Региональное геологическое изучение территории России с использованием информационных технологий
Приведенные авторам в работе методические приемы и схемы призваны показать геологу возможность самому построить подобную информационную систему по любой территории и с любой насыщенностью информации. Гибкая структура баз данных позволяет сделать систему открытой для дальнейшего пополнения и дополнения, что может в настоящий момент сократить трудозатраты за счет многоэтапности реализации… Читать ещё >
Содержание
Картосоставительские геологические работы конца XX века ознаменовались активным внедрением компьютерных технологий. Все уменьшающиеся ассигнования на геологическое картирование вынудили искать наиболее рациональные пути в составлении среднемасштабных геологических карт с максимальным использованием материалов предшественников. Развитие рыночных отношений в обществе вызвало необходимость увеличивать конкурентоспособность геологических карт как специфичного товара, расширить зону их применения. Карты стали необходимы не только геологам специалистам, но и управленцам, менеджерам занимающиеся вопросами рационального использования природных ресурсов, в том числе их недрами.
Кроме этого накопившийся огромный фактический материал по геологическому строению России, бурное развитие компьютерных технологий, вызвало необходимость применения их для более полного и скорейшего осмысления полученной информации, комплексной прогнозной оценки территорий и выявления участков для поиска новых месторождений.
Эти процессы начались в 90-х годах прошлого столетия. Разрабатывались целевые программы о едином информационном пространстве, которые в силу объективных и субъективных причин не реализованы до сегодняшнего времени.
Министерство геологии (в дальнейшем природных ресурсов) проводило обучение геологов приемам работы с новыми компьютерными технологиями, оснащала отрасль современной техникой и программными продуктами, проводила семинары, совещания по применению компьютерных технологий в геологосъемочных работах в основном среднего и мелкого масштабов. В 1994 году постановлением коллегии Роскомнедра № 4 была принята «Концепция регионального геологического изучения недр Российской Федерации», где поставлена задача «создания и функционирования государственной геологической информационной системы, включающей базы и банки первичной и систематизированной геологической информации». В 1995 году была издана «Инструкция по составлению и подготовке к изданию листов государственной геологической карты Российской Федерации масштаба 1:2000 ООО» (М., 1995), где определен переход составления и издания Госгеолкарты-200 на компьютерные технологии, рекомендовано использовать ГИС-технологии, даже включена глава «компьютерное сопровождение подготовки к изданию Госгеолкарты-200».
Требования инструкции резко активизировали применение ГИС-технологий в картосоставительской работе, что заставило (для обмена накопленного опыта) проводить совещания семинары по компьютерному обеспечению работ по созданию Государственной геологической карты Российской Федерации.
На 7 Всероссийском семинаре «Компьютерное обеспечение государственной программы Госгеолкарта-200» (г. Ессентуки, 2000 г.) отмечалось, что ключевыми проблемами при переводе процесса картографирования и прогноза полезных ископаемых на компьютерные технологии остается проблемы иерархии, структурирования и формализации геологической информации, которые могут решаться через составление единой распределенной цифровой модели геологического строения участка недр. Комплект Госгеолкарты нового поколения должен являться компонентом цифровой модели геологического строения России.
В 2001 году закончилось издание Госгеолкарт масштаба 1:1000 000 «новой серии» на всю территорию России. Этот факт поставил перед специалистами отрасли вопросы, какими они видят карты нового, третьего поколения. Какое место в этих картах займут компьютерные технологии? В чем отличие Госгеолкарт от других цифровых карт и ГИС-Атласов геологического содержания?
Актуальность работы. Актуальность работы обуславливается необходимостью создания не только государственных геологических карт, но и разработанных на их основе, информационно-картографических моделей (ИКМ) геологического строения территории, как для специалистов разных областей народного хозяйства, так и для широкого круга населения регионов. Работа является результатом обобщения авторских идей и разработок, направленных на создание и обоснование построения ИКМ. На основании разработанных методик возникает возможность создавать многомерные ИКМ.
Еще на VI Всероссийском совещании-семинаре (1999г., г. Красноярск) была выдвинута идея создания информационной геолого-картографической системы страны, организованной по субъектам федерации {ссылка), где указывалось на необходимость не только создания таких ГИС-Атласов, но и проведения их мониторинга с периодическим переизданием электронным или другим способом. Создание ГИС-Атласов явилось отправной точкой для начало создания ИКМ.
Цель работы. Цель работы — разработка методологической и научной основы создания информационно-картографических моделей (ИКМ) геологического строения территории, как нового самостоятельного элемента геологического картографирования территорий. Достижение поставленной цели потребовало решения следующих основных задач:
1. На примере ГИС-Атласа геологической информации с набором специализированных карт, как в целом по Приволжскому ФО, так и по отдельным субъектам в его составе, показать методику построения ИКМ-
2. Разработать структуру, приемы наполнения ания баз данных геологической информацией для ее применения в выработке управленческих решений для рационального недропользования.
3. Обосновать необходимость создания ИКМ различного иерархического уровня и возможность их практического применения.
В работе исследованы теоретические и практические аспекты построения ИКМ и связанными с ними базами данных, что дает возможность рассматривать их как основу единого информационного пространства для недро — и природопользования в целом. Рассмотрены аспекты отличия ИКМ от Государственной геологической карты нового поколения и их место в общем ряду электронных геологических карт.
Научная новизна. На примере Приволжского ФО модифицирована методика создания ИКМ. Приведены методические приемы формирования ГИСпакетов геологической информации и БД к ним как для округа в целом, так и для субъектов федерации в его составе.
Описанная методика дает возможность применить к географическим информационным системам принципы формирования баз данных. Такой подход упрощает для пользователей понимание принципов работы с ГИС, позволяет проводить рациональную структуризацию геологических данных и создавать реляционные базы данных.
ИКМ должны стать неотъемлемой частью структуры рационального управления недрами. Они расширяют и углубляют информацию геологического содержания и позволяют проводить ее анализ при построении различных тематических карт геологического содержания. Предложенная методика не зависит от программных продуктов данного класса, в которой она создавалась, и может легко трансформироваться при изменении задач, программных и аппаратных средств.
Построенные ИКМ отличаются от Госгеолкарты и ни в коем случае не подменяют ее. Он является самостоятельным, новым видом регионального изучения недр земли и должен постоянно пополняться и обновляться в режиме мониторинга.
ИКМ дают возможность расширить круг пользователей геологической информацией. При этом ~ нет необходимости ее упрощать, генерализировать и видоизменять в зависимости от уровня пользователя. Электронная основа делает ее удобной для применения в различных государственных, учебных, коммерческих и других учреждениях.
Материалы, положенные в основу исследований и методики исследований. Материалом для выполнения работы послужили материалы, собранные в процессе разработки ГИС-Атласа Приволжского ФО и ГИС-пакетов геологической информации субъектов федерации, входящих в него в рамках работ по объекту «Геологическое изучение и оценка минерально-сырьевых ресурсов недр территории Российской Федерации и ее континентального шельфа (Составление ГИС — Атласа карт геологического содержания масштаба 1:1 ООО ООО Приволжского Федерального округа)». Цифровые модели большинства карт и баз данных к ним подготовлены автором лично или под его руководством в процессе разработки и апробации методических и технологических особенностей создания ИКМ.
Практическая значимость работы обусловлена созданием многоуровневого ИКМ Приволжского федерального округа, а также применением ГИС технологий при создании под руководством автора: «Электронного атласа карт геологического содержания по Нижегородской области (1999 г.)" — «Подготовка базы данных структурных и нефтепоисковых скважин по Нижегородской области» (2000 г.) — Составление ЦМ тематической карты особо охраняемых территории Нижегородской области (2001 г.) — Создание банка данных и карты размещение крупных месторождений торфа Нижегородской области (1999 г.) — «Составление комплекта карт геологического содержания м-ба 1:200 000 по территории Республики Мари Эл» (2000−2001 г.), «Совершенствование легенды Средневолжской серии Госгеолкарты-200» (2000−2001 г.) — «Создание цифровых карт эколого-геологической съемки масштаба 1:200 000 Юго-востока Республики Татарстан» (2002 г.) — «Прогнозирование месторождений твердых полезных ископаемых по Нижегородской области» (2000−2004) — «Инженерно-геологического районирование для обоснования опорных наблюдательных сетей за экзогенными геологическими процессами на территории Кировской области» (2003−2004 г.)-, а также создание и защита в НРС цифровых моделей по 10 листов ГТК-200- создание и защита в НРС цифровых моделей по 2 листам гидрогеологических карт в комплекте ГГК-200 и создания ГИС-атласа Приволжского федерального округа и субъектов в его составе (2001−2003 г.).
Защищаемые положения.
1. Предложенная методика построения информационно-картографических моделей (ИКМ) геологического строения территории, имеющих блочно-модульную архитектуру, использующие единые программнотехнологические средства ведения фактографических и картографических баз и банков данных, унифицированных классификаторов, позволяет создавать качественно новый тип картографических материалов несущих геологическую информацию
2. Созданные автором ИКМ позволяют оперативно обновлять и оценивать большой объем геологической информации, необходимой при выработке управленческих решений для рационального недропользования и разработки планов социально-экономического развития регионов.
Апробация работы и публикации проводилась на НТС ФГУГП «Волга-геология», НТС ФГУП ВСЕГЕИ, на многочисленных семинарах (2000−2003 г. г.), выставках (2000−2004 г. г.) и конференциях (2000−2004 г. г.). ГИС-Атлас по Приволжскому ФО и ГИС-пакеты оперативной геологической информации по субъектам в его составе переданы для использования Представителю Президента по ПФО и во все ГУПРы МПР в пределах ПФО, создана и функционирует ИКМ геологической информации Рязанской области по общераспространенным полезным ископаемым.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ. Автор является ответственным редактором цифровой модели Государственной геологической карты масштаба 1:1000 000 листа N-(38), 39 (Самара) новой серии, автором электронных моделей 8 листов Государственной геологической карты масштаба 1:200 000 средне-волжской серии.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения, содержит 120 страниц текста, 23 рисунков, 33 таблиц и
список литературы из 28 наименований.