Научный журнал

Фундаментальные исследования

ISSN 1812-7339

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,674

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

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.

Статья в формате PDF

283 KB

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