Jõudes „Tagasi kooli“ programmi raames külalistunde andes maavara varude 3D mudeldamise etapi ülevaateni, toon tihtilugu võrdluseks sisse laste seas populaarse mängu „Minecraft“. Seda põhjusel, et maavara uurivad geoloogid laovad mudeldamise ühe töövõttena nii-öelda „Minecrafti“-laadsetest klotsidest kokku uuritava maavara varu.

Kirjutan üle pika aja jälle maavarade uuringute teemadel, mille eelmine lugu andis ülevaate laboritööde köögipoolest. Järgnevalt tuleb juttu sellest, kuidas geoloogiliste uuringute käigus kogutud infost virtuaalne maavara varu luuakse ja miks see üldse vajalik on.

Mudeli baasinfo ja geoloogiline andmebaas

Geoloogiliste uuringute käigus tekib maavara kirjeldavat baasinfot väga palju – võime rääkida kümnetest tuhandetest kuni isegi miljonitest infotükkidest. Selle kogu info läbitöötamine ja maavara varu kirjeldamine on geoloogile üpris mahukas töö ning enne andmetesse sukeldumist tuleb need korrektseks geoloogiliseks andmebaasiks struktureerida. Geoloogilisse andmebaasi on varutud kogu maavara kirjeldav baasinfo, mis on saadud nii geoloogilise kaardistamise uuringupunktidest maapinnal kui ka tahke maa füüsikalistel uuringutel või puurimistel maapõuest. Loomulikult on ka kogutud proovide labori testide ning analüüside tulemused osa mainitud andmebaasist.

Mudeli skelett

Kui geoloogiline andmebaas on loodud, võetakse sealt esmalt kasutusele huvipakkuva maavara ruumilise paiknemise informatsioon (maavara sügavus, paksus ja selle muutlikkus), et luua nii-öelda mudeli skelett. Skeleti loomisel tekitatakse 3D pinnad (joonis 1), mis kirjeldavad ja visualiseerivad maavara kihtide ruumilist paiknemist maapinnas kogu uuringuala piires. Skeleti genereerimise teeb arvutiprogramm geoloogi poolt ette määratud interpolatsioonimeetodeid** (triangulatsioon, kriging, IDW jne) ja sätteid (otsinguraadius, otsitavate ühikute hulk jne) kasutades ära automaatselt. Kuigi arvutiprogramm on mudeli väljajoonistamises inimesega võrreldes kordades võimekam, pole ta siiski geoloog, seetõttu tuleb mudeli skelett enne järgmise etapiga jätkamist rühma geoloogide poolt täiendada ja valideerida. Käsitsi viiakse mudelisse sisse geoloogilised struktuurid ja iseärasused, mida arvutiprogramm pole automaatselt olemasoleva info põhjal ise suutnud mudelisse viia. Valideerimise käigus vaatavad geoloogid saadud skeleti üle ning kontrollivad, et see ei läheks vastuollu teada oleva uuringuala geoloogilise olustikuga ega ka üldiste geoloogiliste seaduspärasustega. Seega on mudeli skeleti loomisel olulisel kohal nii uuema aja tehnoloogia (arvutiprogrammi poolt tehtav automaatne töö) kui ka geoloogide „vana kooli” kogemused ja teadmised.

Joonis 1. Mudeli skelett ehk maavara põhja (sinakas) ja lae (kollakas) kihipindade paiknemine 3D ruumis, maapind tumeda varjundiga ülal. Autor: Henri Kersna.

Mudeli keha

Järgnevalt lisatakse skeletile külge keha ehk siis laboritöödel põhinev maavara kvaliteeti ja muid olulisi tehnilisi parameetreid iseloomustav info. See ongi sissejuhatuses mainitud mudeldamise etapp, kus geoloog nii-öelda „Minecrafti“ mängib ja eelnevalt loodud skeleti külge maavara klotse laob. Iga laotud klots kirjeldab maapõue osas paiknevat maavara kogust ning kvaliteeti (kui palju väärtuslikku materjali see sisaldab). Seda klotsidest koosnevat keha nimetatakse maavara 3D plokkmudeliks (joonis 2), mida sarnaselt skeleti mudelile geoloogide poolt vajadusel täiendatakse ja valideeritakse. Kui töö on täiendatud ja üle kontrollitud, ongi maavara mudeldamine tehtud. Jääb vaid üle lasta arvutil need plokid summeerida ja saabki teada, kui palju ja mis kvaliteediga maavara uuringuala piires leidub.

Joonis 2. Mudeli keha ehk maavara plokkide paiknemine 3D ruumis, maapind tumeda varjundiga ülal. Välja joonistub trend, et maavara keskmine osa on kasuliku komponendi poolest sobilikum (väljendatud sinise ja rohelise värviga) kui ülemine või alumine. Autor: Henri Kersna.

Mis edasi?

Kui sul on „Minecrafti“ mängus klotsid laotud, siis ongi töö valmis ja jääb üle vaid saavutust imetleda. Maavarade 3D mudelid on aga omajagu praktilisemad ja need leiavad edasist kasutust ka arendusprojekti järgmistes etappides. Valminud maavarade 3D mudeleid kasutavad edasi mäeinsenerid, kelle ülesandeks on välja mõelda, milliseid maavara klotse ja kuidas võimalikult väikeste kulude ning mõjudega välja kaevandama peaks. Kuid ainult mäeinseneridega see kasutus ei piirdu. Nimelt on suuremahulistes rahvusvahelistes maavarade projektides vajadus teostada ka sõltumatu maavarade audit. Selle käigus kontrollib ja kinnitab kolmas sõltumatu osapool üle projekti geoloogide poolt tehtud tööd, kogutud andmed ja nende põhjal koostatud maavaravaru mudelid. See on oluline, et kindlustada uuringute läbipaistvus ja usaldusväärsus, mis on omakorda olulised kriteeriumid tagamaks maavaraga seotud tööstuse rajamiseks vajalik rahastus investoritelt või pankadelt. Nendest järgnevatest etappidest teen aga juttu järgmisel korral.

Eelnev oli vaid lühike sissevaade muidu palju keerulisemasse maavarade 3D mudeldamise maailma. Keda huvitab, mida kõike huvitavat on tänapäevaste programmidega võimalik korda saata, saab vaadata Eesti Energia geoloogi ja mudeldamise spetsialisti Henri Kersna poolt koostatud tutvustavat videot siit:


Autor: Hardi Aosaar

**interpolatsioonimeetod – matemaatiline arvutus, mille käigus luuakse juurde uusi andmepunkte olemasolevate faktiliste andmete alusel. Andmepunkte on vaja juurde luua, kuna geoloogilise uuringu käigus puuraukudest kogutud faktilised andmed ei kata kunagi ära kogu maavara levikuala ja seega peab puuraukude vahelise ala kohta info saamiseks selle matemaatiliselt arvutama.