Беккер А.Т, профессор;
Любимов В.С., старший научный сотрудник;
Баенхаев А.В., доцент; Ким Л.В., доцент;
Вырупаев А.А., студент
Дальневосточный государственный технический
университет, Владивосток,
E-mail: email: geconmsk@gecon.ru
Осенью 2001 года сотрудники и студенты Строительного института Дальневосточного государственного технического университета принимали участие в работах по обследованию семи портов о. Сахалин (рис. 1). Эти работы выполняла кафедра гидротехники по договору с «Сахалин Энерджи Инвестмент Компани Лимитед» в рамках проекта «Сахалин-2». В комплекс работ входили:
• гидрографические и геофизические изыскания;
• инженерно-геологические изыскания;
• обследования причалов;
• геоэкологические и гидробиологические изыскания.
Рис. 1. Схема расположения обследуемых портов о. Сахалин.
При выполнении работ для обработки полевых данных, их визуализации и выпуска картографической продукции было решено использовать географические информационные системы. При выборе базовой ГИС были выдвинуты следующие требования:
• простота освоения;
• поддержка современных геоинформационных технологий, стандартов и форматов;
• простота создания картографической продукции;
• возможности анализа пространственных данных;
• не слишком высокие требования к аппаратной части.
Эти требования и обусловили выбор в качестве основы настольной геоинформационной системы ArcView GIS 3.2 с дополнительными модулями, которая позволяет достаточно просто генерировать точечные, линейные и полигональные объекты из табличных данных, формировать компоновки — выходные документы для печати. Кроме того, легкость освоения ArcView позволила привлечь к работам студентов, не прошедших курс обучения ГИС. Программа осваивалась ими в ходе выполнения обследования сахалинских портов.
Основные сложности возникли при обработке полевых данных. Промеры глубин выполнялись традиционными методами: позиционирование судна осуществлялось теодолитами, глубины определялись аналоговым эхолотом. Поэтому могли возникать ошибки и при оцифровке исходных данных, и при стыковке координат и глубин.
По полевым данным для каждого порта были созданы шейп-файлы: берег, береговые и прибрежные объекты, точки опорной геодезической сети, галсы промерного судна, точки с глубинами, галсы профилографа, галсы судна с гидролокатором бокового обзора (рис. 2).
Рис. 2. Порт Холмск. Схема галсов ГБО с характерными точками (фрагмент).
По точкам с глубинами первоначально в ArcView строилась поверхность в виде нерегулярной триангуляционной сети — TIN. Так как TIN строится быстро, можно было сразу визуально оценивать и выявлять ошибки в исходных данных. На рис. 3 показана модель рельефа дна в виде поверхности TIN подходного участка акватории порта Холмск.
Рис. 3. Модель дна TIN подходного участка порта Холмск.
Окончательно модель рельефа дна строилась в виде поверхности грид. Для ее интерполяции использовался метод Кригинга линейного типа. Эта модель строилась с помощью расширения Kgdi.avx, скаченного с web-сервера ESRI. Оно удобно тем, что позволяет ограничивать область грида с помощью полигонального шейп-файла. Время расчета грида существенно увеличивалось при увеличении размеров участка. Например, протяженность промеренного участка акватории порта Поронайск — около 4 километров, и время интерполяции грида составило более суток на компьютере Pentium III-733/128M. На рис. 4 показан рельеф дна в виде поверхности грид акватории порта Холмск, а на рис. 5 — порта Поронайск.
Рис. 4. Рельеф дна акватории порта Холмск.
Рис. 5. Рельеф дна акватории порта Поронайск.
На основе поверхностей грид строились линии изобат с шагом 1 м и 0,5 м, которые затем использовались при формировании различных выходных документов. По промерам создавались планы глубин в масштабах 1:1000 и 1:2000 для всей акватории порта и в масштабе 1:500 — для каждого причального сооружения. Фрагмент плана глубин у причала № 2 порта Невельск приведен на рис. 6. В стандартном ArcView некоторые неудобства возникали при необходимости многостраничной печати. Большинство карт не вмещалось на один лист. Например, одна карта масштаба 1:1000 акватории порта Поронайск состояла из 6 листов формата A0. Автоматизировать процесс многостраничной печати позволило расширение lay_blade.avx, найденное на web-сайте DATA+.
Рис. 6. Фрагмент плана глубин в тонах у причала № 2 порта Невельск.
Для построения профилей дна использовалось расширение Profile Extractor (PE60_sa.avx), полученное с web-сервера ESRI. Пример профиля, построенного с его помощью, приведен на рис. 7.
Рис. 7. Профиль подходного участка порта Холмск.
Применение ArcView позволило выполнить требуемый объем работ в заданные сроки, представить выходную продукцию на достаточно высоком современном уровне. Информация, полученная в результате использования геоинформационных систем, используется в настоящее время при проектировании реконструкции обследованных портов. В целях систематизации хранения данных и упорядочивания доступа к ним формируется база геоданных. Для автоматизации полевых работ создается автоматизированный комплекс для изысканий, который позволит проводить промеры глубин, съемку профилографом и гидролокатором бокового обзора с использованием современного цифрового оборудования и компьютерной обработки данных.
