Для построения простой гидрологической модели, в которой вода итеративно "протекает" по карте, использовался модуль r.mapcalc [2]. Предварительно для каждой ячейки задается количество выпадающих в нее осадков, затем в промежутке времени часть воды стекает в восемь соседних. Результатом является растр с информацией о количестве воды в каждой ячейке; этот растр можно подвергнуть такой же обработке несколько раз, что и было реализовано в конечном сценарии. Всего было построено 10 слоев, каждый из которых показывает состояние после 10 итераций. При последующем просмотре можно наблюдать такие явления как формирование временных водотоков и бессточных понижений.

Алгоритм (измененный [2]) представляет собой два вложенных цикла: внешний повторяется для каждой ячейки растра, внутренний - для каждой из восьми соседних ячеек. Часть воды стекает в соседние ячейки только в случае если высота центральной ячейки больше суммы высоты соседней ячейки и количества воды в ней (такое сравнение возможно после приведения рельефа к единицам измерения осадков), причем в ячейки, находящиеся выше, ниже, справа и слева от центра стекает 15% воды, но в ячейки, находящиеся на позициях по диагонали - 10%.

Эта очень простая модель может быть расширена при помощи почвенной карты, классифицированной по впитываемости воды данным типом почв и/или также полученных средствами GRASS слоев интенсивности солнечной радиации и угла падения солнечных лучей для приблизительного расчета снеготаяния.

Естественно, такие модели можно применять для конкретных бассейнов, предварительно построенных на основе различных данных. Бассейны для некоторых рек были построены автоматически, по реклассифицированной карте экспозиции (вместо 360 углов - 8 направлений (r.watershed)), после чего в их границах были произведены некоторые расчеты с результатами, которые отклоняются от контрольных данных на величину, не превышающую 1%.

Использование возможностей GRASS для обработки трехмерных данных позволило построить трехмерную модель Южно-Калгутинского месторождения.
Южно-Калгутинское месторождение находится в 1 км от юго-восточного края Калгутинского гранитного массива и представляет собой кварцево-жильную зону, строение которой таково: центральную часть занимает сложнопостроенная жильная зона, приуроченная к зоне крупного тектонического нарушения и окруженная метасоматитами, имеющими постепенный переход к вмещающим породам.

Исходные данные для цифровой модели взяты с 9 пробуренных профилей с общим количеством скважин - 39 по сетке 160-80 м. Глубина скважин - 46-416 м. Центральная часть рудно-жильной зоны была пробурена на глубину до 250 м, с расположением разведочных линий через 100 м, расстоянием между буровыми пересечениями в профиле - 80 м.

Рис. 3D-модель, отображенная в NVIZ 2.2.

Полученные данные были классифицированы по слоям пород. Впоследствии для каждого слоя были найдены пространственные координаты подсечения скважинами. Конечные данные были интерполированы по отдельным слоям пород. В модель был также добавлен слой рельефа и отдельно данные по жильной зоне, которая представлена в векторном виде.

При отображении возможны интерактивные запросы с наложенных на слои карт (например, погоризонтых планов) и внешних баз данных.

Выводы результатов статистических вычислений производились в приложении gnuplot после предварительной обработки пользовательскими сценариями.

Литература:

1. Shapiro M., Westervelt J. R.MAPCALC An Algebra for GIS and Image Processing
2. Brown, W., Astley, M., Baker T., Mitasova, H. (1995). GRASS as an Integrated GIS and
   Visualization System for Spatio-Temporal Modeling, Proceedings of Auto Carto 12, Charlotte, N.C.
3. GRASS Documentation Project: http://www.geog.uni-hannover.de/grass/gdp

Попов Артем Сергеевич,
Попов Алексей Сергеевич,
Сакладов Амаду Сергеевич
ФГУ "Горно-Алтайский территориальный фонд
геологической информации"
E-mail: fgu@mail.gorny.ru