Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,674

СИСТЕМАТИЗАЦИЯ МАТЕРИАЛОВ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЙ НА ОСНОВЕ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ

Пьянков С.В. 1 Осовецкий Б.М. 1 Коноплев А.В. 1 Ибламинов Р.Г. 1
1 Пермский государственный национальный исследовательский университет
Описан опыт работы по созданию геоинформационной системы по инженерной геологии города Перми путем систематизации материалов городских фондов. Приведены основополагающие принципы проектирования сетевой распределенной информационно-аналитической среды обработки геологических данных. Приведен алгоритм действий, включающий анализ инженерно-геологической изученности территории г. Перми, построение карт изученности; разработку структуры баз данных; согласование классификаторов и структуры баз данных; наполнение баз данных и создание баз метаданных информации; сбор исходной информации для картографирования; разработка классификаторов для тематических карт; создание комплекта тематических карт; интеграцию баз данных и геоинформационных систем в единый городской ресурс – информационную систему обеспечения градостроительной деятельности.
инженерная геология
информационный ресурс
база данных
геоинформационная система
тематическое картографирование
1. Димухаметов Д.М., Чемус А.А., Коноплев А.В. Опыт создания геоинформационной системы инженерной геологии территории г. Перми // Проблемы инженерной геологии карста урбанизированных территорий и водохранилищ: материалы Всерос. науч.-практ. конф. ПГУ. – Пермь, 2008. – С. 78–81.
2. Козловский С.В. Методические аспекты, принципы и последовательность организации геоинформационной системы (ГИС) в инженерной геологии // Инженерная геология. – Март 2010. – С. 18–22.
3. Коноплев А.В., Красильников П.А. Методика картографирования территориальных сочетаний природных ресурсов и их комплексная оценка с использованием ГИС (на примере Пермского края) // География и природные ресурсы. – 2012. – № 1. – С. 129–132.
4. Коноплев А.В., Красильников П.А. Районирование территории Пермского края по величине природно-ресурсного потенциала на основе ГИС-технологий // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. – 2009. – № 3 (17). – С. 150–156.
5. Красильников П.А., Коноплев А.В., Кустов И.В., Красильникова С.А. Геоинформационное обеспечение инженерно-экологических изысканий // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 10–14. – С. 3161–3165.
6. Пьянков С.В. Пермский госуниверситет: курс на комплексное формирование рынка внедрения ГИС-технологий и данных ДДЗ // Земля из космоса – наиболее эффективные решения. – 2011. – № 5. – С. 74–78.
7. Разработка принципов и создание единой геоинформационной системы геологической среды г. Перми (инженерная геология и геоэкология) / А.В. Коноплев, И.С. Копылов, С.В. Пьянков, В.А. Наумов, Р.Г. Ибламинов // Современные проблемы науки и образования. – 2012. – № 6. URL: http://www.science-education.ru/106-7893.
8. Середин В.В. К вопросу о прочности засоленных глинистых грунтов // Инженерная геология. – 2014. – № 1. – С. 66–69.
9. Середин В.В., Каченов В.И., Ситева О.С., Паглазова Д.Н. Изучение закономерностей коагуляции глинистых частиц // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 10–14. – С. 3189–3193.
10. Середин В.В., Пушкарева М.В., Лейбович Л.О., Бахарева Н.С. Методика инженерно-геологического районирования на основе бальной оценки классификационного признака // Инженерная геология. – 2011. – № 3. – С. 20–25.
11. Середин В.В., Ядзинская М.Р. Закономерности изменений прочностных свойств глинистых грунтов, загрязненных нефтепродуктами // Инженерная геология. – 2014. – № 2. – С. 26–32.

Территория города Перми достаточно хорошо изучена в инженерно-геологическом отношении, что позволяет с достаточной степенью обоснованности принимать планировочные решения. Пространственные данные о городской территории постоянно накапливаются в фонде Департамента планирования и развития территории (ДПиРТ). Они включают в себя картографо-геодезические, геологические материалы, данные инженерных изысканий, представляющие согласованные между собой наборы пространственной информации в виде совокупности карт и планов, моделей местности, отдельных слоев картографической информации, а также материалы и данные дистанционного зондирования территории города, опорно-геодезической сети и другие виды информации [1, 3].

В соответствии со статьей 8 Градостроительного кодекса РФ, ведение информационных систем обеспечения градостроительной деятельности, осуществляемой на территориях городских округов, не только относится к полномочиям, но и является обязанностью органа местного самоуправления.

В настоящий момент начальный этап формирования единого геоинформационного пространства пройден, заложен фундамент для дальнейшего развития и совершенствования инфраструктуры пространственных данных на территории города Перми, в том числе для разработки новых (недостающих на сегодняшний момент) массивов пространственных данных [2].

Главной проблемой инженерно-геологического обеспечения градостроительной деятельности являлось то, что данная информация не была представлена в городе Перми в качестве городского информационного ресурса. При этом в фонде ДПиРТ города Перми на протяжении почти 50 лет накоплен достаточный объем геологической информации. В результате был создан фонд геологических данных, насчитывающий описания почти 60000 геологических скважин, пробуренных в границах города. Эти данные рассчитаны на удовлетворение потребностей в геологической информации различных видов хозяйственной деятельности. Наиболее востребованными из геологических информационных ресурсов являются геологическое строение городской территории, инженерно-геологические условия участков и массивов (состояние и свойства пород, гидрогеологические условия, развитие инженерно-геологических процессов) [10, 11]. Однако фонд инженерно-геологических отчетов хранится в бумажном виде. Это является препятствием для широкого использования этой информации в практических целях. Устранение указанной проблемы осуществлялось через геоинформационное картографирование и ведение банка данных инженерно-геологических изысканий по территории города Перми по следующему сценарию и необходимой последовательности:

  • анализ геолого-геофизической, инженерно-геологической и гидрогеологической изученности территории г. Перми, построение карт изученности и обоснование масштаба картографирования;
  • разработка структуры баз данных инженерно-геологической, гидрогеологической и геоэкологической информации. Согласование классификаторов и структуры баз данных;
  • наполнение баз данных и создание баз метаданных инженерно-геологической, гидрогеологической и геоэкологической информации;
  • сбор исходной информации для картографирования. Разработка классификаторов для тематических карт;
  • создание комплекта тематических карт (ГИС слоев). Карты обеспечивают создание геоинформационного ресурса на площадь города, служат геологической основой планирования застроек и базой для формирования комплекса сводных карт;
  • создание комплекта сводных карт (опасных эндогенных и экзогенных геологических процессов и явлений; рисков возникновения ЧС; инженерно-геологического районирования для целей обеспечения безопасного строительства).

Этапы реализации информационно-аналитической среды (ИАС) представляют последовательную совокупность междисциплинарных научно-исследовательских работ, упорядоченных во времени, взаимосвязанных и объединенных в стадии системного, технического и рабочего проектирования ИАС, ввода в эксплуатацию и сопровождения.

Важнейшие задачи поэтапного проектирования ИАС:

  • создание инфраструктуры информационного базиса по инженерной геологии;
  • использование стандартных, открытых, универсальных протоколов и интерфейсов;
  • реализация проектных решений по программному, техническому и информационному обеспечению в виде взаимоувязанных компонент и комплексов для интегрирования в распределенную вычислительную среду.

Потенциальными пользователями ИАС являются поставщики (владельцы) и потребители ее аппаратно-вычислительных, сетевых, информационных и информационно-аналитических ресурсов. Предусматривается координируемое и контролируемое разделение ресурсов для совместного решения задач динамическими совокупностями индивидуальных пользователей, организаций и принадлежащих им ресурсов – виртуальными организациями, с прямым доступом пользователей к информационно-аналитическим ресурсам, к приложениям, базам данных и знаний и др. ресурсам ИАС [6,7].

Часть работ уже реализована. В конце 2010 года ДПиРТ заключен муниципальный контракт на создание и наполнение базы данных информационной системы «Инженерно-геологические изыскания». Сроки исполнения – 2010–2012 гг. Целью выполнения работ явилось создание базы данных «Инженерно-геологические изыскания» и наполнение данными для дальнейшей интеграции в информационной системе обеспечения градостроительной деятельности (ИСОГД).

Выполнен следующий объем работ по переводу фонда отчетов в цифровую форму:

Количество отчётов – 5 300; количество листов в отчёте от 1 до 50. Отсканированные отчеты переведены в формат PDF. Типовое содержание:

  • титульный лист;
  • выводы (пояснительная записка);
  • журнал буровой скважины;
  • план земельного участка;
  • геологический разрез скважины;
  • заключение.

Количество переведенных в табличную форму скважин – 23700. Информация представлена в виде таблицы в формате XLS.

Имена полей:

  • № п/п;
  • номер отчёта;
  • номер инженерно-геологической выработки;
  • район;
  • название объекта;
  • организация, выполнившая инженерно-геологические изыскания;
  • период проведения изысканий;
  • способ нанесения координат;
  • координаты выработки X;
  • координаты выработки Y;
  • координаты выработки Z;
  • вид выработки;
  • глубина выработки;
  • появившийся уровень грунтовых вод;
  • установившийся уровень грунтовых вод;
  • глубина залегания коренных пород;
  • дата ввода в базу;
  • проверка номера.

Информационный раздел «Инженерно-геологические изыскания» содержит карту существующих выработок и семантические данные по каждой выработке в системе координат г. Перми. Для базы данных отсканированной информации разработан минимальный интерфейс поиска по номеру отчета и номеру инженерно-геологической выработки по журналу выработок. Для системы в целом реализованы основные требования к обеспечению защиты от несанкционированного доступа, к эргономике и технической эстетике, по стандартизации и унификации, расширяемости и перспективам развития и модернизации.

Геоинформационная система (ГИС) является неотъемлемой и очень важной подсистемой ИСОГД [3, 7]. Данная подсистема должна обеспечивать возможность работы с пространственными данными с непосредственной «привязкой» графических объектов к объектам других подсистем ИСОГД. С помощью ГИС производится обработка цифровых пространственных данных. Платформой автоматизированной ГИС управления пространственными описаниями объектов градостроительной деятельности является стандартизованная программная платформа ArcGIS, внедренная в ДПиРТ в 2008 году.

Данная платформа ГИС для АИСОГД обеспечивает следующие функциональные возможности:

  • Открытость системы, масштабируемости и настройки под конкретные задачи.
  • Технологии публикации данных в сети интернет на основе современных WEB-сервисов.
  • Расширенные возможности аналитического аппарата и мощные средства пространственного анализа.
  • Стандартные полноценные средства конвертации из форматов других ГИС.
  • Хранение в стандартной базе данных атрибутивной информации, обеспечение целостности данных при многопользовательском режиме редактирования.
  • Поддержка версионности баз данных.
  • Присутствие средств построения и проверки векторной модели – правильности взаимоотношений графических объектов в системе, после которой конвертация данных в другие системы происходит без потери или искажения информации.

Объектами подсистемы являются графические объекты карты. Каждый графический объект должен иметь определенный набор атрибутов. Перечень, состав объектов и их атрибутов был определен на этапе технического проектирования [4]. Данная функция позволяет визуализировать определенные графические объекты, выводить на экран открытую пользовательскую карту, либо карту специального назначения (топографический план) и выходных отчетов, в зависимости от уровня доступа пользователя и характера выполняемых задач.

В части работы с графической информацией реализованы следующие возможности:

  • Просмотр графической информации через Web.
  • Просмотр и редактирование графической информации, содержащейся в едином хранилище пространственных и описательных данных на основе СУБД посредством ArcEditor, ArcView (ArcMap) (клиентских приложений существующей платформы ArcGIS).
  • Подключение различных пространственных и описательных данных (графических слоев базы геоданных) в зависимости от уровня доступа пользователя и характера выполняемых задач и выходных отчетов.
  • Использование возможностей выбранной ГИС для проверки обрабатываемых в Системе графических и семантических данных.
  • Использование возможностей выбранной ГИС для формирования необходимой отчетности.

В настоящий момент работы по геоинформационному картографированию и ведению банка данных инженерно-геологических изысканий по территории города Перми продолжаются, что создает предпосылки для создания ГИС-Атласа инженерной геологии города Перми.

Рецензенты:

Середин В.В., д.г.-м.н., профессор, заведующий кафедрой инженерной геологии и охраны недр, Пермский государственный национальный исследовательский университет, г. Пермь;

Наумова О.Б., д.г.-м.н., зав. кафедрой поисков и разведки полезных ископаемых, Пермский государственный национальный исследовательский университет, г. Пермь.

Работа поступила в редакцию 06.10.2014.


Библиографическая ссылка

Пьянков С.В., Осовецкий Б.М., Коноплев А.В., Ибламинов Р.Г. СИСТЕМАТИЗАЦИЯ МАТЕРИАЛОВ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЙ НА ОСНОВЕ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 11-2. – С. 353-356;
URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=35526 (дата обращения: 29.03.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674