Московский экономический журнал 3/2022 - Московский Экономический Журнал

Научная статья

Original article

УДК 004:910.25:332.33

doi: 10.55186/2413046X_2022_7_3_143

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ РЕГИОНАЛЬНОЙ ГЕОИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ

IMPROVING THE REGIONAL GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEM FOR SUBSOIL USE

Елтошкина Наталья Валерьевна, к.г.н., доцент, ФГБОУ ВО «Иркутский государственный аграрный университет им. А.А.Ежевского», г. Иркутск

Eltoshkina Natalia Valerievna, candidate of geographical sciences, assistant professor, FSBEE HE Irkutsk State Agricultural University of A.A. Ezhevsky, Irkutsk

Аннотация. В статье рассматриваются вопросы совершенствования геоинформационной системы в области недропользования для решения проблем сбора, хранения, выборки, анализа и отображения данных при ведении кадастров минерально-сырьевых ресурсов территорий, решения задач территориального управления, ведении мониторинга минерально-сырьевых ресурсов, проведение геоэкологического прогноза, выявлении и картографировании зон экологического риска и многих других управленческих задач. В настоящее время роль геоинформационных систем в недропользование возрастает, но их использование препятствует несогласованность систем классификации информации, дублированием информационных потоков и функциональной нагрузки между организациями.

Abstract. The article deals with the issues of improving the geographic information system in the field of subsoil use to solve the problems of collecting, storing, sampling, analyzing and displaying data when maintaining inventories of mineral resources of territories, solving problems of territorial management, monitoring mineral resources, conducting a geoecological forecast, identification and mapping of environmental risk zones and many other management tasks. Currently, the role of geographic information systems in subsoil use is increasing, but their use is hindered by the inconsistency of information classification systems, duplication of information flows and functional load between organizations.

Ключевые слова: недропользование, геоинформационные системы, минерально-сырьевые ресурсы

Key words: subsoil use, geoinformation systems, mineral resources

С каждым годом возрастает роль информатизации в области недропользования, на основании огромных массивов информации и по результатам ее анализа принимаются управленческие решения в масштабе страны, отдельных регионов и муниципальных образований. Эффективность поиска решений многочисленных проблем управления недропользованием сегодня напрямую зависит от возможностей информационных систем – способов их организации, быстродействия, удобства работы пользователей и других характеристик. По этой причине создание и развитие информационной системы управления недропользованием в регионах Российской Федерации выдвигается на одно из первых мест среди других проблем, связанных с охраной природной среды и рациональным недропользованием.

При создании информационной системы управления недропользованием региона решаются проблемы сбора, хранения, выборки, анализа и отображения данных при ведении кадастров минерально-сырьевых ресурсов территорий, решении задач территориального управления, ведении мониторинга минерально-сырьевых ресурсов, проведение геоэкологического прогноза, выявлении и картографировании зон экологического риска и много других управленческих задач.

Информационное обеспечение в экологической сфере включает сбор, систематизацию, обработку, анализ, хранение и выдачу потребителю экологически значимой разноплановой и разномасштабной информации по всей Российской Федерации и его отдельных субъектов, как территориального, так и временного характера.

Цель информационной системы состоит в обеспечении пользователю достаточно эффективных возможностей при:

оперативном сборе и передаче данных измерений на пунктах мониторинга в единый центр для обработки и анализа;
ведении банков данных и интегрировании разобщенных баз данных;
статистическом представлении первичной информации об объектах наблюдения для передачи на различные уровни административного и хозяйственного управления;
поддержке и унификации используемых классификаторов фактографической и картографической информации;
пространственном моделировании и построении математических моделей объектов на основе данных мониторинга;
решении задач оценки состоянии изучаемых объектов методами математического моделирования для анализа возможного изменения экологической ситуации и выработки рекомендаций по управлению процессом недропользования.

Для Российской Федерации в целом и ее субъектов характерно отсутствием единой унифицированной системы, включающей в себя данные различных сторон функционирования эколого-экономических систем. Имеющиеся массивы информации разобщены по министерствам, ведомствам и территориям, не синхронизированы во времени, рассогласованы в методическом отношении. Имеющиеся информационные системы и математические модели отработки массива данных имеют серьезные противоречия с требованиями потребителей и управляющих органов.

Из-за отсутствия единой методики и научно обоснованном системы математических моделей имеющиеся алгоритмы и программы слабо востребованы в деле оптимизации недропользования. Необходимо осуществить комплекс мероприятий по совершенствованию информационного блока управления недропользованием, состоящего из трехуровневой модели:

1 уровень — автоматизированная система управления (анализ, планирование и регулирование недропользования, разработка конкретных научно-практических рекомендаций для принятия оперативных решений).
2 уровень — геоинформационная система (накопление, агрегирование и синхронизация данных, прогноз состояния природной среды, выработка целевой информации для структур, принимающих решения);
3 уровень — мониторинг окружающей среды;

В рамках указанной модели практические меры по совершенствованию блока должны включать:

выбор и обоснование единой методологии сбора, инвентаризации и классификации информации;
согласование и отбор методического аппарата, позволяющего осуществить унифицированный перенос информации на машинные носители, и упорядочение данных различного содержания и образца;
регулирование информационных потоков ресурсного и природоохранного характера;
создание базы данных по двум взаимосвязанным блокам: картографическому и тематическому:
создание банка моделей взаимосвязи различных компонентов природной среды и отработка его использования в процессе принятия управленческих решений.

Каждый из указанных уровней технологии совершенствования системы управления недрорользованием имеем свои особые задачи, одинаковые для всех субъектов Российской Федерации.

Основная задача мониторинга — получение объективных и оперативных данных о состоянии компонентов природной среды о количестве выбросов (сбросов) вредных веществ, об аварийных и залповых выбросах (сбросах) загрязняющих веществ, о высоких и экстремально высоких уровнях загрязнений.

Посредством мониторинга выявляются:

конкретные точки и источники загрязнений окружающей среды;
наиболее существенные факторы, процессы, явления, вызывающие значительные изменения природной среды;
необходимость выбора оптимальных способов, методов, приемов и средств выполнения контроля и слежения за состоянием среды;
наиболее приемлемая периодичность и режим контроля.

После первичной обработки агрегированные данные мониторинга поступают в геоинформационную систему — ГИС. Главная задача — интеграция отраслевых потоков данных в единую систему географической информации о территории, комплексная оценка и прогноз состояния природной среды региона в соответствии и с определенными эталонами, нормативами, ГОСТами на качество этой среды.

Результаты функционирования ГИС:

оперативная визуализация текущей ситуации в природной среде региона;
выдача целенаправленной информации для принятия оптимальных решений по рационализации недропользования, локализации, обезвреживанию и предупреждению высоких уровней загрязнения природной среды;
анализ и интерпретация данных с целью получения выводов об экологическом состоянии природных компонентов, последствиях антропогенного воздействия на них и прогнозирование их состояния;
выдача рекомендаций о проведении научно-исследовательских работ для выявления влияния загрязнений природной среды на здоровье людей, путей миграции токсикантов по природным средам и пищевым путям;
использование полученных данных для информирования государственных и общественных организаций и населения о состоянии окружающей среды.

Алгоритмы анализа, оценки и прогноза развития природных и антропогенных изменений природной среды должны реализоваться в виде моделей, для хранения которых в ГИС создается специальный банк моделей. Этот банк формируется специалистами-экспертами в каждой рассматриваемой предметной области.

Для отражения наблюдаемых и прогнозируемых явлений в пространстве необходимо осуществить тематическое картографирование с составлением эколого-географических карт инвентаризационного и прогнозного типов. На них должны найти отображение источники загрязнения атмосферного воздуха, выпуска сточных вод, вероятность рассеивания выбросов от стационарных и передвижных источников, нормирование выбросов по ингредиентам загрязнения, эколого-экономическое районирование территории.

Наибольшее развитие среди тематических карт получили геолого-экономические карты. В общем виде цифровые модели карт состоят из следующих слоев:

минералогенический: размещение минералогенических зон и рудных районов для определения видов полезных ископаемых;
минерало-ресурсный: размещение месторождений с указанием их геологопромышленных типов, масштабов, степени освоенности, способа обработки и экономических показателей;
промышленный: размещение горнодобывающих и перерабатывающих предприятий, как действующих так и строящихся, их обеспеченность разведанными запасами, сведения о грузоперевозках минерального сырья, центрах и объемах его потребления, данные об экспорте и импорте;
административно-экономическое районирование: вся информация привязывается к экономическим и административным выделам;
инфраструктурный: пути сообщения, магистральные трубопроводы и др.

В меньшей степени представлены эколого-экономические карты, хотя они, как составные части ГИС являются важнейшим элементом эколого-экономической оценки минерально-сырьевого потенциала любого региона.

Количественная (цифровая) и качественная (картографическая) оценки состояния природной среды дает возможность определить комплекс необходимых мероприятий по оптимизации процесса недропользования, ликвидации негативных последствий хозяйственной деятельности па территории региона. Это позволяет создать эффективный механизм принятия управленческих решений на региональном уровне во взаимодействии с функционирующими народнохозяйственными объектами и отраслями. Кроме того, это обеспечит разработку реально осуществимых мероприятий по охране природы, восстановлению качества ее компонентов, рациональному использованию минеральных ресурсов и снижению загрязнений окружающей среды.

Указанные функции геоинформационной системы для целей управления недропользованием имеют большое народнохозяйственное значение, особенно в области обеспечения экологической безопасности и создания условий устойчивого развития территории региона.

Геоинформационные системы используется:

для комплексного развития территории, размещения производительных сил, градообразующих объектов инфраструктуры и строительства, охраняемых природных территории, памятников истории и культуры;
для охраны окружающей среды, обеспечения санитарной и экологической безопасности, установления экологически обоснованных режимов использовании территории;
для осуществления целевых инвестиционных проектов и программ, направленных на неистощительное использование природно-ресурсного потенциала территории;
формирования структуры и базы налогообложения в условиях проведения экономической и конституционной реформ, реализации принципов самоуправления территорий.

Дальнейшее совершенствование геоинформационной системы, создание информационно-экспертной системы обеспечения экологической безопасности и рационального недропользования для целей управления целесообразно проводить в три этапа.

На первом этапе разрабатывается проект организации системы, включающий следующие аспекты:

определение конкретных целей и задач системы;
анализ существующих банков данных о состоянии окружающей среды и природных ресурсах в ведомственных службах, выявление структуры и объема имеющейся и накапливающейся информации, оценка объема работ по переводу информации из бумажной формы в цифровую;
выбор и обоснование критериев экологической безопасности и проработка на их базе структуры необходимых банков информации, оценка объема работ по модификации структур существующих банков информации;
разработка и согласование структуры информационных связей, потоков обмена, регламентации доступа к информации и т.д.

На втором этапе должны быть созданы условия для функционирования системы:

разработаны или модифицированы банки данных в организациях, начаты процессы формирования интегрированного банка данных;
применен или разработан единый картографический материал для использования его различными организациями в составе геоинформационных систем (для разработки кадастра природных ресурсов, проведения экологического мониторинга);
произведено необходимое оснащение всех объектов системы средствами вычислительной техники и связи;
организована связь между всеми объектами системы;
проведены другие организационные и технические работы в соответствии с разработанным проектом системы.

На третьем этапе должно быть организовано дальнейшее развитие системы:

развитие распределенной базы данных;
созданы (разработаны или приобретены) библиотеки математических моделей и алгоритмов анализа данных по параметрическому обеспечению методов опенки и прогнозирования экологической обстановки;
отработка использования результатов моделирования и анализа экологической обстановки в процессе принятия управленческих решений;
дальнейшее расширение и оснащение системы.

Формируемая система должна иметь открытую архитектуру, т.е. позволяющую подключать к ней новые объекты, производить обмен информацией с объектами других систем или отдельными организациями.

Наличие и использование достоверной информационной базы управления недропользованием должны способствовать повышению обоснованное и краткосрочных и долговременных прогнозов, объективности и комплексной оценки состояния окружающей природной среды, рациональному использованию природных ресурсов

Таким образом, в деле обеспечения экологической безопасности как главного условия устойчивого развития Бурятии важнейшем и актуальной задачей в современный период является формирование целостной геоинформационной системы.

Главными факторами, определяющими актуальность данного вопроса в нынешний период в развитии российской экономики являются:

разрыв устоявшейся системы межотраслевых и внутриотраслевых связей объектов недропользования между собой, что в корне подрывает основы комплексирования и комбинирования производств и ликвидации отходов;
неуклонное повышение стоимости природоохранных мероприятий и в ряде случаев полное прекращение деятельности по охране природы;
общее удорожание использования большинства видов природных ресурсов, приводящее к ухудшению экономических показателей объектов хозяйственной деятельности;
ухудшение экологической обстановки в проблемных ареалах региона и появление неучтенных экологических последствий;
низкая эффективность существующей системы управлении недропользованием, обусловленная отсутствием единой унифицированной информационной базы.

Совершенствование управления недропользованием должно идти в тех же направлениях, что и для всего механизма управления природно-хозяйственными комплексами региона и страны.

В этом деле важнейшим организующим началом должна выступать региональная информационная система. Она необходима для осуществления конкретных практических действий и программных мероприятий по обеспечению экологической безопасности освоения минерально-сырьевых ресурсов в республике Бурятия. Сегодня важны не общие рассуждения об ухудшении экологической обстановки в целом по региону, а накопление количественных показателей по состоянию и использованию минерально-сырьевых ресурсов, загрязнений и нарушений компонентов природной среды вплоть до уровня отдельного предприятия, степени и характера хозяйственной деятельности по восстановлению качества среды и воспроизводству природных ресурсов.

На начальных этапах подготовки минерально-сырьевых ресурсов к промышленному освоению, а именно в процессе проведения геологоразведочных работ, на территории Республики нарушались нормативные вырубки леса, водные объекты загрязнялись отходами буровых, горнопроходческих работ, нарушался и не восстанавливался продуктивный почвенный слой, оттеснялась фауна.

Установлены большие масштабы антропогенного воздействия на природную среду при проведении вскрышных и добычных работ на месторождениях полезных ископаемых, которые рассматриваются как наиболее экологически активный цикл горного природопользования. Формируется новый техногенный рельеф (отвалы вскрышных пород, терриконы «пустой» породы, карьеры, хвостохранилища, провалы и т.д.), увеличиваются площади нарушенных земель, меняется уровень грунтовых вод. Взрывные и обогатительные работы вызывают увеличение объемов пылегазового загрязнения окружающей среды, в том числе и ядовитыми химическими веществами, легко окисляющимися и растворяющимися поверхностными водами. Рекультивационные работы, работы по планировке отвалов проводятся в крайне минимальных масштабах, а местами не проводятся вовсе.

Указанные обстоятельства выдвигают приоритетные задачи в области рационализации недропользования, которые должны включать:

классификацию факторов отрицательною влияния горнодобывающих производств па природную среду и оценку последующих экологических и социальных последствии такою влияния:
ревизию всех находящихся в эксплуатации месторождений полезных ископаемых на предмет состояния комплексности переработке и использования их сырьевых запасов.
разработку рекомендаций по рационализации использования запасов месторождений комплексных руд, вторичного сырки и отходов основного производства, добычи и использования общераспространенных полезных ископаемых;
осуществление кадастровой экономической оценки минерально-сырьевых ресурсов региона;
определение приоритетных загрязнителей природной среды и разработку мер по снижению отрицательного влияния горнодобывающих производств на качественное состояние компонентов природного ландшафта;
экологическую паспортизацию всех горнодобывающих объектов на территории региона;
оценку состояния геоэкологической обстановки в районах активной горнопромышленной деятельности.

К решению ряда сложных экологических задач необходимо привлекать еще сохраняющиеся силы геологической службы. В ее задачу входят:

комплексное геолого-экологическое изучение территории республики (аэрозольная съемка, изучение геохимии снежного покрова, агрогеохимическое и радиационно-экологическое картирование, радиационное обследование населенных пунктов, гражданских и промышленных строений, мест захоронения отходов и т.д.);
разработка и создание мониторинга геологической среды;
участие в проведении эколого-экономического районирования территории Бурятии.

Список источников

Варламов А.А., Гальченко С.А., Земельный кадастр. Т.6 Географические и земельные информационные системы / А.А. варламов, С.А. Гальченко. – М .: Колос С, 2008. – 400с.
Елтошкина Н.В., Юндунов Х.И. Оценка потенциала минерально-сырьевых ресурсов Республики Бурятия / Н.В. Елтошкина, Х.И. Юндунов. Московский экономический журнал, № 6, 2019. –с. 20.
Елтошкина Н.В., Юндунов Х.И. Техногенное воздействие горного производства на окружающую среду и проблемы утилизации отходов / Н.В. Елтошкина, Х.И. Юндунов. Естественные и технические науки, № 3 (117), 2018. –с. 51-59.
Захаров М.С. Картографический метода и геоинформационные системы в инженерной геологии/ М.С. Захаров, А.Г. Кобзев. – СПб.: Лань, 2017. — 128 с.
Золотов Е.В. Основы кадастра: территориальные информационные системы / Е.В. Золотова. – М.: Академический проект, 2012. – 416 с.
Лурье И.К. Геоинформационное картографирование / И.К. Лурье. — М.: КДУ, 2010 – 424 с.
Мезенцев К.Н. Автоматизированные информационные системы / К.Н. Мезенцев. – М.: Академия, 2016. – 280 с.
Чепелев О.И. Прикладное применение ГИС / О.И. Чепелев- Белгород: ИПК НИУ «БелГУ», 2011 – 120 с.
Eltoshkina N.V., Yundunov H.I. Mining production negative impacts on the environment in Baikal natural territory / N.V. Eltoshkina, H.I. Yundunov H.I. International scientific conference “Artitech-2019: Agribusiness, environment engineering and biotechnologies”, Krasnoyarsk, 2019 – p. 22028.

References

Varlamov A.A., Gal`chenko S.A., Zemel`ny`j kadastr. T.6 Geograficheskie i zemel`ny`e informacionny`e sistemy` / A.A. varlamov, S.A. Gal`chenko. – M .: Kolos S, 2008. – 400s.
Eltoshkina N.V., Yundunov X.I. Ocenka potenciala mineral`no-sy`r`evy`x resursov Respubliki Buryatiya / N.V. Eltoshkina, X.I. Yundunov. Moskovskij e`konomicheskij zhurnal, № 6, 2019. –s. 20.
Eltoshkina N.V., Yundunov X.I. Texnogennoe vozdejstvie gornogo proizvodstva na okruzhayushhuyu sredu i problemy` utilizacii otxodov / N.V. Eltoshkina, X.I. Yundunov. Estestvenny`e i texnicheskie nauki, № 3 (117), 2018. –s. 51-59.
Zaxarov M.S. Kartograficheskij metoda i geoinformacionny`e sistemy` v inzhenernoj geologii/ M.S. Zaxarov, A.G. Kobzev. – SPb.: Lan`, 2017. — 128 s.
Zolotov E.V. Osnovy` kadastra: territorial`ny`e informacionny`e sistemy` / E.V. Zolotova. – M.: Akademicheskij proekt, 2012. – 416 s.
Lur`e I.K. Geoinformacionnoe kartografirovanie / I.K. Lur`e. — M.: KDU, 2010 – 424 s.
Mezencev K.N. Avtomatizirovanny`e informacionny`e sistemy` / K.N. Mezencev. – M.: Akademiya, 2016. – 280 s.
Chepelev O.I. Prikladnoe primenenie GIS / O.I. Chepelev- Belgorod: IPK NIU «BelGU», 2011 – 120 s.
Eltoshkina N.V., Yundunov H.I. Mining production negative impacts on the environment in Baikal natural territory / N.V. Eltoshkina, H.I. Yundunov H.I. International scientific conference “Artitech-2019: Agribusiness, environment engineering and biotechnologies”, Krasnoyarsk, 2019 – p. 22028.

Для цитирования: Елтошкина Н.В. Совершенствование региональной геоинформационной системы недропользования // Московский экономический журнал. 2022. № 3. URL: https://qje.su/nauki-o-zemle/moskovskij-ekonomicheskij-zhurnal-3-2022-11/