Помощь в учёбе, очень быстро...
Работаем вместе до победы

Хранение, визуализация и преобразование геолого-геофизической информации в системе ГИС Карта

Диссертация: Хранение, визуализация и преобразование геолого-геофизической информации в системе ГИС Карта
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Практическая значимость настоящих исследований заключается в создании геоинформационной системы, предназначенной для хранения, визуализации и оперирования основными видами информации, используемой при решении геологических задач. Программы, реализующие разработанные методы преобразования данных в режиме реального времени включены в геоинформационную систему. Разработанная компьютерная технология… Читать ещё >

Содержание

  • ГЛАВА 1. ХРАНЕНИЕ И АНАЛИЗ ДАННЫХ В ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ
    • 1. 1. Классификация программных систем, предназначенных для представления и обработки пространственной информации
    • 1. 2. Типы пространственных данных
    • 1. 3. Обзор программных систем
      • 1. 3. 1. ARC/lnfo
      • 1. 3. 2. ArcView
      • 1. 3. 3. ArcGIS
      • 1. 3. 4. Maplnfo
      • 1. 3. 4. Smallworld
      • 1. 3. 6. Zulu
      • 1. 3. 7. ObjectLand
      • 1. 3. 8. ГеоГраф
      • 1. 3. 9. ИнГЕО
      • 1. 3. 10. ERDAS Imagine
      • 1. 3. 11. ER-Mapper
      • 1. 3. 12. GeoLink
      • 1. 3. 13. «Парк»
      • 1. 3. 14. Панорама
      • 1. 3. 15. TopoL-L
      • 1. 3. 16. Memeo
      • 1. 3. 17. ГИСИнтегро
    • 1. 4. Выводы
  • ГЛАВА 2. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ В РАМКАХ ГИС, ПРЕДНАЗНАЧЕННОЙ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ
    • 2. 1. Виды данных и форматы их представления
    • 2. 2. Представление информации в системе
    • 2. 3. Функциональные возможности системы
      • 2. 3. 1. Синхронизация данных
      • 2. 3. 2. Совмещение данных
      • 2. 3. 3. Стилевое офорлпение
      • 2. 3. 4. Подписи геологических подразделений
      • 2. 3. 5. Импорт данных
      • 2. 3. 6. Картографический редактор
      • 2. 3. 7. Векторизация растров
      • 2. 3. 8. Расширение растровых областей
  • ГЛАВА 3. АЛГОРИТМЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ДАННЫХ
    • 3. 1. Быстрый расчёт расстояний
    • 3. 2. Алгоритм интерполяции исходных данных, содержащих изолинии и разрывные нарушения, на растре
      • 3. 2. 1. Достоинства и недостатки алгоритма интерполяции на растре
    • 3. 3. Многоуровневая двумерная интерполяция
    • 3. 4. Вырезание двумерной сети с заданными параметрами из трехмерной сети
  • ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАЗРАБОТАННОГО МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
    • 4. 1. Комплексная интерпретация данных геофизических исследований на опорных профилях
    • 4. 2. Актуализация геологической основы территории листов R-48-XI, XII, XV, XVI, XVII, XVIII, XXI, XXII (западпая часть Апабакжого щита с обрамлением)

Хранение, визуализация и преобразование геолого-геофизической информации в системе ГИС Карта (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Актуальность работы. В настоящее время в нашей стране успешно функционирует значительное количество как импортных, так и отечественных геоинформационных систем. Они нашли применение во многих отраслях народного хозяйства и даже в повседневной жизни людей третьего тысячелетия. Естественно, не осталась в стороне и геологоразведочная отрасль, где традиционно основная информация представляется в виде карт. Однако опыт работы показывает, что возможностей традиционных геоинформационных систем недостаточно для обработки и комплексирования геолого-геофизической информации. Это связано со спецификой информации, функционирующей в отрасли. Наряду с традиционной картографической информацией здесь могут присутствовать данные, в которых имеется третья координата (глубина, время, скорость и т. д.). Как правило, это данные, представляемые на плоскости, но это не изотропная плоскость Земной поверхности, с которой работают традиционные ГИС, а плоскость с несоизмеримыми и слабо коррелированными координатами. Кроме того, информация, используемая при решении задач отрасли весьма обширна и многообразна. При комплексировании этой информации необходимо уметь синхронизировать ее на экране компьютера по пространственному положению, каковая задача совершенно не свойственна традиционным ГИС системам. Таким образом, актуальной является задача построения такого геоинформационного инструментария, который бы позволил для различных видов информации, применяемой в геологоразведочной отрасли, осуществлять удобное хранение, представление и тематическую обработку.

Целью работы является разработка программных средств для хранения, визуализации и преобразования геолого-геофизической информации в геоинформационной системе ГИС Карта.

Основные задачи работы.

1. Анализ компьютерных систем, применяемых в настоящее время для хранения, визуализации и преобразования информации, используемой в задачах природопользования.

2. Разработка геоинформационной системы, предназначенной для хранения и визуализации различных типов геолого-геофизческой информации.

3. Создание программно-технологических средств для совместного анализа геоинформации, используемой в области геологии и недропользования.

4. Создание программно-алгоритмического обеспечения преобразования геоинформации из одного типа в другой.

5. Апробация программно-технологических средств при решении задач обработки геолого-геофизической информации.

Научная новизна.

1. Впервые разработана геоинформационная система, позволяющая хранить, визуализировать и совместно обрабатывать основные виды геолого-геофизической информации: карты, разрезы, скважинные данные, данные по объему и т. д.

2. Разработаны элементы программно-технологического обеспечения (способ визуализации геологических закрасок, способ визуализации геологических индексов, способ привязки карт и т. д.), необходимые для геоинформационной системы, функционирующей в области геологии и недропользования.

3. Разработаны новые алгоритмы для быстрого перевода данных из векторной формы в сеточную.

Практическая ценность и реализация работы.

Практическая значимость настоящих исследований заключается в создании геоинформационной системы, предназначенной для хранения, визуализации и оперирования основными видами информации, используемой при решении геологических задач. Программы, реализующие разработанные методы преобразования данных в режиме реального времени включены в геоинформационную систему.

Разработанная компьютерная технология использовалась при решении следующих практических задач: геолого-минерагеническое картирование масштаба 1:200 ООО на золото и уран западной части Анабарского щита, построение физико-геологических прогнозно-поисковых моделей глубинного строения земной коры по опорным геофизическим профилям 1-ЕВ, 1-СБ, 2-СБ, 3-СБ, 2-ДВ.

Личный вклад в решение проблемы. Диссертация основана на теоретических, методических и экспериментальных исследованиях, выполненных автором в 1999;2007 гг.

Основные теоретические, методические и технологические результаты получены непосредственно автором. По результатам выполненных исследований опубликовано 9 печатных работ.

Автор выражает глубокую признательность научному руководителю д.т.н. М. Я. Финкельштейну, искренне благодарит д.т.н. проф. Е. Н. Черемисину, к.т.н. В. И. Галуева, к.т.н. Н. Н. Пиманову, к.т.н. С. С. Малинину, к.т.н. В. А. Спиридонова, к.т.н. М. Г. Суханова, М. В. Дееву за консультации и помощь в работеА.С. Шумихина, М. Н. Чурилина, И.А.

Любарева и А. В. Куликова за помощь в написании программB.C. Ваксина за помощь в подготовке презентационных материалов.

Заключение

.

В результате исследований выработаны требования, предъявляемые к геоинформационным системам, предназначенным для решения задач геологии и недропользования, на основании которых создана система, позволяющая хранить, визуализировать и обрабатывать основные виды геолого-геофизической информации. Получены следующие результаты:

1. Проведен анализ геоинформационных технологий использующихся в природопользовании.

2. На основе анализа сформулированы требования, которым должна удовлетворять геоинформационная система, предназначенная для решения задач геологии и природопользования.

3. С учетом разработанных требований создана геоинформационная система, способной хранить и визуализировать основные типы информации, используемые при решении задач геологии и недропользования.

4. Разработаны и включены в геоинформационную систему инструменты, позволяющие пользователю комфортно осуществлять функции, необходимые для решения основных геологических задач.

5. Разработаны следующие новые алгоритмы преобразования данных в режиме реального времени: а) расчета расстояний до картографического фактора, б) интерполяции данных, заданных изолиниями и значениями методом «пожара» на растре, в) многоуровневой двумерной интерполяции данных, г) вырезания двумерной сети по криволинейному профилю из трехмерной сети.

6. На базе разработанной ГИС решены задачи комплексной интерпретации геофизических данных на опорных профилях и геолого-минерагенического картирования масштаба 1:200 ООО.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Д., Радо Б. Перспективные технологии обработки изображений // Arcreview.- 2001.-№ 2.- С.5−9.
  2. С., Блох Ю. И., Трусов А. В. Изучение рельефа поверхности кристаллического фундамента по данным магниторазведки- Геофизика. 2003. N 4. С. 37−40
  3. В. ГИС-технологии: причины и следствия // ГИС-Обозрение.-2000.-№ 2.- С.8−11.
  4. О. В., Демиденко А. Г. ГИС Карта 2005 версия 9.15. Что нового? Геопрофи, № 2,2007
  5. М.Н. и др. Анализ и интерпретация магнитотеллуриче-ских данных. М.: «Диалог-МГУ», 1997. с.91−95.
  6. О. Парадная история ГИС // www. computer-museum.ru.
  7. О. Универсальные отечественные ГИС. — PCWeek/RE N13, М&bdquo- 2007
  8. А.И. Картографический метод исследования при региональных геологических работах. —JL, Недра, 1990 г
  9. А.И., Заболоцкий Е. М. Проблемы теории и практики геологической картографии — Советская геология, № 8, М., 1989 г. с.3−10
  10. В.И. ГИС ИНТЕГРО ГЕОФИЗИКА геоинформационная система интегрированной интерпретации геофизических данных для изучения глубинного строения земной коры Геоинформатика. 2006. N 1. с.3−7
  11. В.И., Пиманова Н. Н., Малинина С. С. Методика обработки и интерпретации потенциальных полей при комплексном изучении глубинного строения земной коры. М., Геоинформатика, № 3, 1999, с.13−17.
  12. Геолинк консалтинг. http://www.geolink-consulting.com
  13. Геостатистический анализ http://www.geointellect.spb.ru/?id=157
  14. П.Г., Каплан С. А., Козлов А. С. «Развитие методики интерпретации глубинной сейсморазведки МОГТ» В монографии «Глубинное строение и геодинамика Южного Урала», Тверь, 2001г., с.92−101.
  15. ГИС Zulu инструментальная геоинформационная система -http://www.politerm.com.ru/index.htm
  16. К.В. Еремеев С.В. Сопоставление элементов разномасштабных карт «Геоинформатика» 2006 № 2
  17. К.В., Эпштейн Л. Д., Спиридонов В. А., Финкельштейн М. Я., Бли-скавицкий А.В. Инструкция по представлению, выводу и преобразованию цифровых моделей карт в среде ГИС INTEGRO. Методическое пособие. 2001. М., 172 стр
  18. К.В. Многоуровневая двумерная интерполяция при обработке геолого-геофизической информации «Геоинформатика» 2003 № 2.
  19. А.Р. Рынок геоинформационных технологий в 2001 году // ГИС-Форум'2001: Тезисы докл.-М., 2001.- С.40−42.
  20. В. Геоинформатика сегодня // Компьютерра.- 2000.-№ 27.-С.7.
  21. Инструкция по составлению и подготовке к изданию листов Государственной геологической карты Российской Федерации масштаба 1:200 000. М., 1995. 244 с
  22. М.Ю., Казанцев Н. Н. и др. Области применения программных средств и ГИС-технологий ЦГИ ИГ РАН // www.geocnt.geonet.ru.
  23. А.А., Павлова О.Р. Пакет Surfer — обработка и визуализация двумерных функций, «КомпьютерПресс» № 2 1999
  24. Ю.Л., Новиков Ю. Л. Векторизация растровых изображений с использованием триангуляции. // Геоинформатика-2000. Труды межд. науч.-практ. конф. Томск, Изд-во Томск, ун-та, 2000. С. 55−58.
  25. М. Вычислительная геометрия и компьютерная графика на С++., М., Издательство БИНОМ, 1997
  26. Ю.В. Метод наименьших квадратов и основы математико-статистической теории обработки наблюдений, 2 изд., М., 1962
  27. И.С. Информационно-аналитическая деятельность как она есть // Информационные ресурсы России.- 1999.- № 1.- С.11−14.
  28. Э. Руководство ESRI по ГИС анализу. USA, California, Red-lands: ESRI, 1999 г.
  29. Никитин А. А, Каплан С. А., Малинина С. С., Галуев В. И. Определение физико-геологических свойств земной коры по данным геофизического комплекса Геоинформатика, № 2, 2003 г., М.
  30. Ю.Л. Полигонально-линейные графовые модели растровых изображений. // Геоинформатика-2000: Труды международной научно-практической конференции. Томск: Изд-во Том. ун-та, 2000, с. 50−55
  31. Ю.Л. Эффективная скелетизация бинарных изображений. // Геоинформатика-2000. Труды межд. научно-практ. конфер. Томск, Изд-во Томск, ун-та, 2000. С. 58−63.
  32. Нормативно-методические документы и программы для компьютерного обеспечения работ Госгеолкарта-200 и Госгеолкарта-1000 -http://www.vsegei.ru/way/251 589.html
  33. В.В. Решение задач аппроксимации с помощью персональных компьютеров. М. МИКАП, 1994
  34. НПО МэпМэйкерс. http://www.mapmakers.ru
  35. ООО «ЛЕСИС». http://www.lesis.ru
  36. Парад ГИС 2000. Информационный бюллетень № 4(26) — 5(27), 2000 г.
  37. Ф., Шеймос М. Вычислительная геометрия: Введение. Мир, Москва, 1989
  38. А.А. Использование нейросетевых технологий при решениианалитических задач в ГИС // Методы нейроинформатики.-Красноярск: Изд-во КГТУ, 1998.-С. 21−26.
  39. Г. Г., Базина М. А., Втюрин А. В. Разработка системы визуализации электронных карт // Проблемы ввода и обновления пространственных данных: Тезисы докл. всерос. научи.-практ. конф.-М., 2002.-С.31−33.
  40. В. В. Сложный анализ данных большого объёма: новые перспективы компьютеризации // СУБД.-1996.-№ 4.-С. 71−83.
  41. А. Распознавание и обработка изображений с помощью вычислительных машин. Мир, Москва, 1972.
  42. Строение земной коры Анабарского щита. Розан О. М., Вишневский А. Н., Глуховский М. З. и др. — М., Наука, 1986 г.
  43. А.В. Геоинформационное образование в России: проблемы, направления и возможности развития // www.serpukhov.su.
  44. А.В. Обзор алгоритмов построения триангуляции Делоне. // Вычислительные методы и программирование Т. З — Томск, 2002 г.
  45. М.Я., Деев К. В. ГИС-INTEGRO инструмент для создания прикладных технологий в природопользовании. «Геоинформатика» 1999. № 3.
  46. М.Я., Деев К. В. Развитие инструментальных средств ГИС INTEGRO. «Геоинформатика» 2003 № 2.
  47. М.Я., Деев К. В. Создание геоинформационной системы, специализированной для решении задач природопользования. «Геоинформатика» 2006 № 3.
  48. М.Э. К вопросу определения математической основы ГИС. -«ГИС-Ассоциация», № 2(19), 1999 г.
  49. Хилл Ф. OpenGL. Программирование компьютерной графики. Для профессионалов., СПб Питер, 2002
  50. Центр системных исследований «Интегро». http://www.integro.ru
  51. В.Я. Геоинформационные системы и технологии.-М.: ФинаЕгсы и статистика, 1998.- 288 с.
  52. Е.Н., Андреев B.C., Митракова О. В., Чесалов J1.E., Деев К. В. Разработка методики и технологии создания ГГК-1000 третьего поколения и серийной легенды. // Тезисы докладов третьего рабочегосовещания по Госгеолкарте 1000/3. — М.-СПб., 1999 г
  53. Е.Н., Галуев В. И., Малинина С. С. Функциональное обеспечение унифицированной системы обработки и интерпретации геолого-геофизических данных на региональных профилях. М., Геоинформатика, № 1,2001, с. 19−24.
  54. Е.Н., Галуев В. И., Малинина С. С., Пиманова Н. Н. Компьютерная технология комплексной интерпретации геолого-геофизической информации на основе ГИС «ИНТЕГРО». Тезисы доклада на международной геофизической конференции в С-Пб. 3−6 октября 2000 г.
  55. Е.Н., Финкельштейн М. Я., Митракова О. В., Спиридонов В. А., Деев К. В., Попов А. С. Решение задач прогноза полезных ископаемых с применением ГИС INTEGRO. Руководство пользователя. 2001. М., 110 стр.
  56. Е.В., Плис А. И. Кривые и поверхности на экране компьютера. М.: Диалог МИФИ, 1996.
  57. СЛ. Интеграция картографии и информатики: современные тенденции // Интеркарто 6: Тезисы докл. международ, конф.-Апатиты, 2000.-С.87−93.
  58. Akima Н., A method of bivariate interpolation and smooth surface fitting for irregularly distributed data points, ACM Transactions on Mathematical Software, 4, 1978, 148−159
  59. Akima H., A new method of interpolation and smooth curve fitting based on local procedures, Journal of the ACM, 17,1970,589−602.
  60. Applied Research Associates NZ Ltd «Interpolating scattered data with RBFs». http://aranz.com/research/modelling/theory/rbffaq.html.
  61. Arc/INFO Data Management. USA, California, Redlands: ESRI, 1994r.
  62. ArcView GIS. User guide. USA, California, Redlands: ESRI, 1996r.
  63. Dai K.Y., Liu G.R., Lim K. M, Gu Y.T., Comparison between the radial point interpolation and the Kriging interpolation used in meshfree methods. Computational Mechanics, Volume 32, Issue 1−2, pp. 60−70 (2003)
  64. Douglas D.H., Peucker Т.К., Algorithm for the reduction of the number of points required to represent a line or its caricature, The Canadian, Cartographer, 10(2): 112−122,1973
  65. Finkelstein M.Y., Deev K.V. Forecasting resources and drawing of maps by means of geoinformation system. 32nd international geological congress. Florence 2004.
  66. How to simplify polilines -http://en.wiki.mcneel.com/default.aspx/McNeel/PolylineSimplification
  67. Kolesnikov A., Thesis: Efficient Algorithms for Vectorization and Polygonal approximation, http://cs.joensuu.fi/~koles/approximation/Ch30.html
  68. Lang C., Kriging Interpolation, Department of Computer Science, Cornell. University, 1995.
  69. Lee S., Wolberg G., Shin S. Scattered Data Interpolationwith Multilevel B-Splines. IEEE Transactions. Visualization and Computer Graphics, vol. 3, no. 3, july-september 1997.
  70. Mitfigovfi H., Hofierka. J. Interpolation by Regularized Spline with Tension: II. Application to Terrain Modeling and Surface Geometry Analysis, Mathematical Geology, Vol. 25, No. 6, 1993
  71. Rauth M. Gridding of Geophysical Potential Fields from Noisy Scattered Data, PhD Thesis, University of Vienna, May 1998, http://www.rauth.at/papers/thesis.asp.
  72. Shewchuk J.R., A Two-Dimensional Quality Mesh Generator and Delaunay Triangulator. http://www.cs.cmu.edu/~quake/triangle.html
  73. Zhang T.Y. Suen C.Y. A fast parallel algorithm for thinning digital patterns. Commun. ACM, 27(3):236−239,1984.
Заполнить форму текущей работой

Пора сдавать?