Информационно-поисковая система для сопровождения сейсморазведочных работ тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.11, кандидат технических наук Лапушов, Андрей Валерьевич

• Лапушов, Андрей Валерьевич
• кандидат технических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат технических наук Лапушов, Андрей Валерьевич

Введение.

1 Предпосылки создания сейсморазведочной информационно-поисковой системы.

1.1 Общие тенденции информатизации общества.

1.2 Некоторые проблемы организации разноструктурированной информации.

1.3 Общие сведения о сейсморазведке.

1.4 Сейсморазведочные данные.

1.5 Требования к системам и технологиям.

1.6 Существующие информационные системы геолого-геофизической информации.

1.6.1 Общие сведения о системе РБЦГИ-УВ.

1.6.2 Общие сведения о технологии PetroBank.

1.6.3 Анализ существующих информационных систем геолого-геофизической информации.

1.7Выводы и постановка задач исследования.

2 Структура информационно-поисковой системы.

2.1 Анализ информационных потоков.

2.2 Архитектура информационно-поисковой системы.

2.3 Разработка форм регистрации параметров сейсморазведочной информации.

2.4 Общие представления баз данных.

2.5 Общая схема организации электронного архива.

2.6 Структура программного комплекса информационной системы.

2.7 Алгоритм функционирования разрабатываемой информационной системы.

2.8 Технологическая схема формирования и поддержки информационной системы.

2.9 Организация безопасности данных системы.

2.9 Аппаратная реализация информационной системы.

2.10 Вывод к главе 2.

3. Проектирование базы данных и программного комплекса информационно-поисковой системы.

3.1 Организация электронного архива.

3.2 Организация реляционных баз данных.

3.2.1 Структура базы данных описательной части сейсморазведочных материалов.

3.2.2 Структура базы данных хранилища архивных объектов.

3.2.3 Организация метаданных системы.

3.3 Организация данных файловой структуры.

3.4. Выбор средств разработки информационной системы.

3.5 Функционирование программного комплекса информационной системы.

3.6 Организация доступа и безопасность данных.

3.7 Сравнительный анализ работы информационно-поисковой системы с аналогами.

3.7.1 Аппаратная реализация.

3.7.2. Организационная структура.

3.7.3 Анализ функциональности.

3.7 Вывод к главе 3.

4 Применение геоинформационных систем для информационно-аналитической поддержки решения задач в сфере поиска полезных ископаемых.

4.1 Общие сведения о ГИС.

4.2 Разработка программного комплекса.

4.2.1 Выбор программных средств.

4.2.2 Алгоритм формирования данных для ГИС.

4.2.3 Функционирование программного комплекса.

4.3 Использование программного комплекса.

4.4 Вывод к главе 4.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Информационно-поисковая система для сопровождения сейсморазведочных работ»

Проблема интеграции разнородной информации различной структуры в единое информационное пространство стоит во многих сферах деятельности человека связанных с использованием архивных материалов и обработкой больших потоков цифровых массивов данных. Разработка методов и технологий, позволяющих повысить эффективность организации и использования сложноструктурированной информации, остается актуальной и перспективной задачей в научных исследованиях. Сфера поиска и разработки месторождений полезных ископаемых является одним из примеров, где интеграция данных различного вида и структуры в единое информационное пространство существенно повышает информативность и эффективность исследований.

Технический прогресс изменил не только технологии потребления минеральных ресурсов, но и методы и средства их поиска, применение которых повышает эффективность поисковых работ и увеличивает объем данных о недрах. Управление возрастающим потоком геологической информации стало насущным вопросом в недропользовании, для решения которой привлекаются новейшие информационные технологии.

Задаче разработки и реализации информационных систем в недропользовании уделяется большое внимание Министерством природных ресурсов Российской Федерации. Непосредственно эту проблему курирует ГлавНИВЦ в рамках «Программы по созданию государственного банка цифровой геологической информации и информации о недропользовании в России» (Постановление коллегии РОСКОМНЕДРА "О создании информационной компьютерной системы в области геологического изучения и использования недр" от 10.08.93 г.).

Представленная работа посвящена разработке информационной системы для повышения эффективности одного из геофизических поисковых методов -сейсморазведки.

Основные принципы функционирования разработанной системы можно распространить и на другие области, характеризующиеся разноструктурированными данными.

Сейсморазведка является одним из важнейших геофизических поисковых методов исследования геологического строения осадочного чехла земной коры, основанным на изучении полей упругих волн, возбуждаемых искусственным путем. Данные сейсморазведки применяются, главным образом, при решении задач поиска месторождений полезных ископаемых.

Возможность автоматизации процесса доступа к разнородным данным, их анализа и принятия решений позволит повысить эффективность управления и использования данных сейсморазведки в процессах поиска полезных ископаемых.

В работе были использованы данные сейсморазведки, полученные на территории Красноярского края.

Цели исследования.

Целью работы является разработка сейсморазведочной информационно-поисковой системы для решения задач в области планирования полевых работ, обработки и интерпретации материалов сейсморазведки, позволяющей объединить данные различного вида и структуры в единое информационное пространство.

Задачи.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи: 1. Разработка оптимальной архитектуры и структуры сейсморазведочной информационно-поисковой системы с применением ГИС-технологий, позволяющей объединить данные различного вида и структуры и минимизировать аппаратную реализацию системы; 6

2. Разработка технологической схемы формирования базы данных системы, основанной на предложенной структуре и позволяющей снизить трудовые затраты при администрировании данных;

3. Разработка алгоритмов и программных средств формирования базы данных, средств доступа и первичного анализа данных и оценка эффективности использования разработанной информационной системы на основе данных, полученных на территории Красноярского края в производственном режиме.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Архитектура сейсморазведочной информационно-поисковой системы, с эффективной аппаратной реализацией функцией системы - «стоимость -быстродействие», обеспечивающая интеграцию данных различных типов и структуры;

2. Технология формирования и поддержки баз данных информационной системы, позволяющей минимизировать трудозатраты администрирования информационных ресурсов системы по сравнению с известными современными аналогами;

3. Алгоритмы и программное обеспечение информационной системы, обеспечивающие целостность разноструктурированных данных и позволяющие повысить скорость формирования пакетов сейсморазведочных данных для решения задач планирования и проведения полевых работ, обработки и интерпретации информации.

Научная новизна работы состоит: 1. Предложена архитектура информационной системы с использованием различных методов и технологий организации данных, учитывающих методику получения, виды и структуру информации, объединяющую разнородные данные в единое информационное пространство и позволяющая оптимизировать аппаратную реализацию системы.

2. Разработаны алгоритмы и программные средства формирования, поддержки и управления разноструктурированными данными, в частности данными сейсморазведки, позволяющих уменьшить сроки подготовки пакетов информации и увеличить эффективность администрирования данных.

3. Разработана технология формирования и поддержки целостности данных, позволяющая минимизировать трудозатраты в администрировании баз данных информационной системы.

Практическую ценность представляет разработанная и адаптированная к информационным ресурсам крупного предприятия информационная система, позволяющая повысить эффективность использования разноструктурированных данных сейсморазведки. Применение ГИС-технологий дает возможность визуального восприятия информации об изученности сейсморазведкой территорий, оперативно производить первичный анализ данных и вырабатывать оптимальные управленческие решения.

Производственная апробация предлагаемых разработок выполнена в ЗАО «Красноярскгеофизика».

Апробация работы. Результаты исследований, основные теоретические результаты, а также практические результаты разработок были представлены на научных конференциях: Третья региональная научно-практическая конференция «Актуальные вопросы природопользования и пути эффективного освоения минеральных ресурсов Эвенкии» (Красноярск - Тура, 2001), Вторая, Третья межрегиональные специализированные выставки-конгрессы «Нефть и газ» (Томск, 2001, 2002). Восьмая всероссийская научно-практическая конференция «Проблемы информатизации региона 2003» (Красноярск, 2003).

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений.

Заключение диссертации по теме «Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей», Лапушов, Андрей Валерьевич

Основные результаты можно сформулировать в следующих выводах:

1. Предложена архитектура информационно-поисковой системы для информационно-аналитической поддержки решения задач планирования, проведения полевых работ, обработки и интерпретации данных сейсморазведки, обеспечивающая интеграцию разноструктурированной информации, на основе которой разработана структура информационно-поисковой системы, состоящей из подсистем работы с базами данных, электронного архива и средств визуализации сведений о геолого-геофизической изученности территорий, обеспечивающая прозрачность данных в системе;

2. Разработаны алгоритмы и программные средства накопления, первичного анализа, поиска, просмотра данных сейсморазведки, существенно снижающие срок подготовки пакетов данных и упрощающие процесс администрирования информации и обеспечивающие целостность данных в системе;

3. Разработана технологическая схема формирования баз данных информационной системы, позволяющая минимизировать трудовые затраты на обслуживание данных информационной системы;

4. Созданы средства решения задач визуализации данных сейсморазведки с использованием геоинформационных систем, для решения задач планирования и анализа проведения сейсморазведочных работ;

5. Проведена апробация информационной системы с использованием реальных данных по территории Красноярского края. Сформирована база данных сейсморазведки, охватывающая период работ с 1960 года по настоящее время.

Заключение

В диссертационной работе на основе анализа проведенных исследований и поставленных задач разработана и на примере Красноярского края реализована концепция построения региональной информационно-поисковой системы одной из части геолого-геофизических данных сейсморазведочной информации для информационно-аналитической поддержки решения задач при планировании, проведении полевых работ, обработке и интерпретации данных сейсморазведки.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Лапушов, Андрей Валерьевич, 2005 год

1.д.

2. Линии приведения Значение линий начального отсчета высоты по профильно

3. Резюме Краткое описание итогов выполненных работ реферат отчёта

4. Список оригиналов ПМЛ №№ МЛ, CD, содержащих полевой материал

5.д.

6. Линии приведения Значение линий начального отсчета высоты по профильно

7. Резюме Краткое описание итогов выполненных работ, реферат

8. Адашкин, Л.Ф. Информатизация систем социального страхования: проблемы и перспективы / Л.Ф. Адашкин // Миллион. - 2001. - №12.

9. Рузайкин, Г.И. Медицинские информационные системы, или МИС / Г.И. Рузайкин // Мир ПК. 2001. - №3.

10. Берлянт, A.M. Электронное картографирование в России / A.M. Берлянт // Наука о Земле. 2000.

11. Основные результаты работ по программе создания государственного банка цифровой геологической информации о недропользовании в России за 1994-2000 гг.: Отчет о НИР / ГлавНИВЦ. М, - 2001.

12. Гурвич, И.И. Сейсморазведка / И.И. Гурвич. М.: Недра., 1975. - 407 с.

13. Методические рекомендации по применению пространственной сейсморазведки 3D на разных этапах геологоразведочных работ на нефть и газ. — М.: ОАО «Центральная геофизическая экспедиция». 2000 г.

14. Номоконов, В.П. Сейсморазведка / В.П. Номоконов. М.: Недра., 1990. - в 2-х томах.

15. Гурвич, И.И. Сейсморазведка. Справочник геофизика. / И.И. Гурвич, В.П. Номоконов.-М.: Недра., 1981.-464 с.

16. Геологический словарь. М.: Недра., 1978. - 944 с.

17. Ю.Ноженкова Л.Ф. Технология построения экспертных ГИС поддержки принятия решений по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций.: Дис. док. техн. наук: / Л.Ф. Ноженкова. Красноярск, 2000. -308 с.

18. РБЦГИ УВ. Описание информационной системы. ЗапСибГеоНАЦ. 2003.

19. Программное обеспечение Банка Данных PetroBank описание системы PetroBank. - Landmark Graphics. - 2002.

20. Зайченко, В.Ю. Геологическая информация о недрах и рынок недропользования проблемы и решения / В.Ю. Зайченко // Геоинформатика. - 2002. - №3.

21. Зайченко, В.Ю. Информационные ресурсы недр / В.Ю. Зайченко // Отечественная геология. 1994. - №7.

22. Хаттон, JT. Обработка сейсмических данных / JI. Хаттон, М. Уэрдингтон, Дж. Мейкин. -М.: Мир., 1989-216 с.

23. Отчет о результатах научно-исследовательских работ по созданию цифровых баз геолого-геофизической информации: Отчет о НИР / Л.А.Седых. Красноярск, 2000.

24. Берлянт, A.M. Геоэкономика / A.M. Берлянт. М.:, 1996. - 208 с.

25. Архивация, обработка и переинтерпретация геолого-геофизической информации по южным площадям Катаганской НТО: Отчет о НИР / А.С. Ефимов. — Красноярск, 2000.

26. Сейсморазведочные работы МОГТ 2D и 3D на Куюмбинской площади: Отчет о НИР / Е.П. Кощук. Красноярск, 2000.

27. Отчет о результатах опытно-методических работ по созданию архива геолого-геофизической информации на цифровых носителях: Отчет о НИР / Л.А. Седых, С.И. Щельников. Красноярск, 1996 .

28. Формирование цифрового информационного банка геолого-геофизических данных по Ильбокичскому и Сользаводскомуперспективным участкам: Отчет о НИР / Е.П. Кощук, А.А. Дека. -Красноярск, 2001.

29. Знаменский, В.В. Общий курс полевой геофизики / В.В. Знаменский. М.: Недра., 1989.-520 с.

30. Отчет о результатах опытно-методических работ по созданию архива геолого-геофизической информации на цифровых носителях: Отчет о НИР / JI.A. Седых, С.И. Щельников. Красноярск, 1999 г.

31. Буре, P. XML и базы данных / Р. Буре // Открытые системы. 2000. - №10. - 62-69 с.

32. Лапушов, А.В. Информационная система и управление сейсморазведочной информацией / А.В. Лапушов, В.А. Поздняков // Проблемы информатизации региона. ПИР 2003: Сб. VIII Всероссийской научно-практической конференции. Красноярск. - 2003. - с. 29-33.

33. Региональной научно-практической конференции Красноярск, - 2001.136

34. ORACLE 8i. Administrator's guide. Oracle corporation. - 1999. - 630 c.

35. A. c. 2003611508. Программа ЭВМ БД «Сейсморазведка» / В.А. Поздняков, А.В. Лапушов.

36. А. с. 2003620128. База данных «Сейсморазведка» / В.А. Поздняков, А.В. Лапушов, Н.И. Хританкова.

37. ORACLE 8i. Concepts. Oracle corporation. - 1999. - 902 с.

38. Майнази, M. WINDOWS 2000 server / M. Майназир, К. Андерсон М.: ЛОРИ., 2000. - с. 860.

39. Avenue. Руководство пользователя. Environmental Systems Research Institute, Inc., 1996. - 282 с.

40. ArcView. Руководство пользователя. Environmental Systems Research Institute, Inc., 1996.

41. Елманова, H. Несколько слов о СУБД российских производителей / Н. Елманова // Компьютер пресс. 2002. - №7. - 19-21 с.

42. Веселовский, А. В. Построение подсистемы метаданных научно-исследовательского центра «Минерал» / А.В. Веселовский, К.Г. Красавин // Геоинформатика. 2001. - №4.

43. Мэтчо, Д. Delphi 2 / Д. Мэтчо С-Пб.: BHV - С-Петербург., 1997.

44. Мейер, Д. Теория реляционных баз данных / Д. Мейер М.: Мир., 1987. -608 с.

45. Наумов, А.Н. Системы управления базами данных и знаний: Справочное издание / А.Н. Наумов М.: Финансы и статистика., 1991. - 352 с.

46. Каратыгин, С. Базы данных / С. Каратыгин, А. Тихинов, В. Долголаптев -М.: ABF., 1995.-757 с.

47. Бобровский, С. Delphi 5 / С. Бобровский СПб.: Питер, 2000. - 640 с.

48. Кравчук, В.А. Введение в Oracle PL/SQL / В.А. Кравчук, Ю.П. Бегус, В.А. Габзовский. Киев: DiaSoft, 1998. - 394 с.

49. Фаронов, В.В. Delphi 3. Учебный курс / В.В. Фаронов М.: Нолидж., 1998.-390 с.

50. Полянский, А. Среда программирования Delphi 5-6. Справочное пособие / А. Полянский. М.: Познавательная книга плюс, 2001. - 416 с.

51. Easy Trace. Руководство пользователя. Easy Trace Group, 2002.

52. Временные требования к представлению данных сейсморазведки в государственный (национальный) банк целевой геофизической информации и информации о недропользовании в России (РД ЦГИ-02-2000). М.: ГУГП «ГлавНИВЦ», 2000.

53. Телегин, А.Н. Методика сейсморазведочных работ MOB и обработка материалов / А.Н. Телегин. JL: Недра., 1991. - 240 с.

54. Чекмарева, A. Microsoft Windows 2000: server и professional. Русские версии / А. Чекмарева, Д. Вишняков. СПб.: БХВ-Петербург., 2001. -1056 с.

55. ГОСТ 7.63-90. Отчет о геологическом изучении недр. Общие требования к содержанию и оформлению.

56. Корн, Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров / Г. Корн, Т. Корн. М.: Наука., 1984. - 832 с.

57. Бронштейн, И.Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов / И.Н. Бронштейн, К.А. Семендяев М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы., 1954. - 608 с.

58. Нестеров, Т.Н. Описание единой информационной системы получения, хранения и использования геофизической информации / Т.Н. Нестеров, А.С. Деркач //Геоинформатика. 1997. - №3.

59. Андреев, A.M. Внутренний мир объектно-ориентированных СУБД / A.M. Андреев, Д.В. Березкин, Р. Самарев // Открытые системы. 2001. - №3.

60. Обзор зарубежных и отечественных разработок программного обеспечения в рамках геоинформационных технологий для мониторинга дорог. // www.madi.ru/.

61. Андреев, A.M. Геоинформационные системы, объектно-ориентированный подход к проектированию / A.M. Андреев, Д.В. Березкин , Ю.В. Куликов,

62. A.В. Смелов //Геодезия и картография. 1995. - №9.

63. Берлянт, A.M. Геоэкономика / A.M. Берлянт М., 1996. - 208 с.

64. Баранов Ю. Б. Геоинформатика. Толковый словарь основных терминов / Ю.Б. Баранов, A.M. Берлянт, Е.Г. Капралов. М.: ГИС-Ассоциация., 1999.

65. Цветков, В. Я. Геоинформационные системы и технологии. Учеб. пос /

66. B.Я. Цветков. М.: МГУГиК., 2000.

67. Шайтура, С.В. Обзор технологии создания геоинформационной продукции / С.В. Шайтура // Информационные технологии. 2001. - №9.

68. ГОСТ Р 50828-95. Геоинформационное картографирование. Пространственные данные, цифровые и электронные карты. Общие требования.

69. Финкенльштейн, М. Я. ГИС-INTEGRO как инструмент геологических исследований / М.Я. Финкенльштейн // Геоинформатика. 2002. - №2.

70. Ларикова, О.И. Создание прикладной геоинформационной системы для оценки геолого-экономических условий освоения месторождения и определения необходимого комплекса природоохранных мероприятий/ О.И. Ларикова, О.В. Митракова // Геоинформатика. 1999. - №1.

71. Коновалов, Н.В. Введение в ГИС / Н.В. Коновалов, Е.Г. Капралов М.: , 1997.-160 с.

72. Кошкарев, А.В. Геоинформатика. / А.В. Кошкарев, B.C. Тикунов М.: КартогеоцентрГеоиздат., 1993.-348 с.

73. Совершенствование геоинформационных технологий на основе универсальной объектно-ориентированной ГИС / С. С. Худяков, А. В. Лапушов, А. С. Ефимов, В. А. Поздняков // Всероссийская конференция «ГЕОМОДЕЛЬ-2002». М.:, 2002.

74. Еремин, С.В. Региональная информационная система оценки аварийной ситуации на автодорогах (на примере Красноярского края): Дис. канд. техн.х наук / С.В. Еремин. Красноярск, 2000. - 155 с.

75. Перспективы применения объектно-ориентированной ГИС «СОТО» в нефтегазовом комплексе / С.С. Худяков, В.А. Поздняков, А.С. Ефимов, А.В. Лапушов // Третья всероссийская выставка-конгресс «Нефть и газ». -Томск, 2002.

76. Беляков, С.Л. Обработка запросов сервером Геоинформационной справочной системы / С.Л. Беляков // Программные продукты и системы. -2001.-№1.

77. Коляда, А.В. Система поддержки принятия решений при тушении лесных пожаров силами авиационной охраны лесов: Дисс. канд. техн.х наук: /

78. A.В. Коляда. Красноярск, 2000. - 145 с.

79. Воробович, Н.П. Многоуровневая система поддержки принятия решений для управления строительными проектами: Дисс. доктора техн. наук: / Н.П. Воробович. Красноярск, 1999. - 463 с.

80. Oracle 9i DBA Часть 1: Основы администрирования. Oracle, 2002. в 2-х томах.

81. А. с. 2004611474. Программа ЭВМ БД «Архив» / В.А. Поздняков, А.В. Лапушов.

82. А. с. 2004620219. База данных «Архив цифровых носителей данных» /

83. B.А. Поздняков, А.В. Лапушов.

84. Горбачев, И.ВВ. Использование продуктов ESRJ в Региональном банке цифровой геологической информации / И.В. Горбачев, В.В. Уваров // ArcReview. 2000. - № 3. - С.8.

85. Уваров, В.В. Реализация ГИС-технологии при формировании интегрированного банка цифровых геоданных и автоматизированном учете выполняемых геологоразведочных работ: Материалы

86. Всероссийской научно-практической конференции. М.: Росгеолфонд, 1998. -С.47-50.

87. Бардеева, Н.Г. Требования и проблемы создания базы данных по россыпным месторождениям на основе ГИС-технологий / Н.Г. Бардеева, Н.Г. Патык-Кара, А.В. Веселовский, Т.М. Маханова // Геоинформатика. -2004. №4г.

88. Схема изученности сейсморазведкой, глубоким бурением и проектных работ на 2005 г. Юрубченского лицензионного участкаill S Iш *0 с; s1 с