Пономарев А.А., Самаркин-Джарский К.Г., Дергачёв А., ООО «Инжзащита», г. Сочи, Зеркаль О.В., Геологический факультет Московского государственного университета, e-mail: igzov@mail.ru
Development of Sochi city as a mountain-climatic resort with GIS
Развитие г. Сочи как горноклиматического курорта является масштабным проектом, реализация которого в настоящее время немыслима без геоинформационной поддержки. Обеспечение проектирования, строительства, а в дальнейшем – успешная эксплуатация множества олимпийских объектов XXII зимних Олимпийских игр и XI Параолимпийских игр, столицей которых был избран г. Сочи, требует своевременного и качественного картографического обеспечения. При этом, уже на стадии предпроектных материалов необходимо было решение задач, связанных с подбором участков пространственного расположения различных спортивных сооружений. Ведь к ним, с одной стороны, предъявляются особые требования Международным олимпийским комитетом (уклоны трасс для различных видов соревнований, особенности характеристики ветров для прыжков и т.д.), а, с другой стороны, должна быть обеспечена транспортная доступность при минимизации нарушения уникальных природных условий региона.
Рис. 1. 3D модель территории развития горноклиматического курорта.
Создание ГИС горноклиматического курорта, состоящего из двух территориальных кластеров – прибрежного и горного, а также объединяющей их транспортной инфраструктуры, имеет несколько масштабных уровней, включающих:
1) Среднемасштабные (по детальности наполнения) электронно-картографические материалы (рис. 1), характеризующие территорию горноклиматического курорта в целом, включая:
- картографическую основу (в объеме топографической основы соответствующих масштабов);
- пространственную информацию о размещении проектируемых и возводимых объектов;
- данные, характеризующие природные (ландшафтные, геологические, геоботанические и др.) условия и природные опасности территории в объеме соответствующих специальных карт (ландшафтной, геологической и др.) соответствующих масштабов;
- материалы, характеризующие действующие ограничения (водоохранные зоны, особо охраняемые природные территории и др.), а также результаты проводимых полевых исследований и их анализа (по мере составления);
- данные дистанционного зондирования среднего разрешения и результаты их обработки.
2) Крупномасштабные электронно-картографические материалы, характеризующие территорию отдельных кластеров (рис. 2), а также коридор размещения объектов транспортной инфраструктуры, с близким (к среднемасштабным материалам) по составу набором информации, но имеющей более высокую детальность.
Рис. 2. Карта развития опасных геологических и гидрометеорологических процессов.
3) Детальные электронно-картографические материалы, характеризующие непосредственно территорию участков изысканий и последующего возведения отдельных объектов, включая:
- картографическую основу в объеме топографической основы соответствующих масштабов;
- данные, преимущественно электронно-картографические, описывающие природные (ландшафтные, геоботанические и др.) условия,
- данные электронно-картографические и фактологические (в виде сопряженной БД), характеризующие инженерно-геологические условия территории (распространение и свойства грунтов, подземные воды и их состав, и т.д.) и результаты их анализа (по мере составления),
- материалы электронно-картографические и фактологические (в виде сопряженной БД), характеризующие проявления опасных гидрометеорологических и геологических процессов, – как описанных ранее, так и выявленных при полевых работах;
- материалы, характеризующие результаты проводимых инженерных и эколого-геологических изысканий и их анализ (по мере составления);
- прогнозные данные о развитии опасных гидрометеорологических и геологических процессов;
- данные дистанционного зондирования высокого и сверхвысокого разрешения и результаты их обработки.
В основе начального этапа формирования блоков среднемасштабных и крупномасштабных (частично) данных лежит перевод ранее полученных традиционными методами картографических материалов в электронно-картографический вид с последующей их унификацией на базе единой картографической основы. В последующем, указанные блоки геоинформационной системы наращиваются электронно-картографическими данными, полученными непосредственно при решении задач развития горноклиматического курорта, в т.ч. актуализацией данных по результатам ведения мониторинга (экологического, геологического, технологического и др.).
Определенной проблемой, решаемой в настоящее время, является существенное разнообразие представления информации (при отсутствии единых нормативно закрепленных требований) по результатам инженерных и экологических изысканий, выполняемых большим количеством организаций с разной степенью и уровнем подготовленности специалистов.
Наибольший интерес представляют собой работы по созданию блока детальных электронно-картографических материалов, формирование которого имеет ряд особенностей. Первой такой особенностью является обеспечение интеграции данных ArcGIS (с минимизацией потерь и искажения данных) с материалами, подготовленными в системах автоматического проектирования, широко используемых в строительной отрасли. При этом, с одной стороны, существует необходимость обеспечения передачи в системы автоматического проектирования данных из ArcGIS, содержащих материалы дистанционного зондирования и результаты их обработки, а также пространственную информацию, характеризующую:
- природные (геоморфологические, гидрологические, геологические и др.) условия участка проектирования;
- сведения о полевой пространственной привязке технологических объектов проводимых инженерных и эколого-геологических изысканий: точки наблюдений, скважины и другие горные выработки, линии профилей различного назначения;
- результаты пространственного анализа (типизация, зонирование и т.д.) различных компонентов инженерно-геологических и экологических условий, влияющих на принятие проектных решений и являющихся обязательными при экспертном рассмотрении подготовленных проектов.
С другой стороны, актуальным является интегрирование (на последующих стадиях) результатов работ, подготовленных с использованием систем автоматического проектирования и специализированных систем (например, материалов лидарных съемок), в состав геоинформационной системы. Эта процедура требовала решения задач по снижению различий как в моделях данных (в т.ч. пространственной привязки), так и в семантической их неоднородности. Примеры совместного использования разнородных данных в ArcGIS приведены на рис. 3-5, а фотографии территории – на рис. 6.
Рис. 3. Расчет уклонов склонов на основе ЦМР, подготовленной с использованием данных лидарной съемки, и учет расположения проектируемого объекта (материалы системы автоматического проектирования).
Рис. 4. Общий перспективный вид участка сооружения лыжных трасс на северном склоне хр. Аибга: 3D модель, подготовленная с использованием данных лидарной съемки с наложением космического изображения и с учетом расположения проектируемого объекта (материалы системы автоматического проектирования).
Рис. 5. Подготовка 3D-подложки для участка проведения инженерных изысканий.
Рис. 6. Хребет Аибга зимой и летом. (фото aibga и aibga_leto)
Второй особенностью работ по созданию блока детальных электронно-картографических материалов является значительная практическая потребность в 3D-данных у специалистов, выполняющих работы по инженерным и экологическим изысканиям, проектированию, инженерной защите территории от опасных гидрометеорологических и геологических процессов. 3D-данные имеют существенные преимущества в обеспечении представления информации о характере дневной поверхности и ее неоднородностях, обусловленных как особенностями достаточно сложного геологического строения региона, так и сформировавшихся в настоящее время в результате развития геологических процессов, в т.ч. требующих учета при проектировании различных зданий и сооружений. Использование традиционных геологических методов, основанных на тематической обработке данных дистанционного зондирования, существенно ограничено значительной залесенностью территории. Вместе с тем, с точки зрения геологического и инженерно-геологического анализа, указанные материалы следует относить к 2,5D-данным, т.к. они не в полной мере отражают объемное строение рассматриваемой территории.
В дальнейшем, блок детальных электронно-картографических материалов в составе единой геоинформационной системы горноклиматического курорта будет наращиваться и актуализироваться данными (в первую очередь в составе сопряженных БД), полученными по результатам ведения мониторинга: экологического, геологического, технологического и др.
Создание единой геоинформационной системы г. Сочи как горноклиматического курорта проводится в несколько этапов, начиная с формирования блока среднемасштабных электронно-картографических материалов. В настоящее время ГК «Олимпстрой» и ЗАО «Институт телекоммуникаций» из г. Санкт-Петербург осуществляется насыщение единой геоинформационной системы г. Сочи как горноклиматического курорта детальными электронно-картографическими материалами от различных исполнителей, поступающими по мере завершения работ по инженерным и экологическим изысканиям на отдельных объектах.
