Digitální geologické mapování - Digital geologic mapping

Screenshot mapy struktury generované geologickým mapovacím softwarem pro 8500 stop hluboký plyn a Olejová nádrž v poli Erath, Vermilion Parish, Erath, Louisiana. Mezera zleva doprava, blízko horní části vrstevnicová mapa označuje a Chybný řádek. Tato zlomová čára je mezi modrými / zelenými obrysovými čarami a fialovými / červenými / žlutými obrysovými čarami. Tenká červená kruhová kontura ve středu mapy označuje horní část olejové nádrže. Protože plyn plave nad olejem, tenká červená obrysová čára označuje kontaktní zónu plyn / olej.

Digitální geologické mapování je proces, kterým geologické rysy jsou pozorovány, analyzovány a zaznamenány v terénu a zobrazeny v reálném čase na počítači nebo osobní digitální asistent (PDA ). Primární funkce tohoto vznikající technologie je vyrábět prostorově odkazováno geologické mapy které lze při vedení využít a aktualizovat terénní práce.[1]

Tradiční geologické mapování

Geologické mapování je interpretační proces zahrnující více typů informací, od analytických údajů až po osobní pozorování, vše syntetizované a zaznamenané organizací geolog. Geologické pozorování byly tradičně zaznamenány na papíře, ať už na standardizováno poznámkové karty, v a notebook, nebo na a mapa.[2]

Mapování v digitální éře

V 21. století se počítačová technologie a software stávají přenosnými a dostatečně výkonnými, aby zvládly některé světské úkoly, které musí geolog vykonávat v oboru, jako je přesné vyhledání sebe pomocí a GPS jednotka, zobrazující více obrázků (mapy, satelitní snímky, letecké snímkování atd.), spiknutí udeřit a ponořit symboly a barevné kódování různých fyzických charakteristik a litologie nebo typ kontaktu (např. neshoda ) mezi skálou vrstvy. Počítače navíc nyní mohou provádět některé úkoly, které bylo obtížné splnit v terénu, například rukopis nebo hlasové rozpoznávání a anotovat fotografie na místě.[3]

Digitální mapování má pozitivní a negativní dopady na proces mapování;[4] pouze posouzení jeho dopadu na projekt geologického mapování jako celek ukazuje, zda poskytuje čistý přínos. S využitím počítačů v terénu, nahrávání pozorování a základní správa dat dramaticky se mění. Použití digitálního mapování také ovlivňuje, kdy analýza dat vyskytuje se v procesu mapování, ale nemá velký vliv na samotný proces.[5]

Výhody

  • Data zadaná a geolog může mít méně chyb než data přepsaná souborem úředník pro zadávání údajů.
  • Zadávání dat geology v terénu může trvat méně času než následné zadávání dat v kanceláři, což může zkrátit celkovou dobu potřebnou k dokončení projektu.
  • Prostorový rozsah objektů reálného světa a jejich atributy lze zadat přímo do a databáze s geografický informační systém (GIS ) schopnost. Funkce lze automaticky barevně kódovat a symbolizovat na základě stanovených kritérií.
  • Násobek mapy a snímky (geofyzikální mapy, satelitní snímky, ortofotografie atd.) lze snadno přenášet a zobrazovat na obrazovce.
  • Geologové si mohou navzájem nahrávat datové soubory pro příští den terénní práce jako reference.
  • Analýza dat může začít ihned po návratu z pole, protože databáze již byla naplněna.
  • Data mohou být omezena slovníky a rozbalovacími nabídkami, aby se zajistilo, že se data zaznamenávají systematicky a že se nezapomenou povinné údaje
  • Nástroje a funkce pro úsporu práce lze poskytnout v této oblasti, např. průběžné kontury struktury a 3D vizualizace
  • Systémy lze bezdrátově připojit k dalšímu digitálnímu polnímu zařízení (jako jsou digitální fotoaparáty a senzory)

Nevýhody

  • Přenášeny musí být počítače a související položky (extra baterie, stylus, fotoaparáty atd.) v oboru.
  • Zadávání polních dat do počítače může trvat déle než fyzické psaní na papír, což může mít za následek delší polní programy.
  • Data zadaná více geology mohou obsahovat více nesrovnalostí než data zadaná jednou osobou, což databáze obtížnější dotaz.
  • Psaný popisy sdělit čtenáři podrobné informace prostřednictvím snímky které nemusí být sdělovány stejnými údaji v analyzován formát.
  • Geologové mohou být nakloněni zkrátit textové popisy, protože je obtížné je zadat (ať už pomocí rukopis nebo hlasové rozpoznávání ), což má za následek ztrátu dat.
  • Neexistují žádné původní tištěné polní mapy ani poznámky archiv. Papír je stabilnější médium než digitální formát.[6]

Vzdělávací a vědecké využití

Některé univerzity a sekundární pedagogové integrují digitální geologické mapování do práce ve třídě.[7] Například projekt GeoPad [1] popisuje kombinaci technologie, výuky geologie a geologického mapování v programech jako např Bowling Green State University Geologický polní tábor.[2] Na univerzitě Urbino (Itálie) it: Università di Urbino „Field Digital Mapping Techniques jsou integrovány do kurzů věd o Zemi a životního prostředí od roku 2006 [3] [4] Program MapTeach je navržen tak, aby poskytoval praktické digitální mapování pro studenty středních a středních škol.[5] SPLINT [6] projekt ve Velké Británii využívá systém mapování pole BGS jako součást svých učebních osnov

Technologie digitálního mapování lze použít na tradiční geologické mapování, průzkum mapování a geodetické geologických prvků. Na mezinárodních setkáních sběru digitálních polních dat (DFDC) se konaly významné geologické průzkumy (např. Britský geologický průzkum a Geologická služba Kanady ) diskutovat o tom, jak využít a vyvinout technologii.[7] Mnoho dalších geologických průzkumů a soukromých společností také navrhuje systémy pro provádění vědeckých a aplikovaný geologické mapování například geotermální prameny[8] a moje stránky.[9]

Zařízení

Počáteční náklady na digitální geologické výpočetní a podpůrné vybavení mohou být značné. Kromě toho je nutné občas vyměnit vybavení a software kvůli poškození, ztrátě a zastarání. Jak se vyvíjejí zájmy technologie a spotřebitelů, produkty pohybující se na trhu jsou rychle ukončeny. Produkt, který funguje dobře pro digitální mapování, nemusí být možné zakoupit následující rok; testování více značek a generací zařízení a softwaru je však neúnosně drahé.[5]

Společné základní funkce

Některé funkce digitálního mapovacího zařízení jsou společné jak pro průzkumné, tak pro průzkumné mapování a „tradiční“ komplexní mapování. Zachycení datově náročného průzkumného mapování nebo údajů průzkumu v terénu lze dosáhnout pomocí méně robustních databází a programů GIS a hardwaru s menší velikostí obrazovky.[10][11]

  • Zařízení a software se intuitivně učí a snadno se používají
  • Robustní, jak je obvykle definováno vojenskými normami (MIL-STD-810 ) a hodnocení ochrany proti vniknutí
  • Voděodolný
  • Obrazovka je snadno čitelná za jasného slunečního světla a za dnů šedé oblohy
  • Odnímatelné statické paměťové karty lze použít k zálohování dat
  • Paměť na desce je obnovitelná
  • V reálném čase a diferenciální korekce po zpracování pro GPS umístění
  • Přenosná baterie s minimálně 9 hodinovou výdrží při téměř stálém používání
  • Lze vyměnit baterie v terénu
  • Baterie by neměly mít „Paměť „Jako například s NiCd
  • Nabíjí se nekonvenčními zdroji energie (generátory, solární zdroje atd.)
  • Bezdrátové připojení v reálném čase k GPS nebo vestavěnému GPS
  • Bezdrátové propojení v reálném čase z počítače do fotoaparátu a dalších periferní zařízení
  • USB port (s)

Funkce nezbytné k zachycení tradičních geologických pozorování

Hardware a software byly k dispozici teprve nedávno (v roce 2000), které splňují většinu kritérií nezbytných pro digitální zachycení „tradičních“ mapových dat.

  • Obrazovka o rozměrech 5 "x 7" - kompaktní, ale dostatečně velká, aby viděla prvky mapy. V roce 2009 se provádí některé tradiční mapování PDA.
  • Lehký - ideálně méně než 3 libry.
  • Přepis na digitální text z rukopisu a rozpoznávání hlasu.
  • Může ukládat odstavce dat (textová pole).
  • Může ukládat komplex relační databáze s rozevíracími seznamy.
  • Operační systém a hardware jsou kompatibilní s robustním GIS program.
  • Minimálně 512 MB paměti.

Technologie

Dějiny

Roky k dispoziciNázev polního systémuZákladní softwarePoužitý hardwareOdkaz
1989–1992MERLINBGS vlastníRuční počítač EPSON EHT400E
1991-1999?FIELDLOGAutoCAD, Terénní pracovníkApple Newton PDA[12]

[13]

1998–2000G-mapaEsri Arc-ViewPC a webEni-Temars
2000 – současnostGeoEditorEsri Arc-ViewPC[14]
2001?–2002?GeoLinkGeolinkneznámý[11]
2002–2010MIDASDatabáze ArcPAD a BGS na zakázku od ESRIiPAQ PDA[15]
2002 – současnostGeopadESRI ArcGIS, Microsoft OneNote atd.Robustní počítače Tablet PC a Tablet PC[16]
2004 – současnostGeomapperESRI's ArcGISRobustní počítače Tablet PC a Tablet PC[14]
2004–2008Mapovat IT (již není k dispozici)Mapa ITRobustní Tablet PC[17]

[18][8]

[19]

2006–2008Geologic Data Assistant (GDA)přizpůsobený ArcPad 6.0.3 (ESRI )Robustní PDA[20]
2001–2010ArcPadESRI ArcPadRobustní PDA nebo Tablet PC[11]
2002?–2010GeoMapperPenMap [9]Robustní PDA nebo Tablet PC

[21]

[22]

2006?–2010SAIC GeoRoverRozšíření pro ESRI je ArcGISRobustní PDA nebo Tablet PC[10]
2003–2010GAFAG GeoRover (název chráněný v Evropě)Mobilní geologický informační systémRobustní PDA, tablet PC, stolní počítač, notebook[11]
2000?–2010BGS-SIGMAmobile [12]Přizpůsobeno ArcGIS, MS Access, InfiNotesRobustní Tablet PC[13]

[23]

2008 – současnostBeeGISPostaveno na horní straně uDig [14]Tablet PC (odolný nebo ne), stolní počítač, notebook (systémy Windows, Mac nebo Linux)[15]

[24]

2011 – současnostFieldMove [16]Pohyb Midland ValleyTablet PC (odolný nebo ne), stolní počítač, notebook (Windows XP nebo novější)

[25]

Software

Protože každý projekt geologického mapování pokrývá jedinečnou oblast litologie a složitosti a každý geolog má jedinečný styl mapování, žádný software není ideální pro digitální geologické mapování ihned po vybalení z krabice. Geolog se může rozhodnout buď upravit svůj styl mapování na dostupný software, nebo upravit software na svůj styl mapování, což může vyžadovat rozsáhlé programování. Od roku 2009, dostupný software pro geologické mapování vyžaduje určitý stupeň přizpůsobení pro daný projekt geologického mapování. Někteří geologové / programátoři digitálního mapování se rozhodli ESRI velmi přizpůsobit nebo rozšířit ArcGIS namísto. Na jednáních o digitalizaci dat v terénu, například na British Geological Survey v roce 2002 [17] některé organizace souhlasily se sdílením zkušeností s vývojem a některé softwarové systémy jsou nyní k dispozici ke stažení zdarma.

Reference

  1. ^ Kramer, John (2000). „Systémy digitálního mapování pro sběr polních dat“. Techniky digitálního mapování '00 - Sborník workshopů. Americký geologický průzkum. Zpráva o otevřeném souboru 00-325.
  2. ^ Barnes, John; Lisle, Richard (2004). Základní geologické mapování. Chichester, West Sussex PO19 8SQ, Anglie: John Wiley & Sons Ltd. str. 1–204. ISBN  978-0-470-84986-6.CS1 maint: umístění (odkaz)
  3. ^ Sprinkel, Douglas; Brown, Kent (2008), „Využití digitální technologie v terénu“ (PDF), Poznámky k průzkumu, 40 (1): 1–2
  4. ^ McCaffrey, K .; Jones, R .; Holdsworth, R .; Wilson, R .; Clegg, P .; Imber, J .; Holliman, N .; Trinks, I. (2005), „Uvolnění prostorové dimenze - digitální technologie a budoucnost terénní geovědní práce“ (PDF), Journal of the Geological Society, London, 162 (6): 927–938, CiteSeerX  10.1.1.126.8297, doi:10.1144/0016-764905-017
  5. ^ A b Athey, Jennifer; Freeman, Lawrence; Woods, Kenneth (2008), „Přechod od tradičního k digitálnímu mapování: Zachování kvality dat při zvýšení účinnosti geologického mapování na Aljašce“, Newsletter 2008-2„Aljašská divize geologických a geofyzikálních průzkumů, s. 1–12
  6. ^ Marcum, Deanna; Friedlander, Amy (květen 2003), „Držitelé rozpadající se kultury: Co se digitální uchování může naučit z historie knihovny“, Časopis D-Lib, 9 (5), doi:10.1045 / květen 2003-friedlander
  7. ^ Berque, Dave; Kořist, Jane; Reed, Robert (2006). Dopad technologie Tablet PC a pera na vzdělávání: Viněty, hodnocení a budoucí směry. Purdue University Press. str.1–200. ISBN  978-1-55753-434-7.
  8. ^ Coolbaugh, Mark; Sladek, Chris; Kratt, Chris; Edmondo, Gary (29. srpna - 1. září 2004), „Digitální mapování strukturálně řízených geotermálních prvků pomocí jednotek GPS a kapesních počítačů“ (PDF), Sborník, výroční zasedání transakcí Rady pro geotermální zdroje, 28„Palm Springs, CA, s. 321–325, archivovány od originál (PDF) dne 2010-05-28
  9. ^ Montero, Irene; Brimhall, George; Alpers, Charles; Swayze, Gregg (15. února 2005), „Charakterizace horniny spojené s odtokem kyseliny v dole Penn v Kalifornii pozemní viditelnou krátkovlnnou infračervenou odrazovou spektroskopií za pomoci digitálního mapování“, Chemická geologie, 215 (5): 453–472, doi:10.1016 / j.chemgeo.2004.06.045
  10. ^ Clegg, P .; Bruciatelli, L .; Domingos, F .; Jones, R .; De Donatis, M .; Wilson, R. (2006), „Digitální geologické mapování pomocí počítače tablet PC a PDA: Porovnání“ (PDF), Počítače a geovědy, 32 (10): 1682–1698, doi:10.1016 / j.cageo.2006.03.007
  11. ^ A b C Edmondo, Gary (2002). „Field Digital geologic field mapping using ArcPad“. Digital Mapping Techniques '02 - Sborník workshopů. Americký geologický průzkum. str. 129–134. Zpráva o otevřeném souboru 02-370.
  12. ^ Brodaric, Boyan (1997). "Polní sběr dat a manipulace pomocí GSC FIELDLOG v3.0". Techniky digitálního mapování '97. Americký geologický průzkum. str. 77–81. Zpráva o otevřeném souboru 97-269.
  13. ^ Brodaric, Boyan (únor 2004). „Návrh GSC FieldLog: ontologický software pro mapování geologického pole pomocí počítače“. Počítače a geovědy. 30 (1): 5–20. doi:10.1016 / j.cageo.2003.08.009.
  14. ^ A b Walker, J.D. a Black, R.A, 2000, Mapping the outcrop: Geotimes, sv. 45, č. 11, s. 28-31. „Archivovaná kopie“. Archivovány od originál dne 28. 8. 2008. Citováno 2013-08-05.CS1 maint: archivovaná kopie jako titul (odkaz)
  15. ^ Jordan CJ, Bee EJ, Smith NA, Lawley RS, Ford J, Howard AS, Laxton JL (2005). „Vývoj systémů sběru digitálních polních dat pro splnění požadavků mapování British Geological Survey“. GIS a prostorová analýza: Výroční konference Mezinárodní asociace pro matematickou geologii. 2. Toronto. str. 886–891.
  16. ^ Knoop, Peter A .; van der Pluijm, Ben (2006). „GeoPad: Field Science Education podporující Tablet PC.“ (PDF). V Berque, Dave; Kořist, Jane; Reed, Rob (eds.). Dopad technologie vzdělávání na bázi pera: Viněty, hodnocení a budoucí směry. Purdue University Press.
  17. ^ De Donatis, M .; Bruciatelli, L .; Susini, S. (2005). „MAP IT - softwarové řešení GIS / GPS pro digitální mapování“. Techniky digitálního mapování '05 - Sborník z dílen. Americký geologický průzkum. 97–101. Zpráva o otevřeném souboru 2005-1428.
  18. ^ De Donatis, Mauro; Bruciatelli, L. (červen 2006), „MAP IT: GIS software pro mapování v terénu s tabletem“, Počítače a geovědy, 32 (5): 673–680, doi:10.1016 / j.cageo.2005.09.003
  19. ^ Brown, Kent; Sprinkel, Douglas (2008). „Geologické mapování pole pomocí robustního tabletového počítače“ (PDF). V Soller, David R. (ed.). Digital Mapping Techniques '07 - Workshop Proceedings. Americký geologický průzkum. str. 53–58. Zpráva o otevřeném souboru 2008-1385.
  20. ^ Thoms, Evan; Haugerud, Ralph (2006), „GDA (Geologic Data Assistant), An ArcPad extension for geologic mapping: Code, prerequisites, and instructions“, Americký geologický průzkum, s. 1–23, Zpráva o otevřeném souboru 2006-1097
  21. ^ Brimhall, George; Vanegas, Abel (2001). „Odstranění překážek vědeckých pracovních toků při přijímání digitálního geologického mapování pomocí univerzálního programu GeoMapper a vizuálního uživatelského rozhraní“. Techniky digitálního mapování '01 - Sborník workshopů. Americký geologický průzkum. Zpráva o otevřeném souboru 01-223.
  22. ^ Brimhall, G .; Vanegas, A .; Lerch, D. (2002). „Program GeoMapper pro mapování bezpapírového pole s bezproblémovou produkcí map v ESRI ArcMap a GeoLogger pro sběr dat vrtaných otvorů: aplikace v geologii, astronomii, sanaci prostředí a modely s reliéfem“. Digital Mapping Techniques '02 - Sborník workshopů. Americký geologický průzkum. str. 141–152. Zpráva o otevřeném souboru 02-370.
  23. ^ Jordan, Colm (10. – 13. Května 2009). „SIGMAmobile, systém mapování digitálního pole British Geological Survey v akci“ (PDF). Techniky digitálního mapování '09. Morgantown, Západní Virginie.
  24. ^ De Donatis, Mauro (10. – 13. Května 2009). „BeeGIS: nový open source a multiplatformní pole GIS“ (PDF). Techniky digitálního mapování '09. Morgantown, Západní Virginie.
  25. ^ Bond, Clare; Clelland, S .; Butler, R. (31. října - 3. listopadu 2010). „Aplikování technik digitálního mapování na klasické geologické oblasti v severozápadním Skotsku a ve francouzských Alpách - podpora predikce strukturní geologie pomocí 3D vizualizace a vytváření modelů“. Výroční zasedání GSA Denver 2010 (Abstraktní). Denver, Colorado.

externí odkazy

Richardson Geologické poradenství