Регистрация / Вход
Прислать материал

14.577.21.0108

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.577.21.0108
Тематическое направление
Рациональное природопользование
Исполнитель проекта
федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт аэрокосмического мониторинга "АЭРОКОСМОС"
Название доклада
Разработка методов и создание экспериментального образца системы формирования и сопровождения базы данных предвестников землетрясений, регистрируемых из космоса, для предупреждения значительных сейсмических событий
Докладчик
Бондур Валерий Григорьевич
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Цели проекта:
- Разработка и экспериментальная отработка новых методов и технологий сбора, обработки и систематизации данных, регистрируемых космическими средствами, для мониторинга предвестников сильных землетрясений (М≥6).
- Разработка научно-технических решений для организации мониторинга сейсмоопасных территорий и создания базы данных предвестников землетрясений, регистрируемых из космоса, для предупреждения, снижения риска и уменьшения экономических, социальных и экологических последствий от значительных сейсмических событий.
Задачи проекта:
- Разработка новых и усовершенствование существующих методов и технологий комплексного сбора и обработки космических данных для мониторинга сейсмоопасных территорий, а также предоставление информации для оценки рисков сильных землетрясений и принятия необходимых эффективных мер для предупреждения их последствий;
- Разработка экспериментального образца системы формирования и сопровождения базы данных о предвестниках сильных землетрясений, регистрируемых из космоса.

Актуальность и новизна исследования
Актуальность. Необходимость создания единой системы, осуществляющей сбор и обработку данных, а также содержащей систематизированный набор комплексной информации о предвестниках сильных землетрясений, регистрируемых из космоса, для предупреждения и снижения последствий таких природных катастроф.
Научная новизна заключается в разработке методов сбора и обработки космических данных, позволяющих регистрировать предвестники сильных землетрясений (М≥6), проявляющихся в аномалиях различных геофизических полей, формировать базу данных, накопленных при дистанционном мониторинге сейсмоопасных территорий, а также осуществлять комплексный анализ космической и сопутствующей информации для предупреждения и снижения последствий значительных сейсмических событий.
Описание исследования

Для формирования базы данных предвестников сильных землетрясений (М≥6) разработаны методики сбора и систематизации космической информации и сопутствующих данных. При разработке методик сбора и систематизации исходных данных учитывались особенности формирования аномалий ионосферных параметров, тепловых полей и геодинамических особенностей в период подготовки и протекания сейсмических событий, а также особенности их регистрации космическими средствами.

Для регистрации предвестников сильных землетрясений (М≥6), проявляющихся в аномалиях различных геофизических полей и их последующей интеграции в базу данных, разработаны методы и алгоритмы предварительной, тематической обработки и визуализации космической информации, обеспечивающие возможность исследования вариаций параметров ионосферы, геодинамических особенностей и аномалий тепловых полей, возникающих при подготовке и протекании сейсмических событий.

С использованием разработанных методик сбора и систематизации исходных космических данных, методов и алгоритмов предварительной, тематической обработки и визуализации информации, разработана структура системы формирования и сопровождения базы данных предвестников сильных землетрясений, характеризующая архитектуру и состав системы, ее функциональные подсистемы и их взаимодействие, обеспечивающая систематизацию информации о вариациях геофизических полей в период подготовки и протекания значительных сейсмических событий.

На основании разработанной концепции построения и структуры системы формирования и сопровождения базы данных предвестников сильных землетрясений, регистрируемых из космоса, разработаны функциональная модель процессов, реализуемых системой, а также функциональные требования к этой системе.

В результате выполнения проекта создан экспериментальный образец системы формирования и сопровождения базы данных предвестников землетрясений, который является комплексом программных и технических решений, реализующим разработанные методы и методики выявления геодинамических, ионосферных и тепловых предвестников землетрясений, регистрируемых из космоса, а также хранение данных о них в систематизированном виде.

Программное обеспечение экспериментального образца системы формирования и сопровождения базы данных предвестников землетрясений включает в свой состав общее, общесистемное и специальное программное обеспечение.

В общее и общесистемное программное обеспечение входят программные средства поддержки функционирования технических средств (операционные системы, служебное программное обеспечение), а также базовые инструментальные программные средства для реализации функций хранения и управления данными (базовая СУБД).

Специальное программное обеспечение включает в свой состав модули сбора, предварительной и тематической обработки данных, конвертации и их ввода в базу данных, управления данными, удаленного доступа к базе данных.

В состав аппаратных средств экспериментального образца системы входят автоматизированные рабочие места операторов, средства сетевого сопряжения, система хранения данных и серверное оборудование для управления базой данных.

При выполнении исследований использовались методы анализа, систематизации и обобщения научных материалов о состоянии мировых исследований в области мониторинга предвестников землетрясений и разработки методов прогноза и анализа данных, также использовались методы систематизации и структуризации данных, решались комплексные научно-технические задачи, включающие применение современных методов и средств дистанционного зондирования, технологий приёма и методов обработки космической информации, методов сбора и оценки космических и других данных, полученных в результате исследований сейсмоопасных территорий, а также решение научно-технических задач, направленных на создание системы формирования и сопровождения базы данных предвестников землетрясений, регистрируемых из космоса.

Результаты исследования

Основные результаты проекта:

- Методика сбора и систематизации исходной космической информации и сопутствующих данных для формирования базы данных предвестников землетрясений, регистрируемых из космоса.

- Методы предварительной и тематической обработки и визуализации данных, характеризующих предвестники сильных землетрясений (М≥6).

- Алгоритмы предварительной и тематической обработки и визуализации данных, характеризующих предвестники сильных землетрясений.

- Экспериментальный образец системы формирования и сопровождения базы данных предвестников землетрясений, регистрируемых из космоса.

- Фрагмент базы данных предвестников сильных землетрясений (М≥6), регистрируемых из космоса, для выбранных тестовых сейсмоопасных территорий на территории России и других стран.

Несмотря на наличие значительного объема данных о землетрясениях, накопленного к настоящему времени, она носит разрозненный характер. База данных содержащая систематизированную комплексную информацию о предвестниках сильных землетрясений, регистрируемых из космоса, не создана. Отсутствие такой базы данных не позволяет проводить обобщенный анализ информации для принятия оперативных решений по предупреждению и снижению последствий значительных сейсмических событий.

Созданная база данных, содержит систематизированный комплексный набор информации о предвестниках землетрясений, регистрируемых из космоса. Основным преимуществом разработанных методов и экспериментального образца системы формирования и сопровождения базы данных является систематизация комплексного набора информации о различных предвестниках сильных землетрясений, регистрируемых из космоса, и сопутствующей информации, что позволит более надежно предупреждать такие природные катастрофы и снижать их последствия.

Методика сбора и систематизации космической и сопутствующей информации для формирования базы данных предвестников землетрясений, регистрируемых из космоса, обеспечивает формализованное описание процессов и процедур получения данных при космическом мониторинге сейсмоопасных территорий, их классификации, предварительной и тематической обработки, подготовки для размещения в базе данных и визуализации.

Разработанные методы и алгоритмы предварительной и тематической обработки и визуализации данных обеспечивают:

а) формирование набора предвестников землетрясений;

б) представления результатов исследований в удобной и наглядной форме;

в) визуальное восприятие всех данных об аномальных вариациях различных геофизических полей (ионосферных, тепловых) и геодинамических особенностях, которые свидетельствуют о подготовке землетрясений.

Аппаратные средства и программное обеспечение экспериментального образца системы обладают максимальной унификацией.

Экспериментальный образец системы обеспечивает:

а) сопряжение с комплексами приема данных космического мониторинга и архивами данных, расположенных на специализированных серверах сети Интернет;

б) получение данных космического мониторинга сейсмоопасных территорий (с ftp-серверов, аппаратно-программных комплексов приема спутниковых данных) и их предварительную обработку;

в) хранение данных о предвестниках землетрясений, регистрируемых из космоса, в систематизированном виде;

г) проведение тематической обработки спутниковых данных о предвестниках землетрясений;

д) документирование данных о предвестниках землетрясений и результатов их обработки.

 

Практическая значимость исследования
Разработанные в ходе проекта методы и методики мониторинга опасных природных явлений, в том числе методика сбора и обработки космических данных, позволяющие регистрировать предвестники значительных сейсмических событий (М≥6), и созданный экспериментальный образец системы формирования и сопровождения базы данных предвестников землетрясений, регистрируемых из космоса, обеспечит возможность осуществления комплексного мониторинга состояния сейсмоопасных территорий для предупреждения и снижения последствий таких природных катастроф как сильные землетрясения. Полученные результаты будут использованы при создании комплексной системы мониторинга чрезвычайных ситуаций, которая внесет вклад в решение проблем предупреждения, оценки рисков и уменьшения негативных последствий от значительных сейсмических событий и обеспечения экологической безопасности.
Результаты проекта могут быть практически использованы различными организациями и службами нашей страны (МЧС России, Министерством природных ресурсов и экологии РФ, Геофизической службой РАН, Институтом теории прогноза землетрясений РАН), учебными учреждениями высшего и профессионального образования России, зарубежными организациями и др.
В рамках международного сотрудничества могут проводиться исследования новых типов предвестников землетрясений, а также мониторинг сейсмоопасных территорий с использованием программных, технических и технологических решений, реализованных в экспериментальном образце системы формирования и сопровождения базы данных предвестников землетрясений. Разработанный экспериментальный образец системы, а в последствии и система формирования и сопровождения базы данных предвестников землетрясений, регистрируемых из космоса, содержащий систематизированную информацию, может заинтересовать зарубежные организации и отдельных ученых, занимающихся исследованиями предвестников землетрясений. Системы основана на принципах расширяемости и будет обеспечивать возможность пополнения и актуализации базы данных новыми типами предвестников.