Автоматизация дистанционного экологического мониторинга объектов минерально-сырьевого комплекса Хабаровского края

В работе рассматривается проблема автоматизации горно-экологического мониторинга объектов минерально-сырьевого комплекса с использованием данных дистанционного зондирования Земли. Обработка и анализ этих данных выполняется с целью оценки влияния процессов добычи на состояние природной среды в местах размещения горнодобывающих предприятий и прилегающих территорий. Представлен макет информационной системы, включающий модули управления данными, обработки и анализа спутниковых снимков. Для автоматизации выделения интересующих объектов горнопромышленного комплекса применяются сверточные и трансформерные модели нейронных сетей. Модели сегментации дражных отвалов, карьеров, хвостохранилищ и угольного пылевого загрязнения были обучены на подготовленных выборках, включающих размеченные спутниковые снимки исследуемых объектов в семи субъектах Российской Федерации. Предложены методы оценки влияния угольного пылевого загрязнения на растительность на основе вегетационных индексов; картирования типов леса с использованием полносвязной нейронной сети; расчета объемов дражных отвалов на основе цифровых моделей рельефа, центральной линии полигона и алгоритма построения диаграммы Вороного; и содержания тяжелых металлов в почве на основе анализа проб, отобранных за многолетний период, методами математической статистики. Сделан корреляционных анализ данных о содержании элементов в образцах почвогрунтов и воде в зоне воздействия добычи полиметаллических руд. Проведена апробация предлагаемых методов на территориях горнодобывающих предприятий Хабаровского края. Совместный анализ накопленных результатов многолетних наблюдений и актуальных данных о современном состоянии объектов природной среды позволяет прогнозировать развитие исследуемых природно-технических систем на среднесрочную перспективу.