пакете программ SURFER-6. Численные модели затем используются для визуального анализа трехмерных изображений рельефа. Для примера, на рис.3 представлен рельеф местности в бассейне реки Кочеш (Республика Алтай). Трехмерное изображение рельефа совмещалось со спутниковым изображением, полученным с помощью аппаратуры МСУ-Э. Анализ тематических карт, таких как карта растительности, почв, экспозиций, крутизны склонов, позволил построить ландшафтною карту бассейна с использованием баз лесотаксационных данных.

Рис. 3. Пример восстановленного рельефа по цифровой модели

Сотрудниками Томского ГИС-центра совместно с учеными ФИЛ СО РАН с использованием средств ГИС был построен ряд тематических карт в области лесного природопользования. Для иллюстрации на рис. приведены результаты лесоэкономического районирования территории Томской области, полученные по материалам В.Н. Воробьева и И.А. Беха.

Рис.4. Лесоэкономическое районирование Томской области

ГИС - центром совместно с ИХН СО РАН продолжены работы по анализу состояния окружающей среды на территории нефтегазовых месторождений Томской области. При этом использовался подход, основанный на выявлении зон экотоксикологической опасности на территории региона и прогнозе динамики изменения границ этих зон в соответствии со сценарием экономического развития региона. Предложенный подход, как показал опыт его применения к анализу воздействия предприятий нефтегазового комплекса Томской области, удобен для компьютерной реализации с применением средств ГИС-технологий.

Для анализа воздействия нефтедобычи на состояние хвойных лесов на территории нефтедобывающего комплекса проведена с использованием разработанных в ИХН СО РАН геоинформационных средств оценка масштабов загрязнения воздушной среды сажей, образующейся при сжигании попутного газа в факельных установках. Расчетная оценка масштабов загрязнения сажей, выбрасываемой в атмосферу факелами только одного Первомайского месторождения показывает (рис. 5.), что площадь загрязнения составляет величину 115 тыс. кв.км (и прогноз для 50% роста добычи нефти - 260 тыс. кв.км). Внутри выделенных зон загрязнения оказываются многие месторождения Томской и восточной части Тюменской области, что позволяет предполать значительный рост уровня загрязнения из-за наложения зон загрязнения, вызванных факелами на отдельных месторождениях.

Рис.5 Загрязнение воздушной среды сажей от факелов Первомайского месторождения

 

В 1999 г. в ТФ ИГНГ СО РАН продолжены научно-исследовательские работы по созданию и использованию компьютерных моделей гидрогеохимических процессов с применением геоинформационных технологий. Эти работы ведутся в направлении привязки результатов и исходных данных для программных модулей, в которых реализованы алгоритмы моделирования на основе термодинамических (программный комплекс HydrGeo – автор М.Б. Букаты; Solution – автор О.Г. Савичев) и гидродинамических методов (Duamel – автор О.Г. Савичев), с электронными картами. Основная часть полученных в 1999 г. результатов представляет собой промежуточную стадию работ, завершение которых планируется в 2000 г. и 2002 г.

 

 

 

 

Список публикаций по тематике ТРЦГИТ в 1999 г.

  1. Ю.М. Полищук, Е.С. Козин, О.С. Токарева, Н.Н. Степанова, И.Г. Ященко Выбор природоохранных технологий для решения проблем охраны окружающей среды на основе ГИС //Труды третьего Международного симпозиума по проблемам экоинформатики, 8-9 декабря 1998 г., Москва (Тезисы докл.). - М.: ИРЭ РАН, 1998. - С. 66-70.

  2. Е.С. Козин, О.С. Токарева Геоинформационная модель речной сети //Труды третьего Международного симпозиума по проблемам экоинформатики, 8-9 декабря 1998 г., Москва (Тезисы докл.). - М.: ИРЭ РАН, 1998. - С. 99-102.

  3. Ю.М. Полищук, Е.С. Козин О выборе природоохранных технологий с применением геоинформационных систем.// Юбилейная научно - практическая конференция "Экологическая наука на службе производства". Пермь. 20 - 21 августа 1998 г., МHИИЭКО ТЭК. Тезисы докладов. - Пермь. - 1998. - С.32.

  4. Ю.М. Полищук, Е.С. Козин, В.В. Рюхко, О.С. Токарева Геоинформационные системы в региональных исследованиях окружающей среды // 6-й Междун. симп. "Оптика атмосферы и океана", 23 - 26 июня 1999 г., Томск (Тезисы докл.). - Томск: Изд-во "Спектр" ИОА СО РАН, 1999. - С. 123.

  5. Y. Polichtchouk, E.Kozin, O.Tokareva Technologies choice of water clearing for environmental protection on a base of pollution analysis // 3 Russian-Korean Intern. Symp. on Science and Technology " KORUS'99 " , June 22-25, 1999, Novosibirsk, Russia (Abstracts) - Novosibirsk: 1999. - Vol. 2. - P. 269 - 270.

  6. Е.С. Козин, О.С. Токарева. Геоинформационная модель водных ресурсов //Геоинформатика. Теория и практика. Вып.1. – Томск: Изд-во ТГУ, 1998. – С.326 – 329.

  7. Н.Н. Степанова, О.С. Токарева, И.Л. Торовина, Т.А. Ципилева, И.Г. Ященко Анализ состояния окружающей среды в зонах воздействия нефтегазового комплекса с использованием ГИС. //Геоинформатика. Теория и практика. Вып.1. – Томск: Изд-во ТГУ, 1998. – С.330 – 336.

  8. А.Е. Березин, А.Г. Дюкарев, Ю.М. Полищук, О.С. Токарева Анализ воздействий нефтедобычи на природную среду юго-востока западной Сибири //Материалы юбилейной научно-практической конференции «Добыча, подготовка и транспорт нефти и газа», 5 – 6 октября 1999 г., Томск (тезисы докл.). – Томск: Изд-во «Компания Милон», 1999. - с. 85-87.

  9. В.В. Ан, Е.С. Козин, Ю.М. Полищук, В.В. Рюхко, Н.Н. Степанова, И.Л. Торовина, И.Г. Ященко База данных по химии нефти и возможности ее практического использования //Материалы юбилейной научно-практической конференции «Добыча, подготовка и транспорт нефти и газа», 5 – 6 октября 1999 г., Томск (Тезисы докл.). – Томск: Изд-во «Компания МИЛОН», 1999. - С. 88.

  10. Ю.М. Полищук, В.В. Рюхко Компьютерная система анализа и прогноза экологических последствий деятельности предприятий нефтегазового комплекса //Материалы юбилейной научно-практической конференции «Добыча, подготовка и транспорт нефти и газа», 5 – 6 октября 1999 г., Томск (Тезисы докл.). – Томск: Изд-во «Компания МИЛОН», 1999. - С. 89.

  11. Y. Polihctchouk. Assessment of Chemical Hazardous Zone with GIS. In: Contingency, Emergency, Crisis and Disaster Management / Defining the Egenda for the Third Millenium (Ed. G.Beroggi). - Delft (Netherlands): Delft Univ. of Technology, 1999. - P. 141-145.

  12. Ю.М. Полищук, Р.А. Чернушкин. Исследование алгоритма автоматической классификации, основанного на определении естественного числа классов. – Деп. в ВИНИТИ 01.09.99 № 2762-В99 – 10 с.

  13. М.Б. Букаты. Рекламно-техническое описание программного комплекса HydrGeo. – М.: ВНТИЦ, 1999. – 5 с. - Номер гос. регистрации алгоритмов и программ во Всероссийском научно-техническом информационном центре (ВНТИЦ) № 50980000051 ПК.

  14. М.Б. Букаты. Равновесие подземных рассолов Тунгусского бассейна с минералами эвапоритовых и терригенных фаций. //Геология и геофизика. – 1999. – Т. 40. - № 5. – С. 750-763.

  15. О.Г. Савичев. Геоэкология: прогноз качества речных вод (использование зависимостей между гидрохимическими и гидрологическими показателями на примере рек бассейна Оби) // Инженерная экология. – 1999. - №2. - С. 46-53.

  16. В.Н. Воробьев, В.И. Хамарин, И.А. Бех, А.Г. Дюкарев. Методология регионального природоустройства и лесоустройства на принципах геосистемной организации территории. //Проблемы и перспективы развития лесоустройства. Материалы совещания. Новосибирск. - 1999. - С.130-136.

  17. А.Г. Дюкарев, Н.Н. Пологова. Почвы как информационно-депонирующие системы глобального климатоэкологического мониторинга //Третье Сибирское совещание по климатоэкологическому мониторингу. (Тез. докл.). – Томск, Изд-во ТНЦ СО РАН, 1999. - С. 80.

  18. Н.Н. Пологова, А.Г. Дюкарев. Мониторинг заболачивания ландшафтов таежной зоны //Третье Сибирское совещание по климатоэкологическому мониторингу. (Тез. докл.). – Томск, Изд-во ТНЦ СО РАН, 1999. - С. 84.

  19. В.Н. Воробьев, В.М. Корсунов, В.В. Бизюкин, И.А. Бех, А.Г. Дюкарев, Н.А. Воробьева. Кедровые леса Байкала: проблемы, концепции и технологии устойчивого развития. //Байкал как участок мирового природного наследия: результаты и перспективы международного сотрудничества. - Новосибирск, Изд-во СО РАН. - 1999. - С. 237-243.
  20. В.И. Хамарин, В.А. Загорулько, Н.А. Платонова. ГИС в гидролого-ландшафтной организации горно-таежной территории для целей лесопользования // Геоинформатика. Теория и практика. Вып.1. - Томск: Изд-во ТГУ. - 1998. - С.315-325.
  21. В.И. Хамарин, В.Н. Воробьев, В.А. Загорулько, Г.О. Пельс, Н.А. Вожаговская. Оценка ландшафтной структуры и разнообразия горных таежных экосистем средствами ГИС // Международная конференция “Экология таежных лесов”, Сыктывкар, сентябрь, 1998г. (Тезисы доклада). – Сыктывкар, 1998. - С.65-66.
  22. В.И. Хамарин. Геоинформационные проблемы биосферного мониторинга // Третье Сибирское совещание по климатоэкологическому мониторингу. (Тез. докл.). – Томск, Изд-во ТНЦ СО РАН, 1999. - С.118-119.

  23. В.И. Хамарин, В.А. Загорулько. Оценка структуры таежных ландшафтов по спутниковым данным аппаратуры МСУ-Э системы «РЕСУРС-01(03)» // Третье Сибирское совещание по климатоэкологическому мониторингу (Тез. докл.). – Томск, Изд-во ТНЦ СО РАН, 1999. - С. 119-120.