Геологическое картирование. Компьютерное сопровождение госгеолкарты-200

Введение
С начала 90-х годов в России началось активное внедрение географических информационных систем (ГИС), являющихся мощным инструментом решения задач, связанных с хранением, обработкой и отображением разнообразной цифровой картографической информации.

Введение
Особенно большой эффект от использования ГИС достигается в сфере геологической картографии.
Это связано со следующими её особенностями:

Введение
Особенно большой эффект от использования ГИС достигается в сфере геологической картографии.
Это связано со следующими её особенностями:
1) анализ больших объемов разноплановой геологической информации,

Введение
Особенно большой эффект от использования ГИС достигается в сфере геологической картографии.
Это связано со следующими её особенностями:
2) потребность в формализации данных,

Введение
Особенно большой эффект от использования ГИС достигается в сфере геологической картографии.
Это связано со следующими её особенностями:
3) высокая степень объективности их интерпретации,

Введение
Особенно большой эффект от использования ГИС достигается в сфере геологической картографии.
Это связано со следующими её особенностями:
4) получение разнообразной производной информации в форме, удобной для использования.

Сущность и назначение ГИС
Географические информационные системы – особый класс информационных систем, возникших в начале 70-х годов.
Геоинформационная система (ГИС) — система сбора, хранения, анализа и графической визуализации пространственных (географических) данных и связанной с ними информации о необходимых объектах.

Сущность и назначение ГИС
Пространственная информация –
это информация, для которой известно ее положение в некоторой системе координат.

ГИС – система, содержащая 4 необходимые подсистемы:
ввода пространственных данных;
хранения пространственных данных;
обработки пространственных данных;
выдачи пространственных данных в различных видах.
Состав ГИС

Информационное обеспечение.
Под этим понимается управление объемами, размещением и формами организации информации, циркулирующей в системе при ее функционировании.
Обеспечение функционирования ГИС

Математическое обеспечение ГИС –
совокупность математических методов, моделей, алгоритмов и программ обработки пространственных данных.
Обеспечение функционирования ГИС

Техническое обеспечение ГИС –
комплекс аппаратных средств, используемых при ее функционировании:
ЭВМ,
устройства ввода-вывода информации,
ее хранения и выдачи,
средства телекоммуникаций.
Обеспечение функционирования ГИС

Некоторые наиболее популярные ГИС

Одна из самых распространенных ГИС-платформ, используемых в сфере природопользования.
ArcView GIS 3
Разрабатывается компанией ESRI (Environmental System Research Institute inc., США) с 1993 года.

С середины 90х годов активно используется в сфере природопользования,
ArcView GIS 3
в частности, с помощью ГИС ArcView ведутся работы по составлению цифровых моделей листов Государственной геологической карты Российской Федерации.

Даже сейчас многие профессионалы предпочитают использовать ArcView.
Этому способствуют:
ArcView GIS 3
1) послойное представление пространственных данных в виде простых и удобных для обработки шейп-файлов.

Даже сейчас многие профессионалы предпочитают использовать ArcView.
Этому способствуют:
ArcView GIS 3
2) ArcView GIS обеспечивает совместимость с операционными системами Microsoft Windows, Apple Macintosh, UNIX.
При этом функции программного комплекса от платформы к платформе практически не различаются.

Даже сейчас многие профессионалы предпочитают использовать ArcView.
Этому способствуют:
ArcView GIS 3
3) удобство эксплуатации. Весь инструментарий собран в несколько окон, связанных между собой.
При этом компанией ESRI разработан минимальный необходимый набор инструментов для работы с пространственными данными.

Даже сейчас многие профессионалы предпочитают использовать ArcView.
Этому способствуют:
ArcView GIS 3
3) широкие возможности настройки. Благодаря использованию модульной системы, можно обеспечить адаптацию программного комплекса ArcView GIS под определенные цели и задачи.

ArcView GIS 3
Основным форматом хранения и представления пространственных данных в ГИС ArcView является шейп-формат (*.shp).
В шейп-файлах хранится геометрическая и атрибутивная информация о пространственных объектах.

ArcView GIS 3
Шейп-файлы могут хранить
точечные,
линейные
и площадные фигуры.
Смешение разных типов фигур в одном файле не допускается.

ArcView GIS 3
Атрибуты файлов содержатся в формате файла таблиц dBase (*.dbf).
Каждая атрибутная запись хранится в отношении «один-к-одному» с соответствующей записью геометрии фигуры.

ArcView GIS 3
Для всех типов пространственных данных имеется возможность раскрашивания шейпа
единым символом,
стилями по диапазону значений,
по уникальным значениям.

ArcView GIS 3
Кроме работы с пространственной информацией, ArcView имеет широкие возможности по работе с
графикой,
текстовыми подписями,
дополнительным оформлением.

ArcView GIS 3
Любой элемент проекта ArcView сохраняется внутри проекта (расширение *.apr)

ArcGIS
Платформа ArcGIS пришла на смену комплексу ArcView GIS в 1999 – 2000 годах.

ArcGIS
ArcGIS представляет собой фундаментальную платформу, построенную на основе современных стандартов компьютерной отрасли.

ArcGIS
Для решения картопостроительных задач предназначен программный продукт ArcMap, входящий в состав комплекса ArcGIS Desktop.

ArcGIS
ArcGIS обладает мощным, более современным инструментарием по обработке пространственных данных, удобным инструментом компоновки печати конечной карты, богатыми функциональными возможностями.

ArcGIS
В ArcMap хранение векторных данных (точек, линий, полигонов) также возможно с использованием шейп-файлов.

MapInfo Professional
Геоинформационная система MapInfo была разработана в конце 80-х годов фирмой Mapping Information Systems Corporation (США), для обработки и анализа информации, имеющей адресную или пространственную привязку.

MapInfo Professional
С ее помощью возможно непосредственно получать данные с локального компьютера или сервера, создавать и отображать карты, генерировать иллюстративные отчеты, диаграммы, графики и презентации.

MapInfo Professional
MapInfo обеспечивает работу с обширным списком данных других форматов: Microsoft Access, Microsoft Excel, dBase DBF, шейп-файлы ESRI, растровые изображения и др.
При этом под работой подразумевается не импорт данных в формат MapInfo, а работа непосредственно с файлами других программ.

Цифровые модели карт
Цифровая модель (ЦМ) карты представляет собой композицию следующих компонентов:
цифровой модели полотна карты;

Цифровые модели карт
Цифровая модель (ЦМ) карты представляет собой композицию следующих компонентов:
цифровых моделей схем зарамочного оформления на основе ЦМ топоосновы того же листа в масштабе 1 : 500 000,

Цифровая модель (ЦМ) карты представляет собой композицию следующих компонентов:
цифровой модели схемы использованных материалов в масштабе 1 : 1 000 000 и цифровой модели схемы расположения листов серии на основе ЦМ топоосновы масштаба 1 : 10 000 000;
Цифровые модели карт

Цифровая модель (ЦМ) карты представляет собой композицию следующих компонентов:
цифровых моделей геологических разрезов (либо схем строения четвертичных образований);
Цифровые модели карт

Цифровая модель (ЦМ) карты представляет собой композицию следующих компонентов:
стратиграфической колонки в компьютерном представлении;
Цифровые модели карт

Цифровая модель (ЦМ) карты представляет собой композицию следующих компонентов:
легенды карты в компьютерном представлении, включая ADK-описание легенды цифровой модели.
Цифровые модели карт

Цифровые модели полотна карты, схем зарамочного оформления, геологических разрезов и схем строения четвертичных образований представляются в виде набора ГИС-покрытий.

Классы геолого-картографических объектов ГИС-покрытий делятся по их геометрическим свойствам на
точечные,
линейные
и площадные.
В свою очередь точечные, линейные и площадные объекты делятся на два подкласса: неориентированные и ориентированные.

Объекты сопровождаются файлами в табличном представлении (атрибутивными файлами), содержащими их текстовые и цифровые характеристики.

Неориентированный точечный объект – это внемасштабный объект, геометрия которого полностью определяется парой координат (X, Y), задающих его положение на плоскости карты XOY.
Неориентированные точечные объекты всегда представляются в цифровой модели точками.
Пример неориентированного точечного объекта – буровая скважина.

Ориентированный точечный объект – это внемасштабный объект, геометрия которого задается координатами положения (X, Y) и данными об его «ориентировке» (направлении в XOY).
Пример ориентированного точечного объекта – элементы залегания.

Линейные объекты всегда представляются в цифровой модели ломаными линиями.
Если направление аппроксимирующей линии передает существенную информацию об объекте, то он относится к подклассу ориентированных линейных объектов.

Если направление аппроксимирующей линии безразлично, то это неориентированный линейный объект.
Пример ориентированного линейного объекта - граница несогласного залегания,
пример неориентированного – маркирующий горизонт.

Для задания геометрии неориентированного площадного объекта достаточно описать занимаемую этим объектом площадь (S) на карте.
Геометрия ориентированного площадного объекта отличается тем, что для всех точек, принадлежащих объекту, определен параметр «ориентировки» (подобно ориентированным точечным объектам).

Следуя сложившейся картографической практике, функция ориентировки задается линиями тока.
Линии тока в цифровой модели аппроксимируются ломаными линиями.
Пример площадного неориентированного объекта – интрузивное тело,
ориентированного - зона гранитизации.

Логическая структура ЦМ определяется смысловыми (нормативными) слоями, которые представляют собой тематические объединения геолого-картографических объектов.
Каждый слой несет информацию об одном из аспектов строения исследуемой территории.

Цифровая модель полотна геологической карты при наличии соответствующей информации содержит следующие нормативные слои;
базовый;

Цифровая модель полотна геологической карты при наличии соответствующей информации содержит следующие нормативные слои;
образований, перекрытых вышележащими отложениями;

Цифровая модель полотна геологической карты при наличии соответствующей информации содержит следующие нормативные слои;
вещественно-генетической принадлеж-ности;

Цифровая модель полотна геологической карты при наличии соответствующей информации содержит следующие нормативные слои;
фаций регионального метаморфизма;

Цифровая модель полотна геологической карты при наличии соответствующей информации содержит следующие нормативные слои;
вторичных изменений;

Цифровая модель полотна геологической карты при наличии соответствующей информации содержит следующие нормативные слои;
разрывных нарушений;

Цифровая модель полотна геологической карты при наличии соответствующей информации содержит следующие нормативные слои;
структурных элементов, выделенных по космоснимкам;

Цифровая модель полотна геологической карты при наличии соответствующей информации содержит следующие нормативные слои;
изолиний;

Цифровая модель полотна геологической карты при наличии соответствующей информации содержит следующие нормативные слои;
вулканических структур;

Цифровая модель полотна геологической карты при наличии соответствующей информации содержит следующие нормативные слои;
техногенных объектов;

Цифровая модель полотна геологической карты при наличии соответствующей информации содержит следующие нормативные слои;
элементов залегания;

Цифровая модель полотна геологической карты при наличии соответствующей информации содержит следующие нормативные слои;
местоположений палеонтологических находок;

Цифровая модель полотна геологической карты при наличии соответствующей информации содержит следующие нормативные слои;
пунктов определений палеомагнитных и радиологических характеристик;

Цифровая модель полотна геологической карты при наличии соответствующей информации содержит следующие нормативные слои;
объектов наблюдения;

Цифровая модель полотна геологической карты при наличии соответствующей информации содержит следующие нормативные слои;
петротипических массивов;

Цифровая модель полотна геологической карты при наличии соответствующей информации содержит следующие нормативные слои;
линий геологических разрезов.

Базовый слой. Отражает пространственное разбиение, построенное при выделении площадей (тел), соотнесенных с геологическими возрастными подразделениями легенды.
В базовый слой включаются следующие виды геолого-картографических объектов:
дочетвертичные стратиграфические подразделения (осадочные, вулканогенные, метаморфические и коптогенные аллохтонные образования, расчлененные по возрасту);

Базовый слой. Отражает пространственное разбиение, построенное при выделении площадей (тел), соотнесенных с геологическими возрастными подразделениями легенды.
В базовый слой включаются следующие виды геолого-картографических объектов:
нестратиграфические (интрузивные, субвулканические, метаморфические) образования, расчлененные по возрасту и составу;

Базовый слой. Отражает пространственное разбиение, построенное при выделении площадей (тел), соотнесенных с геологическими возрастными подразделениями легенды.
В базовый слой включаются следующие виды геолого-картографических объектов:
четвертичные образования, расчлененные по возрасту и генезису.

В базовый слой включаются как описания площадных объектов вышеперечисленных типов,
так и описания соответствующих им линейных объектов (даек, жил, маркирующих горизонтов), видимая мощность которых не может быть выражена в масштабе карты.

Как правило, каждая точка геологической карты принадлежит одному и только одному возрастному геологическому подразделению.

На некоторых участках возрастные геологические подразделения не картируются.
Это площади, закрытые крупными водоемами, ледниками, а также за границами территории России.

Слой образований, перекрытых вышележащими отложениями. Данный слой несет информацию о площадях, на которых картируется двух- или трехъярусное строение, в том числе и не выходящие на поверхность интрузивные тела.

Слой вещественно-генетической принадлежности. Слой содержит данные о площадях, соотнесенных с различными литологическими, петрографическими и структурными разновидностями базовых подразделений, выделенными в легенде.
На традиционной карте объекты этого слоя показываются крапом или штриховкой, уточняющими вещественный состав и структуру отдельных частей геологических тел.

Объекты слоя, принадлежащие метаморфическим образованиям, должны быть охарактеризованы в ЦМ дополнительными элементами – линиями, задающими направление простирания соответствующих плоскостных структур (сланцеватости, гнейсовидности и т. п.).

Слой фаций регионального метаморфизма. Данный слой отражает площади распространения регионально-метаморфических пород.
В традиционном изображении – это области, покрытые крапом, отражающим фации регионально-метаморфических пород.

Слои вторичных изменений. Слои содержат информацию о зонах развития вторичных изменений и соответствующих им пород:
зонах мигматизации,

Слои вторичных изменений. Слои содержат информацию о зонах развития вторичных изменений и соответствующих им пород:
зонах гранитизации,

Слои вторичных изменений. Слои содержат информацию о зонах развития вторичных изменений и соответствующих им пород:
зонах контактового метаморфизма,

Слои вторичных изменений. Слои содержат информацию о зонах развития вторичных изменений и соответствующих им пород:
зонах динамометаморфизма (тектонитов),

Слои вторичных изменений. Слои содержат информацию о зонах развития вторичных изменений и соответствующих им пород:
зонах метасоматоза (в том числе гидротермалитов),

Слои вторичных изменений. Слои содержат информацию о зонах развития вторичных изменений и соответствующих им пород:
зонах развития диафтореза,

Слои вторичных изменений. Слои содержат информацию о зонах развития вторичных изменений и соответствующих им пород:
зонах гипергенеза,

Слои вторичных изменений. Слои содержат информацию о зонах развития вторичных изменений и соответствующих им пород:
полях развития коптогенных автохтонных пород, внемасштабных астроблем.

Каждый тип изменения рассматривается как отдельный нормативный слой.

В слои, описывающие зоны мигматизации, контактовые роговики, зоны метасоматоза и поля развития коптогенных пород, может включаться информация о неравномерности и степени интенсивности вторичных изменений.
Для этого вводятся дополнительные площадные объекты – «области повышенной интенсивности вторичного изменения».

В слои, описывающие зоны мигматизации, гранитизации и динамометаморфизма, включаются дополнительные элементы – линии, задающие направление простирания соответствующих плоскостных структур.

Слой разрывных нарушений. В этот слой включаются все сведения о разрывных нарушениях и зонах потери корреляции (предполагаемых разломах по геофизическим данным).

Слой структурных элементов, выделенных по космоснимкам. Данный слой задается для занесения сведений о линейных объектах, полученных в результате интерпретации космических снимков.

Слои изолиний. Этих слоев создается столько, сколько существует на карте видов изолиний.
Каждый слой включает все изолинии, несущие один геологический смысл.
Например, в один слой вносятся все изолинии, характеризующие глубину залегания кристаллического фундамента.

Слой вулканических структур. Данный слой представляет расположение кратеров вулканов (действующих и потухших), экструзивных и жерловых тел и трубок взрыва, выражаемых в масштабе карты, а также всех внемасштабных объектов, связанных с вулканической активностью и сейсмичностью.

Слой техногенных объектов. В этот слой заносятся все терриконы, отвалы, эфеля, хвосты обогащения; карьеры, разрезы открытой добычи; выемки.

Слой местоположений палеонтологических находок. Данный слой содержит места сборов остатков ископаемой флоры и фауны.

Слой элементов залегания. Слой включает все сведения об элементах залегания пластов и других структурных элементах (кливаж; линии течения, первичная полосчатость, первичные трещины и т. п.).

Слой пунктов определений палеомагнитных и радиологических характеристик. В этот слой заносятся все пункты, для которых имеются:
определения палеомагнитных векторов;
радиологические определения возраста.

Слой объектов наблюдения. Данный слой включает:
буровые скважины;
опорные обнажения;
места взятия опорных колонок донных отложений;
стратотипические разрезы;
внемасштабные участки донной обнаженности.

Слой петротипических массивов. В этот слой заносятся места расположения петротипических интрузивных массивов и метаморфических комплексов, которые представляются площадными объектами.