Компьютеризация процессов геологической съемки

СОДЕРЖАНИЕ: Данная работа посвящена изучению обоснованность применения информационных технологий для решения вопросов осуществления качественной работы по осуществлению геологической съемки и обработки результатов полученных в ходе неё

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

__________________________________________________________

Кафедра Информатики и проектирования систем

Реферат

Компьютеризация процессов геологической съемки.

Выполнил: ст-т гр. 2б53 Салахутдинов М.Х.

Принял: доц. Хамухин А.А.

Томск - 2006

Оглавление.

ВВЕДЕНИЕ.. 3

ОБЗОР ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ... 5

ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В АЭРОСЪЁМКЕ.. 7

Заключение. 10

Список использованных источников. 11

ВВЕДЕНИЕ

Данная работа посвящена изучению обоснованность применения информационных технологий для решения вопросов осуществления качественной работы по осуществлению геологической съемки и обработки результатов полученных в ходе неё.

Геологическая съёмка , комплекс полевых геологических исследований, производимых с целью составления геологических карт и выявления перспектив территорий в отношении полезных ископаемых. Г. с. заключается в изучении естественных и искусственных обнажений (выходов на поверхность) горных пород (определение их состава, происхождения, возраста, форм залегания); затем на топографическую карту наносятся границы распространения этих пород. Г. с. сопровождается сбором образцов пород, минералов и окаменелостей. Проводится согласно инструкциям, утвержденным Министерством геологии СССР. Характер исследований зависит от масштаба съёмки. Различают мелко-, средне-, крупномасштабные, а также детальные съёмки.

Таким образом, задачей специализированных программ работающих в этом напрввлении является обработка и хранение достаточно большого объёма, полученных в результате съмки данных, а также построение плоской и в некоторых случаях пространственной модели изученного объекта.

В настоящее время вопрос о пространственном геологическом моделировании с применением ЭВМ – новое течение в геологии как у нас, так и за рубежом. Средства и методы информационной технологии в данное время применимы в различных сферах деятельности человека. Также не безуспешно использование информатики в науках с определенно требуемым классом точности, оперируемым с различными величинами, выраженными в количественной форме, поддающимся измерениям и последующей математической обработке. В подобных дисциплинах процедуры геологического моделирования успешно заменяются методами «вычислительного эксперимента», позволяющими избегать сложных и дорогих натурных опытов на моделях и заменять их расчетами на ЭВМ. На сегодняшний день накоплен опыт и достигнуты определенные успехи внедрения информационной технологии в геологические науки. Но несмотря на потрясающие возможности этой технологии и современных вычислительных средств, результаты применения их в области технических наук, а именно в геологии, нельзя считать достаточно позитивными. Это вызвано может быть тем, что геология, как правило, оперирует с большим потенциалом информации описательного характера, слабоформализованной и в силу этого плохо пригодной для обработки на ЭВМ.

[1]

ОБЗОР ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

DATAMINE (Datamine International United Kingdom)

Пожалуй самая популярная горно-геологическая система.

Распространяется с 1968 г. В настоящий момент выпущена новая версия 4.0 для Windows 98/NT

С более удобным интерфейсом пользователя. Системой пользуются несколько тысяч консультационных фирм и горно-рудных предприятий всего мира, в том числе СНГ. Многие эксперты считают ее наиболее мощной и проверенной на практике при проектировании и работе горных предприятий. Имеется весьма обширная документация, частично переведенная на русский язык, однако полной русификации последней версии программы пока нет. MICROMINE (Micromine Pty Ltd, AUSTRALIA)

Система имеет довольно широкое распространение по всему миру и эксплуатируется на многих крупных горно-рудных предприятиях (несколько сот ведущих компаний).

Систему отличает современный дружественный интерфейс пользователя, научная обоснованность методических подходов к решению горно-технических задач и высокое качество программной реализации положенных в основу идей. Имеются следующие модули: ядро, контур, модель поверхности, дисплей I и II, скважина I и II, геология, контроль качества, проектирование рудника, моделирование рудного тела, графопостроение, статистика, линии и контуры, проектирование рудника на пластовых залежах, маркшейдерия I и II, подземные горные работы.

Система работает на различных платформах, начиная с 486-ого IBM совместимого ПК и заканчивая UNIX–станциями типа SUN SPARCStation, DEC и Hewllet-Packard.

VULCAN (Maptek, AUSTRALIA)

Модульная программная система для моделирования месторождений, обеспечения ведения открытых и подземных горных работ. Позволяет решать большой круг горно-технических задач, начиная от построения ЦММ для подсчета запасов и кончая оперативным планированием горных работ. Совершенная и реалистичная трехмерная графика. Перечень решаемых задач практически аналогичен возможностям систем Mineskape или Datamine, отличаясь оригинальной методикой и реализацией эффективных алгоритмов.

Фирма предлагает к системе Vulcan отдельный модуль календарного планирования горных работ Shute , который позволяет осуществлять автоматическую нарезку блоков в заданных контурах и получать графики оптимальной отработки взрывных блоков. При этом рассматриваются все влияющие факторы и ограничения. Используется трехмерная интерактивная графика компьютера Silicon Graphics.

Первоначально пакет был предназначен для работы на мощных графических рабочих станциях фирмы Silicon Graphics Inc. Сейчас имеется версия для Windows NT

SURPAC Software International(AUSTRALIA, SSI)

Является быстро развивающейся компанией, которая продала к настоящему моменту более 2800 лицензий по всему миру. Компания образована в 1982 г., разрабатывает программное обеспечение для разведки, планирования горных работ и экологии. Surpac является одним из лидеров создания качественной 3D-графики для горных приложений, которые работают под Windows 95/NT и на платформе UNIX.

Скоро обещают выпустить версию с меню на русском языке; имеется практическое руководство пользователя с реальными данными, гарантирующее быстрое обучение и продуктивность изучения; система совместима с наиболее популярными СУБД и легка в использовании; цена ниже, чем у аналогичных систем, однако составляет более 6 тыс. фунтов стерлингов.

TECHBASE (Minesoft, USA)

В системе используется СУБД оригинальной архитектуры, однако, можно считывать текстовые ASCII-файлы с данными. Возможности системы следующие:

Интерполяция на основе геостатистики;

Блочно-каркасное моделирование залежей;

Расчет устойчивости откосов;

Расчет оптимальных границ карьера;

Подсчет запасов и календарное планирование горных работ;

Моделирование течения подземных вод;

Экспорт-импорт данных в различные системы(AutoCAD, dBase и т.д.).

TechBase может быть установлена на IBM-совместимых ПК, машинах семейства MACINTOSH, рабочих станциях IBM, Hewlett-Packard, Sun Microsystems.

Расширенный вариант системы приобретен Михайловским горнообогатительным комбинатом в 1994 г

GEOSTAT Software Inc (Canada)

Предлагает пакеты для моделирования рудных тел, подсчета запасов и планирования горных работ. Пакет POLYCAD предназначен для подсчета запасов по методу полигонов Вороного (многоугольников близости при подсчете горизонтальными сечениями). Подсчет запасов на основе блочной модели с использованием пакета BLKCAD может осуществляться интерактивно для двумерного или трехмерного вариантов. Близкими техническими характеристиками обладает и система microLYNX (LYNX Geosystem Inc., Canada – http:// www. minesoft. com ), предназначенная для геологии, горного дела и экологии.

INTERGRAPH (Intergraph, США)

Корпорация широкого профиля, производящая оборудование и программное обеспечения для решения задач САПР, нефте- и газоразведки, геофизики, экологии и картографии. Одним из продуктов для геологии и горного дела является программа Voxel Analyst для Windows NT, позволяющая моделировать и визуализировать сложные геоэкологические объекты, вести подсчет объемов и запасов полезных ископаемых.

Оптимизаторы добычи полезных ископаемых

NVP Scheduler (Earthworks, Australia)

Система оптимизации открытой добычи полезных ископаемых от недавно появившейся на горизонте компании, дочерней по отношению к DATAMINE. Современный дружественный Windows интерфейс, экспорт и импорт данных в форматы ARC/INFO, AutoCAD, Surpac, Datamine, Whittle, ASCII и др. Компания предлагает также пакет VROOM для создания и отображения картин виртуальной реальности в формате VRML по результатам моделирования горно-геологических объектов.

[2]

ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В АЭРОСЪЁМКЕ

СОЗДАНИЕ НА БАЗЕ ArcView Gis ver 3.x ТЕХНОЛОГИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ВЫПОЛНЕНИЯ АЭРОСЪЕМОЧНЫХ РАБОТ.

В последние десятилетия прошлого века в нашей стране постоянно возрастал объем аэросъемочных работ. При этом процесс проектирования маршрутов полетов проходил на бумажной картографической основе, а выполнение полетов визуально. С развитием технических средств возникло желание перенести технологический процесс выполнения аэросъемочных работ на компьютерную основу.

При анализе технических средств и производственного процесса определилось направление, которое в настоящее время вылились в отлаженную технологию выполнения аэросъемочных работ. Основой этой технологии является геоинформационная система от ESRI ArcView Gis v3.x. Используя мощнейшие возможности данной программы, такие как изменение интерфейса, связь с другими приложениями и базами данных, написание собственных программ, работа с различными форматами данных, сформированы три приложения по проектированию маршрутов аэросъемки, выполнения полетов и анализа траектории полета, которые позволяют значительно повысить эффективность выполнения работ. Эти приложения являются разносторонними и многофункциональными, а их реализация на платформе ArcView дополнительно обогащает приложения своими мощными возможностями. В данной статье мы только кратко рассмотрим возможности технологии. Функции, которые заложены в нее специалистам интуитивно понятны и могут быть легко перечислены. Все особенности и достоинства кроются в подходе к реализации.

Приложение 1 : Формирование проекта аэросъемки

На основе цифровых карт и параметров аэросъемки, используя возможности языка Avenu, автоматизировано формируется и корректируется проект аэросъемки (рис. 1), т.е. аэросъемочные маршруты. Созданный проект при помощи ODBC помещается в специализированную базу данных в формате MS Access. При помощи этого приложения сформировано более десятка проектов, в том числе таких сложных как проектирование маршрутной съемки (продуктопроводы, дороги) .

Приложение 2 : Навигационная программа выполнения полетов

Это приложение является одним из центральных и мощнейших составляющих всей технологии. Его интерфейс представлен на рис. 2. Основными функциями являются:

Извлечение из специализированной базы данных в формате MS Access и отображение информации о проекте аэросъемки совместно с цифровой картографической основой;

Прием от обработчика COM-порта посредством DDE, отображение и регистрация в специализированной базе данных в формате MS Access (этот процесс проходит с интенсивностью более 1 раза в секунду) информации от GPS, аэрофотоаппарата, тепловизора;

Отображение во время полета навигационной информации, необходимой для эффективного управления воздушным судном (координаты, курс, расстояния, уклонения, траектории и т.д. ).

Приложение прошло процесс производственной эксплуатации более 300 часов для различных видов аэросъемки на воздушных судах разного класса. Хотелось бы особо отметить, что данное приложение использует офисную ГИС ArcView 3.х как мощную программу, которая оперирует с большой скоростью потоками данных (схема рис.3.).

Приложение 3 : Анализ полетов после выполнении аэросъемки

При помощи этого приложения информация о траектории полета, местах экспозиции аэрофотоаппарата, съемки тепловизора и др., записанная в процессе выполнения аэросъемки, извлекается из специализированной базы данных в формате MS Access и отображается в Виде ArcView с использованием цифровой картографической основы. Это дает мощные возможности экспресс оценки количества и качества выполнения аэросъемки.

На современном рынке имеется целый ряд программных продуктов решающих задачи выполнения аэросъемочных работ. В качестве примера можно привести наиболее мощную систему Ascot, входящую в аэросъемочный комплекс RC-30 фирмы LH Systems. Одним из серьезных недостатков этих систем является низкий уровень использования цифровых карт, узкая аппаратная ориентация и ограниченная, закостенелая функциональность. Напротив технология, построенная на базе системы ArcView Gis, постоянно развивается, и может быть легко адаптирована под другие задачи.

Рис.1 Пример сформированного проекта аэросъемки

Рис.2 Внешний вид программы выполнения полетов

Рис.3 Функциональная схема работы программы выполнения полетов

[3]

Заключение.

В ходе работы мне удалось ознакомиться с проблемами использования информационного подхода в решении задач в геологии. Узнать основные направления в развитии специализированных программ по данному направлению и самые распространенные из существующих программ. А также мне удалось детально изучить технологии проектирования и выполнения аэросъемочных работ с использованием специализированной программы ArcView Gis ver 3.x.

Список использованных источников.

1. [http://www.uran.donetsk.ua/~masters/2005/ggeo/mirievskiy/diss/index.htm]-фрагмент введения автореферата Мириевского Р.В.

2 [П.В. Васильев (ВИОГЕМ). Развитие горно-геологических информационных систем. Информационный бюллетень. ГИС ассоциация, № 2 (19), 1999 г., стр. 32-33]

3.[http://www.airdz.ru/stat3.html]-статья на сайте, посвященном аэроэкологии.

Скачать архив с текстом документа