Основные составляющие ГИС – это тематическая и функциональная часть.

Тематическую часть можно подразделить на основные тематические базы данных и сопутствующие. Для предлагаемой системы основными тематическими базами будут являться те данные, которые соответствуют цифровой проекции условий карстообразования, – то есть генетическим факторам. Сопутствующие базы данных отображают факторы, влияющие на протекание карстового процесса.

Функциональная основа представляет собой машинную реализацию модели процесса, со всеми алгоритмами и функциями. В функциональную часть также входит топографическая основа.

Топографическая основа для ГИС-систем является важнейшей составляющей, на которую может накладываться любой изучаемый процесс или объект, и само существование ГИС обусловлено наличием топографической основы, как элемента создаваемого электронного географического пространства. Как для любого из экзогенных процессов, для карста существуют необходимые условия его возникновения в случае, если они обладают категорией «достаточности». В связи с этим, методологической основой для разработки тематической базы «ГИС-Карст» являются представления Д.С. Соколова[4] о четырех основных условиях развития карста. (Наличие: 1 – карстующихся пород, 2 – их водопроницаемости, 3 – движущихся вод, 4 – и их агрессивности по отношению к вмещающим породам.)Являясь, по сути, абстрактными понятиями, основные условия объективизируются конкретными факторами природной среды. Однако, из всего многообразия факторов, представляющих то или иное условие, необходимо выделить ведущие или определяющие факторы, которые должны отвечать следующим требованиям: оцениваться количественными параметрами, учитывать основные свойства условия и выражаться на площади, то есть предоставлять возможность картографирования объектов.

Ведущие факторы, отражая пространственную и временную изменчивость карстовой среды, могут являться основой инженерно-геологических, гидрогеологических и других оценок и прогнозов. В этом заключается возможность создания в функциональной части ГИС оценочно-прогнозного или управляющего блока.

Факторы, отражающие первое условие развития карста, – наличие растворимых пород, – объединяются в геологической базе данных, в которую входит:

· Распространение карстующихся пород по площади и в разрезе.

Основное внимание уделяется сочетаниям карстующихся и некарстующихся пород. В электронно-картографической части строятся геологические карты и разрезы.

· Мощность карстующихся пород.

От мощности зависит развитие глубинного карста;

· Дислоцированность и неотектонический режим карстовых массивов, которые определяют, при достаточной мощности известняков, размеры карстовых пещерных и гидрогеологических систем;

· Литологические особенности карстующихся и некарстующихся пород развитых в регионе;

· Химический состав горных пород.

От чистоты известняков зависит степень их карстуемости, а от наличия некарстующихся пород, возможность поступления концентрированного поверхностного стока из области их развития. Создаются литологические карты и база данных химических анализов карстующихся пород.

Второе условие – наличие водопроницаемости карстующихся пород представлено геолого-структурной и тектонической базой данных. Сюда входят следующие факторы:

1. Условия залегания пород.

При достаточных углах падения пород межпластовые трещины становятся водопоглощающими;

2. Тектоническая трещиноватость.

3. Литогенетическая трещиноватость и трещины коры выветривания.

4. Тектонические разрывы различного ранга.

Строятся тектонические и геолого-структурные карты, локализованные диаграммы – розы трещиноватости и др.

5. Типы карстовых коллекторов: поровый, трещинно-карстовый, карстовый и др.

Третье и четвертое условие, – наличие движущихся агрессивных вод, объединяются в гидролого-гидрогеологическую базу данных:

1. Инфильтрационные воды.

2. Инфлюационные воды.

3. Конденсация в карстовых и трещинно-карстовых коллекторах.

4. Гидрологические данные, характеризующие поверхностный и подземный сток – слой стока, норма стока, коэффициент стока, модуль стока, водный баланс и др. Строятся гидрологические и гидрогеологические карты, микроклиматические базы данных и др.

5. Структурные условия карстовых массивов.

6. Геоструктурная позиция закарстованных территорий определяет формирование гидрогеологических бассейнов и массивов карстовых вод[5], их границы, поверхностные и подземные водосборы, гидрогеологическую зональность и скорости фильтрации карстовых вод.

7. Режим карстовых вод.

8. Разгрузка карстовых вод: переток в соседние водоносные системы, карстовые источники, субмаринная и русловая разгрузка.

9. Минерализация карстовых вод.

10.Химический состав и карбонатная емкость для известнякового карста.

11.pH и минерализация воды.

12.Наличие примесей, изменяющих растворяющую способность вод и др.

Результатом карстового процесса являются поверхностные и подземные карстовые формы:

· Распространение;

· Морфология;

· Генезис;

· Отложения;

· Палеогеография;

· Археология и

· Использование карстовых форм слагают базу данных карстовых явлений.

Далее создаются карты распространения и плотности поверхностных и подземных форм и приводятся описания, планы и разрезы карстовых полостей.

При создании тематического блока ГИС, кроме основного, важно рационально построить и сопутствующий набор баз данных. В каждом конкретном случае, в зависимости от природных условий территории, антропогенной нагрузки и характера хозяйственного освоения, а также целей и задач создаваемой «ГИС-Карст», перечень сопутствующих баз может изменяться в достаточно большом диапазоне. Рассмотрим особенности баз данных ГИС. База данных – это совокупность сведений, которая описывает некоторую систему. При их создании следует учитывать методы, благодаря которым база будет выводиться для просмотра и редактирования. Желательно реализовать функции, которые будут производить сортировку данных, их выборку, переход между полями и записями, сохранение внесенных изменений. Наконец, следует выбирать формат базы данных, исходя из конкретно поставленной задачи.Программирование графики для ГИС-приложения – едва ли не самый сложный момент. Создание электронно-цифрового образа географической карты требует чрезвычайно высокой точности. Конечно, карту можно просто отсканировать и вставить в программу, но в этом случае теряется сам смысл информационной системы. ГИС, как правило, создается для удобства проведения дальнейших исследований. Поэтому создатель системы должен реализовать как можно больше возможностей для анализа графической информации. Предполагается, что должна быть использована многослойность в представлении карт, то есть наложение географических карт друг на друга. Должны быть реализованы возможности для построения новых синтетических карт, исходя из результатов послойного анализа. Например, после наложения таких слоев, как слой вновь образованных карстовых форм и слой всех известных карстовых форм, желательно, чтобы система могла построить карту активности карстового процесса в целом.Внедрение ГИС в производство протекает в нашей стране довольно медленно. Но, принимая во внимание зарубежный опыт в создании геоинформационных систем, следует отметить, что управление регионов с помощью ГИС позволяет экономить гораздо большие средства и значительно повышает оперативность принимаемых решений. ЗАКЛЮЧЕНИЕ На основании проведенной работы можно сделать следующие выводы:К определению карста существуют три подхода: с точки зрения геоморфологического явления, полигенетического процесса и как совокупность этих процессов и явлений.К основным карстующимся породам относятся:· известняки;· мергели;· меловые породы;· доломиты;· гипсы;· ангидриты;· соленосные толщи;· конгломераты.Существуют три основные условия развития карста: наличие растворимой горной породы; наличие растворителя; наличие условий, обеспечивающих водообмен.