Введение к работе
Актуальность проблемы. Современный этап научно-технического прогресса в геологии характеризуется внедрением математических методов и средств вычислительной техники. Повышение эффективности геологоразведочных работ связывают с необходимостью использования новейших достижений в области автоматизации процессов обработки и анализа информации.
Одной из основных форм хранения и представления геолого-
геофизической информации выступают карты. Они играют
определяющую роль в исследованиях как источник пространственных,
временных и вещественных природных образований, так и в качестве
формы отображения результатов исследований.
Настоящий этап в отрасли характеризуется высокой степенью применения вычислительной техники, появлением устройств ввода и вывода изображений, вплоть до получения карт полиграфического качества. В связи с этим пояатяется широкая возможность применения компьютерных технологий создания и редактирования электронных карт, анализа и синтеза новых карт, получения качественно нового поколения информационно-поисковых систем как для геолого-геофиэических исследований, так и во многих смежных областях, например, анализ экологической обстановки, землепользование и др. Для обработки и интерпретации хранящейся в цифровом виде картографической и фактографической информации необходима гибкая и эффективная система реализации вычислительных алгоритмов. Создание компьютерных технологий ввода и преобразования пространственных и атрибутивных данных для информационно-аналитического обеспечения геолого-геофизических исследований является актуальной задачей геологоразведочной отрасли.
Целью работы является разработка компьютерной технологии ввода, анализа и синтеза числовой и картографической информации для геолого-геофизических исследований с интеграцией пространственной и фактографической информации.
Основные задачи работы:
1. Разработка требований и создание структуры системы ввода,
анализа и синтеза числовой и картографической информации, исходя из
анализа существующих автоматизированных систем и потребностей
исследовательского процесса.
2. Разработка отдельных модулей системы, реализующих
различные способы и этапы технологии ввода и обработки картографической информации и средств объединения их в единую технологию.
3. Разработка программно-технологического обеспечения
иинтеграции пространственной и фактографической (атрибутивной)
информации.
4. Разработка гибкой встраиваемой системы реализации
вычислительных алгоритмов для обработки картографической и
фактографической информации.
5. Создание компьютерной технологии ввода, анализа и синтеза
числовой и картографической информации для геолого-геофизических
исследований и апробация на практических задачах.
Научная новизна.
1. Создана технология ввода, хранения и иинтеграции
картографической и фактографической информации на основе
специализированных иерархических баз геолого-геофизических данных,
позволяющая оптимизировать скорость доступа к информации и
необходимые для ее хранения ресурсы.
2. Впервые разработана гибкая встраиваемая система, реализующая
вычислительные алгоритмы путем генерации объектного кода внутри
действующего программного модуля.
3. Разработан комплекс новых алгоритмов и программ,
обеспечивающих: трансформацию узло-дугового представления
площадных объектов в полигональные без задания координат внутренних
точек контуров, компенсацию нелинейных искажений картматериалов
путем топологических преобразований, эффективную реализацию
координатных преобразований пространственных данных.
Защищаемые положения.
-
Созданная на единой информационной основе компьютерная технология охватывает полный цикл ввода, анализа и синтеза числовых и картографических данных, обеспечивая эффективную информационную поддержку комплексных геолого-геофизических исследований.
-
Разработанный комплекс алгоритмов существенно упрощает технологию ввода, коррекции искажений, преобразования картографических проекций и иинтеграции картматериалов.
3. Открытые информационно-обрабатывающие системы,
базирующиеся на встраиваемом микрокомпиляторе, обладают простотой
управления, гибкостью и высокой вычислительной мощностью.
4. Использование специализированной иерархической структуры баз пространственных данных и снятие ограничений на тип атрибутивной информации обеспечивает оптимизацию хранения и высокую скорость доступа к информации.
Реализация и апробация работы. Приведенные в диссертации разработки внедрены в Институт геологии и геохронологии докембрия РАН, МГРИ, АО "Алмазы Россия-Саха", ГГП "Невскгеология" и "АмурГео", Санкт-Петербургской геофизической экспедиции.
Основные результаты работы докладывались на ежегодных научных конференциях МГРИ (Москва, 1989-1991,1994), на Всесоюзном научном семинаре им. Д.Г.Успенского "Теория и практика геологической интерпретации гравитационных и магнитных аномалий" (Алма-Ата, 1990), на 3-м международном симпозиуме по применению математических методов и компьютерной техники в геологии, горном деле, металлургии и смежных областях (Москва, 1993), на международной конференции "Геофизика и современный мир", (Москва, 1993).
Публикации и личный вклад в решение проблемы
Диссертация основана на теоретических, методических и экспериментальных исследованиях, выполненных автором во ВНИИГеосистем (1990-1994 гг.).
По результатам выполненных исследований опубликовано S печатных работ.
Основные теоретические и технологические результаты получены непосредственно автором. Им разработана структура комплекса электронной картографии, разработаны алгоритмы и программы ряда компонент комплекса. Полностью автором спроектирован и реализован встраиваемый микрокомпилятор для обработки пространственных и фактографических данных. Реализация программного комплекса в целом производилась коллективом разработчиков под руководством автора. Создание электронных атласов осуществлялось совместно с группой сотрудников Института Геологии и геохронологии докембрия РАН, руководитель проекта - академик Рундквист Д.В. Решение задачи крупномасштабного прогнозирования оловорудных полей по материалам отдела олова ВИМСа выполнялось под руководством д.тл. Черемисиной Е.Н. Создание банка аэромагнитных данных по материалам Санкт-Петербургской геофизической экспедиции выполнялось совместно с научными сотрудниками ВНИИГеосистем Спиридоновым ВА и Сухановым М.Г.
Объем и структура работы