Представление в ГИС-технологиях результатов геофизических исследований для морской части Тимано-Печорского нефтегазоносного бассейна.

В.В. Васильев, Е.Г. Васильева, В.А. Журавлёв.
ОАО Морская арктическая геологоразведочная экспедиция, г. Мурманск.

Доклад

Введение

Задача представления результатов геофизических исследований в современных технологиях возникла перед нами 2 года назад в связи с подготовкой геофизической основы (ГФО) для листов Госгеолкарты-1000 3-го поколения. Эта геофизоснова в обязательном порядке основывается на цифровых базах данных, содержащих как результаты измерений в точках наблюдений, так и данные, пересчитанные на регулярную сеть (гридированные). Имеющееся программно-математическое обеспечение (ПМО) не позволяло выполнить эту задачу. Surfer, традиционно используемый для расчёта гридов и построения карт изолиний, не удовлетворял по картографическим критериям. Возможностей геоинформационной системы (ГИС) ArcView 3.2 также было недостаточно. ПМО, разработанное в 1997-99 гг. Е.Г. Васильевой (Е.Г. Коротких) для оформления карт геологического содержания (1), также не подходило для решения задач геофизического картирования.

Первый лист R-38-40 (о. Колгуев) был оформлен нами в 2001 г. Он охватывает морскую часть Тимано-Печорского нефтегазоносного бассейна (Рис. 2). В этом году закончено составление ГФО для листа S-41-43 - Карское море (Рис. 3) и подготовка материалов для листа T-37-40. Рамки листов ГФО, подготовленных и подготавливаемых в МАГЭ, представлены на рис. 1. В качестве "подложки" использована гравиметрическая карта Баренцевско-Карского шельфа, составленная В.А. Журавлёвым в 1988 г. Описанная ниже методика представления карт изолиний ГФО основывается на нашем опыте работы с названными выше листами, в первую очередь - с данными по гравиметрическим съемкам шельфа Баренцева и Карского морей.

Рис. 1. Листы геофизической основы Госгеолкарты-1000, подготовленные и подготавливаемые в МАГЭ

Рис. 2. Гравиметрическая карта на листы R-38-40

Рис. 3. Гравиметрическая карта на листы S-41-43

Методика представления ГФО

Основные этапы работы, представленые на рис. 4, включают в себя этапы сбора информации, создания рабочей базы данных, обработки с расчётом изолиний и собственно оформления карт. Сбор данных ведётся как по площади листа (рис. 5), так и в полосе окаймления - это необходимо для будущей увязки с соседними листами и корректной работы ряда программ.

Рис. 4. Основные этапы создания ГФО

Рис. 5. Схема использованных материалов (гравиметрические данные)

Исходные данные, с которыми нам приходится работать, бывают или в архивных форматах хранения, или в аналоговом виде. Первые программным путём приводились к рабочим форматам базы данных, вторые (каталоги из отчётов полевых партий) предварительно цифровались средствами Excel. И те, и другие подвергались проверке, при необходимости - корректировке, производился расчёт недостающих параметров.

Структура таблиц рабочей базы данных по гравиметрии приведена в табл. 1 и на рис. 6. Набор параметров и форматы их хранения максимально приближены к требованиям, предъявляемым к цифровым каталогам Государственных гравиметрических карт.

Структура рабочей базы данных

Рис. 6. Пример рабочей базы гравиметрических данных

Рис. 7. Интерфейс Arc View после подключения дополнительных модулей

На следующем этапе осуществляется увязка данных, гридирование, расчёт ряда трансформаций (остаточные аномалии, горизонтальный и вертикальный градиенты) и изолиний. Для расчёта изолиний тоже можно использовать Surfer - в его 7-й и выше версиях имеется экспорт рассчитанных изолиний с сохранением их значений. Мы же пользуемся модулем расширения Arc View - Spatial Analyst.

ГИС ArcView 3.2, несомненно, является тем "ядром", на котором базируется разработанная нами методика построения геофизических карт. В его среде происходит работа с базой данных, осуществляется экспорт-импорт с другими программами, производится расчёт топологии и оформление карт. Для этого написаны специальные программы-скрипты, объединенные в несколько дополнительных модулей, подключаемых к Arc View. Образец интерфейса ArcView после подключения этих модулей см. на рис. 7. В меню программы добавлены новые пункты, в наборе кнопок и инструментов - новые "иконки".

В ряде случаев, например, когда исходные данные в пунктах измерений отсутствуют или недоступны, приходится работать с картами изолиний. Их векторизация и оцифровка производится в основном средствами программы-векторизатора Unimap 4.4 (разработка ВИРГ-Рудгеофизика). Программа оказалось весьма удобной для наших работ. Реализован также механизм векторизации и корректировки объектов в ArcView. Отсутствует пока программа расчёта гридированных данных по картам изолиний. Она необходима как для увязки данных между участками, так и для дополнительной проверки корректности построенной цифровой модели карты.

На этапе оформления карты производится расчет топологии, после чего производится цветовое оформление, создается шкала, сетка, расставляются подписи изолиний, берг-штрихи, делается текстовое оформление в соответствии с картографическими требованиями.

Результатом наших работ по листу Геокарты-1000 R-38-40 является демонстрационная цифровая модель геофизических полей в ГИС ArcView, полностью готовая для вывода на печать (см. рис. 8,  2, 5, 9-14). Названия карт отражены в подписях к соответствующим рисункам. Полученные карты использованы в качестве геофизической основы для соответствующих листов Госгеолкарты-1000.

Рис. 8. Демонстрационная модель ГФО на лист R-38-40

Рис. 9. Карта полного горизонтального градиента (Vxy)

Рис. 10. Карта вертикального градиента (Vzz)

Рис. 11. Карта локальных аномалий гравитационного поля

Рис. 12. Схема использованных материалов (магнитометрические данные)

Рис. 13. Карта аномального магнитного поля

Рис. 14. Карта локальных аномалий магнитного поля

Результаты

В результате проведённых работ:

- создана база данных по гравиметрическим данным на значительную площадь Баренцево-Карского шельфа;

- разработана методика создания и представления ГФО Геолкарты-1000 в компьютерном виде.

Полученные наработки используются при оформлении геофизических и геологических карт, в частности, при создании Государственной гравиметрической карты масштаба 1:200000 и отчётных карт по работам на Кольско-Канинской моноклинали.

Наш опыт работы и имеющиеся в МАГЭ данные гравиметрических съёмок позволяют создать банк гравиметрических данных и компьютерную версию гравиметрической карты на весь Баренцево-Карский регион в соответствии с современными требованиями. Такую работу, на наш взгляд, следует провести.

Литература:

1. Коротких Е.Г., Шкарубо С.И. Опыт и проблемы составления Государственной геологической карты в среде ArcView// "Геодезия и картография", 9'1999, с. 37-38.

2. Васильев В.В. Вычисление сводных цифровых моделей полей перекрывающихся АГС-съемок, Международная геофизическая конференция, СПб, 2-7 октября 2000 г.// Тезисы докладов, с. 531-533.

3. Васильев В.В., Васильева Е.Г., Журавлев В.А. Обработка геофизической информации в среде ГИС ArcView/ Выездная сессия научно-методического совета по геолого-геофизическим технологиям МПР РФ по секции "Морские работы", Мурманск, 23-25 мая 2001 г.// Тезисы докладов, с. 6-8.

4. Васильев В.В., Васильева Е.Г. Опыт создания цифровых моделей карт изолиний в геоинформационной системе ArcView для геофизического банка данных/ Международная конференция "Седиментологические процессы и эволюция морских экосистем в условиях морского перигляциала", Мурманск, 8-10 ноября 2001 г.// Сборник научных трудов, кн. 2, с. 109-116.