Автоматизированная система построения серийных геологических легенд и схем межсерийной корреляции
![Диссертация: Автоматизированная система построения серийных геологических легенд и схем межсерийной корреляции](https://niscu.ru/work/5118327/cover.png)
Впервые создано научно-методическое обеспечение объектного моделирования для решения геологических задач и показаны его возможности на примере моделирования геологического строения Предуральского краевого прогиба. Практическая значимость диссертации определяется тем, что ее результаты внедрены в 5 производственных подразделений МПР России, которые проводят работы по геологическому картированию… Читать ещё >
Содержание
- 1. Введение
- 2. Принципы автоматизированного построения серийных легенд к государственным геологическим картам
- 2. 1. Роль и место серийных легенд в общей структуре государственного геологического картографирования
- 2. 2. Существующие подходы и методы решения проблемы автоматизированного построения серийных легенд
- 2. 3. Содержание комплекта серийной легенды
- 2. 4. Главные принципы создания технологий автоматизированного построения серийных легенд и схем межсерийной корреляции
- 3. Технологический комплекс автоматизированного построения серийных легенд и схем межсерийной корреляции в объектно-ориентированной модели
- 3. 1. Систематизация геологического материала серийных легенд
- 3. 2. Банк данных серийных легенд, его структура и наполнение
- 3. 3. Архитектура технологического комплекса: структура, основные функциональные блоки, технико-технологические характеристики
- 3. 4. Объектное моделирование — как средство решения геолого-картографических задач
- 3. 5. Технология создания серийных легенд в объектно-ориентированной модели
- 4. Автоматизированное построение Южноуральской серийной легенды с использованием технологического комплекса «GeTeRa»
- 4. 1. Особенности геологического строения и металлогения Южного Приуралья
- 4. 2. Технология «GeTeRa» для анализа и отображения стратифицированных отложений
- 4. 3. Районирование территории и ранжирование геологических объектов серийных легенд
- 4. 4. Унифицированная операционная схема создания серийных легенд и схем межсерийной корреляции
- 4. 5. Построение Южноуральской серийной легенды и корреляционных схем средствами технологического комплекса в идеологии объектного моделирования
- 5. Прогнозная оценка Южного Приуралья на выявление месторождений медистых песчаников с использованием технологических комплексов GeTeRa и ПАРК
Автоматизированная система построения серийных геологических легенд и схем межсерийной корреляции (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук выполнена в Российском Университете Дружбы Народов и ОАО ВНИИЗарубежгеология. Работа явилась результатом обобщения авторских идей и разработок, направленных на создание системы автоматизированного построения серийных легенд к государственным геологическим картам и схем межсерийной корреляции средствами компьютерных технологий.
Одной из характерных тенденций развития мировой геологии является ее информатизация (развитие информационных систем и компьютерных технологий), а также повышение за счет этого многовариантности и достоверности прогнозных решений. Изучение особенностей геологического строения и закономерностей размещения всех видов полезных ископаемых базируются на выявлении объективных факторах и связях их образования и размещения. До появления компьютерных технологий в геологической картографии всегда был заложен большой процент субъективности, присущий в целом геологической науки. Вместе с тем, весь тот огромный фактический материал, накопленный и собранный российскими геологами, уже невозможно обобщить, переосмыслить и структурировать без использования компьютерных технологий (КТ) и информационно-аналитических систем (ИАС), составной частью и интеллектуальным ядром которых призваны стать серийные легенды. Многолетние работы, проведенные автором, по изучению эффективности использования компьютерных технологий в геологической картографии показали, что альтернативы этому направлению нет. Практически во всех случаях использование КТ повышает достоверность и обеспечивает многовариантность решений, ведет к пересмотру устоявшихся ранее взглядов на перспективность территорий.
Цель работы — создание методологии и научных основ автоматизированного построения серийных легенд к картам геологического содержания и схем межсерийной корреляции через механизмы объектного моделирования. В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи: разработка структуры и наполнение баз данных по серийным легендам и корреляционным стратиграфическим схемам Ураласоздание необходимой понятийной базы объектного геологического моделирования и адаптация ее к требованиям информационных технологийсоздание технологического комплекса по автоматизированному построению серийных легенд к геологическим картам нового поколенияадаптация созданного комплекса для построения серийных легенд и объектной модели геологического строения Предуральского краевого прогиба.
В работе исследуются теоретические и практические аспекты проблемы организации объектно-ориентированной базы геологических данных и знаний, а также, формулируются ключевые принципы создания автоматизированной системы построения серийных легенд к государственным геологическим картам нового поколения, обеспечивающих семантическую однородность компьютерного хранения и управления геологическими данными и знаниями. Используя принципы объектно-ориентированной организации геологических данных, на примере Южноуральской и Среднеуральской серийных легенд к Госгеолкарте-200, предпринята попытка создания методологических основ системной организации данных и их описания в объектной модели, обеспечивающей переход к построению и актуализации карт геологического содержания с прогнозной оценкой. Решения коллегии МПР России и У11 Всероссийского семинара «Компьютерное обеспечение Государственной программы Госгеолкарты-200» (декабрь 2000 г., г. Ессентуки) выделили данную проблему в разряд приоритетных, практическая реализация которой обеспечит переход к созданию геологических карт нового поколения [5,20,24] как элемента системы «Региональная геология и металлогения России». В связи с этим актуальность и важность темы сомнений не вызывает.
Материалом для выполнения работы послужили данные по серийным легендам Южно-Уральской и Среднеуральской серий листов Госгеолкарты-200, Государственная геологическая карта масштаба 1:200 ООО, а также базы данных и знаний созданные автором лично или под его руководством в процессе разработки и апробации технологического комплекса автоматизированного построения серийных легенд.
Диссертация является первой работой не только в России, но и в мире, в которой делается попыпса создания технологического комплекса построения серийных легенд, а также проведение с его использованием крупного научного обобщения по геологии Южного Приуралья. Научная новизна представленной работы определяется следующими факторами:
1. Впервые в мире создан технологический комплекс по автоматизированному построению серийных легенд и объектных моделей геологического строения территорий на базе комплексного анализа разнотипной информации и данных (карты, таблицы, графики, цифровые и текстовые материалы);
2. Впервые в объектной идеологии средствами автоматизированной технологии построена серийная легенда и схемы межсерийной корреляции для крупного геологического блока;
3. Впервые создано научно-методическое обеспечение объектного моделирования для решения геологических задач и показаны его возможности на примере моделирования геологического строения Предуральского краевого прогиба. Практическая значимость диссертации определяется тем, что ее результаты внедрены в 5 производственных подразделений МПР России, которые проводят работы по геологическому картированию в различных регионах России. Организация всего многообразия геологических, геофизических и металлогенических данных в виде конкретных объектных моделей различного иерархического уровня при автоматизированном построении серийных легенд переводит процесс геологического картирования на принципиально иной научно-концептуальный и практический уровень, улучшая качество представления материала, его объективное и оперативное отражение на всех типах карт. Главная же практическая ценность разработки — ведение и актуализация на производственном уровне ИАС «Региональная геология и металлогения России», а также объектное картографическое моделирование геологических явлений и процессов. Основные защищаемые положения можно сформулировать следующим образом:
1. Научной базой разработанного технологического комплекса для автоматизированного построения серийных легенд нового поколения служит объектно-ориентированное моделирование, основу которого составляют три классификационные методологии: классическая категоризация, концептуальная кластеризация и теория прототипов.
2. Построение в автоматизированном режиме схем межсерийной корреляции, Южноуральской и Среднеуральской серийных легенд на основе применения технологического комплекса позволило создать целостную систему баз знаний и баз данных для актуализации, мониторинга геологического строения территории.
3. Разработанная типовая прогнозная модель «медистых песчаников» и обоснование, на основе сравнительного многофакторного анализа геолого-металлогенических материалов Южноуральской серийной легенды, верхнепермского стратиграфо-металлогенического уровня формирования медного оруденения позволило выделить наиболее перспективные площади для его поисков в пределах Предуральского краевого прогиба.
Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на Ученых советах ВНИИЗарубежгеологиина Всероссийских совещаниях «Компьютерное обеспечение Государственной программы ГДП-200» (г.Ессентуки, 1998, 2000; г. Красноярск, 1999) — на Всероссийских совещаниях по проблемам Госгеолкарты-1000 нового поколения (Санкт-Петербург, 1998, 1999) — на Международном геологическом конгрессе (Рио-де-Жанейро, 2000) — на Международной конференции «300-летие Российской геологической службы» (Санкт-Петербург, 2000), на заседании бюро НРС МПР России (Санкт-Петербург, 2002). По теме диссертации опубликовано 10 работ и 1 находится в печати.
Диссертационная работа состоит из 6 глав, включая введение и заключение, содержит 119 страниц текста, в том числе 44 рисунка, 5 таблиц.
Список литературы
включает 66 наименований.
Заключение
Автоматизированное построение серийных легенд в объектно-ориентированной модели средствами технологического комплекса «GeTeRa» представляет собой первую попытку систематического описания сложнейшего процесса автоматизированного анализа и построения серийных легенд средствами компьютерных технологий.
В условиях перехода геологических предприятий отрасли на создание новых информационных продуктов (ГИС-Атласы, Госгеолкарта-1000 третьего издания) технологический комплекс «GeTeRa», разработанный автором и апробированный им на материалах Южнои Среднеуральской серийных легенд, является новым рабочим и удобным инструментарием по разработке и совершенствованию серийных легенд.
Использование объектного моделирования и разработанных на его принципах компьютерная технология автоматизированного построения легенд становится объективным условием, определяющим эффективность и достоверность решения геологических и прогнозных задач. В технологии заложены широкие возможности использования многочисленных баз данных для группирования тех факторов, которые описывают оптимальную модель геологического объекта. Организация геологических данных в форме объектной модели позволяет наглядно и динамично в автоматизированном режиме вести мониторинг геологического строения любых территорий или геологических блоков.
Разработанная автором технология позволяет хранить и анализировать в единой информационной среде огромные массивы разноплановой информации, обеспечивая оперативный доступ и актуализацию данных.
Использование в программной среде «GeTeRa» многочисленных методов агрегирования и анализа информационных массивов Южноуральской серийной легенды дало возможность минимизировать многозначность интерпретации и ненадежность выводов, явлений свойственных для трудно формализуемых знаний, к которым безусловно относится построение серийных легенд и прогноз в геологии.
Введение
в компьютерную технологию объектного моделирования, эмпирических правил, основанных на опыте эксперта и базы знаний, и системы коэффициентов, отражающих степень уверенности эксперта в правильности выбранного им решения, позволили в значительной степени преодолеть данные ограничения.
Прогнозно-металлогеническая оценка на медное стратиформное оруденение южной части Предуральского краевого прогиба с использованием технологий ПАРК и объектного моделирования в ТК «GeTeRa» продемонстрировала их работоспособность и эффективность, подтвердив высокий ресурсный потенциал региона на данный вид сырья. Сформированные прогнозные модели «медистых песчаников» позволили с высокой степенью корректности выделить несколько перспективных площадей в ранге потенциальных рудных зон и проследить развитие продуктивной толщи верхнепермских отложений татарского яруса и верхнеказанского подъяруса на площади исследований.
Список литературы
- Арсеньев Б.П., Карпузов А. Ф., Карпузова Н. У., Токарева М. Н. Принципы автоматизированного описания серийных легенд к Госгеолкарте-1000/3 в объектной модели. Региональная геология и металлогения. СПб, ВСЕГЕИ, № 13,2000.
- Бугаец А.Н., Вострокнутов Е. П., Вострокнутова А. И. Система представления знаний для решения прогнозных геологических задач. Сб. «Научно-технический прогресс в геологии». М, СЭВ, 1987, с.80−85.
- Бугаец А.Н., Вострокнутов Е. П., Вострокнутова А. И. Применение экспертных систем в геологическом прогнозировании. М., ВИЭМС, 1986, с. 60.
- Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование. М.: Изд. «Бином», СПб.: «Невский диалект», 1998, 560 с.
- Временные требования к организации, проведению и конечным результатам геологосъемочных работ, завершающихся созданием Госгеолкарты-200 (второе издание). МПР РФ, М., 1999,160 с.
- Дополнения к стратиграфическому кодексу России. СПб, 2000
- Дюков А.В., Яковлев В. И. Общие поиски стратиформных месторождений меди в Предуральском краевом прогибе. Оренбург, 1989.
- Инструкция по составлению и подготовке к изданию листов Государственной гелогической карты Российской Федерации масштаба 1:200 000 М.: Роскомнедра, 1995,244 с.
- Информационные стандарты представления первичных геологических данных при ГСР-200. Кн.1 «Информационно-логическая структура описания первичных геологических данных"/ Москаленко З. Д., Арсеньев Б. П., Павлова Т. А. СПб. СпецИКЦ РГ, 1999
- Караулов В.Б., Комаров В. Н. Отчет о научно-исследовательсклй работе по теме: разработка основных вопросов стратиграфии нижнего и среднего палеозоя Уфимского амфитеатра (Средний Урал) в связи с проведением ГДП-200. М. 1998,40 с.
- Карпузов А.Ф., Котельников Е. И., Мецнер Д. Б. ГИС ПАРК глазами геологов.// Информ. Бюллетень ГИС-Ассоциации, 1997, № 3, с.31−47.
- Карпузов А.Ф., Морозов А. Ф., Москаленко З. Д., Жуков Р. А. Региональные геологические данные информационно-логическая основа ГБ ЦГИ. //Разведка и охрана недр, 1995, № 10, с.33−35.
- Карпузов А.Ф., Морозов А. Ф. Геологическое картирование и географические информационные системы. Отечественная геология, 1995, № 11, с.3−7.
- Карпузов А.Ф., Черемисина Е. Н. Прикладные информационные системы при решении задач геокартирования и прогноза полезных ископаемых.// Разведка и охрана недр, 1997, № 6, с. 23−24.
- Карпузов А.Ф., Костяков B.C., Рыбалкина Н. И. Система государственного информационного обеспечения недропользования. В сб. „Геоинформационные технологии. Управление. Природопользование. Бизнес.“ М., ГИС Ассоциация, 1997.
- Карпузов А.Ф., Костяков B.C., Морозов А. Ф., Ротфельд И. С. Геологическое картирование, цифровые базы данных и компьютерные технологии составные звенья единой информационной системы недропользования России. М., ГИС-Обозрение, 1997, № 2, с.60−61.
- Karpuzov A., Morozov A., Putinsev V., Strelnicov S., Starchenko V. Organization structure and strategy of geological mapping in Russia. 18 International Cartographic Conference. • Stockholm. Sweden, 1997, p.227−230.
- Карпузов А.Ф., Морозов А. Ф., Чочия Г. Л., Маслов А. Ф., Цыганов В. А. Информационно-аналитическая система „Госгеолкарта России“ составная часть единой информационной системы недропользования. Отечественная геология, 1999, № 1, с.
- Карпузов А.Ф., Чочия Г. Л., Маслов А. Ф. Стратегия геологического картографирования и модель цифровой геологической карты нового поколения. В сб. „Материалы 13 Международного Совещания по информатике геологических служб мира“. М., ГлавНИВЦ, 1998.
- Карпузов А.Ф., Морозов А. Ф., Кочетков М. В. Стратегия современного развития геологического картографирования. Разведка и охрана недр, 1998, № 6, с. 5−7.
- Карпузов А.Ф. Компьютерная картография в региональном изучении недр. //Тезисы докл. в сб. „5 Всероссийское Совещание по компьютерным технологиям“. Ессентуки, 1998, с.7−13.
- Карпузов А.Ф., Карпузова Н. У. Компьютерное сопровождение ГДП-200: новый вид работ или составная часть традиционных? // Компьютерное обеспечение работ по созданию государственной геологической карты Российской Федерации. -Новочеркасск, 1998, с.36−37.
- Карпузов А.Ф., Карпузова Н. У. Современное состояние и перспективы компьютерных систем обработки данных в геологии. М. Геоинформарк, 1999, вып. 6, с. 21−39
- Карпузов А.Ф., Карпузова Н. У. Концептуальные подходы к содержательной части прогнозно-металлогенического блока Госгеолкарты-1000 (третье поколение). //Тезисы доклада на Ш Совещании по Госгеолкарте-1000,16−19 марта 1999 г. СП6Д999, с.36−37.
- Карпузов А.Ф., Карпузова Н. У. Прогнозно-металлогенический блок в комплекте Госгеолкарты-200 и Госгеолкарты-1000. М., Руды и металлы, 2000, № 1, с.27−32.
- Карпузова Н.У., Токарева М. Н. ГИС-Проект „Госгеолкарта-200“ в программной среде ГИС ПАРК.» //Тезисы доклада В сб. Компьютерное обеспечение работ по созданию государственной геологической карты Российской Федерации. Ессентуки, 1998, с.101−103.
- Карпузова Н.У., Токарева М. Н. Электронный Атлас страто-петротипов Средне-Южноуральской легенд серий Госгеолкарты-200. //Компьютерное обеспечение государственной программы Госгеолкарта-200. Новочеркасск, 2000, с.66−71
- Карпузова Н.У., Арсеньев Б. П., Карпузов А. Ф., Токарева М. Н., Степанов Д. Н., Чочия Г. Л. Объектное моделирование и автоматизированная технология построения серийных легенд. М., Геоинформарк, 2001, вып. 6, с. 76
- Кривцов А.И., Нарсеев В. А. Геологоразведочный процесс и прогнозно-поисковые комплексы. Сов. Геология, 1987, № 1, с. 17−27.
- Критерии прогнозной оценки территорий на твердые полезные ископаемые. Л., Недра, 1986.
- Козлов Е.И., Хохода Т. А. Отчет по результатам поисков месторождений медистых песчаников, проведенных Каргалинской партией в 1962−63 г.г. Оренбург, 1964.
- Кулева Г. В. Верхнеказанские и татарские континентальные отложения южной части Предуральского краевого прогиба. Саратов, СГУД975.
- Кулева Г. В. Континентальные казанские отложения восточной части Предуральского краевого прогиба в пределах Оренбургского Приуралья. Вопросы геологии Южного Урала. 1974, вып.29,4.1
- Лурье А.М. Генезис медистых песчаников и сланцев. М., Наука, 1988, с. 182
- Марченко В.В., Межеловский Н. В., Немировский Э. А. Компьютерный прогноз месторождений полезных ископаемых. М., Недра, 1990.
- Методические рекомендации по составлению серийных легенд Госгеолкарты-200. СПб, 1998
- Методические рекомендации. Технология автоматизированного построения серийных легенд и корреляционных схем. Карпузова Н. У., Карпузов А. Ф., Токарева М. Н., Арсеньев Б. П, Степанов Д. Н. СПб, ВСЕГЕИ 2002 в печати
- Наркелюн Л.Ф., Салихов B.C., Трубачев А. И. Медистые песчаники и сланцы Мира. М., Недра, 1983.
- Наседкина В.А., Бороздина Г. Н. Конодонты из пограничных отложений среднего и верхнего девона на Восточном склоне Среднего Урала. В сб. Проблемы стратиграфии и палеонтологии Урала. Екатеринбург, 1999, с.45−51.
- Объяснительная записка к стратиграфическим схемам Урала (докембрий, палеозой). 1У Уральское межведомственное стратиграфическое Совещание. Свердловск, 1990 Екатеринбург, 1994,152 с.
- Объяснительная записка к стратиграфическим схемам Урала (мезозой, кайнозой). IV Уральское межведом, стратигр. совещ. Свердловск, 1990, Екатеринбург, 1997, 139 с.
- Овчинников Л.Н. Полезные ископаемые и металлогения Урала. М., Геоинформмарк, 1998.
- Отчет о результатах опытно-методических работ по применению компьютерной технологии ГИС ПАРК при геологическом доизучении площадей масштаба 1:200 000 на территорию листов M-40-II-III-IV. Карпузова Н. У., Токарева М. Н. и др. М.1998
- Постановления МСК и его постоянных комиссий, вып.26. СПб, 1992.
- Постановления МСК и его постоянных комиссий, вып.27. СПб, 1994.118
- Постановления МСК и его постоянных комиссий, вып.28. СПб. 1996.
- Постановления МСК и его постоянных комиссий, вып. 29. СПб, 1997.
- Постановления МСК и его постоянных комиссий, вып. 30. СПб, 1998.
- Постановления МСК и его постоянных комиссий, вып.31. СПб, 1999.
- Построение экспертных систем под ред. Ф. Хейеса-Рота, Д. Уотермана, Д.Лената. М., Мир, 1987.
- Скрипченко Н.С. Прогнозирование месторождений цветных металлов в осадочных породах. М., Недра, 1989.
- Среднеуральская серийная легенда (составители: Шалагинов В. В., Стефановский В.В.) Екатеринбург, 1998.
- Стратиграфический кодекс. Издание второе, дополненное. МСК, СПб, 1992, 120 с.
- Стратиграфические кодексы. Теория и практическое использование. Жамойда А. И., Ковалевский О. П., Моисеева А. И. СПб, 1996,144 с.
- Стратифицированные месторождения меди СССР. Л., Недра, 1973.
- Стратиграфические схемы Урала (докембрий, палеозой). Екатеринбург, 1993,151 л.
- Стратиграфические схемы Урала (мезозой, кайнозой). Екатеринбург, 1997,27 л.
- Термины и понятия, используемые при прогнозно-металлогенических исследованиях, под ред. Кривцова А. И., Терентьева В. М. СПб, ВСЕГЕИ, 1991.
- Хаин В.Е. От геологических формаций к лито динамическим комплексам. Вестник МГУ, серия 4 Геология, 1991, № 3, с. 18−21.
- Яковлев С.А., Арсеньев Б. П., Ильин В. П. Интеграция распределенных баз данных на основе сетевых технологий: Учебн. пособие: СПб., Изд.полигр. Центр СПб ГЭТУ (ЛЭТИ), 1998. 68 с.