При проведении наблюдений за развитием карстовых процессов возникает проблема обработки данных, собранных за длительный период различными службами и организациями. Каждая служба, так или иначе проводящая наблюдения, использует свои формы представления данных, проводит контроль различного набора параметров с разной периодичностью и т.д. Возникает задача интеграции наблюдений за развитием карстовых процессов с целью их совместного использования [1, 2, 3].
Для объединения данных была создана программная система, призванная обеспечить хранение в единой структурированной базе данные о наблюдениях за наземными проявлениями карстовых процессов.
Структура системы
Программная система интеграции данных наблюдений за поверхностными проявлениями карстовых процессов представляет собой интерфейс к базе данных, хранящей в едином формате информацию, собранную о карстовых формах в разное время. По этой причине основным элементом системы является база данных карстовых форм (см. рис. 1.). Она позволяет заносить следующую информацию:
- Наименование карстовой формы,
- Координаты карстовой формы,
- Вид карстовой формы,
- Уникальный идентификатор карстовой формы,
- Дата образования карстовой формы,
- Дата первого описания карстовой формы.
В качестве вида карстовой формы могут выступать карстовые воронки, провалы, западины, заболоченные понижения, озера. Координаты позволяют осуществлять привязку карстовых форм к географической основе в ГИС.
Для каждой карстовой формы ведется журнал наблюдений, в который заносятся данные, полученный в ходе того или иного наблюдения. В связи с тем, что при разных наблюдениях может проводиться оценка как одних и тех же, так и разных параметров, в системе заложен принцип универсального заполнения. Для этого выработан список параметров наблюдения, которые могут использоваться для описаний той или иной карстовой формы. Для каждого параметра указан его тип (числовой, текстовый, логический) и единицы измерения. При заполнении результатов наблюдения пользователь выбирает из списка возможных параметров нужный и заносит его значение (рис. 3). Параметры описывают различные характеристика карстовых форм: размеры, глубину, состояние склонов и дна, высоту уступов, бровку, форму, наличие воды и мусора, форму объекта, наличие растительности и т.д.
Рис. 1. База данных карстовых форм
Рис. 2. Информация о карстовой форме
Рис. 3. Окно параметров наблюдения объекта
Использование списка параметров позволяет избежать ряда проблем. Во-первых, нет необходимости заносить одни и те же неизменяющиеся значения при каждом наблюдении (например, абсолютную отметку земной поверхности). Достаточно указать эти данные один раз. Во-вторых, исключается возможность ошибочного написания названий параметров, приводящая к невозможности их автоматической обработки. В-третьих, обеспечивается гибкая структура занесения параметров наблюдений, исключающая избыточности данных, отсутствие пустых строк, если в том или ином наблюдении какой-либо параметр не оценивался и т.д. Кроме того, при подобной реализации несложно осуществлять добавление новых параметров наблюдений, так как подобные операции не затронут уже существующие данные (что можно наблюдать при представлении результатов наблюдений в виде таблиц с жестко заданной структурой).
Применение системы
Разработанная программная система была использована для хранения данных о карстовых формах на территории, выделенной для строительства Нижегородской АЭС в Монаково [4, 5]. В систему были занесены данные о более 300 поверхностных проявлений карстовых процессов в районе Монаково. Для ряда карстовых форм были занесены данные наблюдений, произведенных в разное время. Это позволило представить динамику развития карстовых процессов на указанной территории [6, 7].
Собранные в системе данные использовались для оценки состояния территории: показателя интенсивности карстовых провалов [8], микрорайонирования площадки строительства Нижегородской АЭС в Монаково по карстовой опасности [9] и т.д. Кроме того, при совмещении собранных данных с географической основой (картой), были выявлены участки с повышенным числом провалов, участки с большим числом карстовых форм, заполненных водой и т.д.
Заключение
Разработанная программная система позволила произвести интеграции данных наблюдений за поверхностными проявлениями карстовых процессов в единое хранилище, обеспечить структурирование данных наблюдений для дальнейшей автоматизированной обработки. Наличие возможности осуществлять ретроспективные наблюдения позволяет проводить анализ динамики развития карстовых форм. Привязка к местности позволяет визуализировать карстовые форма на компьютерных картах посредством ГИС технологий.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 13-07-97510.