528.7:528.8:504.5.05:624.131.1

В статье рассматриваются две технологии - воздушного лазерного сканирования и внутритрубной диагностики, перспективные для применения при мониторинге трубопроводов как единый комплекс, способный в будущем (при улучшении точности определения координат в пространстве) заменить геодезические наблюдения на всем протяжении наблюдаемого трубопровода. Кратко рассмотрены особенности применения воздушного лазерного сканирования для определения планово-высотного положения трубопровода подземного проложения с использованием методики повышения точности. Продемонстрировано комплексное использование данных воздушного лазерного сканирования и внутритрубной диагностики на тестовом участке трассы трубопровода. Цель исследования: определение минимально возможных погрешностей при проведении воздушного лазерного сканирования и совмещение результатов с данными диагностирования трубопроводов для анализа активности опасных геологических процессов и оценки возможного влияния их на трубопровод. Методы: метод дешифрирования материалов воздушного лазерного сканирования с выделением опасных геологических процессов по прямым признакам (патент на изобретение «Способ дешифрирования экзогенных геологических процессов и инженерно-геологических условий» RU2655955C1), методика проведения аэрофотосъемки и/или лазерного сканирования местности с борта пилотируемого и/или беспилотного летательного аппарата (патент на изобретение RU2655956C1). Использование технологии внутритрубной диагностики позволяет обнаружить дефекты в металле, включая изменения геометрии трубопровода, дефекты сварных швов и состояние наружного защитного покрытия. Учитывая, что внутритрубная диагностика трубопроводов не является новинкой и применяемые методы регламентированы, наибольшее внимание в статье уделено рассмотрению метода определения пространственного положения подземной части трубопровода при совмещении данных определения положения пространства трубопровода по данным воздушного лазерного сканирования и планово-высотного положения трубопровода (патент RU173296U1) по информации внутритрубной диагностики. В результате: визуализированы данные воздушного лазерного сканирования тестового участка с установленными на нем устройствами определения планово-высотного положения трубопровода. Представлена цифровая модель местности, на которой при дешифрировании установлено наличие опасных геологических процессов. Приводится профиль участка трассы трубопровода, на котором поверхность земли построена по материалам воздушного лазерного сканирования, а положение трубопровода получено при помощи внутритрубного инспекционного прибора.

The paper presents two technologies: LiDAR and In-line inspection. The features of using LiDAR to determine the horizontal and vertical position of an underground pipeline are briefly discussed. Compilation of LiDAR data and In-line inspection to increase uptime is considered. Uninterrupted and safe operation of pipelines is a priority policy of companies that transport products using pipelines. The impact of hazardous geological processes on pipelines can result in emergency situations. Monitoring on pipelines is carried out in order to ensure its safe operation. LiDAR allows you to get a digital elevation model by transferring details, and in-line inspection is an effective way to control the technical condition of the pipeline with specialized tools revealing defects during non-destructive testing. The combination of two these technologies makes it possible to obtain a highly informative monitoring method. LiDAR for monitoring is a means of obtaining information about the terrain, the occurrence of hazards geological processes, both on the earth's surface and in soils (according to direct and indirect signs - for example, the formation of subsidence, the appearance of saucers and dips due to the thawing of soils). In-line diagnostics is a non-destructive testing method for diagnosing the condition of the pipeline. The use of LiDAR technologies and in-line inspections during monitoring forms a new monitoring method which makes it possible to evaluate the natural - technical system as a whole.

кандидат технических наук, руководитель направления корпоративных ГИС систем, Автономная некоммерческая организация высшего образования «Университет Иннополис»

кандидат геолого-минералогических наук, главный аналитик центра геоинформационных систем, Автономная некоммерческая организация высшего образования «Университет Иннополис»

старший преподаватель кафедры нефтяной геологии, гидрогеологии и геотехники, Институт географии, геологии, туризма и сервиса Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Кубанский государственный университет»

доктор технических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории вулканологии и вулканоопасности, Институт морской геологии и геофизики Дальневосточного отделения Российской академии наук

Баборыкин М.Ю. Способ дешифрирования экзогенных геологических процессов и геологических условий. Патент на изобретение №2655955.

Баборыкин М.Ю. Способ проведения геотехнического мониторинга линейных сооружений и площадных объектов на основе воздушного лазерного сканирования. Патент на изобретение №2655956.

Бондур В.Г., Зверев А.Т., Гапонова Е.В. Предвестниковая изменчивость линеаментных систем, выявляемых по космическим изображениям, в период сильных землетрясений // Исследование Земли из космоса. 2016. №3. С. 3-12. DOI: https://doi.org/10.7868/S0205961416030027.

Геологическое изучение Земли из космоса. Труды ГИН АН СССР, вып. 317 / В.Г. Трифонов, В.И. Макаров, О.С. Деревянко, В.М. Панин, А.С. Петренко, С.Ф. Скобелев, П.В. Флоренский, Б.П. Шорин-Константинов / Гл. ред. академик А.В. Пейве. M.: Изд. «Наука». 1978. 228 с.

Мониторинг природной среды аэрокосмическими средствами. Учебное пособие для студентов вузов / В.А. Малинников, А.Ф. Стеценко, А.Е. Алтынов, С.М. Попов. М.: Изд. МИИГАиК. 2008. 145 с.

Baraldi A., Puzzolo V., Blonda P., Bruzzone L., and Tarantino C. Automatic spectral rule-based preliminary mapping of calibrated Landsat TM and ETM+ images. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. 2006. V. 44. No. 9. Pp. 2563-2586. DOI: https://doi.org/10.1109/TGRS.2006.874140.

Huete A.R. Remote Sensing for Environmental Monitoring. In: Artiola J.F., Pepper I.L. and Brusseau M.L., (Eds.), Environmental Monitoring and Characterization, Academic Press, Burlington. 2004. Рp. 183-206. DOI: https://doi.org/10.1016/B978-012064477-3/50013-8.

Kramer H.J. Observation of the Earth and Its Environment - Survey of Missions and Sensors. In book: Earth observation Remote Sensing. 4th ed. Springer-Verlag, Heidelberg, Berlin, New York. 2002. 1510 p.

Lappas V. and Kostopoulos V. A Survey on Small Satellite Technologies and Space Missions for Geodetic Applications. Satellites Missions and Technologies for Geosciences. 2020. Pp. 123. DOI: http://dx.doi.org/10.5772/intechopen.92625.

Liu H.Y., Zhang Y.S., Ji S. Study on the methods of super-resolution image reconstruction. The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. 2008. V. 37. Part B2. Pp. 461-466.

Баборыкин М.Ю., Жидиляева Е.В., Погосян А.Г. Выявление опасных геологических процессов при проведении инженерно-геологических изысканий на основе цифровых моделей рельефа // Инженерные изыскания. 2015. №2. С. 30-37.

Баборыкин М.Ю., Кулижников А.М., Еремин Р.А. Комплексное обследование оползней // Журнал Автомобильные дороги. Февраль 2018. №2 (1035). С. 106-113.

Colesanti C. and Wasowski J., Investigating landslides with spaceborne synthetic aperture radar (SAR) interferometry, Eng. Geol. 2006. V. 88. Pp. 173-199.

Kimura H. and Yamaguchi Y., Detection of landslide areas using satellite radar interferometry. Photogramm. Eng. Remote Sens. 2000. V. 66. Pp. 337-344.

Мелкий В.А., Верхотуров А.А. Разработка технологий инженерных изысканий и оценки рисков геологоразведочных работ в условиях криолитозоны // Избранные проблемы и перспективные вопросы землеустройства, кадастров и развития территорий. 2017. Коллективная монография / Абросимов В.В., Аврунев Е.И., Антонова О.М. и др. Под ред. А. П. Сизова. Москва: РУСАЙНС. 2018. С. 222-229.

Аврунев Е.И., Уставич Г.А., Грекова А.О., Никонов А.В., Мелкий В.А., Долгополов Д.В. Технологические решения в области обеспечения геопространственной информации о магистральных трубопроводах и объектах их инфраструктур // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2020. Т. 331. №7. С. 188-201. DOI: https://doi.org/10.18799/24131830/2020/7/2729.

Баборыкин М.Ю. Устройство определения планово-высотного положения трубопровода. Патент на полезную модель №173296.

Медведев Е.М. Данилин И.М., Мельников С.Р. Лазерная локация земли и леса: Учебное пособие. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Геолидар, Геоскосмос; Красноярск: Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН. 2007. 230 с.

Комиссаров А.В., Шляхова М.М., Алтынцев М.А., Кулик Е.Н. Критерии контроля защитных сооружений магистральных трубопроводов // Вестник СГУГиТ (Сибирского государственного университета геосистем и технологий). 2020. Т. 25. №4. С. 96-103. DOI: https://doi.org/10.33764/2411-1759-2020-25-4-96-103.

Arun S.B., Kesavan K., Parivallal S. Recent advances in health monitoring and assessment of inservice oil and gas buried pipelines // Journal of the Institution of Engineers (India): Series A. 2018. V. 99. Pp. 729-740. DOI: https://doi.org/10.1007/s40030-018-0316-5.

Kremen T., Stroner M., Trasak P. Determination of pavement elevations by the 3D scanning system and its verification // INGEO 2014 - 6th International Conference on Engineering Surveying. Prague, Czech republic. April 3-4 2014. Pp. 69-74.

Thompson R., Oosterom P., Soon K.H. Mixed 2D and 3D Survey plans with topological encoding. The 5th International FIG 3D Cadastre Workshop. Athens, Greece, 2016. URL: http://www.gdmc.nl/3DCadastres/literature/3Dcad_2016_17.pdf (дата обращения 03.05.2022).

Поезжаева Е.В., Горетова В.А. Модернизация роботизированной внутритрубной диагностической системы // Молодой ученый. №1. 2019. С. 43-46.

Соловьeв В.А., Соловьeва Л.П. Глобальная экология (экология геосфер земли). Краснодар: Изд-во КубГУ. 2008. 466 с.

Долгополов Д.В., Никонов Д.В., Мелкий В.А., Братков В.В. Дешифрирование инфраструктуры магистральных трубопроводов по аэрокосмическим изображениям // Мониторинг. Наука и технологии. 2020. №2 (44). С. 19-25.

Долгополов Д.В., Мелкий В.А., Верхотуров А.А. Геоинформационное обеспечение безопасной эксплуатации трубопроводного транспорта // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2021. T. 332. №12. С. 52-63. DOI: https://doi.org/10.18799/24131830/2021/12/3028.

Balogun L.F., Matori A.N., Lawal D.U. Geovisualization of Subsurface Pipelines: A 3D Approach. Modern Appl. Sci. 2011. V. 5. No. 4. Pp. 158-165.

Castillo F. Managing Information Technology. Luxembourg: Springer. 2016. 246 p.

Hausamann D., Zirnig W., Schreier G. High-Resolution Remote Sensing Used to Monitor Natural Gas Pipelines. Earth Observation Magazine. 2002. No. 11. Pp. 12-17.

Pike R.J., Evans I.S., Hengl T. Chapter 1. Geomorphometry: a breif guide. Geomorphometry: concepts, software, applications. Developments in soil science. Eds. T. Hengl, H.I. Reuter. 2008. V. 33. Pp. 3-30. DOI: https://doi.org/10.1016/S0166-2481(08)00001-9.

Tarolli P., Mudd S.M. Introduction to remote sensing of geomorphology. Developments in Earth Surface Processes. 2020. V. 23. Pp. XIII-XV. DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-444-64177-9.09992-6.