CC BY
150
УДК 004:553
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ БАЗЫ ДАННЫХ ДЛЯ ПОДСЧЕТА ЗАПАСОВ И РЕСУРСОВ ТВЕРДЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
Андрей Александрович Басаргин
Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры прикладной информатики и информационных систем, тел. (383)334-18-35, e-mail: [email protected]
Современные подходы к организации геологической информации, а также маркшейдерская съемка, эксплуатационная разведка и опробование требуют создания банка геопространственных данных на основе специализированной геоинформационной системы, который аккумулирует все комплексные данные.
Ключевые слова: банк геопространственных данных, унифицированное хранение, цифровые модели, структура базы данных.
DESIGNING A DATABASE STRUCTURE FOR REPORTING RESERVES AND RESOURCES OF SOLID MINERALS
Andrey A. Basargin
Siberian state geodetic Academy, 630108, Russia, Novosibirsk, ul. Plahotnogo, 10, candidate of technical Sciences, senior lecturer of the chair of applied Informatics and information systems, tel. (383)334-18-35, e-mail: [email protected]
Modern approaches to the organization of geological information, as well as (and mine surveying, operational intelligence and testing) require the creation of the Bank of geospatial data on the basis of specialized geoinformation systems, which accumulates all the complex data.
Key words: bank of geospatial data, unified storage, digital models, the structure of the database.
Для повышения точности и надежности подсчета запасов и ресурсов полезных ископаемых на основе цифровых моделей месторождений необходимо методическое обеспечение процессов сбора, анализа и контроля, обеспечивающие соблюдение принципа единства технологического процесса. Современные подходы к организации геологической информации, а также (маркшейдерская съемка, эксплуатационная разведка и опробование) требуют создания банка геопространственных данных на основе специализированной геоинформационной системы, который аккумулирует все комплексные данные. Использование банка геопространственных данных позволяет в реальном времени отражать актуальные цифровые модели, которые являются первоосновой при решении задач планирования и проектирования горных работ для различных временных интервалов. На их основе выполняются всевозможные аналитические исследования, которые позволяют оптимизировать многие процессы горного производства. Таким образом, осуществляется непрерывность и надежность работы системы в целом [1].
Применение банка геопространственных данных позволяет объединять в едином информационном пространстве разнородную информацию: картографические данные, пространственные модели, нормативно-справочную и техническую информацию, различные шаблоны для формирования отчетности и др.
Как известно, в основу базы геоданных положена модель, определяющая структуру и правила хранения различных видов данных: векторных и растровых, данных геологических измерений и многих других.
База геоданных (сокращение от базы геопространственных данных) результатов геологических наблюдений для подсчетов запасов месторождений полезных ископаемых. Базы геоданных в геоинформационных технологиях отличаются как особенностями форматов данных, так и способами их организации. Во-первых, база геоданных является физическим хранилищем всех геологических наблюдений внутри СУБД. Во-вторых, база геоданных включает модель данных, которая поддерживает представления базы геоданных для отдельных транзакций (поддержку версий базы данных), а также объекты с атрибутами и «поведением». Поведенческие характеристики описывают, как редактируется и отображается объект. Эти характеристики включают отношения между объектами, правила проверки, подтипы и значения по умолчанию [4].
Таким образом, банк геопространственных данных должен обеспечивать унифицированное хранение пространственных и описательных данных в СУБД, без использования дополнительных программных средств. При создании банка геопространственных данных, помимо высокого быстродействия при работе с данными, масштабируемости, необходимо предусмотреть, чтобы пространственно-временной анализ мог выполняться как инструментальной ГИС, так и самой СУБД, что оптимально с точки зрения распределения ресурсов [5].
Создание единого банка данных должно обеспечить информацией государственные и муниципальные органы управления, юридические и физические лица, формировать единое информационное пространство в многопользовательских масштабируемых информационно-аналитических системах различных уровней государственной власти. Создание единого банка данных должно обеспечить надежное хранение, быстрый и эффективный поиск, регламентируемый доступ и обмен информации.
Банк геоданных хранит информацию о геометрии или форме пространственных объектов в определенном поле в таблице. Это поле представляет тип геометрии объектов (точка, линия, полигон или мультиточка) и последовательный набор х и у координат, который в качестве опции может содержать значения 2 и т и идентификаторы [2].
В процессе подбора необходимой информации оказалось, что одни и те же наборы представлены в БД в различных форматах, принадлежащих разным исследовательским организациям, имеют различающуюся временную привязку и разные наборы атрибутов, необходимых для стандартного представления явлений.
Создаваемый единый банк данных учитывает следующие принципы [1,
2]:
использование единой системы идентификации информационных объектов;
использование единого стандарта на формат записи признаков типа, формирование единого адресного пространства территориальной информационной системы и его внедрение во всех автоматизированных информационных системах;
• использование единого формата записи признаков при информационном обмене данными;
использование общесистемных справочников и словарей по отдельным системам баз данных;
• предложение унифицированного протокола обмена между единым информационным банком данных и отраслевыми системами;
• учет предложений органов исполнительной власти.
Поэтому основой успешной работы проекта будут являться рациональное построение структуры формируемой базы данных и оптимизация механизмов работы с ней. Организация пространственных данных в электронном виде обладает рядом характерных особенностей, не позволяющих создавать электронные модели с применением достаточно простых математических алгоритмов. Среди этих особенностей, в первую очередь, выделяется разнородность существующей информации, которая выражается [3,4]:
1) в различных способах получения первичной информации;
2) в различных методах получения первичной информации;
3) в наличии дискретных данных, описывающих непрерывные процессы и их свойства;
4) в различных способах электронного хранения информации (растровые, векторные изображения, табличные данные разных типов);
5) в отсутствии методических рекомендаций по построению моделей и анализа на их основе.
Помимо упомянутых факторов исключительно технического характера, при моделировании необходимо учитывать и наличие изначальной, «природной» неоднородности объектов.
В соответствии с вышесказанным, при проведении подсчета запасов полезных ископаемых, в первую очередь встает вопрос определения изначальных (входящих) и получаемых (выходящих) параметров. Кроме того, данные параметры будут определяться целями и задачами, для решения которых будет использоваться модель.
Возможность получения трехмерных моделей на основе собранных данных достигается при использовании современного ГГИС обеспечения.
Предлагаемая модель представляет собой набор следующих таблиц, описывающих значения параметров и координаты визуализируемых геоданных
[3, 6]:
1) набор скважин, участвующих в различных циклах измерений (для каждой скважины определены X, У, Z координаты, качественные показатели);
2) набор структурированных данных по геологическому строению грунтов;
3) набор структурированных данных по погодным и атмосферным условиям при наблюдениях.
Для накопления геологических данных используется центральная база данных. Доступ к данным осуществляется по технологии клиент-сервер, что позволяет распределить работу по созданию, наполнению и анализу данных между несколькими операторами.
Система содержит процедуры для разработки структуры базы данных, настройки связей таблиц, реализации реляционных отношений. Это позволяет выполнить настройку базы для месторождений любых видов полезных ископаемых и хранить в базе данных произвольные наборы семантической и фактографической информации о скважинах и данных разведки [4,6].
Проектирование выполняется на основе объектно-ориентированного анализа, в который включается анализ структуры подлежащих хранению данных, способ их сбора и анализ требований к организации доступа к базе данных, выбираемых технических средств.
В банке данных накапливается вся информация об объекте исследования: геоморфологическое строение, грунты, коммуникации здания, геодинамическая активность. Идентификация происходит через систему пунктов, на которых выполняется комплекс пространственно-временных геологических и маркшейдерских наблюдений [7].
Технологическая схема банка геопространственных данных показана на рис. 1.
Геологические Математическая Разработка
наблюдения на обработка инфологической
месторождении результатов модели банка
геологических данных
к
Представление информации в цифро вом виде Разработка структур баз данных
Передача данных в СУБД
Разработка интерфейса б анка данных
Разработка запросов и форм для отчетов
Рис. 1. технологич б ганка данных [ия б для подсчета запасов полезных йско
гктура__бан«а--геопространственных данных
'юдсчета запасов полезных ископаемых, а также ограниченных по объему баз данных об объектах исследования; структурирование информации; организация сложноструктурированных запросов; поддержка импорта-экспорта данных. Это
Пре обеспеч] возможно
Принятие решения
позволит значительно ускорить процесс принятия инженерных решений для
оценки состояния месторождения.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Карпик А. П. Структурно-функциональная модель геодезической пространственной информационной системы // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. -2004. - № 6. - С. 140-148.
2. Карпик А. П. Оценка возможностей мониторинга земель территорий спутниковым методом// Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2012. - № 2/1. - С. 3-6.
3. Карпик А. П. Информационное обеспечение геодезической пространственной информационной системы // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2013. - № 4/С. - С. 70-73.
4. Карпик А. П. Основные принципы формирования геодезического информационного пространства // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2013. - № 4/С. - С. 73-78.
5. Капутин Ю. Е. Горные компьютерные технологии и геостатистика. - СПб.: Недра.
- 2002. - 424 с.
6. Лукичёв С. В., Наговицын О. В., Белоусов В. В., Ким А. В., Мельник В. Б. Внедрение системы автоматизированного планирования и сопровождения горных работ // Горный журнал. - М.: МГГУ, 2004, № 9, С.78-80.
7. Морозов К. В. - Комплекс программ построения геолого-геометрической модели месторождения. Горная Геомеханика и Маркшейдерское дело. - С.-Петербург: ВНИМИ, 1999.
8. Букринский В. А. О геометризации процессов недропользования. Горный информационно
- аналитический бюллетень № 6. - М.: МГГУ, 2000.
© А. А. Басаргин, 2014
