CC BY
60
УДК 550.8
ОТКРЫТЫЕ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СИСТЕМЕ ПОДГОТОВКИ СПЕЦИАЛИСТОВ-ГЕОЛОГОВ
Антон Валерьевич Блинов
Институт геохимии им. А. П. Виноградова СО РАН, 664033, Россия, г. Иркутск, ул. Фаворского, 1а, аспирант, тел. (914)925-80-54, e-mail: [email protected]
Александр Вадимович Паршин
Институт геохимии им. А. П. Виноградова СО РАН, 664033, Россия, г. Иркутск, ул. Фаворского, 1а, кандидат геолого-минералогических наук, руководитель совместной базовой НИЛ «Геологической информатики» ИГХ СО РАН и ФГБОУ ВО «ИРНИТУ», тел. (902)766-69-90, e-mail: [email protected]
Анализируются существующие проблемы внедрения геоинформационных технологий в практику геологической деятельности. Рассматриваются типичные информационно-картографические задачи, которые современный специалист-геолог должен уметь решать. На основе этого разработано учебное пособие, используемое в иркутских ВУЗах и при необходимости обеспечивающее самостоятельное изучение основ геоинформатики. В основе учебного издания лежат открытые ГИС-технологии и общедоступные источники геоданных. Обосновывается возрастающая роль открытых ГИС в отечественной практике геологоразведки.
Ключевые слова: геоинформационные технологии, открытые ГИС, методическое пособие.
TUTORIAL ON OPENING GEOINFORMATION SYSTEM IN THE GEOLOGICAL ACTIVITY
Anton V. Blinov
Institute of Geochemistry SB RAS, 664033, Russia, Irkutsk, Favorsky str., 1А, graduate student, tel. (914)925-80-54, e-mail: [email protected]
Aleksandr V. Parshin
Institute of Geochemistry SB RAS, 664033, Russia, Irkutsk, Favorsky str., 1А, Ph. D, head of the joint base SRL «Geological data» A. P. Vinogradov Institute of Geochemistry SB RAS and Irkutsk National Research Technical University, tel. (902)766-69-90, e-mail: [email protected]
Analyzes the existing problems of implementation of geo-information technologies in practice of geological activity. We consider the typical tasks performed by a qualified geologist, under-lying GIS automation. Given a description of the created educational-methodical manual.
Key words: GIS technology, open GIS, methodical manual.
Геологическая отрасль является базовой составляющей экономики Российской Федерации. Эффективность геологоразведочных работ определяется внедрением прогрессивных научно-технических решений и технологий, причем решающее значение в развитии геологических исследований имеет возможность обработки и освоения огромного объема геологических, геофизических,
геохимических и дистанционных данных на основе современных информационных технологий [1]. Нормативные документы предопределяют использование ГИС на протяжении по крайней мере двух десятков лет [2].
Таким образом, нет никаких сомнений, что современный геолог должен владеть технологиями геоинформационных систем и применять их как один из основных инструментов при геологических исследованиях. Однако российский уровень геоинформатики в геологии значительно отстает от общемирового, вместо применения ГИС-технологий специалисты зачастую используют графические пакеты, CAD-системы, для анализа пространственных данных - табличные редакторы [3, 4]. Такая ситуация значительно тормозит процесс геологического изучения недр, поскольку систематизация данных и сопоставление в каждом новом геологическом проекте начинаются с процесса привязки и векторизации растровых картографических материалов. По мнению авторов, низкий уровень использования ГИС-технологий в значительной степени обусловлен следующими позициями:
1) недостаточный уровень учебной подготовки студентов-геологов в области геоинформационных технологий.
2) высокая стоимость лицензионных ГИС средств для организаций, в последнее время усугубившаяся необходимость импортозамещения технологий геополитических противников.
Преодоление этих факторов возможно за счет внедрения в практику геологической деятельности открытых геоинформационных технологий, которые не предполагают лицензионных отчислений авторам даже при ведении коммерческой деятельности. В настоящее время уже не вызывает сомнений тот факт, довольно спорный еще несколько лет назад, что базовые функциональные возможности открытых ГИС (таких как Quantum GIS, SAGA GIS, Easy Trace) [5] не уступают и даже превосходят коммерческое ГИС-ПО. Необходимый геологический функционал в этом случае целесообразно реализовать в виде плагинов, расширяющих базовые функции сбора - обработки - выдачи геоданных [3, 4]. Однако слабым местом в случае начала преподавания открытых ГИС является слабое методическое обеспечение преподавания открытых ГИС в целом, и очень слабое - конкретно в случае геологических специальностей [6-8]. Это является совершенно объективным фактором, поскольку совершенно очевидно, что любые свободные технологии уступают в уровне методического обеспечения и поддержки проприетарным продуктам. В связи с этим возникает потребность в разработке соответствующих учебных изданий, с помощью которых студент или специалист мог бы обучаться работе с геоинформационными технологиями.
Существующие образовательные стандарты предполагают преподавание студентам-геологам базового семестрового курса «Основы геоинформационных технологий в геологии», а зачастую и углубленных дисциплин «Составление геологических карт при помощи ГИС», «Дистанционные методы исследований в геологии» и подобных. При этом предварительная подготовка студентов обычно не включает предваряющих дисциплин из области IT, таких как ба-
зы данных или информационные системы и технологии, в связи с чем за небольшое время студент должен ознакомиться и освоить большое количество далеких от его предметной области понятий, действий, навыков.
Исходя из этого, авторами разрабатывается методическое обеспечение, с помощью которого специалист-геолог смог бы «с нуля» освоить базовый уровень геоинформатики, позволяющий решать типичные для области геологии задачи: пространственно привязать карты и схемы, освоить простые сервисы получения пространственных данных, выполнить векторизацию объектов, создать и наполнить базу данных, корректно оформить карту. Был выделен минимальный и достаточный набор типичных задач геоинформационного обеспечения геологических исследований - от подготовки материалов для постановки полевых работ до оформления итоговых картографических материалов [1]. В следствие чего было подготовлена «настольная книга» геолога, решающего связанные с картографированием задачи. Геоинформационное обеспечение геологических работ представляет собой процесс, который можно кратко представить на рис. 1.
Рис. 1. Типовая схема геоинформационной обработки и картографирования
данных в геологических работах
Пособие представляет собой теоретическую часть, компактно раскрывающую основные сведения о предметной области, и детальное руководство по выполнению лабораторных работ. Раскрыты следующие основные темы, которые по мнению авторов обеспечивают современного геолога базовыми знаниями и навыками из области геоинформационного картографирования:
- знакомство с геоинформационными системами и изучение интерфейсов универсальных ГИС-пакетов;
- растровое и векторное представление пространственных объектов, их особенности, области применения;
- знакомство с основными форматами данных в ГИС;
- современные сервисы получения геоданных;
- картографические проекции и привязка растров;
- создание векторных слоев и оверлейные операции;
- оформление векторных слоев в ГИС; файлы стилей;
- работа со структурированным текстом, в том с данными GPS;
- поверхности, основные способы описания и представления геополей, интерполяция;
- способы создания цифровой основы и полуавтоматическая векторизация;
- создание макетов карт.
Пособие организовано таким образом, что пользователь может скачать необходимые материалы из интернет. В случае обучения в ВУЗе, к пособию прилагается носитель с модельными данными, полученными в процессе научно-производственных геолого-геофизических и геохимических работ [6-9]. Материалы реальных поисковых работ в отличие от синтетической специально подготовленной информации имеют типичные для архивных и литературных источников данных недостатки, что позволяет показать некоторые реальные проблемы геоинформационного картографирования в геологии.
На данный момент подготовлен электронный макет учебного пособия, который предполагается к скорейшему изданию, а также разработан прототип электронного учебника с методическим руководством для решения типичных задач геологических исследований и материалом для самостоятельных практических занятий. Далее планируется тестирование, работа с дизайном электронного учебника, дополнение более углубленными задачами, новым материалом и размещение его на соответствующих электронных ресурсах Иркутского национального исследовательского технического университета и Института геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН.
Разработанные методические материалы уже успешно используются в учебный и научно-производственный процесс ИрНИТУ, ИГУ, ИГХ СО РАН, ЗабГУ и некоторых других организаций.
Работа выполнена при поддержке гранта президента РФ МК-3747.2015.5
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Стратегия развития геологической отрасли Российской Федерации до 2030 года (утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 21 июня 2010 г. №1039-р).
2. Рекомендуемые программные средства и форматы данных, представляемых в систему фондов геологической информации на машинных носителях (Циркулярное письмо ФГУНПП «Росгеолфонд» от 28.01.2005 г. №К-01/75).
3. Паршин А.В., Спиридонов А.М. Методические и технические решения геолого-геохимических гис для обеспечения комплексных научных исследований золоторудных объектов // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Сибири. 2014. № 3с-2. С. 72-76.
4. Паршин А.В., Демина О.И. Интегральные геохимические индикаторы в основе ма-тематико-картографического обеспечения экспертных геохимических географических информационных систем // Проблемы недропользования. 2014. № 2. С. 53-59.
5. Анисимов Г.А., Колесов Д.А. Создание системы геологической информации на основе программного обеспечения с открытым исходным кодом // Георесурсы. 2012. № 2 (44). С. 40 - 41.
6. Блинов А.В. Разработка методики и технологии применения открытых геоинформационных систем в геологическом картографировании // Дипломная работа, ИрНИТУ, 2015, 79 с.
7. Блинов А.В., Кравченко Т.А. Учебно-методическое обеспечение внедрения открытых геоинформационных систем в практику геологической деятельности // Вопросы естествознания. 2015. № 2 (6). С. 83-87.
8. Блинов А.В., Паршин А.В., Костерев А.Н. Особенности постановки геофизических методов поисков золотоурановых объектов в горных районах Северного Забайкалья. // Известия СО РАЕН. Геология, поиски и разведка рудных месторождений. №1. 2014. С. 55-60.
9. Budyak A.E., Parshin A.V., Spiridonov A.M., Volkova M.G., Bryukhanova N.N., Bryansky N.V., Damdinov B.B., Reutsky V.N. New results of geochemical and geophysical studies of the Khadatkandskii fault zone (North Transbaikal region) // Russian Journal of Pacific Geology. 2015. Т. 9. № 5. С. 373-380.
© А. В. Блинов, А. В. Паршин, 2016
