Введение
1.1 Общие понятия и определения гидрогеологии и гидрогеохимии 8
1.2 Анализ публикаций и исследований на тему гидрогеологического
картирования с использованием ГИС технологий 14
1.3 Обзор технологических решений 21
1.3.1 Корпоративные информационные системы
1.3.2 Инфраструктура пространственных данных
1.4 Обзор программного обеспечения 28
1.4.1 Полнофункциональная ГИС ESRI ArcGIS 28
1.4.2 Полнофункциональная ГИС Global Mapper 29
1.4.3 Векторизатор Easy Trace
2 Обобщение, систематизация алгоритмов и наполнение ГИС подземных промышленных и минеральных вод Красноярского края 31
2.1 Блок «Векторные данные» 32
2.1.1 «Готовый ГИС-проект; Электронная карта».
2.1.2 «Набор векторных слоев» 36
2.1.2.1 Гидрогеологическое районирование 2011 года 36
2.1.2.2 Топографическая основа 40
2.1.2.3 Особо охраняемые территории 46
2.1.2.4 Карта почв 48
2.1.2.5 Гидрохимический состав 48
2.2 Блок «Растровые данные» 51
2.2.1 Подключение к WMS-серверу 52
2.2.2 «Сканированное (Карта)» 53
2.2.2.1 Гидрогеологическая карта масштаба 1:2 500 000 53
2.2.2.2 Карта растительности на территорию Красноярского края 58
2.2.2.3 Растровая геологическая карта масштаба 1:1 000 000 60
2.2.2.4 Оцифровка карты структурно-тектонической приуроченности
проявлений промышленных вод Красноярского края 64
2.2.2.5 Оцифровка карты перспективных площадей промышленных вод
Красноярского края 67
2.3 Блок «Текстовые данные» 68
2.3.1 «Электронные данные» 70
3 Организация хранения и доступа к данным ГИС подземных промышленных и минеральных вод красноярского края 75
Заключение 80
Список используемых источников 81
Приложение А Структура гидрогеологической карты Территории Российской Федерации масштаба 1:2 500 000 85
Приложение Б Гидрогеологические горизонты и комплексы 86
Приложение В Карта водообильных и геодинамических активных зон 87
Приложение Г Инженерно-геологическая карта Пермского края 88
Приложение Д Топографическая основа масштаба 1:15 000 000 89
Приложение Е Топографическая основа масштаба 1:10 000 000 90
Приложение Ж Топографическая основа масштаба 1:5 000 000 91
Приложение З Топографическая основа масштаба 1:2 500 000 92
Приложение И Окрестности г.Норильска. OSM с добавлением изолиний и слоя почв 93
Приложение К Общая стратиграфическая (геохронологическая) шкала 94
(по состоянию на 2014г.) 94
Приложение Л Слой «Растительность» 95
Приложение М Исходная карта структурно-тектонической приуроченности проявлений промышленных вод Красноярского края и Тувинской АССР 96 Приложение Н Макет карты структурно-тектонической приуроченности проявлений промышленных вод Красноярского края 97
Приложение О Исходная карта перспективных площадей промышленных вод Красноярского края и Тувинской АССР 98
Приложение П Макет карты перспективных площадей промышленных вод Красноярского края 99
Сопроводительные документы 100
Актуальность данной работы заключается в том, что в настоящее время отсутствуют сводные данные по минеральным и промышленным водам Сибирского региона. Имеющаяся информация различна по времени получения, разнородна и сконцентрирована в основном в фондовых геологических отчетах, которые хранятся в геологических фондах Роснедр и не являются общедоступными материалами. Нет централизованного и систематического сбора информации. Правильная организация сбора анализа и систематизации материалов фондовой, архивной и опубликованной геолого-гидрогеологической информации по подземным водам и отражение ее в картографическом виде позволит рационально управлять этим ресурсом принимать решения об использовании и охране месторождений подземных вод.
Развитие информационных технологий в стране обусловило создание в середине 80-х гг. первой в гидрогеологии компьютерной информационной системы - системы государственного водного кадастра. Решение проблем охраны окружающей среды на государственном уровне привело к расширению природоохранных задач в гидрогеологии и становлению нового геоинформационного направления - эколого-гидрогеологических исследований и картографирования. Прогресс в области компьютерной техники и программных продуктов 90-х гг. показал, что сложились реальные возможности перехода к автоматизации построения и использования гидрогеологических карт в электронном виде. В течении последних нескольких лет идет тенденция к онлайн распространению геологических и гидрогеологических электронных карт. После создания макетов электронных карт, они подготавливаются для публикации на различных серверах и платформах. После публикации, пользователи имеют доступ к атрибутивной информации электронных карт.
Исходные концептуальные положения автоматизированного построения и использования государственных гидрогеологических карт (АПГК) обусловливаются принципами составления Госгеолкарт масштабов 1: 1 000 000 и 1:200 000 и структурно в значительной мере им соподчинены. Реализация этих условий достигается путем обязательного использования цифровых географической и геологической карт как базовых. Вместе с тем АПГК должно унаследовать принципы фундаментальных компьютерных технологий географических информационных систем (ГИС). Необходимо также рационально объединить в комплекс действующие программные системы подразделений геологической службы с применением зарекомендовавших себя пакетов ГИС-технологий.
Создание современной карты гидрогеологического районирования территории Российской Федерации и схем гидрогеологической стратификации как картографической гидрогеологической основы определяется необходимостью геокодированием объектов геологоразведочных работ на подземные воды, месторождений подземных вод, предоставленных в пользование участков недр для геологического изучения и добычи подземных вод к соответствующим гидрогеологическим структурам, водоносным горизонтам и комплексам, а также ведение учета перечисленных объектов с применением компьютерных технологий.
В настоящее время в России ведутся работы по составлению гидрогеологических карт масштабов 1:2 500 000, 1:1 000 000. В результате этих работ будут получены комплекты электронных карт, но не полнофункциональные ГИС.
Целью данной работы является создание ГИС подземных промышленных и минеральных вод Красноярского края, для хранения, систематизации и распространения пространственной информации для корпоративных пользователей.
Задачи:
- провести обзор публикаций и нормативных документов, связанных с гидрогеологическим картированием и использованием ГИС-технологий;
- провести анализ исходных материалов;
- на основе анализа исходных материалов, подобрать программное обеспечение для создания ГИС подземных промышленных и минеральных вод Красноярского края;
- провести систематизацию исходных матсрнанов;
- разработать схему информационных потоков в ГИС;
- описать алгоритмы и анол ыси и я ГИС;
- организовать хранение И доступ к ДаННЫМ ГИС.
В результате проделанной работы была создана ГИС подземных промышленных и минеральных вод красноярского края. Проведен обзор научных статей, публикаций и нормативных документов по теме гидрогелогического картирования с использованием ГИС-технологий. Выполнен анализ исходных материалов и их классификация, таких как фондовые отчеты прошлых лет, данных современных исследований, данные открытых источников. Подобрано программное обеспечение для создания ГИС подземных промышленных и минеральных вод Красноярского края. Систематизированы и обобщены исходные материалы по типу данных. Разработана схема исходных данных и информационных потоков в ГИС. Описаны алгоритмы наполнения ГИС подземных промышленных и минеральных вод Красноярского края пространственной информацией. Организация хранения данных максимально приближена к требованиям методического руководства по составлению и подготовке к изданию листов Государственной геологической карты Российской Федерации масштаба 1:1 000 000 (третьего поколения). Организованны различные уровни доступа к данным ГИС подземных промышленных и минеральных вод Красноярского края.
ГИС подземных промышленных и минеральных вод Красноярского края являет основой для корпоративной ИПД. Данная ГИС будет наполнятся фондовыми материалами по подземным водам, а также данными современных исследований.
1. С. Л. Шварцев. Общая гидрогеология: учебник для студентов вузов, обучающихся по направлению "Геология" и "Прикладнаа геология" / С. Л. Шварцев. Национал. исслед. Томск. политехн. ун-т. - 2-е изд., перераб. и доп.- Москва : Альянс, 2012. - 601 с.
2. Е. В. Посохов. Общая гидрогеохимия: монография / Е. В. Посохов. - Ленинград : Недра, 1975. - 208 с.
3. ГОСТ Р 54316-2011 Воды минеральные природные питьевые. Общие технические условия. - Введ. 01.07.2012. - Москва : Стандартинформ, 2012. - 55 с.
4. Берлянт, А.М. Геоинформационное картографирование для решения задач геоэкологии / А.М. Берлянт // Всероссийская науно-практическая конференция. Геоэкологическое картографирование. Тезисы докладов ч.1. - 1998. -С. 26 -31.
5. Васильев, Г.Д. Компьютерные технологии геоэкологического картографирования / Г.Д. Васильев, В.В. Куренной, Ю.Б. Челидзе // Всероссийская научно-практическая конференция. Геоэкологическое картографирование. Тезисы докладов ч.1. - 1998. -С. 31-34.
6. Требования к цифровым гидрогеологическим картам масштаба 1:1 000 000, 1:200 000 и разрезам к ним. - Москва: Министерство природных ресурсов РФ,-2000г., 41 с. прилож. 3.
7. Сайт Всероссийского НИИ гидрогеологии и инженерной геологии [Электронный ресурс]:- Режим доступаwww.vsegingeo.ru/(16.02.2017)
8. Куренной, В.В. Гидрогеологическая карта Российской Федерации. Принципы составления / В.В. Куренной, Р.К. Шахнова // Материалы XVIII совещания по подземным водам Сибири и Дальнего Востока -2006. -С. 180- 183.
9. Копылов, И.С. Геологическое строение и ресурсы недр в Атласе Пермского краа /И.С. Копылов, А.В. Коноплев // Вестник Пермского Университета - Вып. 3 (20) - 2013 - С. 5 - 30.
10. Щербаков, С.В. Применение ГИС-технологий при мелкомасштабном районировании гидрогеологических условий (на примере Пермского края) / С.В. Щербаков, А.В. Шилова, Д.Р. Золотарев // Вестник Пермского Университета - Вып. 1 (30) - 2016 - С. 6 - 13.
11. Копылов, И.С. Поиски и картирование водообильных зон при проведении гидрогеологических работ с применением линеаментно- геодинамического анализа / И.С. Копылов // Научный журнал КубГАУ - №93(09) - 2013 - С. 485 - 496.
12. Копылов, И.С. Инженерно-геологическое изучение, картографирование, районирование территории пермского края / И.С. Копылов, А.В. Коноплев, Р.Г. Ибламинов, Б.М. Осовецкий // Журнал Фундаментальные исследования - Вып. 11-10 - 2014 - С. 2190 - 2195.
13. Аюнова, О.Д. Ггoинфopмациoннo) коpтoоpaфиpoвани) оpжааннoгo комплекса «Чойганские минеральные воды» / О. Д. Аюнова, К. Д. Аракчаа, С. А. Чупикова // Журнал Интерэкспо Гео-Сибирь - №2 том 1 - 2014.
14. Сййт Инфоpмацианныe ииcчемы М^ГН11ДЛ>1МГН1ТГ) [Электронный ресурс]: - Режим доступаhttp://e-educ.ru/(25.05.2017)
15. Сййт компннии P33PH6O4икт ГИС «Инноаммат [Электронный ресурс]:- Режим доступаhttps://gisinfo.ru/(25.05.2017)
16. Сййт ГИС AI'CCID[ЭJгeкоpoнный рсуурс]: - Режим доступ)! http: //www. arcgis. com/home/index.html(1.06.2017)
17. РЙТТ Р^ЙО^ШСЙ ГИС Global Mapper [Япеао'ранный ресурс] :- Режим доступаhttp://www.OluemarOlegeo.com/index.php(1.06.2017)
18. Сййт кoмпании-pйоpнбoечикт векторизатор: Easy Traee [Электронный ресурс]:- Режим доступаhttp://www.easytrace.com/(1.06.2017)
19. Сййт Bсоpoсиийской наyчно-исследовательской института им . А.И . КЗ^упиа^екoR) ЭЯ|гесу(OI^I^ый pcзypс|> Режим доступа http://www.vsegei.com/ru/(10.05.2017г).
20. Mетoдическoе руководство по составлению и 1^^,о^^оовкт к идданию листов Г осударственной геологической карты Российской Федерации масштаба
21. Сайт Территориального Центра «Томскгеомониторинг» [Электронный ресурс]:- Режим доступаhttp://www.tgm.ru/(12.05.2017).
22. Карта гидрогеологического районирования территории Российской федерации. Масштаб 1:2 500 000 С.Л. Пугач, И.А. Коваленко, Н.М. Мелентьева, Л.П. Романова, Л.А. Терещенко и др. ФГУГП "Гидроспецгеология" 2011г.
23. Сайт Некоммерческого партнерства «Прозрачный мир» [Электронный ресурс]:- Режим доступаhttp://www.transparentworld.ru/ru/(1.12.2016г).
24. Сайт Некоммерческого партнерства «Прозрачный мир» [Электронный ресурс]:- Режим доступаhttp://www.transparentworld.ru/ru/(1.12.2016г).
25. Сайт Министерства сельского хозяйства Российской Федерации [Электронный ресурс] - Режим доступа:http://atlas.mcx.ru/(22.09.2016)
26. Сайт Международной некоммерческой организации OGC (Open Geospatial Consortium) [Электронный ресурс]:- Режим доступа http://www.opengeospatial.org/standards/wms(11.05.2017).
27. Сайт Федеральной службы государственной регистрации, кадастра и картографии «Росреестр» [Электронный ресурс]: - Режим доступа https://rosreestr.ru/site/(11.05.2017).
28. Сайт компании ESRI [Электронный ресурс]:- Режим доступа http://www.esri.com/(12.05.2017).
29. Барталев, С.А. Спутниковое картографирование растительного покрова России по данным спектрора MODIS / С.А. Барталев, В.А. Егоров, Д.В. Ершов, А.С. Исаев, Е.А. Лупян, Д.Е. Плотников, И.А. Уваров. — М: Институт космических иследований РАН, 2011. — Т. 8, № 4. — С. 285 - 302.
30. Ежегодник №18. Отчет по изучению режима и баланса подземных вод в центральных районах Красноярского края за 1985-1986 гг. / М.Л. Шерман - ст. Минино, 1986г.
31. Замазий А.В. Материалы по ведению государственного учета подземных вод - ГУВ на территории Красноярского края (Отчет территориального центра государственного мониторинга геологической среды по Красноярскому краю за 2015 г.) / А.В. Замазий// - Красноярск. -2016. -С. 9
32. Замазий А.В. Материалы по ведению государственного учета подземных вод - ГУВ на территории Красноярского края (Отчет территориального центра государственного мониторинга геологической среды по Красноярскому краю за 2016 г.) / А.В. Замазий// - Красноярск. -2017. -С. 9