Сибиряки создают систему поиска полезных ископаемых с помощью беспилотников

Ученые факультета прикладной математики и информатики НГТУ НЭТИ выиграли грант Российского научного фонда на 6 млн рублей на создание компьютерных программ для поиска полезных ископаемых с помощью беспилотных летательных аппаратов. Программное обеспечение позволит обрабатывать большие объемы данных поисковых беспилотников и строить точные и подробные цифровые 3D-модели месторождений, а значит, сократить расходы на дорогостоящее бурение. Проект реализуется совместно с коллегами из ИрНИТУ (Иркутск), выигравшими аналогичный грант, сообщили в пресс-службе НГТУ НЭТИ.

— Фонд легкооткрываемых месторождений в России и в мире в основном исчерпан, при этом потребность в твердых полезных ископаемых как в России, так и в других странах постоянно растет. Новые месторождения приходится искать в удаленных от инфраструктуры районах со сложными геологическими и ландшафтными условиями. Истощение приповерхностных месторождений приводит к необходимости поиска, разведки и разработки «слепых», не выходящих на поверхность месторождений. Геологические исследования являются весьма дорогостоящими и часто выполняются на условиях предпринимательского риска, поэтому требуется принципиальное повышение производительности геологических работ и снижение их стоимости, сокращение сроков геологического изучения. В такой ситуации критически важна эффективность подходов, применяемых на первой, наиболее рискованной стадии геологического изучения участка, и качество геологического прогноза становится особенно важным. Поскольку бурение — наиболее затратный вид работ и должно быть оптимизировано в максимальной степени, для его точной навигации необходимо иметь представление о геологическом строении участка как на поверхности, так и в глубине. Поэтому сейчас актуальным становится создание новых методов и технологий, позволяющих недорого, быстро и в любых условиях получать, высококачественно обрабатывать и обоснованно интерпретировать комплекс геоданных, фиксировать признаки рудоносности, выделять перспективные зоны и прослеживать их в плане и в разрезе, — объясняет смысл разработки один из авторов проекта, профессор кафедры прикладной математики НГТУ НЭТИ Марина Персова.

В пресс-службе рассказали, что ученые НГТУ НЭТИ и ИрНИТУ предлагают применять для поискаископаемых комплексный подход: магниторазведку, гравиразведку и электроразведку. Методы магниторазведки и электроразведки можно реализовать в варианте низковысотных съемок с БПЛА, что позволяет быстро и дешево получать большие объемы детальной площадной информации в условиях сложного рельефа или ландшафта. Теория и практика БПЛА-магнитной съемки разработаны уже достаточно хорошо, а вот методы электромагнитных зондирований с БПЛА находятся пока на начальном этапе развития. Их совершенствование, апробация, оценка эффективности, разработка методологии рационального применения в рудной геологоразведке и научное обоснование роли и места в структуре геологоразведочных работ являются одной из основных задач ученых НГТУ НЭТИ.

Ученые ИрНИТУ и НГТУ НЭТИ предлагают устанавливать исследовательское оборудование на сверхлегкие БПЛА. Это позволит быстро получать большие объемы данных о месторождении в любых ландшафтных и погодных условиях. Сейчас аэрогеолгоразведка проводится с помощью пилотируемой авиации, такая разведка связана с риском для жизни пилотов игораздо дороже, чем использование БПЛА. Внедрение разработанного комплекса методов и технологий в практику геологической деятельности позволит существенно повысить эффективность поисковых и оценочных работ в современных условиях, даст толчок развитию малого геологоразведочного бизнеса, которому сейчас зачастую не хватает ресурсов для ведения разведки традиционными методами. В ходе проекта в рамках опытно-методических работ на реальных объектах будут исследованы недостатки и преимущества различных вариантов постановки БПЛА-электроразведки методами радиоволновых зондирований в сопоставлении с традиционными наземными и аэрометодами, разработаны новые варианты методик и технологий проведения БПЛА-электроразведки при геолого-геофизическом картировании и поисках руд. Впервые в мире будет дано научное обоснование роли и места радиоволновых зондирований и зондирований становлением поля в сопоставлении с традиционными вариантами геофизических съемок.

Применение роботизированных беспилотников позволяет оперативно получать большие объемы геоданных, но остро ставит проблему по их оперативной обработке с выходом на 3D-модели геологической среды, необходимые для эффективной навигации поискового бурения. Для этого и нужны новые математические модели, которые будут созданы учеными НГТУ НЭТИ.

Ученые НГТУ НЭТИ создадут программу, которая сможет учитывать сложное строение месторождений.

— Применение распространенных на сегодняшний день одномерных моделей для определения местоположения и свойств целевых объектов уже бессмысленно. Повышение качества геологического прогноза возможно за счет перехода к более сложным моделям представления геологической среды и автоматизации восстановления их параметров на основе зарегистрированных геофизических данных, — говорит Марина Персова.

Аппаратуру для проведения исследований создадут сотрудники лаборатории геологической информатики Иркутского политеха под руководством кандидата геолого-минералогических наук Александра Паршина.

— Команда ученых из НГТУ НЭТИ, которую возглавляет профессор Юрий Соловейчик, является одним из мировых лидеров в области моделирования данных электромагнитных полей. В 2021 году новосибирцы подготовят и апробируют новые методы совместной «мультифизичной» 3D-инверсии. А мы займемся развитием технологии и методики БПЛА-электромагнитных зондирований. Результатом проекта станет инновация в сфере цифровой трансформации геологоразведки. В перспективе мы могли бы продавать лицензии на софт, оказывать сервисные услуги по трехмерной инверсии и интерпретации данных, — говорит Александра Паршин, руководитель команды исследователей со стороны ИрНИТУ.

Фото предоставлено пресс-службой НГТУ НЭТИ