Katedry Geoinformatyki i Informatyki Stosowanej Wydziału Geologii Geofizyki i Ochrony Środowiska Akademii Górniczo – Hutniczej w Krakowie. Internetowy serwis do przechowywania i wizualizacji danych geoelektrycznych mgr inż. Bartłomiej Ślipek dr inż. Anna Pięta dr inż. Włodzimierz Jerzy Mościcki

Cel utworzenia serwisu Celem pracy było utworzenie edukacyjnego serwisu wizualizacji i przechowywania danych geoelektrycznych. Możliwością modelowania danych przyczynia się do edukacyjnej roli serwisu. Do utworzenia Geobadania.pl użyto nowoczesnych technik tworzenie aplikacji internetowych tj. Ruby, Ruby on Rails, JavaScript, jQuery, HTML5, Haml i CSS. Zastosowanie Frameworka Ruby on Rails pozwoliło na swobodne migracje serwisu pomiędzy najpopularniejszymi systemami bazodanowymi. W aplikacji, jako przykład metody geoelektrycznej, zaimplementowano algorytm modelowania profilowania elektrooporowego dla uproszczonego modelu geologicznego/geoelektrycznego. Serwis ma posłużyć studentom w celu lepszego zrozumienia działania metod geoelektrycznych oraz pomocy w interpretacji wyników badań.

Profilowanie elektrooporowe Metoda profilowania elektrooporowego polega na wykorzystaniu różnic oporności elektrycznej kontaktujących ze sobą utworów skalnych. Pozwala to na lokalizowanie granic występowania różnych litologicznie utworów geologicznych, antropogenicznych itp. Metody geoelektryczne są działem geofizyki stosowanej, wykorzystującym zróżnicowanie oporności elektrycznej skał. Wykorzystywane są między innymi do określania budowy geologicznej, rozwiązywania zagadnień inżynierskich, ochrony środowiska hydrogeologicznego, badań archeologicznych i w innych zagadnieniach. Jedną z metod geoelektrycznych są profilowania elektrooporowe, pozwalające na uzyskanie rozkładu zmienności tzw. oporności pozornej gruntu (skały) w kierunku poziomym. Metoda profilowania elektrooporowego polega na wykorzystaniu różnic oporności elektrycznej kontaktujących ze sobą utworów skalnych. Pomiarów dokonuje się przesuwając tzw. układ pomiarowy wzdłuż ustalonego profilu, o zadany krok pomiarowy. Stały rozmiar układu powoduje, że tzw. zasięg głębokościowy jest prawie niezmienny w czasie pomiarów, a rozpoznanie dotyczy głównie zmian ośrodka wzdłuż profilu. Pozwala to na lokalizowanie granic występowania różnych litologicznie utworów geologicznych, miejsc zmiany właściwości elektrycznych (np. zawodnienia) w obrębie jednorodnych litologicznie skał lub określania położenie różnych obiektów antropogenicznych (infrastruktura, pozostałości budowli itp.) stosunek ich oporu do otoczenia a czasem także kierunek rozciągłości i upadu

W aplikacji zastosowano autorski algorytm profilowania elektrooporowego, oparty na metodzie odbić zwierciadlanych, umożliwiający uzyskanie rozkładu oporności pozornej. Modelowanie przeprowadzane jest na uproszczonym modelu, zawierającym dwa pionowe, równoległe kontakty dzielące ośrodek na trzy fragmenty (strefy) o dowolnych opornościach z przedziału 1 – 9999 Ohmm. Modelowanie przeprowadzane jest dla czteroelektrodowego układu symetrycznego Schlumberger’a, oznaczonego poniżej jako AMNB, oraz dla dwóch uzupełniających się tzw. układów trójelektrodowych (pole-dipole)- odpowiednio AMN i MNB. Zarówno rozmiar układów pomiarowych jak i położenie kontaktów może być modyfikowane.

Aplikacja internetowa Aplikacją internetową nazywa się program dostępny poprzez sieć komputerową, przeważnie sieć Internet lub sieć lokalną, działający po stronie serwera, na zasadzie zapytanie – odpowiedź, obsługiwany przez cienkiego klienta – jakim jest przeglądarka

Szkielet i architektura aplikacji Szkielet budowy dokumentów internetowych Wizualizacja, interakcja Ogólnie mówiąc jeszcze kilka lat temu rozwiązanie w postaci aplikacji internetowej nie było by możliwe. Zaznaczyć że Ruby jest stosunkowo wolny i teoretycznie nie nadaje się do skomplikowanych algorytmów. Język dynamicznie typowany interpretowany – wolny. Baza danych

Sytuacja gdzie punkt pomiaru znajduje się w warstwie nr 1. Jest wiele takich wzorów w zależności od położenia układu nad warstwami, Od wprowadzenia parametrów modelu – 15sekund. Liczba operacji potrzebnych do wymodelowania jednego modelu waha się od 300 do 1 500 000.

To wszystko musi trafic do bazy danych – ok To wszystko musi trafic do bazy danych – ok. 300 rekordów z 5 parametrami dla jednego badania.

Wymodelowanie jednego modelu początkowo trwało 15 sec – nie do zaakceptowania, przecietny uzytkownik żeby zaobserwowac „jak to dziala” wykonuje 10-20 modelować. Rozwiązaniem okazało się napisanie rozszerzenia języka Ruby używając języka C. Przy użyciu odpowiednich bibliotek uzyskujemy dostep z poziomu języka Ruby do programu napisanego W języku C, jak do zwyklej metody. Implementacja algorytmu modelowania w języku C dała zadowalające efekty.

Profilowanie – „baza danych” Dodatkowo można zrezygnować z zapisywania pełnych danych modelowania na rzecz tylko 6 parametrow opisujacych model. Profilowanie – „baza danych”

Profilowanie - modelowanie Tylko 6 parametrów potrzebnych do wymodelowania. Profilowanie - modelowanie

Aplikacja dziala w oparciu o model MVC Aplikacja dziala w oparciu o model MVC. Jest to logiczny sposób podziału aplikacji według funkcjonalności. Dzięki temu możemy łatwo zmieniać systemu bazodanowe z jakich korzysta aplikacja.

Modele

Model – Profilowania Elektroporowe

Kontrolery

Kontroler - Logowanie

Widoki

Strona główna

Moje konto widok admin

Rejestracja nowego użytkownika

Moje konto widok użytkownik

Wybór badania

Profilowanie - teoria

Profilowanie - wizualizacja