O BGS
Brytyjska Służba Geologiczna (BGS) jest wiodącą na świecie organizacją zajmującą się badaniami geologicznymi i geonauką, skupiającą się na badaniach naukowych służących dobru publicznemu dla rządu oraz badaniach mających na celu zrozumienie procesów zachodzących na Ziemi i w środowisku naturalnym.
BGS dostarcza informacje geologiczne dla użytkowników z sektora publicznego i prywatnego w takich obszarach, jak budownictwo, wytwarzanie energii (np. poszukiwanie miejsc do wydobywania energii geotermalnej lub składowania dwutlenku węgla lub odpadów radioaktywnych) oraz ograniczanie ryzyka związanego z zagrożeniami naturalnymi, takimi jak trzęsienia ziemi lub erozja wybrzeża.
Dr John A Stevenson jest starszym programistą w BGS i ma doświadczenie w wulkanologii. Specjalizuje się w tworzeniu oprogramowania w języku Python, danych przestrzennych i inżynierii danych. Opowiedział nam o nowym narzędziu BGS do zbierania danych terenowych QGIS i o tym, jak używają go z Mergin Maps.
Opracowanie nowego narzędzia ankietowego
BGS zajmuje się cyfrowym gromadzeniem danych terenowych od 2005 r., korzystając z narzędzia badawczego o nazwie „System for Integrated Geoscience Mapping” (BGS·SIGMA), które zostało opracowane wewnętrznie i zbudowane w oparciu o platformę ArcGIS firmy Esri. Wycofanie ArcGIS przez Esri na rzecz ArcPro w marcu 2024 r. oznaczało, że BGS·SIGMA musiało zostać zastąpione. Po wewnętrznej analizie BGS zdecydowało się przejść na system open source oparty na QGIS. Wybrano tę opcję, ponieważ zapewniała ona największą elastyczność pod względem dostosowania do potrzeb i udostępniania współpracownikom. QGIS już szeroko stosowane w BGS.
Po ocenie zarówno Mergin Maps QField pod kątem integracji QGIS mobilnymi pomiarami, BGS zdecydowało się na wykorzystanie Mergin Maps umożliwia ono uruchamianie tego samego QGIS bez zmian zarówno na urządzeniach mobilnych, jak i stacjonarnych. Daje to pełną kontrolę nad projektem i strukturą danych. Podobał im się również interfejs mobilny oraz sposób, w jaki zmiany wprowadzane jednocześnie przez wielu użytkowników na różnych platformach urządzeń mogą być płynnie scalane.
Programiści BGS napisali niestandardową QGIS do konfiguracji projektu mapowania geologicznego. Wtyczka dodaje warstwy do dowolnego QGIS , wraz z pakietem GeoPackage do przechowywania danych oraz wszystkimi stylami i formularzami skonfigurowanymi zgodnie z potrzebami. Warstwy te są zwykłymi QGIS, więc działają one w Mergin Maps . Wtyczka zapewnia również niestandardowe narzędzia mapowe do wydajnej edycji danych w relacji nadrzędnej-podrzędnej w QGIS. Dostępne jest narzędzie do zbiorczego importowania zdjęć, które służy do łączenia zdjęć z urządzeń zewnętrznych z lokalizacjami. Obejmuje ono edycję podpisów, tworzenie miniatur i wykrywanie zdjęć, które nie są połączone. Wtyczka może również generować raporty w formatach HTML i PDF.
Korzystanie QGIS tabletach z systemem Windows zapewnia geodetom dostęp w terenie do narzędzi GIS służących do generowania map nachyleń lub pomiaru odległości oraz do wtyczek, takich jak qgSurf, służących do przewidywania miejsc, w których formacje skalne mogą wystawać na powierzchnię. Korzystanie z aplikacji mobilnej zapewnia korzyści w postaci bardziej przenośnego urządzenia o dłuższej żywotności baterii. Urządzenia mobilne lepiej nadają się również do badań w obszarach miejskich, gdzie chodzenie z dużym, wytrzymałym tabletem z systemem Windows może przyciągać niepożądaną uwagę. Osoba stukająca w telefon po prostu wtapia się w otoczenie.
Wykorzystanie ograniczeń bazy danych w celu zapewnienia jakości danych
Dane zebrane w terenie trafiają ostatecznie do centralnej relacyjnej bazy danych BGS. Posiada ona ograniczenia na poziomie bazy danych, które zapewniają wysoką jakość danych poprzez egzekwowanie typów danych i relacji między elementami. Badanie jest skonfigurowane w taki sposób, aby obserwacje, zdjęcia, próbki i pomiary strukturalne należały do jednego punktu „lokalizacji”, a wszystkie punkty należały do jednego projektu. Ograniczenia klucza obcego bazy danych uniemożliwiają rejestrowanie „osieroconych” danych, które nie mają lokalizacji ani projektu. Stosowane są dodatkowe ograniczenia, na przykład w celu zapewnienia, że kąty „nachylenia” warstw skalnych mieszczą się w zakresie od 0 do 90 stopni.
Twórcy BGS chcieli wprowadzić te same ograniczenia dotyczące danych w momencie ich gromadzenia. Zrobili to na dwóch poziomach – po pierwsze w QGIS , które rozumieją relacje kluczy obcych i mogą ustawiać ograniczenia, a po drugie w podstawowym pakiecie GeoPackage. GeoPackage to baza danych SQLite, którą można skonfigurować z tymi samymi ograniczeniami bazy danych, jakie występują w relacyjnych systemach zarządzania bazami danych, takich jak PostgreSQL lub Oracle, gwarantując kompatybilność danych. Zastosowanie ograniczeń na poziomie SQLite w GeoPackage uniemożliwia rejestrowanie nieprawidłowych danych, ale nie jest to typowy przebieg pracy. BGS i Lutra Consulting nad aktualizacją Mergin Maps , aby ograniczenia bazy danych działały płynnie.
Płynna integracja między tabletem, telefonem komórkowym i komputerem stacjonarnym
Główną zaletą integracji narzędzia BGS z Mergin Maps łatwość przenoszenia danych między różnymi kontekstami.
Nasi geolodzy doceniają dostęp do wszystkich istotnych map terenowych podczas pracy w terenie oraz możliwość precyzyjnego określenia swojej lokalizacji za pomocą GPS. Mapy te mogą obejmować mapy Ordnance Survey, wektoryzowane mapy geologiczne, zdjęcia lotnicze, cyfrowe modele terenu, dane z poprzednich badań oraz dane z odwiertów. W niektórych lokalizacjach geolodzy zabierają ze sobą skany odręcznych „notatek terenowych” sporządzonych przez poprzednich geologów BGS pracujących ponad 100 lat temu.
Geolodzy mogą skonfigurować swój QGIS i zebrać dane podstawowe na laptopie lub komputerze stacjonarnym, a następnie przesłać je na serwer Mergin, aby udostępnić je współpracownikom. Z kolei oni mogą pobrać je na wytrzymałe tablety z systemem Windows (za pośrednictwem QGIS) lub telefony komórkowe (za pośrednictwem Mergin Maps), w zależności od potrzeb. Wszystkie warstwy i style są przenoszone płynnie, a dane wyglądają tak samo w każdym formacie. Po powrocie do biura dane można zsynchronizować z powrotem za pośrednictwem serwera, aby kontynuować pracę na laptopie lub komputerze stacjonarnym. Skrypt w języku Python przesyła ostateczne dane do centralnego magazynu danych BGS.
Kolejne kroki
BGS korzysta z nowego systemu QGIS od ponad roku i zarejestrowało dane z ponad 2000 lokalizacji. Istnieją plany elastycznego rozszerzenia rodzajów danych, które można rejestrować, aby wtyczka mogła być wykorzystywana nie tylko do mapowania geologicznego. BGS pracuje również nad udostępnieniem swojej wtyczki do szerszego użytku, począwszy od zagranicznych partnerów projektu, a ostatecznie przekazując ją do repozytorium QGIS . Obserwujcie tę przestrzeń.
---
Zdjęcia: Wszystkie zdjęcia autorstwa Johna A. Stevensona, na licencji Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0)
