Программа PetroExplorer NEXT предназначена для создания и хранения информационно-аналитических массивов геохимических данных. Это средство для удобного хранения разнородной информации, а также для ее систематизации и классификации в процессе решения конкретных задач.
Данное приложение может быть использованно на любых этапах геологических исследований: на этапе полевого сбора образцов и материалов, а также на этапе лабораторной аналитической обработки собранных материалов и на этапе подготовки отчетов и публикаций.
Программа PetroExplorer NEXT позволяет достаточно точно и детально классифицировать геохимическую принадлежность минералов и пород, рассчитать их систематизирующие параметры и на основе полученных данных определить условия и модель их происхождения.
Главными задачами, решаемыми с помощью PetroExplorer NEXT, являются:
-
Сбор, хранение, систематизация и оптимизация аналитического материала в виде электронных баз данных.
-
Использование массивов аналитической информации для расчетов геохимических и петрогенетических параметров исследуемых геологических объектов с помощью апробированных и общепринятых, либо собственных математических алгоритмов.
-
Подготовка аналитических и расчетных данных для публикации и составления отчетных материалов.
Основными функциями программы являются возможность хранить в базе данных и рассчитывать химические анализы минералов пяти породообразующих минеральных групп - гранатов, амфиболов, пироксенов, полевых шпатов и слюд, химические анализы горных пород, а также анализы других минералов, которые можно рассчитывать на заданное количество атомов кислорода или катионов. На основе химических анализов минералов рассчитываются их кристаллохимические формулы и производится химическая классификация. Химические анализы пород рассчитываются на нормативные минералы по методу CIPW и кроме того одновременно вычисляются различные литохимические модули. Результаты расчетов каждого анализа также сохраняются в базе данных. Кроме этого программа позволяет хранить в базе данных сведения о местонахождении источников аналитического материала, графические материалы, относящиеся к этим источникам, а также отображать точки полевых наблюдений на электронных картах.
Системные требования
PetroExplorer NEXT состоит из 9 программных модулей, 38 функциональных форм и порядка 130 тыс. строк кода. Вместе с внешними компонентами в папке программы находятся 497 файлов и 25 служебных подкаталогов. Программа работает одновременно с двумя базами данных, одна из которых – пользовательская, является шеститабличной с 277 полями для хранения данных, а другая – сервисная, четырехтабличной с 48 полями для хранения данных.
В целом программа получилась достаточно объемной – инсталлятор «весит» около 100 Мб со всеми дополнительными компонентами, а при развертывании на диске программа занимает около 130 Мб без учета пользовательских баз данных. Несмотря на это, программа не особо требовательна к ресурсам компьютера – скорости процессора и размеру оперативной памяти и будет исправно работать на обычных офисных машинах, просто может быть чуть медленнее по сравнению с компьютерами топовых конфигураций.
В связи с прекращением поддержки производителем ОС Windows XP минимальной ОС для PetroExplorer NEXT является MS Windows 7. В среде MS Windows 10 приложение тоже полностью работоспособно. В 64-х системах программа будет работать, как 32-битное приложение.
Программа разрабатывалась в MS Visual Studio 2019 на языке программирования Visual Basic как Windows Form приложение.
Язык интерфейса: русский.
Для полной функциональности программе требуются наличие в системе программной платформы MS FrameWork v.4.0 и распространяемый пакет VC_redist.x86/x64.dll (в зависимости от разрядности ОС пользователя) среды выполнения библиотек Visual C++ . Все необходимые компоненты и системные библиотеки включены в инсталлятор программы и устанавливаются автоматически в зависимости от конфигурации операционной системы пользователя.
Автор: к.г.-м.н. Евгений Кориневский, ИМин УрО РАН
Основные свойства и особенности программы
По сравнению с предыдущей версией PetroExplorer NEXT перестал быть узкоспециализированной программой по работе с геохимическими данными.Теперь это скорее своеобразный Framework – некая программная среда в которой пользователь с помощью системы шаблонов получает возможность создавать алгоритмы обработки различных аналитических данных, используя в том числе ГИС-функции, и получая на выходе сложный геоинформационно-аналитический массив данных для определенной площади (территории).
Рис. 1. Структурная схема PetroExplorer NEXT
Что нового появилось в NEXT?
При создании PetroExplorer NEXT было реализовано достаточно много новых идей и технологий, ряд из которых был предварительно разработан и опробован в качестве отдельных приложений линейки Simple Tools, а именно: WptViewer, PetroGrapher, ColToRow и MineralCalc. В рамках NEXT их функциональность подкреплена возможностями реляционной базы данных, что значительно повышает их производительность и эффективность.
Далее перечислены наиболее важные обновления.
Четырехуровневая структура
Для NEXT была разработана четырехуровневая структура хранения и обработки данных, которая обусловлена методикой полевых и последующих лабораторных исследований геологических объектов (см.рис.1). Все уровни строятся по вертикальной иерархической схеме «один ко многим»:
· Уровень объектов: Высший уровень – уровень объектов, как и прежде, определяется создаваемыми программой базами данных. Одна пользовательская база данных относится к одному объекту и может иметь множество точек наблюдения на территории этого объекта . Объектами могут служить либо конкретные геологические объекты (структурные зоны, складчатые пояса, литолого-стратиграфические подразделения, интрузивные массивы и т.п.), либо определенная площадь, на которой производилось опробование (площадь съемки, месторождение, геохимическая провинция и т.п.), либо тематическая подборка аналитических данных, собранная из различных источников, в т.ч. и из литературных. В любом случае эти объекты могут иметь определенные географические границы и географическое положение, начиная с мелких локальных участков и заканчивая глобальными регионами и всей планетой в целом. С помощью ГИС-функций программы они могут быть отображены на картах, их протяженность и площадь могут быть измерены.
Пользовательские базы данных могут обмениваться записями между собой на всех последующих уровнях: уровне точек наблюдения, уровне образцов и уровне аналитических данных, а также импортировать записи из пользовательских баз данных предыдущей версии PetroExplorer.
· Уровень точек наблюдения: одна точка наблюдения описывает одну локацию с зафиксированными координатами на территории объекта (обнажение горных пород, горные выработки, места находок интересных образцов, пикет опробования и т.п.). В каждой точке наблюдения можно отобрать множество образцов, геохимических и минеральных проб и т.п. Этот уровень обусловлен самой логикой полевых исследований, в процессе которых территория объектов исследуется с помощью маршрутов, целью которых являются поиски интересных обнажений горных пород, определяются места расчисток и горных выработок, фиксируются места находок интересных образцов и минералов, определяются профили опробования и т.п. Как правило все такие локации заносятся в полевой дневник в качестве точек наблюдения, определяются их координаты с помощью GPS-приемников, дается словесная привязка и описание наблюдаемых объектов, делаются фотоснимки и зарисовки, составляются схемы их расположения и залегания. Вся эта информация в последующем может быть перенесена в базу данных, включая графические материалы и с помощью инструментов ГИС-интерфейса (окна Карты и Списка точек наблюдения) отображена на картографической основе и в дальнейшем при необходимости экспортирована в ГИС-приложения.
· Уровень образцов: один образец представляет собой единственный экземпляр фрагмента горной породы, одну минералогическую или геохимическую пробу и т.п. Из одного образца/пробы может быть получено множество химических анализов пород и минералов разными методами. На уровне образцов анализы пород и минералов можно перемещать и копировать из одного образца в другой. Также на уровне образцов можно определять минеральные парагенезисы для дальнейших термодинамических расчетов при помощи термо-барометрических сенсоров.
· Уровень аналитических данных: - базовый уровень. Один анализ представляет собой определение химического состава в виде содержания оксидов (в масс.%) и элементного состава (в ppm) либо одной горной породы, либо одного минерального индивида, выполненных различными методами («мокрой химией», микрозондовым анализом, масс-спектроскопией и т.п.). Здесь множественность не допускается. Именно этот уровень служит основой для дальнейшей математической обработки.
В предыдущей версии было только три уровня – уровень объектов, уровень образцов и уровень анализов, что вносило некую путаницу в случае определения происхождения образцов, взятых из одного места.
ГИС-интерфейс
Принципиально важным можно считать появление ГИС-интерфейса в виде инструментов Карты и Списка точек наблюдения, с помощью которых можно отображать точки наблюдения на картографической основе. Кроме того, появилась возможность импортировать точки наблюдения из GPS-приемников, ГИС-приложений и картографических сервисов, а также экспортировать их обратно. Немаловажно, что компонент MapWinGIS, на котором базируется этот интерфейс, теперь внедрен непосредственно в программу, и его не нужно устанавливать отдельно. Таким образом, NEXT теперь обладает функциями ГИС-приложения, которые можно улучшать и наращивать за счет большого потенциала внедренного ГИС-компонента.
Галереи графических материалов
Еще одно важное обновление – на уровнях точек наблюдения и образцов появились Галереи графических материалов. Теперь все графические изображения, связанные с определенной точкой наблюдения (фотографии обнажений, зарисовки и схемы залегания геологических тел и т.п.), либо с определенным образцом или пробой (фотографии образцов, микрофотографии, снимки шлифов, шашек для микрозонда и т.п.) можно хранить непосредственно в пользовательской базе данных, откуда их при необходимости можно будет сохранить в виде отдельного файла для вставки в отчет, статью или для печати. При этом исчезает проблема многочисленных папок с фотографиями и бесконечными поисками нужного фото, которое «где-то есть, но забыл где», либо раздумьями: «это фото какого-то образца, но забыл какого и откуда».
Хранимые выборки
Весьма важное обновление – реализация идеи хранимых выборок. В предыдущей версии PetroExplorer выборка была только одна – текущая. В нее входили только те записи, которые были отмечены чек-боксом Выборка. Выборка была нужна для того, чтобы выводить на диаграммы не все анализы, а только выбранные. Текущую выборку можно было оперативно изменять с помощью формы Выборка, но она оставалась единственной.
В NEXT появилась возможность сохранять текущую выборку в пользовательской базе данных под определенным именем и при необходимости снова загружать ее в форме Выборка, делая ее текущей. Более того, сохраненные выборки можно теперь вместе с текущей выводить на различных диаграммах в виде полупрозрачных полей определенного цвета. Это очень удобно, когда нужно сравнить собственные составы с эталонными полями. Создаете хранимую выборку из анализов каких-либо комплексов, фаций или формаций (их нужно предварительно импортировать из литературных источников и сохранить в качестве анализов образца-подборки), затем выводите ее в виде области на диаграмме, а сверху накладываете свои материалы в виде точек, и смотрите – попадают они в поле референсной выборки или нет. На одну диаграмму можно выводить в виде областей любое количество хранимых выборок, хоть все сразу, просто окрашивать их в разные цвета. Текущую выборку тоже можно выводить в виде области. С помощью областей хранимых выборок можно легко делать собственные дискриминационные диаграммы в Конструкторе диаграмм. Для этого нужно сохранить диаграмму с нанесенными полями хранимых выборок в виде графического файла, а потом сделать его подложкой для нового шаблона классификационной диаграммы. Кстати, Конструктор диаграмм теперь позволяет сохранять построенную диаграмму в качестве шаблона напрямую, минуя Редактор шаблонов.
Строковый парсер-интерпретатор формул
Вроде бы небольшое, но тоже важное обновление – полностью переработан строковый парсер-интерпретатор формул, используемый для создания диаграмм. Если раньше он поддерживал только основные арифметические действия – сложение, вычитание, умножение и деление, то теперь к ним добавились степенные операции, факториал, натуральный и десятичный логарифмы, экспонента, тригонометрические функции, модуль, округление и математические константы e и π. Таким образом для создания диаграмм можно задавать весьма сложные функции в качестве координат, что будет полезно для увлекающихся матанализом.
Прочие изменения
Кроме того, формы диаграмм были существенно переработаны и со стороны интерфейса и со стороны алгоритмов, для нормативных диаграмм теперь применяется гибкий шаблон, который позволяет пользователю самому определять список элементов в стандартах нормирования. На нормативных диаграммах теперь могут выводиться элементные составы не только горных пород, но и минералов, поскольку в расчетные модули минералов были введены таблицы содержания элементов. Кроме того, добавлен новый тип диаграмм – статистические, на которых в виде гистограммы отображается распределение различных аналитических величин, как из базы данных, так и вычисляемых с помощью парсера-интерпретатора, а также статистические параметры этих распределений и графики функций нормального и логнормального распределения. В расчетных модулях вместо отдельных полей значений теперь двухстолбцовые таблицы значений, с которыми гораздо проще работать при набивке данных. В расчетные модули минералов добавлено поле вывода кристаллохимической формулы, которую можно оттуда копировать сразу в текст статьи в формате MS Word. Алгоритмы многих расчетов и классификаций для минералов переработаны и дополнены, согласно требованиям Комиссии по новым минералам. Основным экспортным форматом результатов работы стал теперь формат MS Excel, который воспринимается многими другими приложениями. Более подробно эти изменения рассмотрены в разделах, посвященных интерфейсу программы.
Говоря в общем и целом, можно сказать, что PetroExplorer NEXT был написан практически заново.
Для кого предназначен PetroExplorer NEXT?
Если вспомнить историю появления и развития проекта PetroExplorer, то «образцом для подражания» для разработчиков являлись программа Mineralogical and Petrological data processing system (MinPet) канадского автора Линды Ричардс и позднее – проекта GeoChemical Data toolkit (GCDkit) чешских авторов В. Янушека и В. Эрбана. И не случайно все эти авторы являются сотрудниками национальных геологических служб, соответственно Канады и Чехии. То есть программы такого рода весьма полезны для поисковых и геологоразведочных работ, а также при геологическом картировании. Наверное по этой же причине предыдущая версия PetroExplorer была рекомендована к использованию главным отраслевым геологическим институтом РФ ВСЕГЕИ (см. Практическая петрология: методические рекомендации по изучению магматических образований применительно к задачам госгеолкарт. — СПб: Изд-во ВСЕГЕИ, 2017. 168 с.).
Кроме того, PetroExplorer NEXT, являясь аналитическим инструментом, безусловно будет полезен при проведении многолетних тематических научно-исследовательских работ, позволяя исследователям аккумулировать в рамках единого информационно-геохимического массива большие объемы различных данных, связанных с изучаемой территорией или геологическим объектом, оперативно анализировать и классифицировать эту информацию и сравнивать ее с имеющимися данными по другим подобным объектам.
От своих аналогов NEXT выгодно отличается наличием ГИС-интерфейса и возможностью пользователей самим наращивать функциональность программы с помощью системы шаблонов. NEXT не нужен для решения разовых узконаправленных задач, которые могут решаться с помощью специализированного ПО, в том числе и из линейки Simple Tools. Однако NEXT может поставлять исходные данные для таких приложений. Основная задача PetroExplorer NEXT состоит в том, чтобы накапливать в пользовательской базе данных информацию об исследуемом объекте и анализировать ее. Чем больше пользовательская база данных, тем эффективнее будет ее анализ, позволяя выявлять скрытые закономерности и связи, которые в небольших выборках могут не проявляться. Поэтому NEXT программа для длительного регулярного использования.
