Среди разнообразной застройки г. Томска старинного студенческого, культурного и промышленного центра Западной Сибири многие строения являются архитектурными памятниками каменного и деревянного зодчества. Сохранение этого культурного наследия является одной их важнейших задач градостроительной политики. В то же время, для Томска, как и многих других городов мира, характерны опасные геологические процессы, одним из которых является техногенное подтопление. Техногенное подтопление — подъем уровня грунтовых вод, вызванный влиянием жизнедеятельности города — формируется под действием природных и техногенных факторов, среди которых наибольшее значение имеют геологическое строение и дренированнось территории, интенсивность дополнительного питания подземных вод и ухудшение условий их стока и испарения. В данной работе делается попытка, используя материалы проведенных ранее исследований и возможности средств современных ГИС-технологий, оценить угрозу этого процесса архитектурным памятникам Томска и, учитывая ограниченность финансовых средств для выполнения реставрационных работ обозначить приоритеты последовательности выбора объектов.
Для картографических построений использована настольная геоинформационная система ArcGis 9.2. Возможности компьютерной обработки географически привязанной информации использованы для: объединения разнородной и разновременной картографической информации, полученной из различных источников в единой системе условных координат в виде отдельных слоѐв электронной карты; оцифровки важнейших тематических карт (рельеф, уровенные поверхности грунтового потока и верховодки и т.д.) в виде, доступном для обработки количественных параметров в полуавтоматическом режиме средствами ГИС- технологий; объединения электронных баз данных локальных объектов с пространственной информацией гидрогеологического содержания; обработки пространственной информации гидрогеологического содержания средствами ГИС-технологий.
В качестве исходной информации использованы цифровые модели рельефа и оригинальные листы гидрогеологической карты на бумажном носителе. Оригиналы после сканирования сшиты в единый растр и оцифрованы. Отдельно получены цифровые модели уровенной поверхности грунтового потока и верховодки.
Базовыми приѐмами обработки картографической информации является создание и актуализация электронного слоя специализированной карты глубин залегания подземных вод.
Источниками данных являлись специализированные карты, отстроенные на основе многолетней информации, полученной при инженерно-геологических изысканиях для промышленного и гражданского строительства. Сведения об уровнях подземных вод в точках расположения инженерно-геологических скважин обрабатывались, в данном случае, с помощью интерполяции вручную. Нами материал оцифровывался, переводился в электронный вариант. Оцифровка изолиний первичных карт сопровождалась корректировкой в последние годы, изогипсы были переведены в точечный вариант.
На основе цифровой модели рельефа и уровней подземных вод созданы грид-представления этих поверхностей с непрерывным распределение по площади проинтерполированных значений абсолютных отметок рельефа и уровней подземных вод (верховодки и первого от поверхности грунтового водоносного горизонта.
Путем пространственного вычитания этих поверхностей (абсолютные отметки рельефа и уровней подземных вод) получена новая результирующая специализированная гидрогеологическая карта глубин залегания подземных вод. В отличие от традиционного представления, электронный вариант карты глубин залегания подземных вод допускает анализ этой важнейшей с точки зрения условий развития процессов техногенного подтопления, информации в полуавтоматическом режиме (рис. 1, 2).
Средствами ГИС реализована возможность обращения к содержанию электронной карты глубин залегания в полуавтоматическом режиме. Содержание запроса сводится к вводу географических координат объекта, интересующего пользователя, в ручном режиме, а отклик информационной системы вырабатывается автоматически и содержит значение глубины залегания подземных вод в точке запроса. Эта информация является одним из ключевых критериев для оценки степени подтопления территории (объекта).
Созданная информационно-поисковая система, позволяет оперативно получить полную информацию о гидрогеологических условиях любой произвольно выбранной точки городской территории, в том числе и участков расположения памятников архитектуры, соответственно, обозначать приоритеты последовательности выбора объектов. С использованием этой системы выявлен ряд первоочередных объектов, расположенных на территориях существующего либо потенциально возможного техногенного подтопления (районы Белого озера, Московского тракта, Богоявленский собор, отдельные здания ТГУ и др.).
Заключение
Таким образом, применение ГИС в сфере геологиипомогает лучше узнать наш мир, предоставляя широкие возможности для сбора, упорядочения и наглядного отображения всего многообразия информации о нашем окружении, об условиях нашей жизни и о нас самих. Наше богатство складывается из ресурсов: окружающей среды, недр, людей с их креативными способностями и созидательным трудом. Естественно, ресурсы недр – это одна из важнейших составляющих нашего экономического и политического потенциала, нашего влияния и нашего благосостояния. А для его точной обоснованной оценки и выявления перспектив на будущее необходимы изыскания (геология, геофизика…) и современные технологии, в том числе геоинформационные.
Технология ГИС помогает интегрировать и упорядочить информацию о ресурсном потенциале полезных ископаемых нашей планеты и представить их в удобном для понимания, анализа и управления картографическом виде, начиная с подробного обследования осваиваемых месторождений, проведения на них изысканий – и до масштабов всей страны и планеты