Кузнецов О.Л., Никитин А.А., Черемисина Е.Н. Геоинформатика и геоинформационные системы

Подождите немного. Документ загружается.

– снабжением потребителей информацией в форме, соответствующей

их запросам;

– защитой информационного фонда от несанкционируемого доступа;

– учетом областей перекрытия информационных ресурсов.

Требования к технологическому обеспечению включают:

– потребности расширения спектра решаемых задач, тематическому

функционирование в среде реально существующих технических

средств;

– возможность удаленного доступа к информационным ресурсам;

– надежность системы, гарантирующая сохранность данных от разру-

шения и их восстановление при сбоях оборудования, а также исклю-

чение потери информации при выходе из строя программно – аппа-

ратных средств.

На рис. 11.8 приведена схема структуры ИАС, в которой достижение

указанных выше требований неразрывно связано с взаимодействием трех её

компонентов: функционального, информационного и технологического.

еб

сть

ез

ул

еш

ен

Стандарты.

Соглашения.

Право.Нормативы.

Защита. Кадры.

Технологии

Развитие технологий

Рис.11.8. Схема принципиальной структуры ИАС.

На рис. 11.9 отражен состав основных компонентов ИАС, при этом

задачи системы объединены в функциональные группы, разделов информа-

ционных ресурсов и технологических средств, а сама система остается от-

крытой к изменению наполнению информационного фонда и развития тех-

нологических средств.

Ниже приводится описание функциональной структуры ИАС терри-

ториального уровня (региона) основные уровни информационных ресурсов

системы, а также техническое обеспечение ИАС.

Интегрированная система

информационно-аналитического

обеспечения

Информационный фонд

Обеспечение управления

недропользования

Ведение информационного

фонда

Информационное

обслуживание

Издание и оформление

Аналитическая

обработка

РБЦГИ

Картфонды

Научно-техническая

информация

Архивы первичных

данных

Коллекционный

фонд

Операционные

системы

Прикладные и

специализированные

системы

Системы общего

пользования

Коммуникационные

системы

ТГФ

Фонды предприятий

СУБД

Функции

Технологии

Стандарты. Нормативы. Право.

Организационная структура. Кадры.

Технические средства.

ЕИСН

Рис.11.9. Состав основных компонентов ИАС.

Функциональная структура ИАС региона.

Последовательность действий функциональных элементов ИАС

обеспечивает связь информационных потоков от производителя информа-

ции до потребителя, регистрирует сведения о данных в виртуальном инфор-

мационном хранилище, образуя метаданные регионального банка цифровой

геоинформации и передает их в среду информационного обслуживания.

Функция накопления осуществляет распределение массивов данных

в соответствующие разделы информационного фонда регионального банка,

в которых реализуется функция хранения.

Функции информационного обслуживания включают операции по

предоставлению сведений о состоянии, объемах и видах информационных

ресурсов, которые хранятся во всех разделах информационного фонда; вы-

бор затребованных (заказанных) массивов информации и их передача заказ-

чику в требуемых форматах.

Возрастающие со временем требования органов управления недро-

пользованием и специалистов – геологов к виду. форме и содержанию зака-

зываемых материалов обеспечивается включением в функциональную

структуру ИАС приемов аналитической обработки данных.

В ИАС реализуются функции обработки с оцифровкой данных с тра-

диционной формой хранения на бумажных носителях (геолкарты, планы

объектов недропользования, каталоги гравиметрических пунктов, карты

графиков и изолиний и т.д.), а также архивация массивов первичной инфор-

мации (данные лабораторных исследований, данные сейсморазведки и дру-

гих геофизических методов, включая геофизические исследования сква-

жин).

Функции интерпретации данных в системе включают обнаружение

источников аномалий геополей на фоне помех, определение закономерно-

стей распределения исследуемых объектов на основе статистического и эв-

ристического анализа (модели аномалиеообразующих объектов, модели

геологического строения, модели прогноза объектов, модели геолого-

экономической оценки и подсчета запасов).

Издательско-оформительские функции обеспечивают формирование

отчетных, презентационных и графических материалов, оформление тема-

тических атласов, информационных и рекламных бюллетеней, представле-

ние информационных ресурсов в систему ИНТРНЕТ.

Результаты принятых решений в области изучения геологической

среды, регулирования минерально-сырьевой базы (МСБ), использования

фонда недр и контроля за этими процессами через функциональные блоки

поступают в ИАС.

Информационное поле, которое обслуживается с помощью ИАС,

включает три уровня информационных ресурсов по их объемам, форме

представления и составу:

– уровень метаданных, представленный каталогами и реестрами гео-

объектов, недропользователей , данными производства геологоразве-

дочных работ, справочниками применяемых терминов и понятий;

– уровень информационных ресурсов, представленных в цифровом

виде и распределенных по тематическим разделам хранения: базы

данных по геологическим моделям, прогнозным ресурсам, водному

кадастру, объектам лицензирования, балансам месторождений полез-

ных ископаемых. Цифровые фонды картографической и фактографи-

ческой информации;

– архив документов, включающий информационные ресурсы, разме-

щенные на хранение и обслуживание в территориальных геолфондах

в различной форме (бумажной, цифровой).

Все виды информационных ресурсов образуют одно целое с точки

зрения обращения и доступа к информации.

При обеспечении процессов оперативного управления и регулирова-

ния производством геологоразведочных работ и добычей полезных иско-

паемых ключевым информационным элементом является объект работ и

исполнитель (предприятие – недропользователь). В порядке прохождения

проектных документов, рассмотрений и экспертиз осуществления кон-

трольных функций возникают массивы документов, которые представляют

собой архив. Его состояние отражается в соответствующих каталогах, яв-

ляющихся частью метаданных.

Результаты действий управления и основные параметры документов

фиксируются в БД «Пообъектный план», «Исполнение сметы», «Лицензии»,

«Балансы».

Информационная структура ИАС Республики Саха (Якутия), пред-

ставленная на рис. 11.10 в виде информационно-логической модели, вклю-

чает:

– банк метаданных (каталоги и реестры по всем видам информацион-

ных ресурсов, проектные БД по объектам недропользования и геоло-

горазведочных работ, справочники);

– региональный банк данных, т.е. БД по учету объектов недропользо-

вания и изучению региона, базы цифровых карт, базы первичных

данных центрального хранения;

– региональный архив документов (территориальные геолфонды, кар-

тографические фонды) для сопровождения недропользования;

– региональные и территориальные фонды натуральных образцов;

– территориально-производственный уровень БД предприятий, харак-

теризующих оперативное производство, геологическое строение тер-

риторий, БД специализированных и первичных данных архивы.

Основным элементом информационно-аналитической модели явля-

ется региональный банк цифровой геоинормации (РБЦГИ). Эта модель оп-

ределяет распределение информационных ресурсов и направления взаимо-

действия информационных потоков при обслуживании недропользователей

и органов управления для Республики Саха (Якутия). Необходимым элемен-

том реализации всех уровней пользователей РБЦГИ метаданными является

построение навигационной системы с использованием средств удаленного

доступа.

ГБЦГИ

КЛИЕНТЫ

Управление недропользованием Производственные циклы

Пообъектный

план

Исполнение

смет

Лицензии

Документальный архив

Территориальные БД

Специализированные БД

Объектные БД

Состояние

информационных

ресурсов

Состояние

производственных

циклов

Справочники

Учет состояния

информа-

ционных

ресурсов

Учет

состояния

МСБ

Учет

состояния

геологической

изученности

Проекты

тематических

запросов

Проекты

пакетов

“конкурсных”

объектов

Проекты

геолого-

экономических

оценок

Проекты

изучения

геологического

строения

Ведение

РБЦГИ

Навигация

Информационное

обслуживание

ГКМ, Балансы,

Прогнозные ресурсы,

Изученность,

Лицензии, ТЭП и др.

Топоосновы

Геологические карты

Геофизические карты

Тематические карты

Магнитометрия

Гравиметрия

Сейсморазведка

Геохимия

Стратиграфия

Петрохимия и др.

ПРОЕКТЫ

Рис.11.10. Информационно-логическая модель РБЦГИ.

ГБЦГИ – государственный банк цифровой геоинформации; РБЦГИ – регио-

нальный банк цифровой геоинформации; ГКМ – геологические модели;

ТЭП – технико-экономические показатели.

Технологическое обеспечение ИАС представлено широким спектром

программно-технологических средств, благодаря которым система функ-

ционирует и решает поставленные перед ней задачи.

В состав технологического обеспечения входят различные геоинфор-

мационные системы и СУБД, прикладные системы обработки и анализа гео-

лого-геофизической информации издательских систем. При этом созданы

производственные линии по учету, наполнению и хранению информации,

производства цифровой картографической продукции, мониторинга испол-

нения проектов и т.д.

Целесообразно предусмотреть включение в ИАС банка прикладных

приложений по фонду специализированных алгоритмов и программ.

С помощью ИАС недропользования обеспечиваются основные этапы

геологического изучения территорий: региональные и поисковые геолого-

разведочные работы, картосоставление, изучение глубинного строения, гео-

логический мониторинг, управление недропользованием.

В процессе геологоразведочных работ формируется база данных на

основе имеющихся материалов, результативная карта в цифровом виде.

Картопостроение (геологическое, геофизическое) предполагает обобщение

предшествующих исследований и отражение материалов в соответствую-

щем изучению картографическом масштабе.

Задачи изучения геологического строения решаются на специализи-

рованном наборе данных, используемом для построения моделей.

Задачи мониторинга исследуют динамику изменения определенных

свойств территории.

Задачи управления недропользованием решаются при наличии широ-

кого спектра данных по уровню обобщения и информационному составу

(экономика, законодательство, финансы и т.д.).

Конкретная реализация технологической схемы ИАС обусловлена

поставленными задачами:

– либо в рамках специализированной ГИС (ГИС – ИНТЕГРО, ГИС

ПАРК и т.д.); либо с использованием адаптированных для решения

задач программно-технологических комплексов, например, последо-

вательность применения ARC/VIEW, ГИС ИНТЕГРО, специализиро-

ванные технологии обработки и интерпретации данных;

– либо на базе специализированных рабочих мест, ориентированных на

решение узконаправленной задачи.

Физическая структура хранения и управления данными в ИАС рес-

публики Саха (Якутия) представлена сочетанием файловых серверов и сер-

веров баз данных, реализованных на платформах SUN и PC.

Сервер администратирования обеспечивается встроенными средст-

вами операционных систем (UNIX, NETWARE) и баз данных.

Обеспечение единой среды доступа к метаданным осуществляется на

базе использования технологии ИНТЕРНЕТ и её разновидности для под-

держания корпоративной сети – ИНТРАНЕТ.

Связь с территориальными предприятиями и экспедициями осущест-

вляется через республиканскую сеть «Сахателеком». В государственном

предприятии «Сахагеоинформ» создан WGB-сервер, являющимся внешним

по отношению к корпоративной сети. С его помощью осуществляется ин-

формационный поиск, передача данных внешним пользователям и через не-

го поступает информационный запрос на основе каталого-информационного

фонда.

В организационной структуре ведения ИАС фиксируются функции

основных организаций – поставщиков информации, операторов и пользова-

телей системы с выделением трех уровней: регионального управления не-

дропользованием, информационно-аналитического обслуживания на базе

«Сахагеоинформ» и территориально-производственного обеспечения созда-

ния и ведения баз данных (экспедиции, предприятия производители геоло-

горазведочных работ).

Нормативный комплекс организационной структуры включает разра-

ботку стандартов, требований и соглашений для участников и пользовате-

лей ИАС, правил эксплуатации системы. Законодательный комплекс ИАС

определяет правовое поле взаимоотношений между производителем, собст-

венником, владельцем и потребителем информационных ресурсов.

На основе ИАС Республики Саха (Якутия), введенной в промышлен-

ную эксплуатацию в 1999г., реализовано решение задач по двум направле-

ниям: изучение геологического строения и управление недропользованием.

Изучение геологического строения обеспечивается проведением ре-

гиональных геологоразведочных работ.

Технологические этапы использования ИАС при этом включают:

– формирование базы данных конкретного проекта на основе обзора

наличия и состояния (вид и форма хранения) необходимых информа-

ционных массивов, построения многофункционального запроса на

поиск и представление конкретных данных в пределах указанной

территории, создания в единой системе геоинформационного проек-

та, представляющего комплект увязанных с цифровой топоосновой

тематических карт (геология, карты геофизических полей, карты изу-

ченности) и наборы атрибутивных таблиц, содержащих соответст-

вующие параметры слоев и фактографических объектов;

– аналитическую обработку данных с использованием аппарата корре-

ляционного, кластерного, факторного, регрессионного, тренд-анлиза,

методов трансформаций потенциальных полей и т.д.

При этом выполняется формирование результативных данных в виде

картографических слоев и построения моделей геокарты.

Для интегрированного анализа многомерных данных используется

ГИС ИНТЕГРО;

– построение результирующих моделей объектов и процессов, состав-

ление сводных тематических карт, баз данных, представление их в

виде ГИС – проектов, передача и размещение информации в РБЦГИ.

Управление недропользованием включает реализацию нескольких

стадий:

– подготовка пакетов геологической информации «конкурсных объек-

тов». Информация об объекте начинает «движение» с его регистра-

ции в реестре объектов и подготовки по нему пакета геологической

информации.

Через обращение в тематические разделы РБЦГИ (ГКМ – госкатолог

месторождений, балансы, каталог изученности, каталог отчетов)

производится подбор соответствующих материалов.

В результате осуществляется целевой выбор и формирование про-

ектной базы фактографических данных, выполняется создание циф-

ровой модели объекта с привязкой разведочных линий, контуров за-

пасов, оформляется пакет с планом месторождения, блокировкой за-

пасов и обобщенной базы геологических, горнотехнических, техни-

ко-экономических параметров. В конечном итоге создается паспорт

объекта, размещаемый в структуре метаданных, через который осу-

ществляется привязка документооборота, сопровождающая проведе-

ние конкурса, лицензирования и передачи запасов на баланс недро-

пользователя;

– мониторинг недропользования, при котором после выполнения годо-

вого цикла отработки по установленной форме отчетности недро-

пользователь представляет показатели объема и схему отработанных

запасов.

Мониторинг осуществляется на базе рабочих мест геологической

службы и службы геоэкспертизы. На рабочем месте ведения баланса

запасов вносятся соответствующие изменения в текущем балансе и

цифровой модели, осуществляется контрольный пересчет запасов;

– информационное обеспечение управления недропользованием осу-

ществляется проведением многоцелевых геолого-экономических и

аналитических обзоров и представлением информации по состоянию