Геоинформационное обеспечение для решения прикладных задач алмазопоисковой геологии : на примере Якутской алмазоносной провинции

• Автор: Новопашин, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 25.00.35
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 161 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРИКЛАДНЫХ ЗАДАЧ АЛМАЗОПОИСКОВОЙ ГЕОЛОГИИ (СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ)
1Л Оперативный мониторинг прогнозных ресурсов алмазов на территории Якутской алмазоносной провинции
1.2 Площадное районирование перспективных участков по степени эффективности геофизических методов при алмазопоисковых работах
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Методика гсоинформационного мониторинга прогнозных ресурсов алмазов..
2.2 Методические приемы оценки эффективности геофизических исследований при поисках кимберлитовых тел
ГЛАВА 3. ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ СПРАВОЧНО-АНАЛИТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА МОНИТОРИНГА ПРОГНОЗНЫХ РЕСУРСОВ АЛМАЗОВ
3.1 Функциональные возможности
3.2 Информационная сервис-ориентированная архитектура
3.3 Программное обеспечение и информационные технологии
3.4 Техническая реализация функциональных возможностей картографических М'еЬ-приложений
ГЛАВА 4. ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРИ АЛМАЗОПОИСКОВЫХ РАБОТАХ
4.1 Разработка вычислительной среды
4.2 Геолого-ландшафтные параметры исследуемых полигонов
4.3 Апробация методики и геоинформационной технологии оценки эффективности геофизических исследований на примере детальной гравиметрической съемки..
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Многолетний опыт геолого-геофизических исследований свидетельствует о том, что потенциал применения геоинформационных технологий (ГИТ) и географических информационных систем (ГИС) в среде специалистов, занимающихся проблемами алмазопоисковой геологии (геологов, геофизиков и минералогов) полностью не раскрыт и в значительной степени недооценен. Несмотря на стремительное развитие информационных технологий (ИТ), большинством исследователей, ГИТ воспринимаются исключительно как средство для создания, оформления и анализа электронных карт (геоинформационное картирование), на этом, как правило, и ограничивается их практическое использование. Данное обстоятельство явилось главным стимулом диссертационного исследования, направленного на выявление принципиальной возможности использования геоинформационного обеспечения для решения разноплановых задач алмазопоисковой геологии. Поскольку в действительности, помимо картосоставительских работ, предметная область междисциплинарной геоинформационной науки весьма обширна - от обработки данных дистанционного зондирования и использования в сфере ОРЗ-навшацин до осуществления экспертного, геопространственного анализа и создания корпоративных, информационно-аналитических компьютерных систем.
Согласно А.М. Берлянту, современная геоинформатика предстает в виде системы, охватывающей науку, технику и производство, и в зависимости от предметной области может восприниматься как наука о геосистемах, рассматриваться как технология для управления пространственно-координированными данными или являться средством для производства аппаратных средств и программных продуктов (Берлянт, 2002). Придерживаясь этой точки зрения, автор предпринял попытку отразить в работе развитие геоинформатики в трех направлениях - науке, технике и производстве. Вследствие этого задачи диссертационного исследования различаются по своей специфике, направленности и технической реализации, а также затрагивают различные сферы применения геоинформатики. При этом решение этих задач посвящено общей актуальной проблеме - разработке и применению современных геоинформационных технологий для повышения эффективности прогнозирования и поисков алмазных месторождений.
Для демонстрации возможностей разнопланового применения ГИТ, диссертационная работа состоит из двух основных тем (тематических блоков), затрагивающих различные аспекты применения геоинформационных технологий. Первый блок (Глава 3) - объединяет описание функциональных возможностей и способов технической реализации справочно-аналитической геоинформационной системы, созданной автором для мониторинга прогнозных

ресурсов алмазов (ГИС МПРА) в Западной Якутии. Второй блок (Глава 4) посвящен разработке методики и геоинформациоиной технологии определения эффективности (результативности) геофизических исследований при поиске кимберлитовых тел, а также программных инструментов для геопространственного анализа геолого-геофизических данных. Задачи оперативного мониторинга прогнозных ресурсов алмазов и оценки эффективности геофизических исследований, в настоящее время являются наиболее критичными с точки зрения необходимости применения современных геоинформационных технологий.
На основе специализированных тематических исследований в АК «АЛРОСА» (ОАО) с 2008 года проводится мониторинг прогнозных ресурсов алмазов на территории Якутской алмазоносной провинции (ЯАП), который обеспечивает перспективное планирование объемов и технологий алмазопоисковых работ, а также позволяет корректировать методику научных исследований. Экспертный анализ проявленности прогнозно-поисковых признаков и предпосылок на территориях деятельности АК «АЛРОСА» (ОАО) в ЯАП, осуществляемый с учетом как уже накопленных, так и регулярно поступающих актуальных гсолого-геофизических материалов, позволяет выделять перспективные площади и участки, благоприятные на проявление коренной и россыпной алмазоносности. При этом для различных алмазоносных таксонов (поле, район, провинция) постоянно, в мониторинговом режиме проводится корректировка прогнозных ресурсов по отношению к предыдущим сводным оценкам.
Использование геоинформационного подхода в данной области весьма востребовано, т.к. позволяет организовать и оптимизировать процессы сбора, хранения, актуализации, представления и защиты фактографических материалов. Таким образом, актуальность первого блока исследований, посвященного созданию справочно-аналитической ГИС, определяется производственной необходимостью обеспечения удаленного, оперативного доступа к картографическим, текстовым и табличным фактографическим материалам, которые характеризуются пространственно-временной зависимостью.
Эффективность применения геофизических методов при поиске кимберлитовых образований в значительной степени ограничена сложными условиями поисков на закрытых территориях Западной Якутии. К таковым относятся: высокий уровень геофизических помех; слабая контрастность петрофизических индикационно-поисковых характеристик кимберлитов на фоне кимберлитовмещающих отложений; экранирующее влияние интрузий долеритов; значительная мощность перекрывающих кимберлитовые тела образований, приводящая к низкому уровню регистрируемых сигналов и т.д. Комплексное проявление вышеперечисленных факторов приводит к тому, что основные геофизические методы, применяемые при поиске коренных источников показывают низкую или нулевую результативность, и используются в

(0,25 - 0,40)ХЮ3 кг/м3. При этом на поверхности земли тела долеритов создают положительные аномалии силы тяжести различной интенсивности (Рукавишников, Храмцов, Жандалинов, 2001ф).
Физико-геологическое моделирование
Для определения тактики полевых геофизических исследований формируется априорная ФГМ искомого объекта, а в ходе интерпретации результатов геофизических работ создается апостериорная модель изучаемого геологического объекта (Вахромеев, Давыденко, 1989). По определению этих авторов физико-геологическая модель — это совокупность данных о комплексе геологических, геохимических, геофизических и других характеристик, аппроксимирующих изучаемый объект, вмещающую его среду и порождаемые ими физические поля с детальностью, соответствующей поставленным геологическим задачам. Согласно определению других авторов, ФГМ - совокупность абстрактных возмущающих тел, обобщенные размеры, форма, физические свойства и взаимоотношения которых с той или иной степенью детальности аппроксимируют реальную геологическую обстановку (Хмелевской, Горбачев, Калинин и др., 2004). Кроме того среди ФГМ различают статистические модели и стохастические или вероятностные модели (Вахромеев, Давыденко, 1989). Описание статистических различий дисперсий физических полей над изучаемым геологическим объектом и вмещающей средой производят с помощью статистической ФГМ. Стохастические ФГМ имеют хотя бы один случайный параметр (глубина залегания, геометрический размер, физические свойства и т.п.).
В практике физико-геологического моделирования широко распространен прием переноса средних индикационных характеристик уже выявленных тел, а также физических свойств вмещающих и перекрывающих отложений на моделируемые поисковые объекты и моделируемую геологическую среду (Бродовой, Никитин, 1984).
На этапе планирования геофизических методов математическое моделирование позволяет произвести предварительный расчет их эффективности, основываясь на результатах решения прямых задач геофизики. На этапе анализа полевых измерений математическое моделирование может проводиться с целью интерпретации полученных данных на основе решения обратных задач геофизики.
Сегодня для создания ФГМ активно используются компьютерные технологии, поскольку они позволяют автоматизировать процесс вычислений, работать с большими массивами данных и создавать тем самым сложные модели геологической среды. Проблемам создания компьютерных физико-геологических моделей для решения прямых и обратных задач алмазопоисковой геофизики посвящены многие исследования и программные разработки