Исследование и разработка комплекса программ для гео моделировани я ра з мещения объ ектов недропользования
УДК ___.___.___ На правах рукописи
Маньковский Андрей Геннадьевич
ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСА ПРОГРАММ ДЛЯ ГеомоделированиЯ размещения
объектов недропользования
Специальность 05.13.18 – математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Иркутск – 2007
Работа выполнена в Институте систем энергетики им. Л.А. Мелентьева Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН).
Научный руководитель:
доктор технических наук, профессор Людмила Васильевна
Массель
Официальные оппоненты:
доктор технических наук, профессор Игорь Вячеславович
Бычков
кандидат технических наук Глеб Владимирович
Агафонов
Ведущая организация: Институт вычислительных технологий Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН)
Защита диссертации состоится «22» мая 2007 г. в 11 часов на заседании диссертационного совета Д.003.017.01 при Институте систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН по адресу: 664033, Иркутск-33, ул. Лермонтова, 130, к. 355.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН.
Автореферат разослан «.....».................. 2007 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета
доктор технических наук, профессор А.М. Клер
Общая характеристика работы
Актуальность: В настоящее время остро встают вопросы социально-экономического развития как России в целом, так и ее отдельных регионов. В условиях жесткой плановой экономики в СССР для территорий централизованно составлялись схемы развития и размещения производительных сил. При переходе к рыночной экономике старые механизмы регулирования стали неэффективными, а для реализации новых механизмов регулирования требуются более совершенные информационные технологии. Для гибкого и эффективного экономического управления необходимо использовать новые методики моделирования и современные информационные технологии.
Вопросы социального и экономического регулирования решаются на различных государственных уровнях, и решения регулируются следующими документами: 1) программа социально-экономического развития Российской Федерации; 2) энергетическая стратегия России; 3) стратегия экономического развития Сибири; 4) схемы развития и размещения производительных сил, которые составляются субъектами федерации на период 2-4 года. В этих документах формулируются соответствующие цели, задачи, мероприятия по их выполнению и приоритеты выполнения этих задач. Моделирование процессов функционирования систем производительных сил отдельных территорий с целью прогноза их социально-экономического развития, выбор оптимальных управляющих решений и дальнейшая оценка их результативности требуют создания специализированных комплексов программ, базирующихся на геоинформационных (ГИС) технологиях.
Существенный вклад в развитие этого научного направления внесли Бандман М.К., Гранберг А.Г. (экономическая география), Орлов В.П. (геология), сотрудники ИСЭМ СО РАН: Санеев Б.Г., Кононов Ю.Д., Макаров А.А., Соколов А.Д., Агафонов Г.В. и др., в развитие геоинформатики - Берлянт А.М., Кошкарев А.В., Иванников А.Д., Кулагин В.П., Тихонов А.Н., Цветков В.Я. и др. Развитие направлений, связанных с моделированием программ и данных, проектированием и реализацией сложных программных комплексов связано с именами Атре Ш., Дейта К. Дж., Мартина Дж., Цикритзиса Д., Лаховски Ф., Чена П., Ульмана Дж., Брукса Ф., Фокса Дж., Буча Г., Рамбо Д. и др. В Сибирском отделении РАН направление, связанное с развитием ГИС-технологий и их применением для междисциплинарных исследований, возглавляют академик РАН Ю.И. Шокин и член-корр. РАН А.М. Федотов. В Иркутском научном центре это направление развивалось под руководством И.В. Бычкова. В ИСЭМ СО РАН существенный вклад в развитие направления, связанного с созданием распределенных программных комплексов и баз данных для исследований энергетики, внесли работы Л.В. Массель, Е.А. Болдырева.
Территория, ее ресурсы и географическое местоположение являются одними из определяющих факторов развития и размещения производительных сил. Существует ряд моделей размещения производительных сил, но задача размещения объектов недропользования, как части производительных сил территории, является не менее актуальной.
Современные геоинформационные системы, предлагаемые на рынке, обладают большим количеством функций анализа, моделирования, оценки, и применяются для решения задач пространственного характера.
В то же время отсутствуют методический подход к геомоделированию (информационному моделированию с помощью ГИС), методики его выполнения и специализированные комплексы программ для поддержки геомоделирования региональных схем размещения объектов недропользования. Такие комплексы программ должны включать как базовые функции универсальных ГИС, так и специально разработанные функции для целей геомоделирования, а также интегрировать ГИС, компьютерные модели[1] инвестиционных проектов и базы данных (БД).
Таким образом, актуальность диссертационной работы определяется, с одной стороны, важностью проблемы размещения объектов недропользования, как составной части производительных сил, а с другой, необходимостью разработки соответствующего методического подхода к геомоделированию и созданию комплекса программ для его поддержки на основе интеграции ГИС, компьютерных моделей инвестиционных проектов и БД, а также технологии решения практических задач с использованием разработанного комплекса программ.
Цель работы: разработка методов и комплекса программ для геомоделирования региональных схем размещения объектов недропользования, повышающих эффективность решения задач государственного регулирования.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- Анализ и классификация задач государственного регулирования, решаемых на схемах размещения производительных сил.
- Исследование и сравнительный анализ имеющихся моделей размещения производительных сил и комплексов программ их реализации, оценка их возможностей для решения необходимых задач государственного регулирования.
- Разработка методического подхода к построению проблемно-ориентированного комплекса программ для геомоделирования размещения объектов недропользования.
- Сравнение существующих геоинформационных систем и выбор универсальной ГИС для создания проблемно-ориентированного комплекса программ.
- Проектирование и реализация проблемно-ориентированного комплекса программ, использующего ГИС-технологии, для геомоделирования размещения объектов недропользования.
- Разработка технологии решения задач геомоделирования и формирования аналитических материалов в области минерально-сырьевых ресурсов с использованием проблемно-ориентированного комплекса программ.
Методами и средствами исследования являются методы проектирования современных комплексов программ, геоинформационных систем и баз данных; методы программирования; методы цифровой картографии.
Новизну составляют следующие положения:
1. В работе обосновывается необходимость создания специализированного проблемно-ориентированного комплекса программ, использующего ГИС-технологии, для геомоделирования размещения объектов недропользования.
2. Предложен методический подход к созданию проблемно-ориентированного комплекса программ для поддержки геомоделирования размещения объектов недропользования, включающий:
а) методику геомоделирования;
б) архитектуру проблемно-ориентированного комплекса программ для поддержки геомоделирования;
в) инфологическую и геоинформационную модели данных;
г) механизм интеграции базовых компонентов комплекса.
3. Разработан проблемно-ориентированный комплекс программ, который интегрирует ГИС, систему компьютерных моделей инвестиционных проектов и БД, а также поддерживает методику геомоделирования.
4. Предложена технология решения задач геомоделирования и формирования аналитических материалов в области минерально-сырьевых ресурсов с использованием разработанного комплекса программ.
На защиту выносятся:
- Архитектура проблемно-ориентированного комплекса программ для геомоделирования размещения объектов недропользования.
- Геоинформационная модель данных о получении и использовании минерального сырья (на примере углеводородного сырья).
- Методика геомоделирования региональных схем размещения объектов недропользования.
- Технология решения задач геомоделирования и формирования аналитических материалов с использованием разработанного комплекса программ.
Практическая значимость:
Разработанная методика, проблемно-ориентированный комплекс программ и предлагаемая технология были использованы в выполненных автором работах:
- визуализация газопроводов мира в рамках работы, выполнявшейся в ИСЭМ СО РАН по заказу международной лаборатории энергетики в Венгрии;
- реализация картографического режима отображения и анализа объектов недропользования в информационной системе регулирования использования минерально-сырьевых ресурсов, разрабатываемой и сопровождаемой ВостСибНИИГГиМС, в настоящее время используемой в территориальных органах Министерства природных ресурсов РФ и Агентства по недропользованию (Роснедра);
- построение карт недропользования по Иркутской области, Республике Бурятия и Читинской области, разработанных и сопровождаемых ВостСибНИИГГиМС, переданных в территориальные фонды информации названных субъектов РФ;
- подготовка материалов в раздел «Минерально-сырьевые ресурсы» государственного доклада «О состоянии озера Байкал и мерах по его охране», ежегодно выпускаемого и распространяемого среди подведомственных организаций Министерства природных ресурсов, а также передаваемого в другие заинтересованные организации, в 2004 – 2006 гг.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на XXXI и XXXII конференциях молодых ученых ИСЭМ СО РАН, г. Иркутск, в 2001, 2002 гг.; Всероссийской конференции «Математические и информационные технологии в энергетике, экономике, экологии», г. Иркутск, 2003 г.; Научно-практической конференции «Основные направления совершенствования деятельности организаций МПР России по формированию и использованию государственных информационных ресурсов в области геологии и недропользования», г. Москва, 2003 г.; III и IV школах-семинарах «Математическое моделирование и информационные технологии: управление, искусственный интеллект, прикладное программное обеспечение, технологии программирования», г. Иркутск, 2003 и 2004 гг.; Всероссийской конференции «Информационные и математические технологии», г. Иркутск, 2004 г.; на «Круглом столе» Совета Федерации «Стратегические природные ресурсы: проекты и схемы освоения» Третьего Байкальского экономического форума, г. Иркутск, 2004 г; а также докладывались и обсуждались на семинарах и секции Ученого Совета ИСЭМ СО РАН и на заседании Ученого Совета ВостСибНИИГГиМС.
Личный вклад: Предложенный методический подход, инфологическая и геоинформационная модели, проблемно-ориентированный комплекс программ, методика геомоделирования, и технология решения практических задач с их использованием разработаны лично автором.
Публикации: По теме диссертации опубликовано 10 работ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы из 87 наименований и 7 приложений на 147 стр. (основной текст 115 стр.), включает 3 табл. и 46 рис.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обосновывается актуальность работы. Ставятся цели и задачи исследования. Приводятся основные положения работы.
В первой главе обосновывается необходимость создания специализированного проблемно-ориентированного комплекса программ для геомоделирования размещения объектов недропользования. Рассматриваются и классифицируются задачи государственного регулирования. На примерах показано, что методы государственного регулирования базируются на организационных и экономических мерах. Выполнены исследование и сравнительный анализ моделей размещения производительных сил и существующих программных средств, применяемых в этой области.
Экономическое и социальное состояние региона во многом зависит от его ресурсов, его территориального расположения, населенности и других географических особенностей. В работе рассматривается важный для Иркутской области вид ресурсов: минерально-сырьевые ресурсы, такие, как нефть, газ, уголь, золото, мусковит и др. Процесс добычи минерально-сырьевых ресурсов, или использования недр Российской Федерации называется недропользованием. Недропользование в наши дни нуждается в особом контроле, а управление процессами недропользования является одной из наиболее важных задач на ближайшее время. Объект недропользования – это участок или часть недр, отданная в пользование. Объекты недропользования являются частью производительных сил, и построение схем размещения объектов недропользования является определенным этапом на пути составления комплексных схем размещения производительных сил региона в новых экономических условиях.
Далее в главе выполнен сравнительный анализ распространенных универсальных геоинформационных систем (MapInfo, ArcView, AutoCad Map). На основе проведенного анализа делается вывод о том, что, несмотря на все достоинства универсальных ГИС, они не обладают специализированными функциями, необходимыми для решения проблемы размещения объектов недропользования. В то же время развитие универсальных ГИС, повышение их функциональности, направленность на решение пространственных задач и возможности интеграции с другими программными средствами позволяют использовать их в качестве базового компонента требующегося проблемно-ориентированного комплекса программ для геомоделирования размещения объектов недропользования. Отмечается, что наиболее полный набор требуемых функций имеется в ESRI ArcView GIS. В заключение главы детализируется постановка задачи диссертационной работы.
Во второй главе описывается методический подход к геомоделированию и построению проблемно-ориентированного программного комплекса для его поддержки.
На рис. 1 приведена схема, иллюстрирующая разработанную автором методику геомоделирования. Верхняя часть схемы включает как стандартные операции ГИС, так и предложенные автором дополнительные операции.
Нижняя часть схемы включает операции, обеспечивающие поддержку компьютерных моделей инвестиционных проектов.
Предложенную методику можно применять для геомоделирования не только добычи, но и для других процессов получения и использования минерального сырья. Эта методика является эффективным инструментом, позволяющим формализовать принимаемые решения и оценивать их последствия.
На рис. 2 приведена архитектура предлагаемого проблемно-ориентированного комплекса программ.
Рис. 2. Архитектура проблемно-ориентированного комплекса программ
Его компонентами являются: 1) геоинформационная система, поддерживающая геоинформационную модель, включающую необходимые тематические слои; 2) база данных «Информационной системы регулирования использования минерально-сырьевых ресурсов» (БД ИСР); 3) компьютерные модели инвестиционных проектов (модели ИП); 4) база данных геомоделирования, содержащая информацию об объектах; 5) компьютерная модель сценария; 6) панель управления геомоделированием, обеспечивающая интеграцию базовых компонентов, позволяющая осуществлять визуальный контроль за процессом геомоделирования на каждом этапе.
Компьютерная модель инвестиционного проекта, являющаяся обязательной по нормативно-правовым актам, отображает и позволяет рассчитывать экономические показатели предприятия либо объекта недропользования как элемента системы производительных сил. Эта компьютерная модель разработана в ВостСибНИИГГиМС, является удобным инструментом расчета показателей и на данный момент используется во многих организациях Иркутской области и других субъектов Российской Федерации. На рис. 3 приведен вид главного меню компьютерной модели инвестиционных проектов освоения объектов недропользования. Автором в эту модель были добавлены функции интеграции ее с остальными приложениями разрабатываемого проблемно-ориентированного комплекса программ.
Далее во второй главе рассмотрено проектирование базы геоданных. В ее основе лежит геоинформационная модель данных, включающая следующие группы тематических слоев объектов: месторождения и проявления Государственного кадастра месторождений (ГКМ); лицензионные участки; части недр, предлагаемые в пользование; изученность геологоразведочных работ; минерагения; перспективные структуры; скважины глубокого бурения; проектируемые трассы трубопроводов; особо охраняемые территории.
Автор принимал участие в разработке структуры геоинформационной модели и наполнении данными групп слоев: месторождения и проявления ГКМ; лицензионные участки; части недр, предлагаемые в пользование.
На основе геоинформационной модели разработана инфологическая модель данных объектов недропользования, представленная в нотации CASE-средства ErWin. Эта инфологическая модель приведена на рис. 4.
Преимущества предложенной инфологической модели:
- в разработанную модель данных заложена возможность оценки экономического и социального положения области;
- предусмотрена возможность учета как детальных, так и укрупненных показателей, что позволяет использовать БД для большинства известных методов и моделей размещения;
- разработанная модель данных обладает большой гибкостью и позволяет расширять первоначально намеченный круг задач и область применения БД.
Рис. 3. Главное меню компьютерной модели инвестиционных проектов
освоения объектов недропользования
Рис. 4. Инфологическая модель данных объектов недропользования.
Далее рассматривается механизм интеграции базовых компонентов комплекса, которыми являются Windows-приложения. Связь между этими приложениями обеспечивается применением механизма DDE (Dynamic Data Exchange) – динамического обмена данными. Этот способ связывания двух приложений требует разработки отдельных блоков передачи и приема информации, реализованных в обоих приложениях (рис. 5).
Рис. 5. Механизм интеграции приложений с применением DDE
Кроме обмена данными требуется реализация перехода между приложениями, которые реализуются с помощью вызова функций Win32 Shell API. Таким образом, механизм интеграции обеспечивается функциями обмена данными и организации переходов между приложениями.
В соответствии с предложенным механизмом интеграции для связи БД ИСР и карт недропользования автором реализованы блоки приема и передачи данных в соответствующих приложениях, а также реализован переход между этими приложениями с использованием функций Win32 Shell API. Механизм интеграции БД ИСР и цифровых карт (ЦК) недропользования приведен на рис. 6.
Рис. 6. Механизм интеграции карт недропользования и БД ИСР
Для поддержки геомоделирования и компьютерных моделей инвестиционных проектов автором предложена специальная панель управления геомоделированием, которая одновременно реализует механизм интеграции ГИС, компьютерных моделей инвестиционных проектов и БД. Пример панели управления геомоделированием показан на рис. 7.
Рис. 7. Панель управления геомоделированием
С помощью предлагаемой панели управления геомоделированием выполняется поддержка операций анализа типов: «что-если» и «сколько надо для». В нижней части панели подсчитываются итоговые показатели (в данном случае суммы показателей по выбранным и по всем объектам карты). Справа показаны клавиши перехода к цифровой карте и к компьютерной модели инвестиционного проекта.
В третьей главе описывается применение предлагаемого подхода к построению проблемно-ориентированного комплекса программ для геомоделирования с использованием геоинформационных систем.
Использование возможностей MapInfo для визуализации данных о газовых сетях. Работа выполнялась в Институте систем энергетики имени Л.А.Мелентьева (ИСЭМ). Задача заключалась в визуализации данных о газопроводах. На момент выполнения поставленной перед автором задачи для реализации уже была выбрана система MapInfo. Она отвечает минимальным требованиям, проста в изучении и использовании, недорогая по отношению к остальным существующим геоинформационным системам.
Для решения задачи визуализации газовых сетей выделены такие элементы, как добывающие узлы, транспортные линии, и узлы потребления (назначения).
Для добавления дополнительных функций к стандартным функциям ГИС разработана программная надстройка для системы MapInfo. Она представляет собой панель инструментов. Через эту панель инструментов пользователь получает доступ к дополнительным функциям: выбор слоев для работы; выделение областей для дальнейшей работы; выделение различных участков газопровода; выделение строящихся линий газопровода; выделение пунктов добычи; отображение направления; оформление готовой карты. Использовалась программная система Delphi для реализации дополнительных функций, таких, как формирование готовой карты, расположение на ней легенды и добавление анимации.
Автором реализованы программа на языке MapBasic и приложение на Delphi, позволяющие: автоматически создавать тематические слои для работы; отображать линии газопроводов, выделять среди них строящиеся участки; отображать узлы газопроводов с выделением узлов добычи; формировать и размещать легенду на карте; создавать анимированное изображение; сохранять последние установки. Объем кода на языке MapBasic и объем исходного кода приложения на Delphi составили более 1000 строк.
Интеграция ГИС со средой разработки приложений дала ощутимый эффект при решении задачи визуализации. Разработанный комплекс программ был применен в ИСЭМ СО РАН при выполнении заказа международной лаборатории энергетики в Венгрии.
Использование возможностей ArcView для отображения и анализа объектов недропользования. С 1998 года с участием ВостСибНИИГГиМС разрабатывалась, а с 2003 года – внедрена и сопровождается информационная система регулирования использования минерально-сырьевых ресурсов (ИСР). Автор принимает участие в этой работе с 2000 г. При разработке последних версий ИСР применен методический подход, предложенный автором.
В составе ИСР автором спроектирован и реализован проблемно-ориентированный комплекс программ, использующий ГИС и позволяющий отображать объекты недропользования и проводить их анализ на цифровой карте (ЦК). Результаты работы этого комплекса программ позволяют быстро и наглядно представить информацию в удобном для анализа виде, и, как следствие, эффективнее решать задачи управления недропользованием. Для достижения этих целей реализованы и интегрированы в ArcView следующие функции: 1) автоматизация процесса работы с ЦК; 2) возможность построения объектов на ЦК; 3) возможность обмена данными между БД и ГИС.
Реализация разработанных функций выполнена на языке программирования Avenue и устанавливается как модуль расширения к ArcView. Кроме этого, автором реализованы функции приема/передачи данных в БД ИСР в виде процедур на языке VBA в MS Access и отдельное приложение на Delphi для осуществления перехода между MS Access и ArcView. Операции доступны через кнопки на панели инструментов ArcView (рис. 6). Овалами показаны кнопки, реализующие эти функции. Суммарный объем кода, написанного на языке Avenue, VBA и Delphi, составил более 2000 строк.
Рис. 6. Расположение кнопок, необходимых для выполнения операций
Автором разработана технология применения этого проблемно-ориентированного комплекса программ для поддержки геомоделирования, которая иллюстрируется рис. 7. На нем приведены описание и порядок выполнения основных операций геомоделирования.
| ЭТАП | ОПЕРАЦИЯ | ОПИСАНИЕ | ПРИМЕЧАНИЯ | |
| РЕГИСТРАЦИЯ |  | Выбор картографической основы | Добавляет темы в вид из списка тем базовых проектов | Темы представлены в списке с указанием имени проекта (.APR) и названия вида, в котором они располагаются в базовых проектах. |
 | Загрузка контуров объектов | Создает тему объектов и строит в ней контура объектов из таблицы координат БД ИСР ИМСР | Части недр отсортированы по алфавиту, за ними в списке приводятся участки, отсортированные по номеру лицензии. | |
 | Сохранение контуров объектов | Сохраняет координаты контуров выделенных объектов в таблицу координат БД ИСР ИМСР | Происходит удаление старых координат контуров объектов и замещения их новыми, поэтому выполнять эту операцию надо осторожно. | |
| КОНТРОЛЬ |  | Вывод номеров точек контура объекта | Выводит номера точек-вершин контура объекта на карту | Номера точек выводятся в виде графики, присоединенной к теме. При этом стирается вся другая графика, присоединенная к этой теме, поэтому выполнять эту операцию необходимо до операций подписывания объектов. |
| АНАЛИЗ |  | Подключение таблиц БД ИСР к теме объектов | Подключает таблицы ИСР, нужные для анализа, к теме объектов | Главные таблицы соединяются с темой, а подчиненные – связываются. Соединенные таблицы позволяют классифицировать объекты по полям из этих таблиц. К связанным таблицам можно производить запросы, при этом результаты запросов отображаются в теме объектов. |
 | Классификация объектов | Классифицирует объекты по типовым атрибутам из набора | Набор полей в списке выводится в зависимости от соединенных с темой таблиц | |
| ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ОПЕРАЦИИ (интеграция приложений) |  | Переход к объекту в БД | Выполняет переход от контура участка из цифровой карты ArcView к соответствующей записи формы ввода «Участки и части недр» БД ИСР | Специальное приложение Activator, разработанное автором, с использованием функций Win32 Shell API делает окно БД ИСР активным. В случае если БД ИСР не открыта, то происходит автоматическое открытие БД ИСР. |
| Переход из БД к контуру объекта на цифровой карте | Выполняет переход от записи формы ввода «Участки и части недр» БД ИСР к соответствующему контуру объекта цифровой карты ArcView | Специальное приложение Activator, разработанное автором, с использованием функций Win32 Shell API делает окно ArcView активным. В случае если приложение ArcView не открыто, то происходит автоматическое открытие ArcView с возможностью создания нового проекта, либо открытия ранее сохраненного проекта. | ||
На рис. 8 и рис. 9 приведен вид соответствующих диалоговых окон, а на рис. 10 – один из результатов геомоделирования.
Рис. 10. Лицензионные участки, классифицированные
по виду полезного ископаемого
Применение разработанной технологии для территориальных и региональных органов управления. Разработанный комплекс программ на основе ГИС прошел опытную эксплуатацию в Иркутском геологическом отделе, получил положительные отзывы. На данный момент он внедрен в промышленную эксплуатацию в Главных управлениях природными ресурсами и в Фондах геологической информации в 46 субъектах Российской Федерации.
Применение разработанного проблемно-ориентированного комплекса программ совместно с БД ИСР позволяет повысить качество работы Главных управлений природными ресурсами и Фондов геологической информации, улучшить контроль на местах, повысить качество отчетности и, в результате, повысить качество управления недропользованием в целом.
Разработанные компоненты проблемно-ориентированного комплекса программ можно применять не только для геомоделирования объектов недропользования, но и для геомоделирования других объектов (например, энергетических). Для этого можно использовать модели энергетических объектов, разработанных в ИСЭМ СО РАН.
Кроме того, автором предложена технология формирования аналитических материалов в области минерально-сырьевых ресурсов с использованием разработанного комплекса программ, которая включает следующие операции:
- выбор объектов из БД (разработано автором);
- построение контуров объектов (разработано автором);
- автоматическая проверка пространственным запросом (стандартная операция ГИС);
- визуальная проверка (стандартная операция ГИС);
- запрос на обновление данных (разработано автором);
- построение аналитических таблиц и графиков (разработано автором).
Для поддержки последнего этапа разработаны специализированное инструментальное средство (рис. 11) и технологическая инструкция по выполнению многомерного анализ данных с использованием стандартных операций MS Excel. Это инструментальное средство используется для формирования запроса к данным, разработано под руководством автора. Оно облегчает этот процесс за счет визуального построения запроса.
Предложенная технология уже три года успешно применяется в
ВостСибНИИГГиМС для формирования аналитических материалов в раздел «Минерально-сырьевые ресурсы» государственного доклада о состоянии озера Байкал и мерах по его охране. В частности, по предлагаемой технологии формируются диаграмма динамики изменения количества лицензионных участков распределенного фонда недр на Байкальской природной территории (рис. 12) и таблица движения лицензий на право пользованиями недр.
Рис. 11. Построитель запросов для сводной таблицы MS Excel
Рис. 12. Динамика изменения количества лицензионных участков
распределенного фонда недр на БПТ
Основными результатами работы являются:
1. Проведены анализ и классификация задач государственного регулирования, решаемых на схемах размещения производительных сил.
2. Выполнены исследование и сравнительный анализ имеющихся моделей размещения производительных сил и комплексов программ их реализации, оценка их возможностей для решения необходимых задач государственного регулирования.
3. Предложен методический подход к построению проблемно-ориентированного комплекса программ для геомоделирования размещения объектов недропользования, включающий:
а) методику геомоделирования;
б) архитектуру проблемно-ориентированного комплекса программ для поддержки геомоделирования;
в) инфологическую и геоинформационную модели данных;
г) механизм интеграции базовых компонентов комплекса.
4. Выполнено сравнение существующих геоинформационных систем и выбрана универсальная ГИС для создания проблемно-ориентированного комплекса программ.
5. Выполнено проектирование и реализация проблемно-ориентированного комплекса программ, использующего ГИС-технологии, для геомоделирования размещения объектов недропользования.
6. Предложена технология решения задач геомоделирования и формирования аналитических материалов в области минерально-сырьевых ресурсов с использованием проблемно-ориентированного комплекса программ.
С использованием предложенного методического подхода и разработанного проблемно-ориентированного комплекса программ автором выполнены следующие практические работы:
- визуализация газопроводов мира в рамках работы по заказу международной лаборатории энергетики в Венгрии, выполнявшегося в ИСЭМ СО РАН;
- реализация картографического режима в информационной системе регулирования использования минерально-сырьевых ресурсов, разрабатываемой и сопровождаемой ВостСибНИИГГиМС, используемой в территориальных органах Министерства природных ресурсов РФ и Роснедр в 46 субъектах РФ;
- построение карт недропользования по Иркутской области, Республике Бурятия и Читинской области, выполнявшееся в ВостСибНИИГГиМС и переданных в территориальные фонды информации названных субъектов РФ;
- подготовка материалов в раздел «Минерально-сырьевые ресурсы» доклада по Байкалу, с 2004 года ежегодно выпускаемого ВостСибНИИГГиМС и передаваемого в Министерство природных ресурсов, подведомственные организации, а также в другие заинтересованные организации.
Список публикаций
1. Маньковский А.Г. Визуализация данных о газопроводах мира с помощью ГИС-технологий / А.Г. Маньковский // Системные исследования в энергетике (Труды молодых ученых ИСЭМ СО РАН, вып.31). – Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2001. – с. 232-238.
2. Маньковский А.Г. Разработка геоинформационной системы для отображения и анализа объектов недропользования / А.Г. Маньковский // Системные исследования в энергетике (Труды молодых ученых ИСЭМ СО РАН, вып.32). – Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2002. – с. 264-271.
3. Маньковский А.Г. Разработка базы данных геоинформационной системы размещения производительных сил получения и использования минерального сырья / А.Г. Маньковский // Математические и информационные технологии в энергетике, экономике, экологии. Часть 2. – Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2003. – с. 166-172.
4. Маньковский А.Г. Применение геоинформационных систем для моделирования размещения производительных сил получения и использования минерального сырья / А.Г. Маньковский, С.М. Торопов // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Основные направления совершенствования деятельности организаций МПР России по формированию и использованию государственных информационных ресурсов в области геологии и недропользования» – М.: ФГУНПП «Росгеолфонд», 2004. – с. 141-144.
5. Маньковский А.Г. Информационные системы оценки и регулирования использования минерально-сырьевых ресурсов/ А.Г. Маньковский, С.М. Торопов // Разведка и охрана недр ‘8-9 2004. – М.: «Недра», 2004. – с. 36-39.
6. Маньковский А.Г. Разработка автоматизированного тезауруса предметной области размещения производительных сил получения и использования минерального сырья / А.Г. Маньковский, В.Я. Цветков // Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка. – 2004. №4. – с. 108-117.
7. Маньковский А.Г. Разд. 1.2.2.3. Минерально-сырьевые ресурсы / А.Г. Маньковский, В.Е. Путятин // Доклад МПР России «О состоянии озера Байкал и мерах по его охране в 2003 году». – Иркутск: Изд-во «Оперативная типография «На Чехова», 2004. – с. 99-105.
8. Маньковский А.Г. О модельном обеспечении государственного регулирования размещения производительных сил получения и использования минерального сырья Восточной Сибири и Дальнего Востока / А.Г. Маньковский, С.М. Торопов // Выступления и статьи участников «круглого стола» Совета Федерации «Стратегические природные ресурсы: проекты и схемы освоения» Третьего Байкальского экономического форума. – М.: Издание Совета Федерации, 2005. – с. 84-87.
9. Маньковский А.Г. Разд. 1.2.2.3. Минерально-сырьевые ресурсы / А.Г. Маньковский, В.Е. Путятин // Государственный доклад «О состоянии озера Байкал и мерах по его охране в 2004 году». – Иркутск: Изд-во «Оперативная типография «На Чехова», 2005. – с. 103-108.
10. Маньковский А.Г. Разд. 1.2.2.3. Минерально-сырьевые ресурсы / А.Г. Маньковский, В.Е. Путятин // Государственный доклад «О состоянии озера Байкал и мерах по его охране в 2005 году». – Иркутск: Изд-во «Федеральное государственное унитарное научно-производственное геологическое предприятие «Иркутскгеофизика», 2006. – с. 107-113.
Соискатель: А.Г. Маньковский
Лицензия ИД № 00639 от 05.01.2000. Лицензия ПЛД № 40-61 от 31.05.1999
Бумага писчая. Формат 60х84 1/16
Офсетная печать. Печ. л. 1,33
Тираж 100 экз. Заказ № 75
Отпечатано полиграфическим участком ИСЭМ СО РАН
664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 130.
[1] Компьютерные модели – термин, принятый в нормативно-правовых актах (приказ МПР РФ от 09 февраля 2001 г. N 128) для обозначения экономических информационных моделей, представленных в электронном виде (как правило, с помощью электронных таблиц)
