Ученые НГТУ НЭТИ и ИрНИТУ создадут 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.

«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.

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 М. 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 А.Паршин, руководитель команды исследователей со стороны ИрНИТУ.

Напомним, что ранее коллектив математиков НГТУ НЭТИ под руководством Ю. Соловейчика создал программу для поиска нефти в Арктике.