Теоретические основы и геоинформационная поддержка принятия решений при формировании систем технического наблюдения в аспекте гидрометеорологического обеспечения - Автореферат

Автореферат диссертации на соискание степени доктора технических наук Теоретические основы и геоинформационная поддержка принятия решений при формировании систем технического наблюдения в аспекте гидрометеорологического обеспечения Работа выполнена в Российском Государственном гидрометеорологическом университете Научный консультант: доктор физико-математических наук, профессор А.С. Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Г.В.Актуальность работы определяется тем, что широкое внедрение в практику охраны различных технических средств наблюдения (ТСН) требует детального изучения особенностей распространения электромагнитных волн в разнообразных условиях практического использования таких средств. Понятие «геоинформационная поддержка» в этом смысле следует трактовать как реализацию некоторых процедур расчета характеристик обнаружения применительно к тем территориям, где специальные исследования в этом направлении никогда не производились и систематизированные данные отсутствуют. В зависимости от вертикального распределения температуры, влажности, давления и водности формируются различные типы атмосферной рефракции и ослабления электромагнитных волн, которые существенным образом определяют характеристики обнаружения различных объектов. Таким образом, для достижения сформулированных целей исследования необходимо решить крупную научную проблему, заключающуюся в разработке теоретических основ поддержки принятия решений при планировании размещения и применения технических средств наблюдения на охраняемых территориях как совокупности научно-методических компонентов разрешения всего комплекса противоречий в предметной области системы наблюдения и задач по оптимизации ее состава и структуры, выработке технических требований, технических решений по построению системы и применению средств технического наблюдения в зависимости от метеорологических особенностей различных территорий Российской Федерации. разработать методы расчета, позволяющие решать задачи прогноза характеристик обнаружения различных объектов, для любого региона РФ на основе имеющейся стандартной гидрометеорологической информации - единственного информационного ресурса, доступного в настоящее время;Во введении обосновывается актуальность, научная новизна, теоретическая и практическая ценность диссертации, определяются цель и задачи работы.Атмосферный пограничный слой (АПС) - слой атмосферы высотой 1,5-2 км, примыкающий к поверхности Земли, на строение которого определяющее воздействие оказывают процессы динамического и термодинамического взаимодействия атмосферы с подстилающей поверхностью. Структура АПС значительно отличается от структуры вышележащей, так называемой «свободной» атмосферы, формирующейся под воздействием крупномасштабных (синоптических) атмосферных процессов. Приземный слой (ПС) атмосферы - нижняя часть АПС толщиной несколько десятков метров, структура которого полностью определяется процессами взаимодействия атмосферы с подстилающей поверхностью. Под рефракцией понимают преломление электромагнитных волн в атмосфере под влиянием неоднородностей в поле показателя преломления или связанного с этой величиной так называемого индекса оптической рефракции , зависящего от давления воздуха , абсолютной температуры и длины волны света следующим образом: , (1) где давление измеряется в гектопаскалях (ГПА), температура - в градусах Кельвина (K0), а длина волны - в микрометрах (мкм). При рассмотрении рефракции электромагнитных волн в атмосфере весьма полезным оказывается введение понятия радиуса кривизны траектории луча, причем для случая рефракции света эта величина может быть представлена следующим образом: , (2) где - вертикальный градиент индекса рефракции (N-ед./м).В основе информационного обеспечения потребителей метеорологическими службами различных стран лежит технология, состоящая из четырех основных направлений деятельности: получения, сбора, обработки информации и доведения продукции до потребителей. В настоящее время (последние 10-15 лет) с появлением персональных компьютеров и каналов связи с высокой пропускной способностью, вся подобного рода картографическая информация кодируется и распространяется в специальном цифровом формате GRIB (Grid Binary) - специальном международном формате обмена метеорологическими данными в регулярной (grid) сетке широтно-долготных координат в бинарной (binary) форме.Метеорологические явления и процессы, определяющие дальности оптического и радиолокационного обнаружения различных объектов, оказываются настолько сложными и неоднозначными, а доступные информационные ресурсы метеорологических наблюдений, обозначенные в главе 2, столь ограниченными, что потребовалось спланировать и осуществить ряд комплексных наблюдательных программ применительно к Калининградской области, направленных на ликвидацию имеющихся пробелов.

2. Основное содержание работы