Введение к работе
Актуальность работы: Анализ больших объемов различной геологической, геофизической и геохимической информации при поисках и прогнозировании рудных месторождений требует широкого использования компьютерных технологий, существенно повышающих производительность труда в этой области. Наиболее грудоемкие работы, связанные с построением геологических и металлогенических карт, традиционно решались ручным способом. Вместе с тем, с начала 90-х годов в России началось активное шедрение геоинформационных систем (ГИС), являющихся мощными средствами хранения, обработки и отображения цифровой <артографической информации. Возможность анализа больших эбъемов разнообразных данных, высокая степень объективности их интерпретации, получение производной информации в удобном виде : высокой степенью ее достоверности и качества изображения определяют большой эффект от использования ГИС и ГИС-гехнологий в геологической картографии.
Особую актуальность имеет использование таких систем в решении задач, связанных с анализом и разработкой минерально-сырьевых ресурсов Ленинградской области и юга Карелии. Данный регион является зоной сочленения кристаллических структур докембрия Балтийского щита и плитных комплексов Русской платформы и характеризуется сложным геологическим строением, высокой степенью изученности и хорошими перспективами аыявления новых месторождений полезных ископаемых.
Цель работы: Создание банка цифровой картографической информации геологического содержания по северо-западу России и построение на его основе, а также с использованием другой информации прогнозно-металлогенической карты юго-восточной части Балтийского щита (Ладожско-Онежский регион).
Задачи работы:
1. Разработка информационно-логических моделей входящих в банк карт;
-
Разработка структуры банка;
-
Создание входящих в банк цифровых карт;
-
Разработка системы преобразований цифровой картографической информации и определение множества преобразований, используемых в работе банка;
-
Создание комплекса программных средств, обеспечивающих функционирование банка;
-
Построение прогнозно-металлогенической карты Ладожско-Онежского региона и выделение на ней потенциально рудоносных структур по комплексу геологических данных, полученных при анализе составленных цифровых моделей карт и других данных.
Методы исследований:
-
Анализ и моделирование картографической информации геологического содержания при разработке информационно-логических моделей данных и структуры банка;
-
Анализ преобразований цифровой картографической информации, их классификация и описание при помощи теории множеств;
-
Программирование на макроязыке AML (Arc Macro Language) при создании средств, обеспечивающих функционирование банка;
-
Геологическая интерпретация цифровых данных при выделении потенциально рудоносных структур.
Научная новизна работы:
-
Определены особенности сводных геологических карт м-ба 1:500000 по северо-западу России и разработаны их информационно-логические модели;
-
Установлены факторы, определяющие взаимосвязь информационно-логических моделей данных и принципов организации банка и разработана структура банка, позволяющая интегрировать различных цифровые карты геологического содержания, полностью сохраняя их особенности;
-
Проанализировано представление цифровых карт и их легенд, а
также связей между ними и предложена новая система преобразований цифровой картографической информации;
\. На основе данной системы выявлены и описаны все возможные преобразования информации;
5. Определены и проанализированы задачи, решаемые в процессе функционирования банка и создан комплекс программных средств, обеспечивающих их реализацию;
>. С учетом прогноза комплексных руд с многостадийным характером формирования оруденения выделены потенциально рудоносные структуры пограничной тектоно-магматической активизации в зоне сочленения Балтийского щита и плитных комплексов Русской платформы, а также региональных зон структурно-стратиграфических несогласий.
Практическая ценность работы:
:. Составленные впервые взаимоувязанные сводные цифровые карты геологического содержания м-ба 1:500000 по северо-западу России отображают новейшую геологическую информацию, необходимую для оценки минерально-сырьевого потенциала региона;
'.. Созданный банк данных является современным высокопроизводительным средством использования цифровой картографической информации в геологической практике и учебном процессе;
і. Выделены конкретные перспективные структуры (разломы северо-западного простирания и зоны региональных структурно-стратиграфических несогласий), представляющие практический интерес для поисков комплексных руд.
Методический и фактический материал: При разработке методик создания и использования цифровых моделей и банка дефровой картографической информации были использованы шструктивные материалы, созданные в Главном научно-ісследовательском вычислительном центре министерства іриродньїх ресурсов РФ (ГлавНИВЦ), Якутском (ЯкутРИКЦ) и Северо-западном (СЗ РИКЦ) региональных информационно-
компьютерных центрах, а также Всероссийском геологическом институте (ВСЕГЕИ). В качестве геологических материалов использованы последние сводные карты, созданные в Северозападном региональном геологическом центре (СЗРГЦ), Производственном геологическом объединении "Севзапгеология". Государственной специализированной фирме "Минерал", цифровые модели карт, созданные в СЗ РИКЦ, отдельные карты, входящие е Геологический атлас России и их цифровые модели, созданные е Горном институте, отчеты по урановой тематике Невскогс производственного геологического объединения и ВСЕГЕИ, а также многочисленные опубликованные работы по геологии и полезным ископаемым юго-восточного склона Балтийского щита.
Апробация и использование результатов работы:
Рассматриваемый банк является составной частью геологической информационной системы "Недра и недропользование северо-запада России" (ГИС СЗ Регион), разрабатываемой СЗ РИКЦ в рамках федеральной программы создания Государственного банка цифровой геологической информации (ГБЦГИ). В настоящее время первая очередь рассматриваемого банка принята в опытную эксплуатацию. В банк входят следующие цифровые карты, созданные в СЗ РИКЦ при непосредственном участии автора диссертации:
Прогнозных ресурсов важнейших полезных ископаемых;
Четвертичных отложений;
Дочетвертичных образований;
Цифровая топооснова.
Уже в процессе создания банка отдельные цифровые карты и информационные технологии были востребованы и использовались в рамках различных работ регионального, федерального и международного уровня. В качестве одного из примеров можно привести программу создания комплекта сводных геологической и геофизических карт Фенноскандии, в которой принимают участие Финляндия (координатор проекта), Россия, Норвегия и Швеция. С Российской стороны используется входящая в рассматриваемый банк цифровая карта дочетвертичных образований.
Разработанные цифровые карты и информационные технологии коллектив авторов, включая диссертанта, демонстрировал на международном совещании "Проблемы корреляции геологических комплексов Фенноскандии" (сентябрь 1996 г).
Основные положения диссертации были доложены на научных конференциях студентов и молодых ученых "Полезные ископаемые и их освоение" (СПГТИ, 1996, 1997), а также опубликованы в сборнике трудов молодых ученых СПІТИ (1996).
Цифровые карты геологического содержания по. северо-западу России, а также цифровые модели отдельных карт, входящих в Геологический Атлас России (в создании которых автор принимал активное участие) демонстрировались на выставках "Минерально-сырьевые ресурсы", "Промышленность города - городскому хозяйству" (1996), "Наука и техника - городу" (1997).
Автор принимал участие в написании ряда отчетов по научно-исследовательской работе и других методических материалов СЗ РИКЦ.
Основные результаты диссертации отражены в 4 опубликованных работах.
Объем и структура работы: Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, содержит 130 страниц машинописного текста. Список литературы включает 76 наименований.