Решение задач и интеграция информационных систем

Решение задач и интеграция информационных систем предприятия на
базе ArcGIS for Server
Гневанов И.В., ЗАО «Мобиле», г. Пермь, e-mail: ivan@mobile-geo.ru
Корочкина Е.О., ПАО «Уралкалий», г. Соликамск
Enterprise Information Systems Integration with ArcGIS for Server
В статье на примере одной задачи показано, как ArcGIS может служить объединяющей
платформой в среде разрозненных информационных систем. С помощью ArcGIS for
Server было создано веб-приложение с аналитическими возможностями. Встраивание
ArcGIS в существующую гео-инфраструктуру предприятия способствует заполнению
востребованной сейчас ниши корпоративных аналитических систем на основе веб и
тонких клиентов.
Задача составления геологической характеристики
Верхнекамское месторождение калийных солей было открыто в 1925 году.
Месторождение является уникальным по запасам и имеет протяженность около 150 на 60
километров. Площадь распространения солей месторождения составляет более 3500
кв.км. Отработка месторождения была начата еще в 1932 году и ведется подземным
способом. Глубина залегания пород составляет от 100 до 500 метров (рис. 1). В настоящее
время функционирует 5 рудников. Идет освоение новых участков.
Рис. 1. Характерный разрез Верхнекамского месторождения.
Безопасность является первостепенной целью при разработке месторождения калийномагниевых солей. Особенно это актуально, если в зону добычи попадает городская
застройка. Такая ситуация встречается в городах Соликамск и Березники из-за того, что в
границах городов располагаются подземные выработки середины прошлого века.
Для обеспечения безопасности строительства объектов в пределах городской черты в
обязанности геологической службы ПАО «Уралкалий» входит составление геологической
характеристики на участок застройки, которая затем используется при принятии решения
о выдаче разрешения на строительство.
В статье рассматривается результат интеграции информационных ресурсов предприятия в
виде веб-приложения, реализующего функцию анализа геологической информации, для
максимально автоматизированного получения горно-геологической характеристики.
Форма геологической характеристики включает в себя описание геологического строения
участка строительства, характеристики промышленных пластов и состояние запасов
полезных ископаемых в районе участка строительства (рис. 2). Отдельное внимание
уделяется расчету характеристик ВЗТ (водозащитная толща – непроницаемая часть
горного массива, расположенная между отрабатываемым пластом калийно-магниевых
солей и горизонтом, содержащим надсолевые слабоминерализованные воды). К
сожалению, на момент выполнения работы на предприятии не существовало единой
общепринятой геологической модели месторождения, которую можно было бы
использовать для получения подобной информации. Поэтому необходимо было брать
«сырые» данные из колонок разведочных, структурных и подземных скважин.
Рис. 2. Форма геологической характеристики (фрагмент).
Разнообразие информационных систем
Отдельно следует отметить, что информация, необходимая для решения упомянутой
выше задачи, находится в разных информационных системах или базах данных. Так,
участки застройки пополняются на предприятии в программе MapInfo; для ведения
геологической информации о колонках скважин использовались разные приложения,
использующие базы данных Oracle и Microsoft SQL Server и не хранящие в явном виде
каких-либо пространственных объектов. Более того, информацию о колонках скважин
необходимо собирать из нескольких таблиц. Слои системы учета и движения запасов
представлены в серверной базе геоданных ArcGIS.
Использование ArcGIS как основы для разработки системы и приложения позволило без
какого-либо предварительного преобразования данных и вмешательства в работу
соответствующих специализированных приложений использовать информацию из таких
разнородных источников данных в веб-приложении для решения поставленной задачи.
Одна из баз данных, из которой необходимо было получать информацию, физически
находилась в другом городе. Поэтому запросы к этой БД требовали значительного
времени и не позволяли делать отображение скважин за приемлемое время. В этом случае
для ускорения прорисовки была создана локальная копия слоя скважин для прорисовки
карты. Запросы же актуальной литологической информации отправляются на реальный
сервер баз данных.
Функционал веб-приложения
Веб-приложение «Геологическая характеристика» было создано на основе стандартного
средства разработчика ArcGIS Viewer for Silverlight, поскольку эта технология позволяет
за короткое время получить работающее приложение и начать реализацию функционала с
помощью проверенных средств разработки – Microsoft Visual Studio .NET.
В приложении, окно которого представлено на рис. 3, присутствуют слои участков
строительства (линейные и полигональные объекты), геологические скважины, слои
планов подсчета запасов (векторные и растровые), а также базовые картографические
данные предприятия (границы рудников, лицензионных участков, раскройка шахтных
полей).
Рис. 3. Общий вид приложения.
Основным
функционалом
является
инструмент
составления
геологической
характеристики, который позволяет рассчитать количественные параметры литологии для
участка застройки. Пока не составлено адекватной геологической пространственной
модели для толщ и промышленных пластов, расчет производится по методике,
основанной на данных о бурении скважин.
По первоначальной выборке скважин, которая может быть задана различными способами,
составляется таблица с характеристиками геологических толщ и промышленных пластов
(рис. 4) и рассчитанными статистическими характеристиками. Информация по каждой
толще или пласту сгруппирована на отдельной вкладке. На основе отображаемой
информации специалист может отследить параметры, значительно отличающиеся от
средних величин, и принять решение об исключении части разреза из конкретной
скважины, чтобы неправильные по каким-то причинам значения не влияли на итоговую
информацию.
Рис. 4. Окно расчета характеристик толщ и пластов.
Выборка скважин может осуществляться тремя способами: задание скважин интерактивно
(по одной), интерактивно рисованием полигона и выборкой геометрией существующего
объекта на карте. На форме с таблицей характеристик имеется возможность менять
параметр расстояния поиска скважин от заданной геометрии.
Арифметические средние значения не всегда уместны и адекватны, когда речь идет о
пространственной информации. Мы все знаем, что необходимо учитывать
пространственную составляющую зависимости. Если исследуемый участок расположен
ближе к каким-либо скважинам, то значения, соответствующие этим скважинам, должны
иметь больший вес в итоговом статистическом значении. Поэтому в случае, когда для
расчета толщ берутся две или три глубокие скважины, при подсчете статистики (средних
значений в участке) используется интерполяция значений в геометрическом центре
участка. Это позволяет получить более точные значения мощностей и отметок кровли и
почвы пластов, водозащитной толщи. Местами разница между арифметическим средним
и «с учетом геометрии» может составлять несколько десятков метров. Для
промышленных пластов используются также и подземные скважины, число которых
значительно больше и расположены они плотнее. Поэтому здесь можно использовать
арифметические средние.
Созданное приложение позволяет посмотреть сводные данные на основе выбранных
скважин. После этого полученные таблицы можно экспортировать в приложения Microsoft
Office Word или Excel.
Заключение
Платформа ArcGIS позволяет практически бесшовно интегрировать данные из различных
систем, поддерживающих открытые общепринятые стандарты. ArcGIS for Server имеет
средства для быстрого создания расширяемых веб-приложений под разные задачи. С
помощью данного приложения удалось значительно сократить время, затрачиваемое
специалистом на подготовку документа горно-геологической характеристики.