Анализ существующих и перспективных подходов и решений комплексного контроля состояния защитных сооружений при перекачке нефтепродуктов на основе методов активного дистанционного зондирования

В ходе выполнения работ сделан обзор современных активных средств дистанционного зондирования с целью их применения для мониторинга защитных сооружений нефтепроводов. Выявлены их основные технические характеристики, оказывающие влияние на точность получаемых данных и детальность объекта мониторинга. Показаны пути совершенствования активных систем дистанционного зондирования на основе развития радиоэлектронных, вычислительных и лазерных комплексов и технологий. В качестве систем активного зондирования, применяемых для мониторинга защитных сооружений нефтепроводов выделены: наземное лазерное сканирование, воздушное лазерное сканирование и радиолокационная съёмка. Для каждого вида съёмочной системы определены контролируемые типы объектов защитных сооружений. Полученный результат представляет функциональную значимость для организаций, занимающихся мониторингом различных типов объектов. На основании анализа типов защитных сооружений нефтепроводов (инженерные и земляные), определено их основное назначение. По результатам выполненных экспериментальных исследований защитных сооружений установлены критерии контроля их геометрической целостности. В ходе исследований обоснован и экспериментально подтверждён выбор оптимальных параметров съёмки защитных сооружений, выполненной методом наземного лазерного сканирования. Показано каким образом параметры влияют на информационную ёмкость данных лазерного сканирования, дешифрируемость объектов, а также точность и детальность получаемых данных. Подтверждено, что, информационная ёмкость данных, полученных с помощью наземной лазерной съёмки, зависит от высоты стояния сканера, разрешения сканирования и расстояния между сканерными станциями. С целью получения результатов наземного лазерного сканирования надлежащего качества для каждого параметра представлено теоретическое обоснование его выбора – предложена методика выбора параметров съёмки. В рамках выполненных исследований введено понятие полезной дальности действия и выведена формула для её расчёта. По результатам экспериментальных исследований выявлены факторы, усложняющие съёмку защитных сооружений нефтепроводов наземным лазерным сканером и разработаны рекомендации по выполнению съёмки. Дано теоретическое обоснование оптимальной геометрии расположения марок с целью ориентирования данных относительно общегосударственной системы координат. Полученные результаты имеют практическое значение в виде методических рекомендаций при выполнении съёмки различных типов объектов. Результаты исследования нашли практическое применение при выполнении работ по расширению регионального геодинамического полигона ПАО «Сургутнефтегаз» на территории разрабатываемых месторождений в Республике Саха (Якутия). В ходе экспериментальных исследований возможностей и принципов совместного использования радиолокационной и спектрозональной съёмок по RPC-полиномам и с учётом цифровой модели рельефа, построенной по топографическим картам среднего масштаба, выполнена привязка и трансформирование спектрозональных снимков, полученных с разными углами наклона. В результате выполненных исследований установлено, что совместное использование данных радиолокационной и спектрозональной съёмки возможно. В процессе исследований были установлены критерии отбраковки лазерно-локационных точек, не составляющих пространственный образ объекта (лазерные точки, подвергшиеся множественному переотражению). В ходе выполненных экспериментальных исследований определено, что на этапе автоматического отнесения точек лазерных отражений к классу «Земля» следует использовать параметр, характеризующий максимальный размер стороны здания, в пределах которого выбирается лазерная точка с наименьшей высотой в заданной области. Полученные результаты НИР позволили: - определить пути совершенствования активных систем дистанционного зондирования на основе развития радиоэлектронных, вычислительных и лазерных комплексов и технологий; - определить контролируемые типы объектов защитных сооружений различными видами съёмочных систем; - установить критерии контроля геометрической целостности защитных сооружений; - установить критерии отбраковки лазерно-локационных точек, не составляющих пространственный образ объекта; - дать теоретическое обоснование выбора параметров наземного лазерного сканирования для получения результатов мониторинга надлежащего качества; - выявить факторы, усложняющие съёмку защитных сооружений нефтепроводов наземным лазерным сканером и разработать рекомендации по выполнению съёмки с учётом оптимальной геометрии расположения марок; - апробировать разработанные методические рекомендации по выполнению съёмок различных типов объектов на геодинамическом полигоне ПАО «Сургутнефтегаз» на территории разрабатываемых месторождений в Республике Саха (Якутия); - установить факт возможности совместного использования данных радиолокационной и спектрозональной съёмки для выполнения мониторинга состояния защитных сооружений при перекачке нефтепродуктов. - предложить методику выбора параметров съёмки методами наземного и воздушного лазерного сканирования.