 |
|
|
|
GISáček |
|
|
|
Vývoj systému pro digitální evidenci a analýzu profilů průzkumných vrtůMarek Gřešek AbstractIn this anotation of thesis is worked up a project and realization of application for inserting and reporting dates of geological exploratory boreholes. Part of this application is possibility of drawing a plan of placing the layers of so called geoogical profile borehole with possibility of setting the analysis. Another part of the application is the print of this plan into the formats A3, A4 or in plotter. In the opening part are characterized accessible dates, used programmatic means and date model. Another part is dedicated to production of the application alone. The enclosure contains detailed instruction for using of the application. AbstraktV této práci je zpracován návrh a realizace aplikace pro ukládání a zprávu dat z geologicko-průzkumných vrtů. Součástí této aplikace je možnost vykreslení plánu uložení vrstev tzv. geologického profilu vrtu s možností zadání analýz. Další součástí aplikace je tisk tohoto plánu na formáty A3, A4, nebo na plotr. V úvodní části jsou charakterizována dostupná data, použité programové prostředky a datový model. Další část je věnována tvorbě samotné aplikace. Příloha pak obsahuje podrobný návod k použití aplikace. ÚvodV současné době se čím dál více projevuje vliv masivního rozvoje informačních technologií a pronikání výpočetní techniky do různých oblastí lidské činnosti. Jednou z dynamicky se rozvíjejících aplikací výpočetní techniky a informačních technologií je využití geografických informačních systémů (GIS). GIS je definován jako funkční celek, vytvořený integrací technických a programových prostředků, dat, pracovních postupů, obsluhy a organizačního kontextu. Je zaměřen na sběr, ukládání, správu, analýzu a syntézu prostorových dat pro potřeby popisu, analýzy, modelování a simulaci okolního světa s cílem získat nové informace, potřebné pro racionální správu a využívání tohoto světa. GIS má umožnit nejen uchování dat v databázi a provádění prostorových analýz, ale také zobrazení a prezentaci prostorových dat. Některé z nástrojů geografických informačních systémů lze využít i v příbuzné oblasti, kterou je geologie a důlní měřičství. Jednou z klíčových oblastí důlního měřičství je mapování a průzkum. V tomto případě se jedná především o průzkum v dolech. Přesněji se jedná o zjištění co největšího množství informací o podloží a nadloží (obecněji o vrstvách). Důvod je v tomto případě zcela zřejmý. Pro získání co největšího množství nerostných surovin, v tomto případě se jedná o uhlí, musí být především známo, kde se nalézá. Pro zjištění těchto informací se používají tzv. geologicko-průzkumné vrty. Všechna data, která jsou z geologicko-průzkumných vrtů zjištěna, jsou zpracována do přehledné formy tzv. plánu geologického profilu vrstev. Na základě tohoto plánu si pak lze mnohem lépe udělat představu o jednotlivých vrstvách a především o tom, kde se nalézají uhelné sloje. Vytvořit však takovýto plán je velice pracná a zdlouhavá záležitost, u níž je navíc vysoká pravděpodobnost výskytu chyby. Některé typy chyb pak mohou mít takovou váhu, že plán musí být vytvořen celý znova. Proto byl autor požádán pracovníky Dolu Darkov, a.s. OKD, aby vytvořil programovou aplikaci, která by dokázala data z geologicko-průzkumných vrtů nejen uchovat, ale na jejich základě i vykreslit a vytisknout plán geologického profilu vrtu. Cíl projektu
Vstupní dataNejdůležitějším podkladem pro vytvoření aplikace byl již vytvořený originální plán geologického profilu vrtu, obsahující základní údaje o vrtu a údaje k jednotlivým vrstvám. Tento plán sloužil jako předloha, podle níž byla aplikace vytvořena. Dalším významným podkladem byla informační tabulka, obsahující výčet a grafické značení jednotlivých geologických a petrografických značek (druhy hornin, příměsi, typy a značení rozhraní jednotlivých vrstev, tektonická porušení a další). Návrh řešeníUž při samotném návrhu řešení byl kladen velký důraz na uživatelskou příjemnost výsledného programového produktu. Ovládání programu musí být snadné, přehledné a intuitivní. Program musí obsahovat standardní funkce, na nějž je uživatel zvyklý z jiných programů. V současnosti běžně používaný způsob ovládání programu je pomocí formulářů, které obsahují různé ovládací prvky (např. textová pole, roletová menu, zaškrtávací tlačítka apod.). Práce s těmito ovládacími prvky je snadná a logická a uživatel nepotřebuje příliš mnoho času na to, aby zcela zvládl obsluhu programového produktu. Samotná aplikace se skládá z těchto částí:
Datový modelNa základě zjištění všech údajů a jejich následném rozčlenění do jednotlivých kategorií byl vytvořen datový model skládající se z pěti tabulek. První část údajů, přesněji „Základní údaje o vrtu“, byla rozdělena do tří tabulek. Převážná část údajů se eviduje v tabulce „Udaje_vrt“. Všechny osoby, které se podílely na pořízení, nebo zpracování dat z vrtu, popř. se podílely na vytvoření plánu profilu vrtu, se evidují v tabulce „Osoby“. Tabulka „Funkce“ pak eviduje funkce všech osob (např. dokumentátor, vedoucí geolog, vrtmistr, geofyzik atp.). Druhá část údajů „Údaje k jednotlivým analýzám“ je evidována v tabulce „VzorkyAAnalyzy“. A neméně podstatná třetí část, tedy „Údaje k jednotlivým vrstvám“, je evidována v tabulce „Profil“. Schéma datového modelu je na obrázku číslo 1. 
Obrázek č. 1 – Datový model Použité programové prostředkyMicrosoft Visual Basic 6.0Visual Basic a jeho odnože se v posledních letech staly hlavním programovacím prostředkem na platformě produktů firmy Microsoft. Různé mutace tohoto programovacího jazyka se používají nejen pro programování samostatných (i síťových) aplikací, ale také pro tvorbu maker v balíku programů Microsoft Office (Visual Basic for Applications) a při programování internetových aplikací, spouštěných na straně serveru (ASP) i klienta (Visual Basic Script). K oblibě tohoto programovacího jazyka přispěla hlavně jednoduchá syntaxe, snadná tvorba uživatelského rozhraní a velká variabilita a flexibilita jazyka. Programování ve Visual Basicu je počítáno mezi objektově orientované a událostmi řízené techniky. Microsoft AccessProgram pro tvorbu databází a zprávu dat v databázovém prostředí. Axialis Icon Workshop 5.0Program sloužící k vytváření programových ikon. V tomto případě nutný pro vytvoření různých geologických a petrografických typů značek s průhledným pozadím. Malování 5.1Program je standardně obsažen v programovém prostředí Windows a slouží k vytváření rastrových obrázků. Setup Factory 6.0Tento programový produkt umožňuje vytvořit z datového kódu, jenž je vytvořen v jazyce Visual Basic 6.0, jediný instalační soubor (se standardním názvem „Setup.exe“), který následně umožní instalaci a provozování vytvořeného programu i na počítačích, na nichž není Visual Basic 6.0 nainstalován. Modul pro správu dat v relační databáziMicrosoft Visual Basic obsahuje několik typů knihoven pro přístup k nejužívanějším databázovým systémům včetně Microsoft Access. V této aplikaci bylo pro propojení dat mezi aplikací a databází použita knihovna Microsoft ADO Data Control 6.0. Výhodou je rychlý a programově nenáročný přístup do databáze. Většina programového kódu pro samotné ukládání nových záznamů, přepisování již vytvořených záznamů, hledání záznamů atp., není umístěna u jednotlivých formulářů, ale v tzv. modulu. Zbytek programového kódu je pak součástí jednotlivých formulářů. Ukazky formulářů jsou na obrázku 2 a 3. 
Obrázek č. 2 – Formulář pro zadání základních údajů o vrtu 
Obrázek č. 3 – Formulář pro zadání údajů k jednotlivým vrstvám Modul pro vykreslení geologického profilu vrtuVše je vykreslováno do komponenty zvané Obraz (PictureBox), standardně nabízené v programovém prostředí Visual Basic. Tento ovládací prvek slouží k zobrazení grafiky jako kontejner pro jiné ovládací prvky a k zobrazování výstupů grafických metod nebo textu pomocí metody Print. PictureBox dokáže zobrazit obrázek uložený v těchto grafických formátech: bitmapa (BMP), JPEG, GIF, ikona, kurzor a metasoubor. Výsledný obraz však dokáže standardně uložit pouze v rastrovém formátu BMP. Nejdříve jsou vykresleny tabulky, do nichž se zapisují základní údaje o vrtu. Pro vykreslení tabulek je používán objekt linie (LINE). Dále jsou do těchto tabulek umístěny údaje neměnné (statické) a údaje z databáze (dynamické). Následně jsou pomocí vykreslovacího cyklu z dat z databáze vykreslovány jednotlivé vrstvy. Ukázka vykresleného plánu geologického profilu vrtu je na obrázku číslo 4. 
Obrázek č. 4 – Vykreslený plán geologického profilu vrtu Modul pro analýzyModul pro zadávání analýz je složen ze dvou částí. Jedna část má na starost správu dat v relační databázi (tj. ukládání nových záznamů, editace již zadaných záznamů, atd.), druhá pak informuje uživatele pomocí různých statistických ukazatelů o vybraném vrtu. Data jsou ukládána do tabulky „VzorkyAAnalyzy“. Ukázky formulářů jsou na obrázku 5 a 6. 
Obrázek č. 5 – Formulář pro zadávání analýz 
Obrázek č. 6 – Formulář s ukázkou statistických údajů o vrtu Tiskový modulVětšina programového kódu obsaženého v tiskovém modulu se netýká ani tak samotného tisku, jako spíše přípravy k tisku. Stěžejním úkolem je totiž rozdělení plánu geologického profilu vrtu na formáty A3, popř. A4. Rozdělení může být buď automatické, tj. uživatel pouze vybere formát a celé rozdělení provede program sám, nebo manuální. Při první volbě rozdělení funguje na principu pevně zadaného výřezu. Celý vykreslený plán geologického profilu vrtu je vlastně velký rastrový obrázek. V programu jsou přesně nadefinovány velikosti formátu A3, A4 v jednotkách Twip. Při samotném rozdělování je spuštěn cyklus, který provádí výřezy a ukládá je jako samostatné rastrové obrázky. Před finálním uložením každého výřezu je vykreslena vrstevní jednotka a pokud je zvoleno, i hlavička. Po rozdělení je možné si výsledné výřezy prohlédnout v náhledu. Formulář pro náhled je principielně stejný s formulářem, do nějž se vykresluje plán geologického profilu vrtu, ale navíc obsahuje tlačítka pro posun mezi vytvořenými výřezy. Po kontrole v náhledu již můžeme zadat různá nastavení, která již mají vztah k tisku. Jsou to volby jako výběr tiskárny, kvalita tisku, posun začátku tisku pomocí souřadnic XY a podavač papíru. Pomocí tlačítka tisk je spuštěn cyklus, který odešle všechny výřezy do tiskové fronty. Ukázka formuláře je na obrázku číslo 7. 
Obrázek č. 7 – Formulář pro automatické rozdělení na A3, A4 Pokud se zvolí manuální rozdělení vrtu, princip je obdobný. Rovněž zde dochází k výřezům, ovšem velikost výřezu již není přesně nastavena, ale je zadávána uživatelem. Ve formuláři, který se zobrazí po potvrzení volby pro manuální rozdělení vrtu, se vykreslí celý plán geologického profilu vrtu. Vedle něj je zobrazeno měřítko a na něm je vyznačena oblast, kde je optimální rozdělení vrtu. Pakliže uživatel klikne kdekoliv na plochu vykresleného vrtu, je vykreslena červená linie značící místo, kde dojde k oříznutí. Zároveň při tomto kliknutí je odečtena y-ová souřadnice, značící délku výřezu (x-ová souřadnice je pevně zadána, protože se jedná o šířku stránky). Po stisknutí tlačítka „Oříznutí po zadanou linii“ dojde k výřezu oblasti, přidá se vrstevní jednotka, hlavička (je-li zadáno) a obrázek je uložen. Zbylá část obrázku je přesunuta na souřadnice 0,0 a znovu vykreslena. Postup se opakuje až do doby, kdy je zbylá část menší, než zvolený papír. Tehdy musí uživatel kliknout na druhé tlačítko „Oříznutí do konce vrtu“. Zbylá část je upravena obdobně jako předchozí a je zobrazen formulář pro nastavení voleb při tisku. I nyní má uživatel možnost prohlédnout si jednotlivé výřezy v náhledu a po zadání tiskových voleb a jejich potvrzení pomocí tlačítka „Tisk“ jsou všechny výřezy pomocí cyklu odeslány do tiskové fronty. Ukázka formuláře je na obrázku číslo 8. 
Obrázek č. 8 – Formulář pro manuální rozdělení na A3, A4 Poslední možnost tisknutí je tisk na plotr. Při tomto způsobu tisku na plotru je výhodou, že nemusí dojít k rozdělení plánu geologického profilu vrtu. Proto jsou zde pouze nastavení pro tisk. Před samotným tiskem je jako vždy vykreslena vrstevní jednotka. Protože obrázek je jen jeden, není již třeba použít cyklus pro odeslání do tiskové fronty. Využití projektu a jeho budoucnostTato aplikace by měla najít uplatnění přímo v praktickém životě na Dole Darkov v Ostravsko-Karvinském revíru. V průběhu jejího vývoje byla ze strany zadavatele konzultována a v případě potřeby korigována. Jedná se tedy o tzv. aplikaci na míru, kdy si zadavatel přímo určí, co má aplikace umět a jak se má ovládat. Tato aplikace je momentálně ve stádiu testování přímo v praxi. Protože není v silách autora odhalit všechny případné chyby nebo nedostatky aplikace, je nutné, aby byla po určitou dobu ověřována a na základě výsledků tohoto testování případně doladěna. ZávěrCílem této práce bylo vytvořit aplikaci, která by umožnila z dat uložených do relační
databáze vykreslit a následně vytisknout plán geologického profilu vrtu. Práce na tomto
projektu byla velmi přínosná. Velmi významná byla pro Důl Darkov, jenž získal v této aplikaci
neocenitelného pomocníka, protože do této doby musely být všechny tyto geologické profily
vrtů vykreslovány ručně. Ušetřila se tím tedy velmi pracná a zdlouhavá práce, u niž navíc
hrozilo velké riziko dopouštění se omylů a chyb. Rovněž však byla tato práce velmi přínosná
pro autora, jenž získal prací na tomto projektu neocenitelné zkušenosti z oblasti programování
v jazyku Visual Basic 6.0.
Ostrava 2004 Literatura
|
|
Copyright (C) VŠB - TU Ostrava,
Institut geoinformatiky, 2001-3. Všechna práva vyhrazena. |