Застосування даних аерознімання з БПЛА для виявлення та моніторингу приповерхневих деформацій техногенно дестабілізованих територій

Abstract

Мета. Метою роботи є виявлення, аналіз та моніторинг вертикальних і субвертикальних рухів земної поверх- ні техногенно дестабілізованих територій за даними аерознімання із безпілотних літальних апаратів (БПЛА) на прикладі дослідження регіону Стебницького родовища полімінеральних калійно-магнієвих солей. Методика. В дослідженні опрацьовано серій високоточних знімків із БПЛА на територію шахтних виходів рудника № 2 за 2018, 2020 та 2023 рр. Побудовано ортозображення та цифрові моделі рельєфу (ЦМР), які приведено до однієї системи координат для забезпечення подальшого коректного порівняння. Здійснено комплексний геоінформа- ційний аналіз збільшення провалля № 27 на пласті № 10 Пд-Сх у районі камер № 108-113 та провалля № 30, що виникло за 70 м на північ від провалля № 27, у районі камер 102-104. Наведено оцінку просторово-часових змін площ та об’ємів провалів № 27 та № 30. Результати. Під час геоінформаційного аналізу збільшення просадково- провальних деформаційних процесів зафіксовано зростання площі воронки провалу № 30 у 2,5 рази за 2020– 2023 рр., водопритік за цей період досяг позначки 37 м. Площа карстового озера у воронці провалу № 27 за 2018– 2023 рр. зросла у понад 3,5 разу, абсолютна висота поверхні карстового озера збільшилась на 9 м. Отримані ре- зультати підтверджують можливість та ефективність застосування даних аерознімання з БПЛА для виявлення та оцінювання динаміки просадково-провальних деформаційних процесів земної поверхні техногенно дестабілізо- ваних територій протягом порівняно тривалого періоду. Ця інформація цінна для геоморфологічного та екологі- чного моніторингу локального рівня. Практична значущість. На ділянках шахтних виходів Стебницького родо- вища спостерігаються численні карстово-суфозійні прояви, що є результатом взаємодії природних (складна гід- рологічна, геоморфологічна будова, ендогенні процеси) та техногенних (інтенсивна антропогенна експансія, нераціональні методи видобування та перероблення корисних копалин) факторів. Оскільки шахтні виходи родо- вища розташовані під ділянками житлової забудови, інженерних та транспортних мереж, дослідження деформа- цій земної поверхні вказаної території має не лише наукове, але й важливе практичне значення для місцевої гро- мади.

Aim. The aim of the study is to identify, analyze, and monitor vertical and subvertical movements of the earth's surface in technogenically destabilized areas based on aerial surveying data from unmanned aerial vehicles (UAVs), using the example of the Stebnyk deposit of polymineral potash-magnesium salts. Methodology. The study processed a series of high-precision UAV images of the mine outlets of Mine No. 2 for the periods 2018, 2020, and 2023. Orthophotos and digital terrain models (DTM) were created and aligned to a unified coordinate system to ensure accurate comparison. A comprehensive geoinformation analysis was conducted to assess the expansion of collapse No. 27 on seam No. 10 SE in the area of chambers No. 108-113 and collapse No. 30, which formed 70 meters north of collapse No. 27, near chambers 102-104. The assessment of spatiotemporal changes in the areas and volumes of collapses No. 27 and No. 30 is presented. Results. During the geoinformation analysis of the increase in subsidence-collapse deformation processes, it was recorded that the area of the collapse funnel No. 30 increased by 2.5 times over the period 2020–2023, and water inflow during this period reached 37 meters. The area of the karst lake in the funnel of collapse No. 27 increased by more than 3.5 times over the period 2018–2023, with the absolute height of the karst lake surface rising by 9 meters. The obtained results confirm the feasibility and effectiveness of using aerial survey data from UAVs to detect and assess the dynamics of subsidence-collapse deformation processes on technogenically destabilized territories over a relatively long period, which serves as valuable information for geomorphological and environmental monitoring at the local level. Practical significance. Numerous karst-suffosion manifestations are observed at the mine outlets of the Stebnyk deposit, which result from the interaction of natural (complex hydrological and geomorphological structures, endogenous processes) and technogenic (intensive anthropogenic expansion, irrational methods of extraction and processing of mineral resources) factors. Since the mine outlets are located beneath residential areas, engineering, and transport networks, the study of surface deformations in the given area has not only scientific but also significant practical importance for the local community.