Разработка компьютерной технологии создания государственной геологической карты

Е.Н. Черемисина, О.В. Митракова, Л.Е. Чесалов (ВНИИгеосистем), В.С. Андреев (ГНПП "Аэрогеология")

Современная концепция создания государственной геологической карты России масштаба 1:1 000 000 определяет необходимость использования современных компьютерных технологий в геологическом картографировании, позволяющих по-новому решать задачи обновления данных и построения карт. Государственная геологическая карта третьего поколения должна быть реализована в виде информационно-аналитической системы, включающей и увязывающей базы картографической и фактографической информации и осуществляющей как справочные, так и аналитические функции, в первую очередь - модернизацию карт с использованием результатов геологического доизучения территорий. Основу методики составления карт комплекта госгеолкарты-1000 составляет операция генерализации материалов ГГК-200, а также данных государственной геологической съемки (ГГС) и аэрофотогеологического картирования (АФГК-50) последних лет, материалов дистанционного зондирования.

В соответствии с основными тенденциями развития геологической картографии в мире, создание госгеолокарты-1000 третьего поколения должно осуществляться на базе специализированных компьютерных технологий, функционирующих в среде ГИС. Совместными усилиями ВНИИгеосистем и ГНПП "Аэрогеология" разрабатывается технология создания ГГК-1000 третьего поколения, реализуемая в ГИС "INTEGRO" и апробируемая на примере листа R-51, 52 (Тикси).

В основу положены материалы ГГК-200 Сибирской платформы и Верхоянской складчатой области, составленные в разные, в основном 60-е годы, ГГС и АФГК-50 последних лет и материалов ДЗ. Для выполнения работ потребовалась одновременная обработка большого количества картографической информации. Всего было введено 35 листов ГГК-200 и 135 листов ГК и АФГК-50. Общий объем сканированных изображений составил 21 гигабайт, в процессе обработки объемы возрастали в 1.5-2 раза.

Создание ГГК-1000, листа R-51, 52 Тикси третьего поколения соединило в себе несколько этапов, в том числе:
1. Оцифровка материалов ГГК-200 и КФМ-200, ГК-50;
2. Сведение материалов геологических съемок масштаба 1:50 000 для обновления устаревших ГГК-200 и создания единой геологической основы масштаба 1:200 000 как базы данных для ГГК-1000;
3. Разработка программно-технологических средств генерализации, увязки и интерактивного редактирования геологической информации.

Компьютерная технология эффективно реализует задачи основных этапов построения электронной карты.

На первом из них создается обновленная геологическая основа масштаба 1:200 000. С этой целью сканируются ГГК-200 и карты фактматериала (КФМ-200), а также ГК-50, частично или полностью перекрывающие их. В зависимости от состояния тиражных оттисков карт, сканирование бумажных карт выполнялось на разных типах сканеров и с различной предварительной обработкой. ГК-50 монтируются в масштабе 1: 200 000 и сшиваются в планшеты, в соответствии с номенклатурными листами. Для выполнения этих функций осуществляется привязка и монтаж растровых изображений. Реализация этого (наиболее ресурсоемкого) этапа в компьютерной технологии позволит выполнять эти работы геологу-специалисту самостоятельно, позволяя точно стыковать интересующие специалиста фрагменты карт различного масштаба. Полученные макеты листов ГК-200, полностью перекрытых картами масштаба 1:50 000, вполне удовлетворяют кондициям ГГК-200. Они более детальны, отличаются структурностью, высокой проработкой контуров, содержат информацию, уточняющую, а в ряде случаев позволяющую существенно пересмотреть представления о геологическом строении территории.

На этом уровне векторизуются ГГК-200 и КФМ-200, входящие в базу данных ГГК-1000, а также сквозные и переходные (ГК-50 - ГК200) границы ГК-50. Масштабные границы ГК-50 подлежат отсеву.

Все операции производятся в строгом соответствии с создающейся новой легендой Нижнеленской серии листов ГГК-200. Большую методическую проблему представляет определение границ структурно-фациальных зон для работы с векторной информацией в соответствие с различным составом генерализуемых подразделений в разных зонах. Наиболее реальным представляется путь выделения границ структурно-фациальных зон по границам реальных картографических объектов, хотя здесь тоже не решен ряд вопросов.

Центральным этапом технологии является генерализация геологической информации. Для обновления информации ГГК-200 на базе ГК-50 и составления рабочего макета единой геологической основы масштаба 1:200 000, а на следующем этапе - для построения на ее основе рабочего макета ГГК-1000, разработаны функции генерализации тектонических и структурных подразделений геологических карт. При этом производится генерализация геологических границ (упрощение границ, удаление и объединение внемасштабных объектов), соединение, разбраковка и упрощение линеаментов, фрагментирование и врезка векторной информации, редактирование. Этапы технологии, не реализованные на сегодняшний день в ГИС INTEGRO, выполнены на основе инструментальных средств, применяемых в отрасли (Arc/Info, ArcView GIS).

Результаты работы генерализации представлены на рисунке. Масштабы фрагментов карты слева направо составляют соответственно 1:50 000, 1:1 000 000 и 1:200 000.

Все операции генерализации параметризованы. В зависимости от задаваемых допусков операция может применяться для различных масштабов карт.

На втором уровне технологической схемы создается рабочий макет ГГК-1000. Для этого геологические границы и линеаменты, составляющие макеты планшетов ГК-200, генерализуются для приведения к масштабу 1:1 000 000. При этом масштабные (ГК-200) границы в свою очередь отсеиваются. Затем производится сборка и увязка векторной информации по границам листов.

На третьем уровне технологии с помощью графического интерфейса системы в интерактивном режиме геологом-специалистом производится окончательная редакция электронных карт масштаба 1: 1 000 000, в случае необходимости довводится информация из опубликованных работ, тематических отчетов, и других источников информации.

Специализированная компьютерная технология, реализуемая в ГИС "INTEGRO", предоставляет геологу новый высокоэффективный инструмент исследований, позволяющий обрабатывать очень большие объемы картографической и фактографической информации, осуществлять модернизацию геологических карт по новым крупномасштабным данным, а также обладает быстро развивающимися инструментальными возможностями для реализации на ее основе госгеолкарты-1000. Прорабатывается вопрос о переносе технологии генерализации в среду ArcView GIS, что даст возможность применять описанные методики, используя стандартизованные отраслью программные средства.

"ГИС-Обозрение", №3/1998
Источник: http://www-geology.univer.kharkov.ua/ggk1000_rus.htm