Tworzenie mapy geologicznej z warstw osadów

TWORZENIE MAPY GEOLOGICZNEJ Z PLIKÓW XYZ WARSTW OSADÓW ORAZ ANALIZA BUDOWY GEOLOGICZNEJ
Praca dyplomowa zrealizowana na studiach podyplomowych „Geograficzne Systemy Informacyjne – GIS” (edycja 2012/13)
Centrum GIS Wydziału OiG, Uniwersytet Gdański
EWA LESNER
Realizacja celów dodatkowych
Cele projektu
Rozwój technologii w ostatnich dziesięcioleciach pozwala
na prowadzenie prac geologicznych na lądzie oraz pod
powierzchnią morza. Ważnym elementem badań jest
właściwa interpretacja pozyskanych danych. Służą do
tego
specjalne programy, a systemy informacji
przestrzennej, narzędzia programów takich jak ArcGIS
mogą pomóc w zobrazowaniu struktur geologicznych i
przedstawieniu ich charakterystyki. W niniejszym
projekcie postawiono sobie kilka celów, cel główny oraz
cele dodatkowe. Opracowywano dane z badań
podmorskich.
Cel główny:
• Zbudowanie narzędzia, którego danymi wejściowymi są
pliki xyz poszczególnych warstw osadów (punkty
reprezentujące ich spągi), a efektem działania jest mapa
geologiczna.
Cele dodatkowe:
• Zobrazowanie profilu warstw osadów w zadanym
miejscu o współrzędnych x, y.
• Zobrazowanie przekroju geologicznego wzdłuż linii – od
punktu do punktu o danych współrzędnych x, y.
• Analiza wychodni warstw osadów – kierunek
przebiegu, szerokość, powierzchnia na całym obszarze
lub w określonym rejonie.
• Analiza miąższości warstw osadów, kierunku i kąta
zagłębiania się warstw.
Dane wejściowe
Danymi wejściowymi w realizowanym projekcie były pliki
xyz warstw osadów przedstawiające ich spągi. Pliki te
wykorzystane zostały w narzędziu tworzącym mapę
geologiczną. Plikiem wejściowym był również poligon
otaczający rejon badań. Dodatkowe dane to: głębokość
maksymalnej penetracji, odległość między liniami
pomiarowymi oraz rozdzielczość tworzonej mapy.
Dalsza analiza opierała się na plikach rastrowych
przedstawiających głębokości spągów poszczególnych
warstw mierzone od powierzchni dna. Rastry te zostały
uzyskane w trakcie realizacji celu głównego.
Komentarz
Metodyka
Narzędzie tworzące mapę geologiczną zbudowano przy
użyciu Python’a. Wcześniej jednak przetestowano szereg
dostępnych narzędzi, które miały doprowadzić do
oczekiwanego rezultatu.
Istotną cechą opracowywanych danych było to, że badane
warstwy osadów nie zalegały poziomo oraz nie pokrywały
całej powierzchni badanego obszaru.
Na obszarze
znajdowały się wychodnie warstw, a ich struktury
zagłębiały się dochodząc do głębokości maksymalnej
penetracji. Oznaczało to konieczność zastosowania
odpowiednich narzędzi służących ograniczeniu zasięgu
poszczególnych powierzchni interpolacji, a zarazem w
ostatnim etapie znalezienie dla każdej komórki mapy tej
warstwy ze znajdujących się w danym miejscu, która
znajduje się najpłycej. Poligon otaczający obszar badań
wykorzystano jako maska w opcji ‘Raster Analysis’
(Environmental Settings).
Schemat działań przedstawiono na przykładzie fragmentu
badanego obszaru.
Rezultaty
Uzyskano mapę geologiczną bardzo zbliżoną do mapy stworzonej inną metodą. Niewielkie obszary różniły się, co wynikać mogło z charakterystyki rozłożenia punktów
(bardzo gęsto wzdłuż linii, linie w odstępach 1 km) oraz z interpolacji tak rozłożonych punktów. Powierzchnie starszych warstw wychodzą miejscami ponad powierzchnie
młodszych warstw, gdzie prawdopodobnie starsza warstwa zalega pod młodszą z niewielką różnicą głębokości spągów. Niemniej jednak wynik jest satysfakcjonujący.
Mapa obrazuje rozkład wychodni struktur geologicznych.
Otrzymane rastry powierzchni stanowią reprezentację
głębokości względnej spągów pod powierzchnią dna. Mając
jednak
dostępną
powierzchnię
z
wartościami
bezwzględnymi głębokości (co jest zawsze uzyskiwane w
trakcie prowadzenie tego typu badań), można przy
zastosowaniu narzędzia ‘Raster Calculator’ przeliczyć
głębokości spągów do wartości bezwzględnych. Korzystając
z narzędzia ‘Raster Calculator’ można również obliczyć
miąższości poszczególnych warstw.
Zbudowane narzędzie można wykorzystać w badaniach
lądowych. Chcąc uzyskać wysokości bezwzględne konieczna
jest powierzchnia DEM z wysokościami bezwzględnymi
badanego obszaru.
Narzędzie może być przydatne. Możliwość wykorzystania
go podczas badania obszaru, gdzie struktury nie przebiegają
regularnie, stanowi o jego uniwersalności.
Dodatkowo, narzędzia ArcGIS pozwalają analizować
stworzone powierzchnie spągów warstw osadów, co w
połączeniu z otrzymaną mapą daje możliwość
kompleksowego scharakteryzowania budowy geologicznej.