Разработка каталога пространственной цифровой геолого-геофизической информации

Шпильман А.В., Улазова Е.В., Велижанин Н.А., ООО “СибГеоПроект”, г. Тюмень, тел.: (3452) 25-15-85, e-mail: Andrew@shpilman.com, Никитин Ю.И., ЗАО “ТННЦ”, e-mail: YINikitin@tnk-bp.com

На протяжении нескольких лет компания ООО «СибГеоПроект» совместно с ЗАО «ТННЦ» выполняет работы по созданию цифровой базы данных геолого-географической информации по территории Оренбургской области.

В ходе проведения работ обрабатывались региональные карты, в том числе тектонические, изученности, карты формаций и структурные, а также другие картографические материалы – структурные карты по отражающим горизонтам, сформированные сейсморазведочными партиями.

Первоначально, вся получаемая цифровая информация представлялась в файловой системе: шейп-файлы, файлы персональной базы геоданных. Для каждой оцифрованной карты формировался проект ArcMap, содержащий соответствующий набор информационных слоев и атрибутивных сведений.

Но такая методика постепенно перестала удовлетворять растущие потребности.

Проблематика

По мере выполнения работ увеличивалось количество оцифрованных материалов. Кроме повторяющихся данных, каждая новая карта включала в себя индивидуальный набор информации. Увеличение количества и разнообразия данных приводило к соответствующему росту размеров ГИС-проектов. Сформировался большой объем пространственных данных разнородной тематики и атрибутивной информации, и полноценный доступ к ним становился все более затруднительным. В связи с этим конечные пользователи при работе с данными столкнулись со следующими проблемами:

• Отсутствие четкой систематизации и группировки данных;
• Дублирование информации;
• Отсутствие удобных инструментов поиска и добавления интересующей пользователей информации в рабочие проекты и средств формирования новых проектов;
• Неудобные инструменты доступа к данным и привязки к ним дополнительных сведений (например, временных разрезов к сейсмическим профилям).

Данные факторы оказывали негативное влияние на время и качество выполнения пользователями своих задач, осложняли работу с информацией, что вело к низкому использованию полученных данных при решении практических задач.

Постановка задачи

Для решения вышеперечисленных проблем необходимо было четко определиться с теми задачами, которые стоят перед пользователями. Исходя из них, требовалось:

• Создать единый ГИС-проект, содержащий обобщенные данные по всей территории Оренбургской области;
• Создать модель данных для структурированного хранения информации;
• Систематизировать данные по тематическим группам;
• Исключить дублирование данных;
• Разработать инструменты для пополнения и редактирования данных;
• Создать инструменты ArcGIS для поиска и подгрузки в проект имеющейся информации;
• Создать инструменты ArcGIS для привязки и получения доступа к дополнительным материалам.

В результате было принято решение разработать систему GisCatalog, предназначенную для хранения в структурированном древовидном виде пространственных и других типов данных (рис. 1). Наиболее важной технической задачей при разработке GisCatalog являлось обеспечение гибкости модели данных, возможности расширять созданную структуру, добавлять новые тематические группы и типы объектов и формировать необходимые для них метаданные.

Рис. 1. Логическая структура GisCatalog.

Перед созданием GisCatalog были разработаны технические требования:

• Типизация элементов хранимых данных;
• Применение атрибутов (метаданных);
• Расширяемость системы. В данном случае расширяемость предполагает возможность создания дополнительных типов элементов каталога с определенными наборами атрибутов.

Типизация данных

Все элементы данных в GisCatalog имеют какой-либо тип, производный от одного из заранее определенных типов: слой, карта, ссылка на файл, либо элемент-контейнер. Каждый тип имеет свой набор полей метаданных. Например, тип “Сейсмическая партия” может иметь такие атрибуты, как наименование площади, даты начала и окончания проведения работ, организация, проводившая работы и т.д. От типа элемента объекта зависят и операции, которые пользователь может осуществить с данным объектом. Элементы-слои и карты можно вставить в текущий или в новый проект ArcMap, ссылки на файлы – открыть в соответствующем редакторе.

Источниками данных слоев каталога могут быть: шейп-файлы, файлы mdb, SDE сервис, либо растровые файлы.

Тематические группы данных

Удобное и рациональное хранение и использование данных, структурированных в GisCatalog, предполагает их группировку по выделенным параметрам.

При формировании структуры данных был разработан перечень предполагаемых групп данных, который включил в себя различные тематические направления, представленные в таблице.

Распределение всех имеющихся данных по тематическим группам позволило создать удобную структуру их хранения, что обеспечивает быстрый доступ к данным и оперирование ими.

Управление данными

Выполнение операций пополнения, редактирования, поиска, навигации и вставки пространственных данных в проект осуществляется посредством разработанных расширений для ArcCatalog и ArcMap. То есть обязательным требованием к клиентскому месту является наличие установленного пакета ArcGIS (рис. 2)

Рис. 2. Физическая структура GisCatalog.

Доступ к данным. Как уже было сказано, для доступа к данным используются расширения, разработанные для настольных приложений ArcCatalog и ArcMap. При работе в ArcCatalog возможен просмотр метаданных элементов каталога, графический просмотр слоев, поиск и вставка данных в новый проект ArcMap (рис. 3). При работе в ArcMap, помимо всего перечисленного, можно с легкостью осуществлять пространственный поиск и вставлять необходимые слои и карты из каталога в текущий ГИС проект (рис. 4). Для редактирования данных разработан ряд инструментов ArcCatalog для занесения новых цифровых карт и слоев, заполнения метаданных, редактирования справочников системы.

Рис. 3. Работа пользователя с GisCatalog посредством расширения для ArcCatalog.

Рис. 4. Работа пользователя с GisCatalog посредством расширения для ArcMap.

Поиск данных. Система поддерживает следующие виды поиска:

• По типу элемента каталога;
• По имени элемента каталога;
• По атрибутам (метаданным) объекта с возможностью указания сложных критериев (больше, меньше, указание интервала значений и проч.);
• Пространственный поиск.

Также существуют возможности осуществлять составной поиск, включающий любые комбинации перечисленных видов поиска, и сохранять параметры поиска в файл для повторного их использования.

Помимо прочего, разработан инструмент ArcMap, позволяющий производить поиск временного разреза путем выбора сейсмического профиля на карте (рис. 5).

Рис. 5. Форма поиска данных.

Полученные результаты и перспективы использования

Разработка GisCatalog позволила унифицировать представление большого комплекса разнородной информации.

С использованием каталога пользователи приобретают широкие возможности использования данных, не затрачивая дополнительное время и силы на поиск, изучение и выделение интересующих их сведений.

GisCatalog предназначен не только для хранения данных, но и для удобного, оперативного оперирования ими. Он позволяет не только хранить дополнительные необходимые пользователям сведения по объектам, но и представлять их в картографическом виде, как обособленно, так и с добавлением в уже сформированные проекты.

В соответствии с решаемыми задачами, пользователи имеют возможность самостоятельно развивать структуру каталога, пополняя ее новыми тематическими группами и типами объектов.

В дальнейшем планируется развитие модели учитываемых параметров по объектам, что позволит не только представлять детальные характеристики, учитывающие особенности каждого типа объектов, но и расширить возможности поиска интересующих пользователей данных.