Электронный дневник геолога
Разработка сибирских ученых позволяет автоматизировать работу в поле
Ученые Института геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН в сотрудничестве с компанией Data East и резидентом Академпарка ООО «Сибгеоклуб» создали мобильное приложение, которое позволяет в полевых условиях быстро аккумулировать данные о собранных образцах, одновременно наносить их координаты на карту, планировать геологические маршруты и анализировать полученную информацию.
«Основа нашего сервиса — это разработка компании Data East: картографическая платформа, так называемая серверная ГИС. Она предназначена для решения разных задач, связанных с пространственными данными: ее могут использовать археологи, биологи, другие специалисты, для которых важен сбор информации о географически привязанных объектах. В нашем случае мы настраиваем этот сервис, адаптируем его для работы с геологической информацией под запросы сотрудников института», — объясняет куратор проекта младший научный сотрудник ИГМ СО РАН Михаил Васильевич Задорожный.
Во время полевого сезона геологи отбирают сотни образцов, каждый из которых нужно привязать (зафиксировать его координаты) и подробно описать; проводят съемку, планируют маршруты; руководители отрядов составляют финансовые сметы. Традиционно подобные процедуры делаются вручную с использованием полевых дневников и навигаторов, а по окончании сезона много времени занимает оцифровка полученной информации.
Скриншоты страниц приложения
Электронный дневник упрощает эту процедуру не только для одного человека, но и для полевого отряда или лаборатории, и даже всего института. «Приложение позволяет загружать любые карты на мобильное устройство, отмечать точки на карте, снабжать их атрибутивной информацией, делать фотографии. Каждый геологический образец описывается по определенному стандарту, подразумевающему фиксацию условий отбора, название породы, описание первичных и вторичных минералов, степень изменения. Чтобы автоматизировать этот процесс и обеспечить его высокое качество, мы подключили тематические справочники. Когда пользователь приступает к характеристике образца, для каждой позиции открываются выпадающие списки, из которых можно сразу выбрать требуемый параметр, а не набирать текст на экране. Это позволяет избежать ошибок, возникающих при наборе текста, ускорить ввод данных», — рассказывает Михаил Задорожный.
CoGIS может работать в офлайн-режиме, а при появлении подключения к сети данные автоматически загрузятся в облачное хранилище и будут доступны для последующей обработки и анализа через браузер или приложение. Приложение доступно для скачивания в App Store или Play Market, операционная система смартфона должна быть не ниже iOS 6, Android 4.2. В перспективе использование сервиса позволит ИГМ СО РАН накопить значительный объем собственных специализированных данных, который даст возможность применять алгоритмы Big Data.
«Все статистические методы работают только на большом массиве информации. Например, космоснимки высокого и среднего пространственного разрешения — это тоже наборы больших данных. При их дешифрировании извлекаются и определенным образом интерпретируются нужные сведения. Чтобы сделать этот процесс максимально точным, мы накапливаем собственные геологические данные. После появления критической массы материала можно будет использовать машинное обучение, чтобы отрисовывать на снимке геологические границы, прогнозировать месторождения полезных ископаемых», — объясняет Михаил Задорожный.
Помимо применения в полевых исследованиях, платформу CoGIS можно использовать для систематизации и каталогизации образцов, шлифов, любых других элементов, для которых пространственная привязка является важной характеристикой. Например, уже удалось обработать таким образом большую часть коллекций геологического музея ИГМ СО РАН.
«Более 15 000 экспонатов музея — образцы, привезенные с разных геологических объектов, — получили свою картографическую привязку. Мы сделали интерактивную схему витрин, “разложили” по ним экспонаты, для каждого указана информация (фотография, описание, год появления, имя дарителя, название месторождения). Есть функция фильтрации данных по заданным параметрам: можно найти все экспонаты с определенным минералом или подаренные конкретным человеком. Предусмотрены разные уровни доступа: для сотрудников музея, для студентов, для виртуальных посетителей и других», — добавляет Михаил Задорожный.
Скриншот оцифрованной коллекции Геологического музея ИГМ СО РАН
Сейчас СоGIS использует группа новосибирских экологов для создания рабочей карты по видам дикорастущих орхидей, найденных под Новосибирском. Часть из них занесена в Красную книгу Новосибирской области. Исходными данными для карты служат подтвержденные сведения проекта iNaturalist (гражданский научный проект, объединяющий ученых, натуралистов, обычных людей, готовых исследовать биоразнообразие и делиться своими наблюдениями в рамках единой онлайн-сети. — Прим. ред.).
«Два года назад мы начали исследовать участок произрастания орхидей недалеко от поселка Линево в Новосибирской области: устанавливали их плотность, распространенность по территории. В результате появились первые полевые карты, на которых видно, где концентрируются разные виды растений: дремлики, башмачки, пальчатокоренники, стало возможным говорить о закономерностях их расселения. Геопривязанные точки распространения угрожаемых видов, которые мы сейчас вносим в iNaturalist вместе с фотографиями и описаниями, постепенно интегрируются в Глобальную информационную систему по биоразнообразию (GBIF). Последняя содержит разные коллекции сведений о видах планеты, и попасть в нее считается очень престижным. Более того, каждую точку, в которой зафиксирован определенный вид растений или животных, можно использовать для цитирования: данные GBIF активно используются в научных публикациях во всем мире. Эти верифицированные сведения применяются для построения нашей веб-карты “Красная книга Новосибирской области”. Сейчас полевая работа продолжается: выяснилось, что место произрастания орхидей гораздо шире, чем мы предполагали ранее. Соответственно, это требует и другую категорию особо охраняемой природной территории: ботанический заказник, который может иметь штат охраны, а не памятник природы, за состояние которого отвечает владелец земли», — комментирует руководитель экспертной группы «Открытая лаборатория природоохранной биологии» эколог Александр Владимирович Дубынин.
Масштабное полевое тестирование CoGIS пройдет в этом году: руководители экспедиционных отрядов ИГМ СО РАН планируют воспользоваться приложением.
Надежда Дмитриева
Фото: Михаил Задорожный, Надежда Дмитриева