Обґрунтування методики комплексного використання геоінформаційних систем (ГІС) та космічної інформації при вирішенні завдань кризового моніторингу - Автореферат

Погіршення в останні роки екологічної обстановки, підвищення ступеня ризику виникнення техногенних аварій та надзвичайних ситуацій потребує розробки нових інформаційних технологій прогнозування розвитку екологічного стану та оцінки рівня ризику виникнення кризових ситуацій для вжиття заходів зі зниження наслідків техногенного впливу і вирішення завдань кризового моніторингу. Незважаючи на те, що за багато років експлуатації природоресурсних супутників Землі накопичений значний досвід застосування ГІС і космічної інформації ДЗЗ при рішенні природогосподарчих задач, роботи з удосконалення ГІС-технологій і методів дешифрування космічних знімків (КЗ) продовжуються і в даний час. Треба зазначити, що самі по собі методи ДЗЗ ефективні в основному для моніторингу поточного стану навколишнього природного середовища та визначення за різночасовими знімками змін, що сталися. І тільки інтегруючи інформацію ДЗЗ в ГІС, накопичуючи інформацію ДЗЗ в базі даних та доповнюючи її даними польових досліджень, атрибутивними даними можна проводити просторовий аналіз за великою кількістю космічних знімків, моделювати складні природні і техногенні процеси та зміни екологічного стану довкілля під впливом тих чи інших несприятливих факторів та подій, прогнозувати різні сценарії розвитку потенційних надзвичайних ситуацій (НС), оцінювати рівень техногенного навантаження на території, моделювати соціально-економічну ситуацію в регіоні, а також сприяти ефективному прийняттю управлінських рішень в області природоохорони та природокористування, запобіганню техногенних аварій і НС, ліквідації їх наслідків, соціальному захисту населення. Дисертаційна робота виконана в рамках науково-дослідних робіт, які проводились у Центрі аерокосмічних досліджень Землі ІГН НАН України відповідно із Загальнодержавною (національною) космічною програмою України на 2003-2007 роки, а саме: “Розробка наукових основ моделювання процесу одержання інформації космічними системами дистанційного зондування Землі (КС ДЗЗ), визначення їх оптимальної структури, параметрів і ефективності використання” (№ держреєстрації 0103U000434), “Науково-методичний супровід з дистанційного зондування Землі” (№ держреєстрації 0100U004112), Мета та задачі дослідження Метою дисертаційної роботи є теоретичне обґрунтування методики комплексного застосування ГІС та інформації ДЗЗ для контролю екологічного стану територій за рівнем техногенного навантаження та моделювання різних сценаріїв розвитку кризових ситуацій у регіоні.У першому розділі “Аналіз потенційних надзвичайних ситуацій і формування складу ГІС для створення комплексної інформаційної системи” проводиться аналіз сучасних ГІС-технологій, розглядаються алгоритми збереження і маніпуляції просторово орієнтованими даними, описується системний підхід до аналізу взаємозвязків різних складових частин ГІС. ГІС виконує функції збору, збереження, маніпуляцій з даними, моделювання, аналізу, підтримки прийняття рішень. В основу запропонованої інформаційної системи включені результати дешифрування космічних знімків, що дозволяє визначати межі міської забудови, території лісонасаджень, сільгоспугіддя, водні обєкти, геологічні аномалії (розломи, лінеаменти, зсуви), дані, що одержуються з гідрометеорологічних станцій, статистична інформація про населення, що проживає на територіях досліджень, дані про потенційно небезпечні обєкти - такі як хімічне виробництво, відстійники, нафтотермінали і нафтосховища, теплоелектростанції і т.д. вектор показників (концентрацій речовин), що характеризують якість води в створі , мг/л; - теж саме для попереднього за течією створу якщо , то створ є початковим створом (верхівям) ріки і , де - вектор фонових концентрацій речовин у воді водотоку в створі , мг/л; - теж саме для створу , розташованого в гирлі притоки, що впадає на ділянці ; - вектор максимальних середньочасових концентрацій речовин у стічних водах випуску , мг/л; - витрата стічних вод випуску , м3/с; - витрата води в річці в розрахунковій секції , м3/с; - номер розрахункової секції, на початку якої розташований випуск стічних вод водокористувача ; - множина номерів створів, розташованих в гирлах приток, що впадають на ділянці ; - множина номерів випусків стічних вод, що надходять у водний обєкт на ділянці ; - матриці, що характеризують розбавлення і трансформацію якості річкових вод. Вираз моделі водного обєкта для однієї секції має погляд: ,(12) де: - концентрації речовини у водотоку наприкінці попередньої і поточної секцій; - концентрації речовини в поверхневому стоці, притоці, аварійному скиданні (у залежності від номера секції); - витрата води в поверхневому стоці (), притоці (), аварійному скиданні (); - коефіцієнт неконсервативності речовини; - час переміщення води у водотоку протягом секції в річці j, діб, дорівнює: .На основі проведеного аналізу потенційних кризових ситуацій та вимог щодо їх прогнозування та оцінки наслідків, розроблено концептуальну модель ГІС для рішення задач кризового моніторингу, яка включає: методику автоматичної інтеграції

Основний зміст роботи