Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Организация баз геологических данных

Покупка
Артикул: 717063.02.99
Доступ онлайн
50 ₽
В корзину
В предлагаемом учебном пособии рассматривается класс задач работы с геологической информацией в процессе создания специализированных систем для информационного мониторинга в отдельных областях геологии, где удается применять математические методы работы с информацией. Учебное пособие предназначено для студентов направлений подготовки 230400 «Информационные системы и технологии», 230700 «Прикладная информатика» и специальности 130101 «Прикладная геология». Учебное пособие будет полезно также специалистам, работающим в компьютерной лингвистике.
Дудецкий, В. Н. Организация баз геологических данных : учебное пособие / В. Н. Дудецкий. - 3-е изд., стер. - Москва : ФЛИНТА, 2021. - 36 с. - ISBN 978-5-9765-2254-1. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1843728 (дата обращения: 29.03.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
В.Н. Дудецкий 

ОРГАНИЗАЦИЯ БАЗ  
ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ДАННЫХ 

Учебное пособие

3-е издание, стереотипное

Москва 
Издательство «ФЛИНТА» 
2021 

УДК 004.6:550.8(075.8)
ББК  32.973-018.2+26.3я73 
         Д81 

Д81

Дудецкий В.Н. 
 Организация баз геологических данных : учебное пособие / В.Н. 
Дудецкий. — 3-е изд., стер. — Москва : ФЛИНТА, 2021. — 36 с. — ISBN 
978-5-9765-2254-1. — Текст : электронный.

В предлагаемом учебном пособии рассматривается класс задач работы

с геологической информацией в процессе создания специализированных
систем для информационного мониторинга в отдельных областях геологии, 
где удается применять математические методы работы с информацией. 

Учебное пособие предназначено для студентов направлений подготовки
230400 «Информационные системы и технологии», 230700 «Прикладная
информатика» и специальности 130101 «Прикладная геология». Учебное
пособие будет полезно также специалистам, работающим в компьютерной
лингвистике. 

УДК 004.6:550.8(075.8) 
ББК  32.973-018.2+26.3я73 

ISBN 978-5-9765-2254-1
© Дудецкий В.Н., 2015 
©Издательство «ФЛИНТА», 2015

ОГЛАВЛЕНИЕ 
 
Введение ……………………………………………………………………… 
 
  4 

1. Основные источники геологических данных. Виды и источники  
информации …………………………………………………………………. 
 
  5 
     1.1. Стадии геологоразведочных работ ………………………………….   5 
     1.2. Три принципа познания недр ………………………………………...   8 
     1.3. Методы поисков и разведки …………………………………………   8 
     1.4. Прогнозирование …………………………………………………….. 12 
 
2. Пространственные базы данных ………………………………………. 
 
16 
     2.1. Архитектура системы управления пространственной базой  
     данных ……………………………………………………………………...
16 

     2.2. Формы описания пространства ……………………………………... 17 
     2.3. Модель данных ………………………………………………………. 18 
     2.4. Язык запросов ………………………………………………………... 18 
     2.5. Обработка запросов ………………………………………………….. 18 
     2.6. Индексы и организация файлов ……………………………………... 19 
 
3. Введение в SQL ……………………………………………………………
 
20 
     3.1. Язык описания данных ……………………………………………….
20 
     3.2. Язык модификации данных …………………………………………. 21 
     3.3. Основная форма запроса на языке SQL ……………………………..
21 
     3.4. Примеры запросов на языке SQL …………………………………… 21 
 
4. Расширение SQL для пространственных данных ……………………
 
23 
     4.1. Стандарт OGIS как расширение языка SQL ………………………... 23 
     4.2. Ограничения стандарта ……………………………………………… 24 
     4.3. Примеры запросов, содержащих пространственные операции …... 25 
 
5. Пространственные сети ………………………………………………….
 
28 
     5.1. Модели данных ………………………………………………………. 28 
     5.2. Графовые языки запросов …………………………………………… 30 
     5.3. Алгоритмы на графах ………………………………………………... 32 
 
Литература …………………………………………………………………….
 
34 
 
 
 
 

Введение 
 
Данное учебное пособие написано по материалам лекций, прочитаных автором в 2010–2012 годах для студентов СПЕЦИАЛЬНОСТИ 130301 «Геологическая съемка, поиски и разведка МПИ». Учебное пособие будет полезно также 
специалистам, работающим в компьютерной лингвистике. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. ОСНОВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ДАННЫХ.  
ВИДЫ И ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ 
 
1.1. Стадии геологоразведочных работ 
 
Максимальная эффективность геологоразведочных работ достигается при 
соблюдении определённой очерёдности их проведения. В соответствии с принципом последовательных приближений геологоразведочные работы на твёрдые 
полезные ископаемые проводятся, как правило, в 8 стадий. При этом различают 
объект изучения – это территория, в пределах которой ведутся геологоразведочные работы, и объекты выделения или прогнозирования – это площади или 
участки, которые выделяются в пределах изучаемой территории, как наиболее 
рудоперспективные. Например, если исследования ведутся в пределах рудного 
поля, то прогнозируемым объектом будет потенциальное месторождение и т.д. 
В приведённой ниже таблице первых пяти поисково-съёмочных стадий работ 
даны параметры объектов выделения и масштабы исследований. 

 

Объект исследований 
Объекты выделения 
Размеры объекта 
выделений 
Масштаб 
работ 

Рудная область 
Рудные районы 
N х 1000 кв.км. 
1:1000 000 

Рудный район 
Рудные узлы 
N х 100 кв.км. 
1:200 000 

Рудный узел 
Рудные поля 
N х 10 кв.км. 
1: 50 000 

Рудное поле 
Месторождения
N х 1 кв.км. 
1: 10 000 

Месторождение Рудные залежи 
N х 0.1 кв.км. 
1: 2 000 

 
Из таблицы видно, что рудный район представляет часть рудной области, 
как рудный узел – часть рудного района и таких узлов в пределах рудного района может быть несколько. И поэтому, например, для изучения рудной области 
с целью выделения рудных районов необходимо проведение исследований 
масштаба: 1: 1000 000. 
Стадия 1. Региональные геолого-геофизические исследования масштаба 
1:1000 000 в первую очередь, в пределах потенциально рудоносных областей. 
Стадия 2. Региональные геофизические, геологосъёмочные, гидрогеологические и инженерно-геологические   работы   масштаба  
1:200 000 в пределах потенциально рудных районов. 
Стадия 3. Геологосъёмочные работы масштаба 1:50 000 с общими поисками в пределах потенциально рудных узлов. 
Стадия 4. Поисковые работы масштаба 1:10 000 в пределах потенциально 
рудных полей. 
Стадия 5. Поисково-оценочные работы масштаба 1:2 000 в пределах потенциальных месторождений. 

Стадия 6. Предварительная разведка. Масштаб работ 1:500. 
Стадия 7. Детальная разведка. 
Стадия 8. Эксплутационная разведка. 
Это максимальный перечень стадий работ, но в зависимости от конкретных условий некоторые стадии могут выпадать или объединяться с другими. И 
ещё надо сказать, что стадии 1 и 2 уже проведены в пределах всей территории 
Российской Федерации. 
Для каждой стадии определяется цель работ, задачи и методы их решения. Всё это документально закрепляется в проекте работ, который является законом для исполнителей . 
В стадию региональные исследования масштаба 1:1000 000 в результате 
проведения геолого-геофизических исследований познаётся геологическое 
строение потенциально рудоносных областей, выявляются закономерности 
пространственного размещения уже известных рудных объектов в региональных геологических структурах, выделяются потенциально рудоносные районы 
для проведения поисковых работ.  
В настоящее время работы масштаба 1:1000 000 носят обобщающий характер или проводятся только с целью модернизации существующей геологической основы с учётом новых данных. 
В процессе работ масштаба 1:200 000 проводятся региональные геологическая, геофизическая, геохимическая съёмки. Выявляются аномалии неоднородности и оцениваются геологические закономерности размещения известных 
рудных объектов и выявленных аномалий. Выделяются потенциально рудоперспективные территории для проведения поисково-съёмочных работ. 
Геологосъёмочные работы масштаба 1:50 000 включают в себя геологическое картирование, геохимическую и геофизические съёмки. Они сопровождаются проходкой наземных горных выработок (канав, траншей, шурфов) и бурением редких скважин в пределах выявленных аномалий неоднородности. По 
результатам этих работ устанавливают поисковые критерии рудоносности, 
оконтуриваются площади их проявления и геохимические аномалии. Оцениваются прогнозные ресурсы потенциальных рудных полей. 
Поисковые работы, чаще всего в масштабе 1:10 000, ставят своей целью 
оконтуривание с поверхности и на глубину рудоносных зон и скоплений рудной минерализации, выявление рудовмещающих метасоматитов и рудоконтролирующих структур. Эта цель достигается в результате геологического картирования, геофизических работ и литогеохимической съёмки, как правило, по 
вторичным ореолам рассеяния. При обнаружении рудных скоплений они 
вскрываются с поверхности наземными горными выработками. На глубину до 
200–300 м оруденение изучается с помощью буровых скважин. Оцениваются 
прогнозные ресурсы потенциальных месторождений.  
В стадию поисково-оценочных работ изучается возможное промышленное значение выявленных потенциальных месторождений и отбраковка проявлений полезных ископаемых, не имеющих промышленного значения. Для положительно оцениваемых объектов определяется геолого-промышленный тип 
месторождения с подсчётом запасов полезных ископаемых в пределах участков 

детализации и оценкой прогнозных ресурсов месторождения в целом. В эту 
стадию основной упор делается на буровые и поверхностные горнопроходческие работы. 
На стадии предварительной разведки выясняются общие масштабы полезной минерализации, среднее качество минерального сырья в недрах, а на 
участках выборочной детализации устанавливаются важнейшие особенности 
строения залежей. По совокупности этих данных решается вопрос о целесообразности и очерёдности промышленного использования данного месторождения. Основными методами исследований в пределах рудного объекта являют- 
ся – проходка подземных горных выработок и бурение скважин. 
В стадию детальной разведки выясняются все сведения, необходимые для 
проектирования горного предприятия и начала отработки месторождения. Ос-
новная задача детальной разведки сводится к выявлению состава и строения залежей полезных ископаемых, как самостоятельных объектов отработки, и 
оценки, содержащихся в них запасов. 
В стадию эксплутационной разведки на участках отработки месторождения проводятся геологоразведочные работы, имеющие своей целью дальнейшую детализацию сведений о составе и строении тел полезных ископаемых для 
уточнения условий отработки и оценки запасов отдельных эксплутационных 
единиц – этажей, блоков или уступов. Так же в условиях действующих горных 
предприятий продолжаются поиски и разведка новых залежей на флангах и 
глубоких горизонтах месторождений. 
На всех стадиях работ производится документация и опробование стенок 
горных выработок, естественных обнажений и керна скважин. Документация – 
это детальная зарисовка обнажений и керна скважин с фиксацией положения 
мест отбора проб и образцов пород. Часто документация сопровождается, а 
иногда заменяется  фотографированием. Опробование – это отбор проб с целью 
выявления минерального и химического состава, технических и технологических свойств руды. Отобранные пробы маркируются и передаются в лабораторию для определения содержания химических элементов и других анализов, в 
зависимости от поставленной задачи. 
Таким образом, геологоразведочные работы, являясь источником информации, на каждой стадии завершаются прогнозными исследованиями, в результате 
которых выделяются рудоперспективные участки и отбраковываются бесперспективные территории. В практике геологоразведочных  работ исторически сложилось, что масштабы исследований соотносятся между собой, как один к пяти – 
один к четырём. Это объясняется тем, что при увеличении детальности исследований в пять раз и больше при переходе с предыдущего на последующий масштаб 
работ, полученная информация позволяет выявлять закономерности строения, не выделяемые на предыдущем уровне исследований. Этот качественный 
скачок происходит только при увеличении детальности исследований в пять и более раз. Поэтому промежуточные стадии работ бессмысленны. 
Важно подчеркнуть, что целью для каждой стадии работ являются отбраковка бесперспективных территорий и выделение потенциального объекта заданного масштаба. В пределах выявленных площадей повторяется комплекс 

работ соответствующей детальности, завершающийся прогнозированием с использованием предпосылок и признаков рудоносности, сомасштабных по площади ожидаемым участкам рудных скоплений. Эти работы должны проводиться вплоть до выделения потенциального месторождения – рудной залежи, что 
соответствует принципу последовательных приближений и позволяет осуществить системное изучение недр исследуемой территории. 
 
1.2. Три принципа познания недр 
 
Стадийное изучение рудоперспективных территорий, которое определяет 
максимальную эффективность геологоразведочных работ, опирается на три 
принципа познания недр. 
Методологические подходы к системному изучению недр определяются 
принципом последовательных приближений, к использованию получаемой геологической информации – принципом аналогии, а к определению достоверности результатов геологоразведочных работ – принципом выборочной детализации наблюдений.  
Согласно принципу последовательных приближений, изучение недр проводится от общего к частному. При поисках и разведке полезных ископаемых 
каждая стадия работ завершается прогнозными исследованиями с выделением 
потенциально рудоносных площадей и отбраковкой обширных, заведомо неперспективных территорий. В пределах вновь выявленных площадей повторяется комплекс работ соответствующей детальности с целью выделения рудоперспективных участков и отбраковки бесперспективных площадей. Таким образом, последовательно сужаются границы исследований, тем самым, локализуя потенциальный объект, при этом детальность изученности объекта возрастает от стадии к стадии.  
Принцип аналогии основан на том, что геологические структуры и заключённые в них полезные ископаемые, сформированные в близких геологических 
условиях, обладают более или менее ярко выраженными чертами сходства. На 
этом основано использование информации о строении и закономерностях рудолокализации объекта-эталона для выявления и изучения прогнозируемого объекта. 
Согласно принципу выборочной детализации, проведение геологоразведочных работ в соответствие со стадией исследований должно сочетаться с выборочными, более детальными работами на отдельных его участках. При этом, 
чем типичнее окажутся участки детализационных работ, тем полнее будут критерии подобия и меньше погрешности при распространении эталонных характеристик на весь оцениваемый объект. 
 
1.3. Методы поисков и разведки 
 
Земные недра недоступны для непосредственного наблюдения и обладают сложным неоднородным строением. Они познаются преимущественно выборочным методом по сети пространственно разобщённых искусственных или 

естественных обнажений. При этом полнота и достоверность информации о 
строении и составе недр зависит от густоты сети наблюдения, характера и степени неоднородности строения изучаемых объектов. Кроме того, при изучении 
недр применяются дистанционные методы исследований, к которым относится целый ряд геофизических работ и аэро-космофотосъёмка поверхности земли. 
 
Выборочные методы изучения недр является ведущим при поисках и разведке полезных ископаемых в связи с тем, что возможности дистанционного 
изучения ограничены масштабами наблюдений и наборами изучаемых свойств. 
В период первых пяти стадий геологоразведочных работ проводится обязательное геологическое картирование поверхности земли, часто с геохимическими поисками. Эти работы представляют собой пешеходные маршруты по 
профилям с отбором образцов и предварительным определением породы в точках наблюдения, называемых пикетами. Между пикетами также ведётся поиск 
минеральных образований, являющихся продуктами рудогенеза. Все сведения 
заносятся в геологический дневник. После в камеральный период вся информация выносится на топографическую основу по нанесённой сети наблюдения. 
После обобщения и анализа полученной информации составляется геологическая карта поверхности, которая заверяется ревизионными маршрутами. На 
участках, где были найдены рудные образцы, проводятся детальные картировочные и геохимические работы с целью выяснения параметров возможного 
оруденения и связи его с геологическими структурами, особенно с метасоматически преобразованными породами. 
Геохимические поиски, сопровождающие картировочные работы, представляют собой геохимическую съёмку, чаще всего, по заданной сети наблюдений соответствующей масштабу исследований. Пробы, отобранные на точках 
наблюдения – пикетах, маркируются и по окончанию работ передаются в химическую лабораторию для оценки содержания интересующих нас элементов. Результаты геохимической съёмки должны сопровождаться картой фактов, с точками отбора проб, и журналами содержаний по сорока химическим элементам.   
Эти исследования, как правило, проводятся со второй по пятую стадию геологоразведочных работ. Различают литогеохимические съёмки по первичным и 
вторичным ореолам рассеяния и по донным осадкам малых водных бассейнов. 
Гидрогеохимическую, биохимическую съёмку проводят значительно реже, в 
специальных случаях. 
Как вы уже знаете, существуют первичные и вторичные ореолы рассеяния. Первичные ореолы формируются сингенетично, одновременно с рудообразованием и представляют собой внешнюю периферийную зону рудного тела. 
От руды первичный ореол рассеяния отличается только низкими содержаниями 
рудных элементов. Вторичный ореол рассеяния формируется в результате разрушения первичного ореола рассеяния и рудоносной зоны. Он образуется непосредственно над рудой или со смещением вниз по склону. Вторичные ореолы 
рассеяния бывают элювиального, делювиального, пролювиального, калювиального и аллювиального происхождения. Элювиальные и делювиальные ореолы 
формируются над рудой почти без смещения и поэтому только в них отбирают
ся пробы при литогеохимической съёмке по вторичным ореолам рассеяния. 
Пролювиальные, калювиальные и аллювиальные образования не опробываются, так как ореолы в них находятся на значительном удалении от рудных скоплений, и помочь в поисках руды не могут. 
Литогеохимическая съёмка по первичным ореолам рассеяния осуществляется только при благоприятных ландшафтных условиях – хорошей обнажённости коренных пород. Подобная ситуация встречается достаточно редко, поэтому основным видом является литогеохимическая съёмка по вторичным ореолам рассеяния.  
В камеральный период результаты съёмок, представляющие собой карты 
с точками наблюдения и значениями содержания  по отдельным химическим 
элементам, обрабатываются с целью выявления аномалий неоднородности геохимического поля. Целью обработки является генерализация исходных дискретных данных и выявление аномалий неоднородности заданного масштаба, 
который определяется размером окна сглаживания, равным прогнозируемому 
объекту. Сглаживание результатов геохимических съёмок осуществляется по 
карте содержаний отдельных химических элементов с помощью статистического скользящего окна, в пределах которого рассчитывается среднее арифметическое или математическое ожидание, и результат относится к центру расчётной 
палетки. Операция повторяется в пределах всей карты, при этом палетка смещается на одну точку оцифровки, как по столбцам, так и по строкам.  
Важным достижением сглаживания является перевод дискретного характера исходной информации, по отдельным точкам опробования, – в трендовый 
вид, что позволяет полученные результаты выразить в изолиниях. Это достигается за счёт увеличения базиса наблюдения при использовании скользящего 
окна, в котором исходные значения признака при сглаживании многократно 
используются при расчёте среднего арифметического в соседних точках,  
вследствие чего, между ними возникает закономерная связь. Все выявленные 
аномалии подвергаются детальному изучению с проведением геохимических, 
картировочных и наземных горных работ с целью вскрытия рудных образований.  
Наземные горнопроходческие работы проводятся на последних стадиях 
поисково-съёмочных работ, начиная с масштаба 1:50 000. К этим работам относится проходка канав, расчисток, траншей, шурфов с целью обнаружения рудных скоплений в пределах выявленных аномалий. Наземных горные выработки 
проходят по рыхлым образованиям до коренных пород в крест простирания рудоносных структур. К структурам, вмещающим оруденение, относятся поверхности несогласия, линейные тектонические нарушения, зоны трещиноватости, а 
также зоны катаклазированных, брекчированных и гидротермально изменённых пород. В результате изучения обнажений в наземных горных выработках, а 
именно – стенок и дна, устанавливаются параметры залегания рудных образований и структур их вмещающих. Установленные параметры – угол падения и 
азимут простирания позволяют изучить с помощью бурения скважин рудоносные структуры на глубине. Стенки и дно наземных горных выработок документируются в масштабе 1:500 – 1:200 в специальный журнал. Кроме того, по стен
кам и дну выработки отбираются пробы и отдельные образцы для изучения 
строения и состава рудоносных зон. Вся эта информация также заносится в 
журнал документации и на топографическую основу участка работ. 
Буровые работы относятся к одному из важнейших методов поисков. 
Необходимость в бурение редких скважин возникает уже в стадию геологосъёмочных работ масштаба 1:50 000, но в основном – в поисковую стадию при 
изучении рудоносных зон на глубине. В более поздние стадии исследований 
буровые работы являются одним из основных методов поисков и разведки. Поисковое бурение, как правило, осуществляется с отбором керна, который потом 
изучается, опробовается и документируется. Кроме того, в скважинах проводится гамма – и электрокаротаж, с целью выявления радиоактивных аномалий 
и более достоверного расчленения литологического разреза. Вся эта информация заносится в журнал документации, на топографическую основу участка работ и на геологические разрезы. Кроме того, буровые работы могут производиться и из подземных выработок. 
Подземные горнопроходческие работы, наряду с бурением буровых скважин относятся к основным техническим средствам выборочного метода поисков и разведки полезных ископаемых. Подземные горнопроходческие работы 
применяются в основном в период стадий разведки. Изучение искусственных 
обнажений в горных выработках обеспечивает наиболее полное и надёжное получение информации о составе, строении и закономерностях локализации рудных скоплений. Стенки выработок доступны для непосредственного наблюдения, замеров, зарисовок, фотографирования и опробования интересующих нас 
участков. Вся полученная информация заносится в журнал документации, а 
также на погоризонтные планы и геологические разрезы. К недостаткам подземных горных выработок относится их высокая себестоимость и длительные 
сроки проведения горнопроходческих работ. 
Дистанционные методы изучения недр представлены в основном геофизическими исследованиями. Значительно реже используются результаты аэро – 
космофотосъёмки. 
Геофизические методы применяются для: 
– создания геофизической основы геологосъёмочных и поисковых работ; 
– выявления конкретных предпосылок рудоносности; 
– прямых поисков некоторых видов полезных ископаемых; 
– опробование горных выработок и буровых скважин на некоторые виды 
полезных ископаемых. 
К числу важнейших наземных геофизических методов относятся магнитометрия, гравиметрия, сейсмометрия, электрометрия и радиометрия. 
Наземные магнитометрические съёмки, как прямой метод, успешней всего используются для выявления полезных ископаемых с высокой магнитной 
восприимчивостью (магнетитовые и пирротиновые руды), а как косвенный метод – для выявления и оконтуривания слабомагнитных изменённых пород и 
картирования интрузивных пород, дайковых поясов, зон тектонических нарушений и других структур. 

Доступ онлайн
50 ₽
В корзину