Ткачева Е.А., Шпекторова О.А., ФГБУ “Росгеолфонд”
E-mail: etkacheva@rfgf.ru, shpektorova.o@gmail.com, web: www.rfgf.ru
GIS-project of the consolidated cartogram of geological survey of the territory of the Russian Federation and its continental shelf as a basis for studying the level of its exploration and planning of the state geological research on subterranean resources
В век цифровых технологий методы хранения информации о геологическом изучении недр претерпевают существенные изменения. Одним из нововведений отдела изученности ФГБУ «Росгеолфонд» стало использование платформы ArcGIS для реализации ГИС-проекта сводной картограммы геолого-съемочных работ территории РФ и ее континентального шельфа. Эта разработка существенно расширяет возможности по анализу базы данных, используемой при создании данного проекта, а также возможности, которые этот проект дает пользователям. В частности, она помогает департаментам и Федеральному агентству по недропользованию РФ при осуществлении государственного мониторинга и планировании будущих геологоразведочных работ.
ФГБУ «Росгеолфонд» ежегодно, начиная с 1995 года, составляет сводную картограмму изученности территории Российской Федерации и её континентального шельфа для ее предоставления в Федеральное Агентство по недропользованию в бумажном виде и в виде электронной версии в формате pdf. Данная картограмма предназначена для отражения характера и степени изученности территории и обоснования выбора дальнейшего направления геолого-съемочных работ.
Сводная картограмма геолого-съемочных работ представляет собой обзор изученности территории Российской Федерации и ее континентального шельфа по следующим видам исследований:
- геологической съемки – ГС;
- геологического доизучения ранее заснятых площадей – ГДП;
- геологической съемки шельфа – ГСШ
- глубинного геологического картирования – ГГК;
- аэрофотогеологического картирования – АФГК;
- космофотогеологического картирования – КФГК;
- объемного геологического картирования – ОГК;
- космоструктурного картирования – КСК;
- геолого-минералогического картирования – ГМК;
- изданных карт – ИЗД;
- подготовки карт к изданию – ПКИ.
В 2016 году руководством ФГБУ «Росгеолфонд» было принято решение о создании цифровой версии «Сводной картограммы геолого-съемочных работ территории РФ и ее континентального шельфа» в виде ГИС-проекта. ГИС-проект сводной дежурной картограммы содержит слои топоосновы и тематические слои изученности, разбитые по масштабам проведенных работ. Слои проекта формируются на основе соответствующей базы данных посредством запросов, по масштабам, по видам работ, а также по временным признакам. Сам ГИС-проект формируется из БД ИС-Недра в приложении ArcGIS ArcMap (рис. 1). Это позволяет при помощи встроенных инструментов при работе с атрибутивной и графической информацией давать ответы на запросы, выполнять подсчеты площадей, определять доли заснятости и незаснятости территорий в процентах, анализировать справочно-информационные таблицы и др. При этом сам ГИС-проект несет большой объем актуализируемой информации. Он включает порядка 30 тысяч графических объектов и краткую информацию о примерно 20 тысячах отчетов.
Рис. 1. ГИС-проект сводной картограммы геолого-съемочных работ территории РФ и ее континентального шельфа.
Необходимость создания этого ГИС-проекта обусловлена поставленной Федеральным агентством по недропользованию задачей по сверке данных, использованных для составления «Сводной картограммы геолого-съемочных работ территории РФ и ее континентального шельфа», с данными ГИС-Атласа «Недра России» ФГБУ «ВСЕГЕИ». В 2017-2018 годах была проведена глобальная сверка с сотрудниками ФГБУ «ВСЕГЕИ» и с ФГБУ «ВНИИОкеангеологии» (по морским съемкам) на полноту данных геолого-съемочных работ масштаба 1:200 000 и 1:1 000 000 по всей территории России и ее континентального шельфа. Эти масштабы съемок были выбраны исходя из того, что по ним выпускаются листы Государственных Геологических карт, прошедших утверждение Научно-Редакционным Советом ВСЕГЕИ. Для этих же целей были созданы отдельные сводные картограммы для каждого масштаба геологической съемки, но особое внимание было уделено отмеченным двум масштабам.
Для этих масштабов были созданы специальные проекты, содержащие разбивку по поколениям съемок, соответствующим поколениям изданных карт.
Все виды съемочных геологических исследований масштаба 1:1000000 отсортированы на три поколения:
- I поколение – до 1980 года;
- II поколение – для 1981-1990 гг;
- III поколение – с 1991 года по настоящее время.
Геолого-съемочные работы масштаба 1:200000 отсортированы на два поколения:
- I поколение – до 1994 года;
- II поколение – с 1995 года по настоящее время.
При сравнении с изданными государственными геологическими картами на сводной картограмме изученности были выявлены «белые пятна», то есть эти участки в ФГБУ «Росгеолфонд» не были учтены геолого-съемочными работами. После этого было проведено сопоставление с объяснительными записками к соответствующим изданным геологическим картам ВСЕГЕИ, включая поиск съемочных работ всех масштабов, на основании которых составлены данные карты (рис. 2). На выявленные отсутствующие отчеты заводились карточки изученности в РГФ, либо они списком высылались в территориальный фонд для восстановления данных.
Рис. 2. Список контуров работ, пересекающихся с выбранным контуром карточки к изданной карте листа P-56-XIV первого поколения, учтенных в БД ФГБУ «Росгеолфонд».
В 2018 году ФГБУ «Росгеолфонд» впервые подготовил ГИС-проекты картограмм геолого-съемочных работ по каждому федеральному округу, основанные на данных по отдельным номенклатурным листам. При этом, формирование фрагментов геологических карт проводилось с помощью наборов современных инструментальных средств ArcGIS, таких как опции вырезания пространственных объектов по границам полигонов вместе с атрибутами и сравнения. Эти проекты были разосланы в территориальные фонды для сверки. Полученные замечания после проверки вносятся в ГИС-проект и БД изученности, которые в конце года передаются в Федеральное агентство по недропользованию, где далее будут использоваться для распределения дальнейших усилий по проведению съемочных работ. Для проверки ГИС-проектов разработаны и высланы в территориальные фонды «Методические рекомендации по проведению проверки ГИС-проекта сводной картограммы изученности территории РФ геологическими съемками». Организована работа на территориальном и федеральном уровнях по мониторингу геолого-съемочных изысканий.
Рассылка ГИС-проектов по федеральным округам показала, что в банке данных федерального фонда охвачен не весь массив геологической информации территориальных фондов. Поэтому было организовано восстановление карточек изученности по съемочным работам, не учтенным в Росгеолфонде, с использованием реестра ЕФГИ. Это позволяет восполнить отсутствующую информацию по учетным карточкам, увеличить полноту БД на федеральном уровне и составить полноценный ГИС-проект по геолого-съемочным работам. При этом база данных должна будет содержать выверенную информацию по видам работ и площадям съемок.
Такие обновления и дополнения позволят выполнять полный анализ статистики по геологической изученности недр, который включает составление таблиц изученности территории геологическими съемками с учетом и без учета перекрытия, полистный каталог съемочных работ.
Создание качественной базы данных по геолого-съемочным работам и ГИС-проекта к ней позволит создавать новые картограммы (например, по отдельным масштабам и видам работ) в максимально краткие сроки.
Есть еще одна возможность продуктов пакета программ ArcGIS, которую мы планируем внедрить для удобства пользователей при оценке заснятости и планировании будущих работ. Это возможность 3D-визуализации карт, в том числе с помощью модуля ArcScene.
Вручную по каждому масштабу задается высота полигональных объектов, таким образом в карте искусственно создается объемное отображение. Для карты без учета перекрытия все слои представлены плоскими (в 2D) и можно оценить все масштабы съемок в разрезе (рис. 3). Для карты с учетом перекрытия используется вытягивание по высоте полигонов и по пикам становится понятно, какие территории изучены самыми крупными масштабами съемок, а где необходимо планировать дальнейшие исследования (рис. 4).
Рис. 3. 3D-визуализация картограммы геолого-съемочных работ территории Дальневосточного ФО без учета перекрытия.
Рис. 4. 3D-визуализация картограммы геолого-съемочных работ территории Дальневосточного ФО с учетом перекрытия.
Помимо учета заснятости ГИС-проект позволяет проводить и обратную процедуру – выявление незаснятых территорий (с возможностью создания списков по номенклатурам).
Для быстрого обмена информацией между различными геологическими организациями в 2019 году был создан рабочий проект web-картограммы изученности региональными геолого-съемочными работами территории Российской федерации в облачной среде ArcGIS Online. Эта карта удобна еще и тем, что работа с ней не требует специальной подготовки и программного обеспечения. В планах отдела стоит создание полноценной web-версии картограммы с последующей публикацией на сайте ФГБУ «Росгеолфонда» с возможностью прямого перехода из карты в реестр ЕФГИ (www.efgi.ru) по инвентарным номерам геологического отчета и учетной карточки изученности.
Благодаря данному ГИС-проекту мы имеем возможность:
1) наиболее полно учесть все геолого-съемочные работы;
2) провести верификацию данных территориального и федерального уровня (рис. 5);
Рис. 5. Представление результатов верификации данных геологической изученности на примере Магаданской области.
3) предоставлять информацию для планирования работ по проведению государственной геологической съемки (а в будущем, создав комплексные ГИС-проекты крупномасштабных съемочных и поисковых работ, – для планирования направления поисковых работ);
4) создать специализированные геологические карты изученности (аэрофотогеологического картирования, космофотогеологического картирования (рис. 6), геолого-съемочных работ по континентальному шельфу России, зоне Арктики);
Рис. 6. Сводная картограмма изученности территории Российской Федерации космофотогеологическим картированием масштаба 1:1 000 000.
5) вести статистику и мониторинг геолого-съемочных работ по всей территории Российской Федерации и ее континентального шельфа.
Таким образом, с помощью ArcGIS были усовершенствованы и автоматизированы процессы обработки, хранения и публикации материалов геолого-съемочных работ, выявления и предотвращения дублирования работ по геологическому изучению недр, более полному представлению характера и степени изученности территории страны.
