Для преодоления высоких затрат на обучение, не визуальную эксплуатацию и трудоемких этапов тонкой настройки элементов карт в программном обеспечении Generic Mapping Tools и других картографических программах для геонаук предоставляет Тектоническое геодезическое приложение, удобное для пользователя 64-битное картографическое программное обеспечение для тектонической геодезии на основе вторичного интерфейса разработки открытой географической информационной системы QGIS.
В этой статье вы узнаете об архитектуре и функциональных модулях программного обеспечения, а также о функциях визуализации и декорирования карт в четырех случаях:
- геологическая карта Папуа-Новой Гвинеи,
- сейсмичность в Китае и прилегающих регионах,
- сейсмичность и деформация коры Тибетского плато
- сейсмическая деформация землетрясения 2017 года в провинции Цзюцзюййгу в Китае.
По сравнению с GMT, разработанное программное обеспечение для картографирования тектонической геодезии обладает следующими преимуществами:
- простота эксплуатации,
- низкая стоимость обучения
- удобный для пользователя интерфейс.
Тектоническая геодезия представляет собой междисциплинарную область, изучающую тектоническую активность коры и ее фундаментальную кинематику и механизмы динамики с использованием таких методов геодезических наблюдений, как Глобальная система позиционирования, радиолокатор с интерферометрической синтетической апертурой и гравитация.
Инь и другие ученые оценили гравитационные изменения, вызванные деформацией коры с использованием горизонтальных скоростей GPS на Тибетском плато, и пришли к выводу, что под корой северного Тибетского плато может происходить процесс накопления значительных масс. Сяо и другик ученые по данным GPS инвертировали степень блокировки Лонгеншанского разлома и скорость деформации в районе Лонгеншань за десять лет до землетрясения в 2008 г.
Ученые показали, что Лонгеншаньский разлом был почти полностью заблокирован до землетрясения и медленно нарастающего вблизи него напряжения коры. Ванг и другие ученые используя снимки InSAR, инвертировали распределение сейсмического проскальзывания землетрясения 2016 г. в Акетахо.
Их результаты свидетельствуют о том, что прорыв землетрясения мог состоять из двух подярусных событий, произошедших в режиме быстрой последовательности. Вэнь и другие ученые использовали метод многовременных временных рядов InSAR для картирования постсейсмического движения после землетрясения 2001 г.
Также ученые с максимальной точностью сделали вывод, что основной процесс постсейсмической релаксации связан с вязким течением в нижней коре к верхней мантии. Можно сделать вывод, что тектоническая геодезия является важной отраслью геодезии и геофизики и имеет широкое применение в геонауках.
В геонауках, включая тектоническую геодезию, Generic Mapping Tools (GMT) является наиболее широко используемым программным обеспечением для визуализации данных, которое позволяет получать высококачественные векторные данные, такие как поле скорости GPS, поле скоростей деформации и координационные механизмы для геофизиков.
Как написано для использования в командной строке, при использовании GMT необходимо приводить множество аргументов, что приводит к недостаткам высокой стоимости обучения, не визуальной работе и громоздким шагам по настройке элементов карты. В дополнение к GMT в качестве инструментов картографирования в области геонаук широко используются инструментарий Matplotlib Basemap Toolkit и R-Ggmap на основе Python , но с недостатками, аналогичными GMT.
Что касается программного обеспечения с графическим пользовательским интерфейсом (GUI), Surfer - это широко используемое коммерческое программное обеспечение для визуализации геоданных. Тем не менее, Surfer фокусируется на картографировании контуров и 3D поверхностей, что далеко не соответствует требованиям тектонической геодезии.
Географическая информационная система (ГИС) является еще одним вариантом, поскольку многие ГИС-приложения могут составлять различные и красочные тематические карты. Хотя поле скоростей GPS и другие элементы также не поддерживаются приложениями ГИС, они могут быть реализованы с помощью интерфейсов прикладного программирования (API).
Сюй и другие ученые разработали систему оценки сейсмической опасности для активных разломов на основе компонентов ArcObject, которая позволяет составлять карты координатных механизмов, полей деформации GPS/InSAR и геологических тектонических фонов.
Эти особенности во многом способствовали исследованиям сейсмической деформации Юшуйского землетрясения 2010 г., к которым относятся современные тектонические напряжения при крупных сдвигах Тибетского нагорья , сейсмогенные неровности на Сяньшуйхэ-Аннингэ-Земуэйском разломе и распознавание сейсмогенного разлома Цзыхайской системы в 2016 г. по разлому КНР.
Однако эта система не может построить график поля скорости деформации и поля скорости вращения. Кроме того, модуль визуализации данных не является полным, так как необходимы операции с помощью ArcGIS.
Более того, с развитием компьютерного оборудования и программного обеспечения, 64-битные компьютеры и операционные системы (ОС) стали доминирующими, а библиотека компонентов ArcGIS Engine and ArcObjects Института исследования экологических систем (ESRI), предоставляет только 32-битную версию, которая не может полностью использовать 64-битные компьютеры и ОС и ограничивает возможности анализа данных, геодезической и геофизической передачи и инверсии в этой системе.
Вывод:
На основе 64-разрядного интерфейса разработки QGIS 3.0 и программной архитектуры системы оценки сейсмической опасности для активных разломов, разработанной в 2012 году, в данной работе перерабатывается программное обеспечение для составления тектонических карт TGA, реализующее общую картографическую функцию в области тектонической геодезии.
