Organizácia a spracovanie priestorových dát v ložiskovej geológii

Organizácia a spracovanie
priestorových dát v ložiskovej geológii
Peter Pauditš
Štátny geologický ústav Dionýza Štúra, Bratislava

Priestorové dáta
• vzťahujú sa ku konkrétnej polohe v priestore - lokalizácia
je daná súradnicami:
o relatívnymi (s lokálnym počiatkom)
o absolútnymi (geografickými, na zemskom telese)
• priestor:
o 2D (rovina) - povrchové mapy, zvislé rezy
o (2.5D) - reliéf
o 3D - reálny priestor +/- časový atribút (4D...)
• typy priestorových dát:
o tabuľkové dáta - povinné stĺpce x, y, (z) + ďalšie
údaje
o GIS dáta - grafické (body, línie, polygóny, rastrové
dáta) + negrafické (atribútové tabuľky)

Spôsob uloženia dát v počítači
• v tabuľkovom procesore (Excel) – množstvo nevýhod
• v personálnej databáze (Access) - obmedzená možnosť
zdieľaného prístupu
• v GIS programe (ArcGIS, Mapinfo, ...)
• v databázovom serveri - výhody:
o zdieľaný prístup pre viacerých používateľov
v reálnom čase
o "živé" prepojenie s bežnými programami
o možnosť plnohodnotnej SQL selekcie (relačný model)
o priestorové nadstavby (rozšírenia):
komerčné (proprietárne) - Oracle Spatial
voľne šíriteľné: Postgres/PostGIS

Zdroje priestorových dát
• mapovanie - priame snímanie v teréne (GPS)
o navigačnými prístrojmi - nízka presnosť (5-20 m)
o aparátmi pre GIS - presnosť do 1 metra s možnosťou
DGPS korekcií (cca 30 cm)
o geodetickými prístrojmi - presnosť do 12 cm
v reálnom čase
o hlavne bodové dáta
miesta odberu vzoriek (zásekové vzorky, pôdy,
riečne sedimenty)
dokumentácia povrchových prieskumných
banských diel
o zaznamenávajú sa aj línie (trajektórie) a polygóny
(ohraničenie telies, východov rudných žíl a pod.)

• vrtný prieskum - dáta z dokumentácie vrtov
o dátové tabuľky majú "predpísanú" štruktúru:
tabuľka lokalizácie ústí vrtov (collar table):
• identifikátor vrtu (ID)
• súradnice ústia vrtu (georeferenčný údaj)
• nadmorská výška ústia vrtu
• počiatočný azimut a sklon (pre šikmé vrty)
• maximálna dosiahnutá hĺbka vrtu
tabuľka meraných parametrov vrtu (survey table):
• identifikátor vrtu (ID)
• azimuty a sklony jednotlivých meraných úsekov
ohraničených parciálnymi hĺbkami

tabuľka údajov z geologickej dokumentácie vrtu
(logging):
• identifikátor vrtu (ID)
• hĺbka_od a hĺbka_do - ohraničenie
dokumentovaného úseku vrtu
• dokumentačné ('logovacie') kódy a poznámky
tabuľka výsledkov analýz (assay table):
• identifikátor vrtu (ID)
• identifikátor vzorky (sample ID)
• hĺbka_od a hĺbka_do - ohraničenie
analyzovaného úseku vrtu
• stĺpce obsahov jednotlivých analyzovaných
prvkov pre zodpovedajúce úseky vo vrte
relačné kódovacie tabuľky s vysvetlivkami
• kódy a vysvetlivky

Vizualizácia údajov z databázy vrtov - vertikálny rez
ložiskom Biely vrch

• archívne údaje
o skenovanie starších papierových máp a rezov
o georeferencovanie (rektifikácia)
o digitalizácia - snímanie grafických prvkov + vypĺňanie
atribútových tabuliek

Priestorová databáza
• kombinácia priestorových dát:
• vzájomne prepojené tabuľky údajov z rôznych
zdrojov (povrchové a podzemné vzorky, vrty,
geofyzikálne údaje, streamy, pôdne vzorky, atď.)
• za predpokladu GIS rozšírenia - rôzne grafické entity
a dátové typy (body, línie, polygóny)

Spracovanie priestorových dát
• import údajov z priestorovej databázy
o tabuľkové dáta cez ODBC - do Excelu, štatistických
programov
o zo spatial extension (PostGIS) - do GIS programov
(Mapinfo, QuantumGIS, GRASS)
• spracovanie tabuľkových údajov
o tvorba grafov z atribútových tabuliek databázy
o univariačná štatistika
• priestorové analýzy (GIS) - 2D, 3D:
o interpolácia, geoštatistika (2D, 3D)
o morfometrická analýza (gradientové polia, topické a
chorické parametre v 2D a 3D)
o iné (multivariačná štatistika, overlay analýzy, sieťové
analýzy, atď. - veľké množstvo metód)

2D interpolácia
• odhad hodnôt sledovaného javu v miestach, kde
neexistujú primárne údaje (množstvo interpolačných
metód)
• tvorba povrchových máp izolínií chemických prvkov (napr.
zo vzoriek pôd)
• distribúcia chemických prvkov v rezoch (horizontálnych,
vertikálnych a vo všeobecnej polohe)
• (2,5D) digitálne modely georeliéfu (DEM)

Priestorová interpolácia (3D)
• tvorba voxelových modelov ložísk a distribúcie prvkov
• vstupné údaje z vrtov, povrchového vzorkovania a
geofyziky
• rôzne možnosti vizualizácie (blokdiagramy, izopovrchy
s rôznymi prahovými hodnotami, rezy (vertikálne,
horizontálne, vo všeobecnej polohe)
• vstupné údaje pre blokové modely a výpočet zásob

Analýza gradientu
• veľkosť a orientácia hodnôt sledovaného javu - odhad
dynamiky distribúcie sledovaného javu
• topické parametre: veľkosť a smer gradientu
• chorické parametre: dĺžka, konvergencia a divergencia 3D
gradientových línií (prispievajúce a disperzné objemy)
• 2D: morfometria georeliéfu, 3D: dynamické modely
distribúcie chemických prvkov v priestore ložiska

Možnosti 3D vizualizácie priestorových údajov (Biely vrch)

Ďakujem za pozornosť.