Карта является специфической формой фиксации результатов наблюдений и анализа накопленных данных, отражающей авторский взгляд на объект исследования. В свою очередь гидрогеологические карты отображают изменяющиеся в пространстве количественные и качественные характеристики подземной гидросферы с учетом характера их взаимодействия с атмосферой, гидросферой и литосферой. Они лежат в основе изучения региональных гидрогеологических условий с учетом природного и техногенного воздействия на ее элементы. ГИС-атлас представляет собой набор взаимосвязанных многослойных карт, выполненных средствами геоинформационной системы. Основным преимуществом такой формы представления сведений является возможность сопоставлять и комбинировать карты или составляющие их слои, использовать структурированные табличные данные, выполнять классификацию и анализ информации, формировать на основе введенных в ГИС сведений новые карты и др. Кроме того, ГИС позволяет строить графики и диаграммы, дополнять карты таблицами и текстом, что значительно повышает восприятие картографической информации.
Задача изучения состояния подземной гидросферы требует использования большого объема информации – как гидрогеологической, так и из смежных областей знания. Накопление и обработка материалов, построение карт, схем, разрезов возможны исключительно в рамках геоинформационной системы. Современная степень гидрогеологической изученности территории Казахстана способствует проведению работ по обобщению и анализу результатов исследований подземных вод за многолетний период с целью картографического отображения основных параметров подземной гидросферы в форме Атласа гидрогеологических карт.
Атлас гидрогеологических карт Республики Казахстан составлен в Институте гидрогеологии и геоэкологии им. У.М. Ахмедсафина по заданию Комитета геологии РК. Концепции картографического представления информации и структура Атласа разработаны академиком МАНЭБ РФ и МАМР РК д. г.-м. н. Смоляром В.А., который и являлся ответственным исполнителем данной работы. Важный этап работ – наполнение геоинформационной системы данными, их оформление в виде специализированных гидрогеологических карт, разрезов и колонок – выполнен к. г.-м. н. Трушель Л.Ю. и к.т.н. Мирошниченко О.Л. К работе привлекались ведущие специалисты как Института гидрогеологии и геологии им. У.М. Ахмедсафина: Киктев В.А., Буров Б.В., Аденова Д.К., Сапаргалиев Д.С., Рахимов Т.А., Жакибаева А.Ж., Садыкова А., Ямбаев И.М, так и различных гидрогеологических организаций Казахстана: Калмыкова Н.В., Аязбаев Р.К., Кульдеев Е.И.
Основными авторами Атласа гидрогеологических карт Республики Казахстан являются: ответственный исполнитель - Смоляр В.А., академик МАМР РК, МАНЭБ РФ, д. г-м. н.; Трушель Л.Ю., к. г-м. н., Мирошниченко О.Л., к. т. н.; Абсаметов М.К., академик НАН РК, д. г-м. н., проф.; Аязбаев Р.К., д. г-м. н.; Муртазин Е.Ж., к. г-м. н.; Кульдеев Е.И., член. корр. НИА РК, к. т. н. Научное рецензирование Атласа произведено д. г-м. н. Подольным О.В. и к. г-м. н., профессором Завалеем В.А.
Структура Атласа гидрогеологических карт Республики Казахстан
В процессе создания Атласа был осуществлен критический анализ результатов ранее проведенных региональных гидрогеологических исследований различного направления, их обобщение и представление в виде разноплановых гидрогеологических карт, составленных с помощью геоинформационной системы. Переоценка прогнозных ресурсов, эксплуатационных запасов подземных вод и других параметров подземной гидросферы не проводилась.
Выполненные исследования включали сбор, обобщение, систематизацию и анализ всех проведенных ранее работ производственного и научно-прикладного направления по изучению гидрогеологических условий; оценке воздействия техногенной нагрузки на геологическую среду; оценке прогнозных ресурсов подземных вод с учетом современных данных о закономерностях формирования подземных вод, отражающих степень воздействия техногенеза на подземную гидросферу; изучению особенностей формирования и распространения минеральных, термоминеральных, теплоэнергетических и промышленных подземных вод; оценке степени защищенности подземных вод от загрязнения.
При составлении Атласа карт использованы многочисленные монографические работы и фондовые источники по указанным проблемам на территории Республики Казахстан и сопредельных стран. Основное внимание уделялось подходу и принципам составления легенд и карт, их информативности, характеру отображения на них основных элементов согласно назначению карты, степени загруженности, информативности и читаемости карт. Были также собраны и систематизированы в виде карт, аналитических таблиц, каталогов, диаграмм, схем сведения об общих гидрогеологических условиях и их взаимосвязи с окружающей средой; месторождениях подземных вод; закономерностях распространения минеральных, термальных, теплоэнергетических, промышленных подземных вод; закономерностях формирования режима и экологического состояния подземных вод. Проанализированы сведения по геоморфологическому и ландшафтно-климатическому районированию, степени дренированности территории, распределению атмосферных осадков и речному стоку. При составлении колонок-разрезов к карте гидрогеологического районирования, сводных гидрогеологических колонок и гидрогеологических разрезов по бассейнам подземных вод использованы материалы региональных гидрогеологических исследований, проведенных на различных территориях Казахстана и в целом по Республике, а также в ряде случаев – результаты гидрогеологической съемки масштаба 1:200 000, выполненной практически по всей территории Республики.
С целью картографического отображения наиболее важных элементов подземной гидросферы составлены рабочие покомпонентные карты, представляющие собой слои распространения элементов и параметров, и использованные при формировании и создании предусмотренных проектом гидрогеологических карт разного содержания. Всего было составлено более 50 рабочих покомпонентных карт, которые использованы в виде концептуальных слоев основных гидрогеологических карт различного содержания.
Ряд карт, составленных в разряде рабочих покомпонентных были размещены непосредственно в Атласе ввиду их высокой информативности и наглядности отображения параметров подземной гидросферы. К ним принадлежат: Карта месторождений подземных вод в масштабе 1:2 500 000; Карта распределения прогнозных ресурсов по бассейнам первого порядка в масштабе 1:5 000 000; Карта распределения модулей прогнозных ресурсов подземных вод в пределах бассейнов первого порядка в масштабе 1:5 000 000; Карта наблюдательной сети Государственного мониторинга подземных вод в масштабе 1:5 000 000.
Атлас создан в среде геоинформационной системы ArcGIS. В целом, картографические данные представляют собой графические объекты с географической привязкой и атрибутами (описательной информацией). В качестве атрибутов ГИС можно использовать структурированные семантические данные (таблицы).
Собранные в процессе работы пространственные и табличные данные внесены в геоинформационную систему. Их обобщение, анализ и систематизация выполнены с использованием специальных функций ArcGIS, что позволило разработать и составить легенды к картам с учетом их назначения, и затем создать собственно гидрогеологические карты.
Представленные в Атласе карты созданы в одной системе координат, на единой картографической основе и содержат специализированные данные, отображаемые графическими объектами, с каждым из которых связана содержательная информация. Все карты имеют многослойную структуру. Слои отображены определенным набором данных, хранящихся в базах геоданных и в виде shape-файлов и др. Любая карта содержит слои основы – гидрографическую сеть, населенные пункты, государственные границы и некоторые топографические объекты. На них наложены концептуальные слои, отражающие содержание карты и методику ее построения. При формировании карт выполнялась классификация сведений в зависимости от значений атрибутивных данных. Использование нескольких оснований для классификации в процессе анализа материалов, привлечение структурированных табличных данных, например, кадастра подземных вод, в качестве атрибутивных данных позволило значительно повысить визуальное восприятие представленной информации. Таким образом, созданные многослойные электронные карты позволяют не только хранить большой объем пространственной информации, но и проводить системную селекцию данных, их анализ, осуществлять визуализацию, повышать эффективность интерактивной обработки.
Геоинформационная система ArcGIS позволяет получать фактическую информацию о представленных на электронной карте графических объектах. Таким образом, организован доступ к сведениям о параметрах подземной гидросферы и окружающей среды.
Следует отметить, что геоинформационная система ArcGIS является оптимальным инструментом для создания и практического использования гидрогеологических карт, составляющих Атлас [15]. Пользователи электронной версии Атласа должны владеть базовыми знаниями системы ArcGIS.
Необходимо подчеркнуть, что представленные легенды к картам и сами карты достаточно информативны по содержанию, легко читаемы и не требуют каких-либо дополнительных пояснений. Содержание карт в целом отражено в их названии, легенде и основном элементе, характеризующим их целевое назначение.
Фото: Pixabay
