Please download to get full document.

View again

of 5
All materials on our website are shared by users. If you have any questions about copyright issues, please report us to resolve them. We are always happy to assist you.

Аннотация. Abstract РЕГИОНАЛЬНАЯ ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ

Category:

Healthcare

Publish on:

Views: 0 | Pages: 5

Extension: PDF | Download: 0

Share
Related documents
Description
О СОЗДАНИИ ГИС «МИРОВОЙ ОПЫТ ИЗЫСКАНИЙ И СТРОИТЕЛЬСТВА В ПРЕДЕЛАХ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ СТРУКТУР» ON CREATION OF THE GIS «WORLD EXPERIENCE OF SITE INVESTIGATION AND CONSTRUCTION WITHIN
Transcript
О СОЗДАНИИ ГИС «МИРОВОЙ ОПЫТ ИЗЫСКАНИЙ И СТРОИТЕЛЬСТВА В ПРЕДЕЛАХ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ СТРУКТУР» ON CREATION OF THE GIS «WORLD EXPERIENCE OF SITE INVESTIGATION AND CONSTRUCTION WITHIN DIFFERENT TYPES OF ENGINEERING-GEOLOGICAL STRUCTURES» РЕГИОНАЛЬНАЯ ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ АВЕРКИНА Т.И. Доцент кафедры инженерной и экологической геологии геологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, к.г.-м.н., г. Москва, ПРАВИКОВА Н.В. Доцент кафедры региональной геологии и истории Земли геологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, к.г.-м.н., г. Москва, AVERKINA T.I. Associate professor of the department of engineering and ecological geology of the geological faculty of the Lomonosov Moscow State University, PhD (candidate of science in Geology and Mineralogy), Moscow, PRAVIKOVA N.V. Associate professor of the department of regional geology and history of the Earth of the geological faculty of the Lomonosov Moscow State University, PhD (candidate of science in Geology and Mineralogy), Moscow, Ключевые слова: геоинформационная система (ГИС); карта; слой; инженерногеологическая структура; инженерно-геологические условия; инженерное сооружение; строительство; изыскания. Key words: geoinformation system (GIS); map; layer; engineering-geological structure; engineering-geological conditions; engineering structure; construction; site investigation. Аннотация В статье рассматривается ГИС-проект «Мировой опыт изысканий и строительства в пределах различных типов инженерногеологических структур», разрабатываемый на кафедре инженерной и экологической геологии геологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова. Создаваемая геоинформационная система (ГИС) содержит базу данных, которая включает более 20 слоев, разделенных на три блока. Первый блок базовые слои объединяет географические и геологические карты мира и России. Второй основан на карте инженерно-геологических структур Земли, состоящей из 8 слоев. Совмещение этих слоев дает таксоны инженерно-геологического районирования четырех иерархических уровней. Сведения об инженерных сооружениях (зданиях, плотинах, водохранилищах, мостах, тоннелях и т.д.) образуют третий информационный блок. Атрибутивная таблица по инженерным сооружениям и инженерно-геологическим условиям их строительства включает данные о рельефе, составе и свойствах пород основания, подземных водах, геологических процессах, осложняющих строительство факторах, а также об источниках данных. Рассмотренный ГИС-проект можно использовать как справочную базу данных и в учебных целях. Abstract The article describes the GIS project called «World experience of site investigation and construction within different types of engineering-geological structures» that is developed at the department of engineering and ecological geology of the geological faculty of the Lomonosov Moscow State University. The created geoinformation system (GIS) contains a database that includes more than 20 layers divided into three blocks. Base layers include geographical and geological maps of the world and Russia and form the first block of information. A map of engineering-geological structures of the Earth forms the second block that consists of 8 layers. Intersection of these layers gives taxonomic units of engineering-geological zoning with four hierarchical levels. Information about engineering objects (buildings, dams, reservoirs, bridges, tunnels, etc) forms the third block. Attributive table contains data on the every object and its engineering-geological conditions (the relief, composition and properties of foundation rocks, underground waters, geological processes, difficulties that take place during the construction, as well as the data sources). This GIS-project can be used as a reference database and for educational purposes. 64 ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ 2/2014 Введение В настоящее время в инженерной геологии накоплен обширный фактический материал по условиям строительства самых разных инженерных сооружений в пределах различных регионов и стран, на суше и на море. Очевидно, что этот материал представляет большой интерес для изыскателей и исследователей, а также очень полезен в учебном процессе при подготовке будущих специалистов. Самой современной и удобной формой хранения и использования таких данных являются геоинформационные системы (ГИС), в рамках которых, как известно, можно не только быстро находить нужную информацию, но и при необходимости обсчитывать ее, совмещать, группировать, послойно накладывать, сравнивать и т.д. Многие производственные организации и научные коллективы сейчас переводят или уже перевели свои архивы в ГИС-формат. На кафедре инженерной и экологической геологии геологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова ведется работа по созданию ГИС-проекта «Мировой опыт изысканий и строительства в пределах различных типов инженерно-геологических структур». Использовать его предполагается в трех направлениях: (1) как справочную базу данных; (2) для выполнения обобщений и выявления возможных закономерностей; (3) в учебных целях: для закрепления навыков работы студентов с ГИС-технологиями, а также для решения учебных инженерно-геологических задач. Главный источник фактического материала для рассматриваемого проекта ГИС публикации из научных и технических журналов (отечественных и зарубежных), монографий, в которых описаны (а часто и проиллюстрированы) условия строительства какоголибо конкретного инженерного сооружения (или комплекса сооружений). Вторым источником информации являются фондовые материалы кафедры инженерной и экологической геологии МГУ отчеты кафедральных экспедиций и партий разных лет по работам на крупных объектах (гидротехнических и др.). Уже собрана информация по нескольким сотням инженерных сооружений, расположенных в разных странах на разных континентах. Кроме того, для ГИС-проекта был подобран комплект карт различного содержания на территорию России и мира. На сегодняшний день база данных содержит более 20 слоев, объединенных в три крупных блока: базовые слои, включающие топографическую основу и карты геологического содержания; карта инженерно-геологических структур Земли; фактический материал по инженерным сооружениям. Собранный материал объединен в ГИС в программе ArcMap 9.3. Базовый масштаб соответствует масштабу карты инженерно-геологических структур Земли рассматриваемого ГИС-проекта и равен 1: Ключевые участки карты разработаны более детально и имеют более крупный масштаб. Данные отображены в проекции Робинсона (WorldRobison). Базовые слои Часть базовых слоев представляет собой географические карты, добавленные из шаблонов ArcView 3.2 и ArcMap 9.3. Это слои континентов (World continents), стран (Countries), рек (Rivers), озер (World lakes) и городов (World cities). Тектоническая и геологическая карты России добавлены отдельными векторными слоями. Геологическая карта имеет масштаб 1: [1]. На тектонической карте выделены тектонические объекты четырех рангов: глобальные мегапровинции и пояса; трансрегиональные провинции и области; региональные субпровинции и мегазоны; территориальные тектонические зоны. В основу районирования положены геодинамические, возрастные, структурные и вещественные признаки [5]. Слои тектонической (Tect_world) и геологической карт мира (Geol_world) добавлены в растровом формате, координатно привязаны. Карта инженерно-геологических структур Земли (Engineering-geological structures_1 4) Для создания смыслового слоя, сформированного картой инженерно-геологических структур Земли, на карте мира были выделены два ряда структур неотектонические и геологические климатогенные. Оба ряда разделены на 4 уровня от наиболее крупных (например, континентов и океанов в случае неотектонических структур) до наиболее мелких. Каждому уровню каждого ряда отвечает отдельный слой, т.е. всего исходных слоев восемь: Neotect_1 4 и Geol_climate_1 4. Слои «Инженерно-геологические структуры Земли» создаются путем наложения неотектонических и геологических климатогенных структур одинакового уровня с использованием оператора Union из набора инструментов Geoprocessing Wizard [3]. В результате формируются четыре слоя инженерно-геологических структур. Если их совместить, то, по существу, получится карта типологического инженерно-геологического районирования Земли, где в качестве таксонов выступают крупные территориальные образования инженерно-геологические структуры разных типов и разных (в нашем случае четырех) иерархических уровней. О смысловом содержании карты инженерно-геологических структур Земли следует рассказать более подробно. Под инженерно-геологическими структурами понимаются закономерно организованные части литосферы, сформированные под влиянием определенных региональных и зональных геологических факторов и однородные по каким-либо (в принципе, заранее определенным) инженерно-геологическим параметрам [7]. Меняя сочетания региональных и зональных факторов (а следовательно, и соответствующие им инженерногеологические параметры), переходя от общего к частному, можно обособлять инженерно-геологические структуры разного содержания и разных иерархических уровней. При этом в качестве классификационного признака будет выступать сложное (двухчленное) основание деления. Ограничиваемые по системе региональных геологических признаков части геологического пространства это неотектонические структуры разных (в нашем случае четырех) порядков, а по зональным геологическим признакам выделяются структуры геологические климатогенные также четырех порядков. Собственно ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ 2/ инженерно-геологические структуры обособляются при «наложении», или «пересечении», этих слоев и представлены таксонами четырех порядков, или уровней: инженерно-геологическими суперструктурами, мегаструктурами, макроструктурами и мезоструктурами [6]. Самые крупные таксоны инженерно-геологические суперструктуры обособляются как «пересечения» неотектонических и геологических климатогенных структур 1-го порядка. Каждая суперструктура делится на мегаструктуры, которые образуются как «пересечения» неотектонических и геологических климатогенных структур 2-го порядка. Аналогичным образом внутри них обособляются инженерно-геологические макроструктуры, а в пределах последних мезоструктуры (рис. 1).Каждая структура как определенный объем геологического пространства, с одной стороны, относится к какой-либо неотектонической структуре (ее части), а с другой к геологической климатогенной структуре (ее части) того же порядка. Этот объем ограничивается в месте латерального пересечения двух указанных структур. Инженерно-геологическая суперструктура это часть литосферы, однородная по инженерно-геологическим параметрам, которые обусловлены типом глубинного строения земной коры и водно-воздушными условиями поверхностной среды (например, континентальная субаэральная или континентальная субаквальная суперструктура). Инженерно-геологическая мегаструктура это часть инженерно-геологической суперструктуры, однородная по инженерно-геологическим параметрам, которые обусловлены типом строения современного мегарельефа и особенностями фазового состояния воды в породах (например, платформы с практически сплошным распространением многолетнемерзлых пород или орогены с распространением талых и немерзлых пород). Инженерно-геологическая макроструктура это часть инженерно-геологической мегаструктуры, однородная по инженерно-геологическим параметрам, которые обусловлены возрастом заложения тектонических структур и характером площадного развития пород разного состояния (например, древний ороген с распространением слабоувлажненных пород или молодая платформа с редко островным распространением многолетнемерзлых пород). Инженерно-геологическая мезоструктура это часть инженерно-геологической макроструктуры, однородная по инженерно-геологическим параметрам, которые обусловлены геологическими особенностями верхней части разреза и наличием (или отсутствием) сезонного промерзания (протаивания) пород этой ча- Геологические климатогенные структуры 2-го порядка 1-го порядка Неотектонические структуры 4-го порядка 3-го порядка 1-го порядка 2-го порядка 3-го порядка 4-го порядка инженерногеологическая мезоструктура макроструктура мегаструктура суперструктура Рис. 1. Соотношение таксонов классификации инженерно-геологических структур [7] 66 ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ 2/2014 сти разреза (например, плита с сезонным промерзанием пород верхней части разреза или щит без сезонного промерзания пород верхней части разреза). Фактический материал по инженерным сооружениям Фактический материал по инженерным сооружениям отображен в рассматриваемом ГИС-проекте в двух слоях точечных и линейных инженерных сооружений. Слой «Точечные инженерные сооружения» (Engineering_points) это слой точечных объектов, где собраны инженерные сооружения, которые в базовом масштабе карты могут быть отображены точками. По всем объектам собран фактический материал. Точки координатно привязаны. Пространственная привязка проводилась по мозаике космических снимков (представленных на портале Google Earth и на геопортале МГУ [2]), на которых рассматриваемые объекты хорошо различимы. Слой «Линейные инженерные сооружения» (Engineering_lines) представляет собой слой инженерных объектов, которые в базовом масштабе карты выражаются линией (протяженных магистральных каналов, трубопроводов, железных и автомобильных дорог). Линии также координатно привязаны. Привязка проводилась по космическим снимкам и картам. По каждому объекту имеется атрибутивная информация. Для вышеописанных слоев точечных и линейных инженерных сооружений атрибутивные таблицы имеют один и тот же вид и содержат по 12 следующих полей: Number номер объекта; L_code код объекта (по классификатору); Construction_class класс сооружения (по классификатору); Construction_type тип сооружения (по классификатору); Name собственное имя объекта (если есть), например «Исаакиевский собор», «Панамский канал», «мост Золотые ворота», «ж.д. Сьюард Фэрбенкс»; Formation формация (формации) дочетвертичных пород, залегающая в основании сооружения (по классификатору); Newest_deposits генетический комплекс (комплексы) новейших отложений, залегающий в основании сооружения (по классификатору); Soil_state состояние грунтов основания сооружения (по классификатору); Process геологические процессы и явления в пределах площадки изысканий, (если есть) (по классификатору); Complication фактор (факторы), вызвавший наибольшие осложнения (если был) (по классификатору); Protection инженерная защита (по классификатору); Source data источник данных. Классификаторы объектов для слоев «Точечные инженерные сооружения» и «Линейные инженерные сооружения» приведены в табл. 1. Атрибутивная информация по каждому объекту выводится во всплывающем окне (с помощью инструмента «Идентификатор i» [3] или при наведении курсора на нужную точку или линию) (рис. 2). К каждому объекту помимо атрибутивных данных привязан набор дополнительных файлов трех типов текстовых, векторных и растровых. Возможно также добавление ссылки на страницу в Интернете. В текстовых файлах содержатся следующие сведения: источник информации; местоположение объекта, его конструктивные особенности (в т.ч. обусловленные спецификой природных условий); виды выполненных инженерно-геологических работ; инженерно-геологические условия участка; осложняющие строительство природные факторы и способы их преодоления; мероприятия по инженерной защите (если она проводи- Рис. 2. Общий вид слоя «Точечные инженерные сооружения» ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ 2/ лась); в некоторых случаях разбор аварий и анализ их причин. Дополнительные файлы растрового и векторного типа, как правило, содержат инженерно-геологические разрезы площадок строительства, иногда некоторые поясняющие схемы, реже детальные карты района строительства. Все эти файлы подгружены в ГИС-проект с помощью инструмента «Динамическая гиперссылка» (DynamicHyperlink) [4]. К каждому объекту может быть подгружено несколько файлов разного формата. При наведении инструмента Hyperlink на объект появляется список связанных с ним файлов, а при выборе одного из них запускается программа, ассоциированная для работы с файлами этого типа. Информация об инженерно-геологических условиях строительства того или иного сооружения, которая содержится в слоях «Точечные инженерные сооружения» и «Линейные инженерные сооружения», это локальные данные. А для решения некоторых задач важно рассмотреть эти данные в более широком пространственном аспекте с точки зрения расположения объектов в пределах инженерно-геологических обстановок Земли различных типов (различных типов инженерногеологических структур). В таком контексте можно выполнять региональные обобщения и выявлять региональные закономерности. Эти обобщения могут делать студенты при выполнении учебных заданий. Сейчас (на момент написания статьи) работа над созданием рассмотренной ГИС продолжается и сводится в основном к пополнению ее базы данных сведениями по новым инженерным сооружениям. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Геологическая карта России и прилегающих акваторий. Масштаб 1: / под ред. А.Ф. Морозова и др. СПб: Картфабрика ВСЕГЕИ, л. 2. Зимин М.В., Тутубалина О.В. Геопортал МГУ: история, результаты, перспективы развития // Земля из космоса наиболее эффективные решения С Коротаев М.В., Правикова Н.В. Применение геоинформационных систем в геологии. М.: КДУ, с. 4. Коротаев М.В., Правикова Н.В., Аплеталин А.В. Информационные технологии в геологии. М.: КДУ, с. 5. Схема тектонического районирования территории России. Масштаб 1: Объяснительная записка. М.: ИМГРЭ, ГЕОКАРТ, МПР РФ, Трофимов В.Т., Аверкина Т.И. Инженерно-геологические структуры: иерархия, типы, парагенетические ряды // Вестник Московского университета. Сер. 4. Геология С Трофимов В.Т., Аверкина Т.И. К введению понятия «инженерно-геологические структуры» // Геоэкология С ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ 2/2014
Similar documents
View more...
Search Related
We Need Your Support
Thank you for visiting our website and your interest in our free products and services. We are nonprofit website to share and download documents. To the running of this website, we need your help to support us.

Thanks to everyone for your continued support.

No, Thanks