Картографическое обеспечение мониторинга инженерно-геологических процессов на основе ГИС-технологий

DOI:

Картографическое обеспечение создает научно-методическую и информационную основу для формирования баз и банков геологической информации о состоянии природной среды, для создания геоинформационных си- 64

стем и принятия управленческих и проектных решений [1, 2, 5–8]. Реализация оценки параметров природной среды для разработки системы литомониторинга включает: Природные системы и ресурсы. 2018. Т. 8. № 4

– создание фонда базовой картографической информации, содержащего различные карты, составленные на основе имеющихся к началу наблюдений материалов;

– сбор, обработку и систематизацию оперативных данных аэрокосмических и наземных наблюдений для их картографирования;

– перевод обработанных данных в картографическую форму: составление оперативных карт развития инженерно-геологических процессов, условий их распространения и происходящих при этом изменений геологической среды;

– анализ составленных карт с целью выявления закономерностей распространения наблюдаемых явлений, оценки и прогноза их развития.

Источниками создания цифровой картографической основы могут служить данные дистанционного зондирования (аэро- и космические снимки), материалы полевых съемок, в том числе полученные с помощью систем спутникового позиционирования[4, 15, 19, 22].

Картографический банк данных для оценки состояния геологической среды по исследуемому объекту должен представлять серию инвентаризационных, оценочных и прогнозных карт.

В качестве тематической основы большинства карт следует использовать инженерно-геологическую карту [11–13], которая является базовой для серии карт, отображающих:

– различные техногенные воздействия на состояние геологической среды в процессе добычи, переработки и транспортирования полезных ископаемых;

– инженерно-геологические процессы, происходящие в зоне воздействия технических объектов;

– техногенные изменения структуры, состояния и свойств грунтов;

– прогноз развития геологических процессов.

Инженерно-геологические карты должны обеспечивать комплексную характеристику инженерно-геологических условий района исследования, включая геологическое строение, гидрогеологические условия, состав, состояние и свойства грунтов, инженерно-геологические процессы, изменение условий освоенных (застроенных) территорий, составление прогноза возможных изменений инженерно-геологических условий в сфере взаимодействия технических объектов с геологической средой [14, 17, 18, 21]. Содержание рабочего набора карты, в частности, для трассы газопровода, характеризуется табл.1,2.

Таблица 1

Описание содержания рабочего набора (карты MapInfo)

Имя таблицы MapInfo (слоя карты)	Описание	Характер локализации
GAS	Трубопроводный коллектор (собственно трасса)	Линии и полигоны
BUFFER	Граница земельного отвода	Полигоны
GIDRO	Гидрографическая сеть	Линии и полигоны
GEOLOG	Стратиграфо-генетические комплексы поверхностных отложений	Полигоны
GIDROGEOL	Гидрогеологические условия	Линии

Таблица 2

Описание структуры таблицы GEOLOG

Имя поля	Описание	Тип данных
FKOBJCODE	Код объекта	Словарь
FKLAYER1	Состав субстратов	Словарь
SUBSTRATUMTHICK	Мощность субстратов	Вещественное
BIOGENTHICK	Мощность современных отложений, залегающих на коренных породах	Вещественное
FKLAYER2	Название, генезис и состав второго от поверхности комплекса отложений	Словарь
FKGEOLPROCESSES	Современные геологические процессы	Словарь
NOTE	Примечание

Инженерно-геологическая карта включает два тематических слоя – стратиграфо-генетических комплексов поверхностных отложений, их состав и физико-механические свойства. Соответственно, слой стратиграфо-генетических комплексов поверхностных отложений отражает следующие их характеристики (табл.3).

В частности, для характеристики физико-механических свойств грунтов используется следующее описание (табл.4)

В качестве примера карты, составленной в соответствии с данной структурой таблицы в MapInfo, приводится карта плотности грунтов для участка газопровода (рис.1).

Таблица 3

Описание инженерно-геологической карты

Имя таб. (слоя) MapInfo	Описание	Тип объектов
GEOLOG	Стратиграфо-генетические комплексы поверхностных отложений	Полигоны
FMCHARACT	Физико-механические характеристики	Полигоны
GIDROGEOL	Гидрогеологические условия	Полилинии

Таблица 4

Описание структуры таблицы FMCHARACT

Имя поля	Описание	Тип данных
FMOBJCODE	Код объекта	Словарь
DENSITY	Плотность	Вещественное
DEFORMATION	Модуль деформации	Вещественное
RESISTSHIFT	Сопротивление сдвигу	Вещественное
RESISTCOMPRESS	Сопротивление сжатию	Вещественное
NOTE	Примечание

Рис. 1. Карта плотности грунтов для участка газопровода

Характеристика экзогенных процессов включает описание типов, распространенности (масштаба) и интенсивности проявления и строится отдельно для каждой группы процессов: оползневых, эрозионных, эоловых, суффо-зионно-карстовых, заболачивания и подтопления (табл.5).

Картографическое обеспечение мониторинга инженерно-геологических процессов проводилось в зоне газопровода Починки– Изобильное–Северо-Ставропольское ПХГ и в значительной мере помогло выполнить анализ факторов и динамики развития этих процессов [3, 6, 9, 10, 16, 20].

Без современных информационных технологий такой анализ потребовал бы обработки значительного объема традиционной статистической и картографической информации.

Таким образом, применение ГИС-техно-логии мониторинга инженерно-геологических процессов позволяет не только хранить и визуализировать данные наблюдений, но и устанавливать связи между факторами и процессами, выявлять тенденции их развития и принимать управляющие решения на основе прогнозных оценок.