Для каких целей предназначена специальная гис экстремум разработанная во внии гочс

5.7.2. Разработки фц внии гочс в области образования

В области общего образования по инициативе ФЦ ВНИИ ГОЧС МЧС России реализуется новый подход к изучению ряда школьных предметов через призму экологии и прогнозирования рисков на базе передовых информационных технологий.

При этом анализ мониторинговых и прогностических данных выступает инициирующим фактором более успешного усвоения таких предметов, как география, экология, физика, информатика, биология, иностранный язык и других. Для воплощения этой идеи в 2000 году в средней школе № 1294 г. Москвы создан Центр «Юный эколог и спасатель».

С целью распространения передового опыта обучения на основе информационных технологий, в 2001 году на базе данной школы открыта городская экспериментальная площадка по проекту «Интеграция знаний о безопасности жизнедеятельности в техногенной, природной, социальной среде в учебные курсы базового компонента на основе системно-деятельного подхода и информационных технологий».

Предполагаемым результатом деятельности площадки является внедрение в образовательный процесс методики, ориентированной на развитие личности учащегося, формирование у него системного мышления, сознательного и ответственного отношения к личной безопасности и безопасности общества на основе использования информационных технологий. Это позволяет существенно повысить эффективность обучения молодежи в области предупреждения и ликвидации ЧС. Расширение экспериментальной площадки предусматривает включение в ее состав образовательных учреждений из различных административных округов г. Москвы (в настоящее время – это средние школы № 1294 и № 1958, кадетский класс школы № 709 и другие).

В процессе обучения учащихся экспериментальной площадки широко используется географическая информационная система (ГИС), разработанная специалистами Федерального центра и занявшая первое место в мире на международных соревнованиях, проводимых под эгидой Совета Европы. ГИС содержит ряд расчетных задач по обеспечению безопасности человека и охране окружающей среды, информацию об экономике, экологии, населенных пунктах России и мира, растительности, реках, дорогах, расположении потенциально-опасных объектов и возможных ЧС.

На базе данной ГИС разработана компьютерная обучающая программа «ГЕО-Экстремум» (рис.5.7.1), предназначенная для интегрированного преподавания ряда образовательных предметов (Основы безопасности жизнедеятельности, география, экономика, физика, экология, информатика и др.). Использование данного программного продукта при изучении географии подтверждается возможностями его применения в качестве электронного атласа, создания контурных карт и картографических пособий.

П рограмма обладает рядом положитель-ных качеств:

• наличие трёхмерной карты мира, подписей объектов с возможностью выбора данных на русском и английском языках; доступность к справочным сведениям по странам и населенным пунктам;
• информационный блок на карте России содержит сведения о субъектах, населенных пунктах (до районного центра), гидрографических объектах;
• наличие системы поиска объектов (город, страна, река и т.д.);
• возможность нанесения и редактирования точечных, линейных и площадных объектов, выбор условных знаков и редактирования справочной информации;
• возможность создания новых информационных объектов, массивов с привязкой к местности и редактирования справочных сведений о них;
• возможность выбора свойства слоя карты; масштабирования, измерения расстояний и площадей.

Компьютерная программа «ГЕО-Экстремум» рекомендована Московским комитетом образования для широкого использования в образовательных учреждениях.

Для внедрения указанных подходов и методов дистанционного обучения в массовую общеобразовательную практику специалистами Федерального центра разработаны современные недорогие спутниковые антенны.

С их использованием станет возможным получать мониторинговую и прогностическую информацию о ЧС в реальном масштабе времени, в любом уголке нашей необъятной Родины. Применение малогабаритного программно-технического комплекса в учебном процессе (рис. 5.7.2) позволяет учащимся на основе ежедневного анализа космической информации (состояние лесного массива, сельскохозяйственных угодий, зон пожарной опасности, границ снеготаяния, наводнений и др.) выработать профессиональные навыки, а значит вступить во взрослую жизнь более подготовленным. Внедрение в процесс обучения так называемой «Космической географии» позволяет более наглядно и успешно осваивать учебный материал.

В настоящее время возможна поставка в образовательные учреждения недорогих программно-технических комплексов с многоканальным выводом информации в сеть компьютеров, что позволит даже при отсутствии выхода в INTERNET ежедневно получать информацию об окружающей среде за сотни тысяч километров от места расположения учебных заведений. Данный комплекс не имеет аналогов в мире.

Рис. 5.7.2 Состав и схема размещения компонентов программно-технического комплекса

Это также может способствовать повышению эффективности преподавания не только курса «ОБЖ», но и ряда других общеобразовательных предметов. Комплекс обеспечивает выборку координат любых объектов на Земле и отображение их характеристик; «привязку» контуров географических карт; измерение расстояний между выбранными точками, площади и температуры объектов и др.

Комплекс отмечен дипломом ВВЦ на проводимой Минобразования России в 2001 г. выставке «Учебная техника для профессионального образования».

В нашей стране мультимедиа обучающие программы пока не получили достаточного распространения, однако в Центре уже отработаны методы использования специальных комплексов программного обеспечения в области безопасности дорожного движения, а также программ, обучающих реагированию в условиях чрезвычайных ситуаций, вызванных землетрясениями (рис. 5.7.3). Большую роль при такой подаче материала играет именно психическое состояние обучаемых в момент создания проблемных ситуаций, так как обучаемые в подростковом возрасте остро воспринимают только то, что касается их лично. Примером может служить компьютерная обучающая программа «Как Иван-царевич подземного змея победил» для учащихся 7-8 классов, созданная по мотивам русских народных сказок. Обучаемые легко запоминают свои основные действия в том случае, если землетрясение застает их дома.

Занимаясь по компьютерной обучающей программе «Безопасность на улицах и дорогах», учащийся овладевает правилами дорожного движения в игровом варианте: нарушение правил приводит «к его гибели».

Таким образом, видя проблемные ситуации на экране компьютера, учащийся будет, скорее всего, вести себя разумно в реальной жизни. Кроме того, учащиеся отрабатывают приемы само- и взаимопомощи, приобретают навыки спасательных работ при пожарах, дорожно-транспортных происшествиях, учатся оказывать первую медицинскую помощь при различных травмах.

Рис. 5.7.3 Мультимедиа обучающие программы «Как Иван-царевич подземного змея победил» и «Безопасность на улицах и дорогах»

Авторским коллективом Федерального центра с привлечением ряда ведущих специалистов Российской Федерации в области образования, защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций под общей редакцией С.К. Шойгу, Ю.Л. Воробьева, М.И. Фалеева разработана сетевая версия мультимедийного учебника по курсу «Основы безопасности жизнедеятельности» для 10 класса общеобразовательных учреждений (рис. 5.7.4), успешно прошедшая многоплановую экспертизу специалистов Федерального экспертного совета по учебным электронным изданиям Минобразования России и получившая соответствующий рекомендательный гриф.

Рис. 5.7.4 Мультимедийный учебник на CD-ROM «Основы безопасности жизнедеятельности» для 10 класса

Учебник «Основы безопасности жизнедеятельности» для 10 класса общеобразовательных учреждений составлен в соответствии с Программой, рекомендованной Министерством образования Российской Федерации, и содержит полный учебный курс за десятый класс общеобразовательной школы в поурочном разрезе в виде мультимедиа иллюстрированного и озвученного лекционного материала с контрольными вопросами (всего 108 уроков, 56 из них – материал для практических занятий). В разделе «В помощь преподавателю» приведены нормативные документы Минобразования России и МЧС России по методике преподавания предмета, проведению учебных сборов, вопросам защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций и пр.

Мультимедийное учебное пособие было удостоено серебряной медали на Всероссийской конференции «Современная образовательная среда» в рамках одноименной выставки-продажи, прошедшей 1-4 ноября 2002 г. на ВВЦ под эгидой Минобразования России, и золотой медали – на Международной выставке инноваций в г. Сеул, что еще раз подчеркивает его актуальность и значимость.

Чтобы повысить мотивацию и качество обучения в области безопасности жизнедеятельности, в ФЦ ВНИИ ГОЧС разрабатываются новые системно-функциональные информационно-образовательные технологии (СФИТ) по использованию адаптированных к учебным целям программно-технических средств, применяемых в оперативной работе МЧС России, для обучения всех групп населения в области обеспечения безопасности жизнедеятельности и защиты населения от ЧС.

Реализация проекта «Компьютеризация сельских школ – 2001» показала, что и в общеобразовательной школе широкому распространению новейших информационных технологий мешает не только недостаток современной вычислительной техники. Недостаточная подготовленность учителей к использованию новых информационных образовательных технологий, а также отсутствие программно-технических средств, встраиваемых в учебный процесс традиционной школы, не меньшая проблема. Использование передовых образовательных технологий в учебном процессе требует создания новых электронных учебных материалов, перестройки организационных форм и насыщения содержания учебной деятельности, а также переподготовки преподавательских кадров.

Органично интегрированные в учебный процесс опережающие информационные технологии, состоящие из трех модулей (малогабаритного программно-аппаратного комплекса дистанционного спутникового зондирования Земли; геоинформационной системы, адаптированной для учебных целей; комплекта учебно-дидактических пособий, состоящего из мультимедийного учебника, методических разработок конкретных аудиторных и практических занятий в рамках данной технологии), смогут стать средством решения этих задач общеобразовательной школы на современном этапе.

В области профессионального образования Федеральным центром проводится работа по открытию ряда специальностей и специализаций по предупреждению и ликвидации ЧС, созданию передовых технологий подготовки кадров РСЧС.

Так, разработана и согласована с Минобразования России программа новой учебной специализации «Управление предупреждением и ликвидацией ЧС» по специальности 0613 «Государственное и муниципальное управление» с дополнительной подготовкой «Управление системами по предупреждению и ликвидации ЧС».

Необходимость целевой подготовки квалифицированных специалистов по обработке и анализу мониторинговой информации, принятию управленческих решений по предотвращению ЧС и уменьшению масштабов их последствий обусловлена созданием в городах России единых дежурно-диспетчерских служб (ЕДДС) и объединенных систем оперативно-диспетчерского управления (ОСОДУ) в ЧС (поручение Правительства Российской Федерации от 16.07.98 г. № БИ-П4-20705, распоряжение Президента Российской Федерации от 23.03.2000 г. № 86-РП).

Данная программа проходит апробацию в Жуковском авиационном техникуме им. В.А. Казакова, на базе которого создан опорный Экспериментальный центр.

Её содержание имеет комплексный междисциплинарный характер, сочетающий элементы гуманитарных, естественнонаучных и специальных предметов по управлению предупреждением и ликвидацией ЧС.

Одним из важнейших направлений деятельности в области профессионального образования является создание базовых кафедр МЧС России в ведущих ВУЗах страны. В настоящее время при Федеральном центре созданы базовые (выпускающие) кафедры «Высокие технологии предупреждения и ликвидации ЧС» Московского физико-технического института (государственного университета) и Кубанского государственного университета, кафедра «Менеджмент риска в чрезвычайных ситуациях» Современного Гуманитарного Университета (СГУ).

На кафедрах готовятся высококвалифицированные специалисты по современным наукоемким информационным технологиям в области прогнозирования и снижения риска природных и техногенных катастроф. Учебный процесс на кафедре СГУ организован и осуществляется по программам, методикам и учебным планам, разработанным специалистами Федерального центра по следующим дисциплинам:

• основы теории снижения риска;
• основы мониторинга и прогнозирования ЧС;
• основы дистанционного зондирования Земли из космоса для предупреждения и ликвидации ЧС и контроля территорий;
• основы информатики ЧС;
• основы оценки социально-экономического ущерба ЧС (бакалавриат);
• технологии мониторинга и прогнозирования ЧС (бакалавриат);
• технические средства предупреждения и ликвидации ЧС (бакалавриат);
• технологии космического мониторинга ЧС и контроля территорий (магистратура);
• технологии управления риском ЧС (магистратура);
• информационные технологии безопасности (магистратура).

В учебном процессе также широко используются космические снимки территории России, данные мониторинга ЧС, ГИС, научно-методическое и программное обеспечение анализа, прогнозирования и ликвидации ЧС, созданные в Федеральном центре.

Опыт создания базовых кафедр по подготовке специалистов в области предупреждения и ликвидации ЧС планируется широко использовать в ряде ведущих ВУЗов страны.

Специалисты, выпускаемые этими кафедрами, будут обладать высоким уровнем научно-технической активности и психологической устойчивости, обусловленной современной подготовкой и надежной перспективой дальнейшего творческого роста.

Для устранения существенного дефицита педагогических кадров в области безопасности жизнедеятельности МЧС России планирует создание системы дистанционного обучения.

С использованием данной формы обучения станет возможным квалифицированно проводить методические занятия по предупреждению и ликвидации ЧС учителям и преподавателям, у которых данный предмет не является основным, дифференцированно доводить необходимую учебную информацию непосредственно до различных категорий обучаемых, а также дистанционно осуществлять подготовку, переподготовку и повышение квалификации работников образования.

Федеральным центром в настоящее время проводится активная работа по созданию системы дистанционного обучения совместно с Современным Гуманитарным Университетом, ведущим ВУЗом страны в области дистанционного обучения. Разработана методика организации и функционирования совместных базовых кафедр дистанционного обучения и подготовки специалистов в области ГО, прогнозирования, предупреждения и ликвидации ЧС. Предполагается широкое использование дистанционного обучения, в том числе на территориях с нарушенными условиями жизнеобеспечения населения.

В связи с обращениями в МЧС России Председателя Правительства Чеченской Республики С.В. Ильясова и помощника Президента Российской Федерации С.В. Ястржембского об оказании помощи по организации в Чеченской Республике обучения по программе «Основы безопасности жизнедеятельности», как важного шага в направлении восстановления мирной жизни – в настоящее время Федеральным центром реализуется проект дистанционного обучения с использованием мультимедийных компьютерных программ и учебных пособий в области безопасности жизнедеятельности.

В целях развития системы дополнительного профессионального образования в сфере предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций в Федеральном центре создан и успешно функционирует Центр подготовки специалистов в области современных технологий предупреждения и ликвидации ЧС, который получил лицензию Комитета образования города Москвы (серия СЛОД № 002627 код-Г) на право ведения образовательной деятельности.

В данном Центре осуществляется дополнительное профессиональное образование специалистов, в том числе и зарубежных, по следующим курсам (специализациям):

• системы дистанционного зондирования земной поверхности с помощью средств наблюдения космического базирования; системы математического моделирования предупреждения и ликвидации ЧС;
• технологии мониторинга природно-техногенной сферы;
• робототехнические системы и современные технологии ведения аварийно-спасательных работ (теоретический курс);
• применение взрывчатых веществ при ведении аварийно-спасательных работ (теоретический курс);
• сертификация аварийно-спасательных средств;
• экономический механизм формирования внебюджетных фондов для финансирования мероприятий по предупреждению и ликвидации ЧС в регионах и муниципальных образованиях.

Ежегодно в Центре проходит обучение более 90 специалистов, в том числе и зарубежных.

Проводятся исследования по внедрению передовых российских технологий в подготовку специалистов для обеспечения деятельности служб гражданской защиты европейских стран.

В целях объединения интеллектуальных, финансовых и материальных ресурсов в 2000 г. по инициативе Федерального центра подписано совместное соглашение и утверждена Межотраслевая программа научно-инновационного сотрудничества между МЧС России и Минобразования России на период до 2004 г. в области подготовки специалистов по безопасности жизнедеятельности.

Программа предусматривает разработку системы конкретных действий, направленных на координацию выполнения НИОКР, развитие инновационной деятельности ВУЗов, подготовку и переподготовку высококвалифицированных кадров в интересах РСЧС.

В 2001-2002 годах в рамках выполнения НИР по плану НИОКР МЧС России разработана следующая научно-техническая продукция:

• методические рекомендации по оснащению кабинета (класса, лаборатории) по «ОБЖ» и «БЖД» для образовательных учреждений;
• учебно-методическое пособие по проблемам защиты населения и территорий от ЧС для учреждений среднего профессионального образования;
• компьютерная обучающая программа по теме «Защита от ЧС природного и техногенного характера» для учащихся 8-х классов общеобразовательных учреждений;
• комплект плакатов по дисциплине «БЖД» для студентов ВУЗов;
• учебная программа для повышения квалификации преподавателей организаторов курса «ОБЖ» в учебно-методических центрах ГОЧС;
• мультимедийная энциклопедия по действиям населения в условиях ЧС;
• проект базовой межвузовской лаборатории по защите от ЧС на базе учреждения высшего профессионального образования Минобразования России;
• компьютерная презентационная программа для образовательных учреждений «Стратегия безопасного будущего» (рис. 5.7.5);
• методика и база данных для переподготовки и повышения квалификации руководителей и специалистов структур управления различного уровня.

Рис. 5.7.5 Компьютерная презентационная программа для образовательных учреждений «Стратегия безопасного будущего»

Данная научно-техническая продукция прошла апробацию на Всероссийской специализированной ярмарке-выставке «Учебная техника для профессионального образования» (25-28 сентября 2001 г., ВВЦ) и Научно-практической конференции «Высшая школа и регионы: основы взаимодействия и сотрудничества» (26-29 октября 2001 г., г. Туапсе), Всероссийской конференции «Современная образовательная среда» (1-4 ноября 2002 г.), проведенными Минобразования России.

Использование указанной продукции позволит существенно улучшить образовательный процесс в области ГО и защиты от ЧС.

Таким образом, новые информационные образовательные технологии являются наряду с инженерно-техническими мероприятиями мощным фактором управления риском ЧС. С помощью данных технологий станет возможным:

1. Наряду с процессом формирования устойчивых знаний и навыков в области безопасности жизнедеятельности более эффективно изучать другие общеобразовательные дисциплины: географию, математику, физику, информатику и др.

2. Используя дистанционные методы обучения, обеспечить значительный контингент людей требуемыми знаниями и решить задачу преодоления дефицита квалифицированных преподавателей ОБЖ.

3. Наряду с образованием, параллельно осуществлять ежедневное воспитание в молодом человеке чувство гражданской ответственности за безопасность страны и общества. Это достигается целенаправленной подачей необходимой информации в реальном масштабе времени.

4. Воспитывать в молодых людях чувство патриотизма и гордости за нашу страну. Это становится возможным при внедрении в учебный процесс передовых российских информационных технологий, не уступающих, а, зачастую, превосходящих аналогичные зарубежные технологии.

Для каких целей предназначена специальная гис экстремум разработанная во внии гочс

УДК528.91: 614.8(571.14) На правах рукописи Щербаков Юрий Сергеевич ГЕОИНФОРМАЦИОННОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ ДЛЯ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ 25.00.33 — «Картография» АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Новосибирск — 2004 Работа выполнена в Сибирской государственной геодезической академии Научный руководитель — доктор технических наук, профессор Лисицкий Дмитрий Витальевич. Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Пластинин Леонид Александрович; кандидат технических наук, Тимофеев Александр Николаевич Ведущая организация — Управление по делам ГО и ЧС города Новосибирска. Защита состоится «4» октября 2004 г. в на на дании диссертационного совета Д 212251.02 при Сибирской государственной геодезической академии (СГТА) по адресу: 630108, г. Новосибирск, 108, ул. Плахотного, 10, СГТА, аудитория 403. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СГТА. Автореферат разослан С/ 2004 г. засе Изд. лиц. ЛР № 020461 от 04.03.1997. Подписано в печать 06.07.2004. Формат 60 х 84 1/16. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,34. Уч.-изд. л. 1,16. Тираж 100 экз. Заказ 73 Цена договорная. Гигиеническое заключение № 54.НК.05.953.П.000147.12.02 от 10.12.2002. Отпечатано в картопечатной лаборатории СГГА 630108, Новосибирск, Плахотного, 8. Общая характеристика работы Актуальность темы. Обеспечение безопасности граждан и защита общества в целом является одной из наиболее важных функций государства. Опасность возникновения чрезвычайных ситуаций (ЧС) в современном мире носит комплексный характер и для эффективного решения проблемы защиты-населения и территорий от ЧС необходимо оперативное создание и использование соответствующего комплексного картографического обеспечения, основанного на современных информационных технологиях и базах картографических данных. Особенно важно это для крупных промышленных центров, где большая часть территории находится в зоне повышенного риска. Для решения проблемно-ориентированных задач по защите населения крупных городов от чрезвычайных ситуаций необходимо создание картографического информационного обеспечения управления деятельностью органов МЧС (Министерство по чрезвычайным ситуациям) с помощью специальной географической информационной системы — ГИС ЧС. Создаваемая ГИС должна обеспечить городское Управление по делам ГО и ЧС (гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций) оперативными, достоверными и полными данными о потенциально опасных объектах (ПОО), а также отображать характер и размеры возможной угрозы, используя пространственный аспект в информации о чрезвычайных ситуациях и основываясь на картографическом способе представления информации. Создание специального картографического обеспечения и ГИС ЧС должно обеспечить обработку и анализ полного цикла информационного потока и, наряду с этим, позволит осуществлять моделирование, мониторинг и прогнозирование развития параметров чрезвычайных ситуаций до опасных значений и возможных последствий. Картографическая информация в ГИС ЧС предоставляет колоссальные возможности прогнозирования места, времени и масштабов предполагаемых негативных воздействий чрезвычайных ситуаций различного характера и способствует оперативному проведению аварийно-спасательных мероприятий. Однако применение соответствующего картографического обеспечения и ГИС ЧС для целей информационной поддержки принятия управленческих решений, связанных с чрезвычайными ситуациями, в настоящее время ограничено из-за недостаточного научного обоснования в данной области. Учитывая данные обстоятельства, возникла задача создания проблемно-ориентированного геоинформационного картографического обеспечения и соответствующей ГИС ЧСЦ направленных на IPOC. НАЦИОНАЛА»« ! библиотека I повышение эффективности функционирования органов управления по выявлению источников чрезвычайных ситуации снижению риска их возникновения, оперативному реагированию и смягчению последствий ЧС. Целью диссертационной работы является разработка и применение . геоинформационного картографирования для оперативного управления в условиях чрезвычайных ситуаций с помощью специализированной геоинформационной системы. Для достижения этой цели поставлены и решены следующие основные задачи: — выполнен анализ существующих видов безопасности жизнедеятельности населения и ЧС, предложена их классификация, характерная для крупных населенных пунктов, проведена формализация содержания рассматриваемой предметной области с целью применения в геоинформационном картографировании для управления в условиях чрезвычайных ситуациях на основе специализированной ГИС ЧС; — разработаны технологические схемы создания и функционирования геоинформационного обеспечения и ГИС ЧС для оперативного принятия управленческих решений и моделирования ситуаций, а также для мониторинга и прогнозирования ЧС; — обоснованы требования органов ГО и ЧС к картографическому обеспечению и предложена классификация электронных карт (ЭК) для использования при ЧС; — обоснованы виды электронных карт, разработано и систематизировано содержание картографической информации, необходимое для решения задач управления в ЧС; — разработана информационная модель интегрированной территориальной базы данных (БД) о потенциально опасных объектах, системах жизнеобеспечения населения и возможных чрезвычайных ситуациях; — разработан и реализован в виде рационального пользовательского интерфейса ГИС ЧС алгоритм взаимодействия оперативного дежурного и оперативно-диспетчерской службы с геоинформационным картографическим обеспечением; — апробированы предложенные технологии геоинформационного картографирования путем создания базовой электронной карты, прогнозных и оперативных карт на территорию крупного города, и созданы базы данных о потенциально опасных объектах и системах жизнеобеспечения населения (ЖОН); — разработана специализированная ГИС ЧС для оперативного управления в ЧС для условий крупного населенного пункта. Объект и предмет исследования. Объектом диссертационного исследования является информационное обеспечение управления деятельности органов и подразделений ГО и ЧС по защите населения от чрезвычайных ситуаций различного характера. Предметом исследования является создание и применение геоинформационного картографирования для оперативного управления силами и средствами ГО и ЧС на основе ГИС ЧС для обеспечения безопасности и защиты населения. Методы и средства исследований. Исследования в данной работе базируются на задачах, решаемых городскими управлениями по делам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций с применением системного подхода, основных принципов теории картографии, геоинформатики, основ теории моделирования, мониторинга и прогнозирования ЧС. При разработке и внедрении ГИС ЧС использовалось современное программное и компьютерное обеспечение. Фактический материал исследований. Диссертационная работа выполнена на основе реально существующих потенциально опасных объектах и системах жизнеобеспечения населения крупного города, с учетом специфики деятельности органов ГО и ЧС в различных режимах функционирования. При работе использовались специализированные данные, предоставленные областным, городским и районными Управлениями по делам ГО и ЧС, которые в дальнейшем вошли в базу данных «ГИС Новосибирской областной подсистемы РСЧС» (РСЧС — Российская система предупреждения и действий в чрезвычайных ситуациях). Научная новизна диссертационной работы заключается в следующих исследованиях: — выполнен анализ, классификация и определение видов безопасности и ЧС, характерных для крупных промышленных центров с целью использования в геоинформационном картографировании; — разработаны технологические схемы создания и функционирования геоинформационного обеспечения и ГИС ЧС для защиты населения и территорий от ЧС природного и техногенного характера; — обоснованы виды электронных карт, разработано и систематизировано содержание картографической информации, необходимой для отображения потенциально опасных объектов, сил и средств ГО, различных типов аварий на базовой электронной карте, а также на оперативных и прогнозных картах; — разработаны «Алгоритм действий оперативного — дежурного» и «Алгоритм действий оперативной диспетчерской службы» для созданной «ГИС Новосибирской областной подсистемы РСЧС»; — разработана информационная модель интегрированной базы данных ГИС ЧС об объектах повышенной опасности, системах жизнеобеспечения населения, силах и средствах контроля и постоянной готовности. На защиту выносятся: — технологические схемы создания и функционирования геоинформационного обеспечения и ГИС ЧС для обеспечения деятельности органов ГО при ЧС; — виды электронных карт и систематизированное содержание картографической информации, необходимых для решения задач управления в ЧС; — информационная модель интегрированной территориальной базы данных о потенциально опасных объектах, системах жизнеобеспечения населения и возможных чрезвычайных ситуациях; — алгоритмы взаимодействия оперативного дежурного и оперативно-диспетчерской службы с геоинформационным картографическим обеспечением в виде рационального пользовательского- интерфейса ГИС ЧС; — специализированная ГИС ЧС и структура базы данных для обеспечения защиты населения и принятия управленческих решений при возникновении чрезвычайных ситуаций различного характера в крупном населенном пункте. Практическая ценность работы состоит в создании и внедрении применительно к крупному населенному пункту геоинформационного картографического обеспечения и специализированной ГИС ЧС, предназначенных для комплексного решения задач по оперативному реагированию и управлению в кризисных ситуациях, в том числе: — создана базовая электронная карта и производные от нее оперативные и прогнозные электронные карты с нанесенными потенциально опасными объектами и системами жизнеобеспечения населения, а также информационные документы в электронном виде — аварийные карточки ПОО; — сформирована интегрированная база данных о потенциально опасных объектах и системах жизнеобеспечения населения города; — разработана и введена в эксплуатацию специализированная ГИС ЧС для обеспечения оперативного управления при чрезвычайных ситуациях. Созданное геоинформационное картографическое обеспечение характеризуется следующими функциональными возможностями: — сбор и систематизация, создание и ведение баз данных об объектах повышенной опасности, системах жизнеобеспечения населения, авариях на объектах экономики, жилищно-коммунального хозяйства и транспорте; — учет, анализ и интерпретация причин возникновения чрезвычайных ситуаций различного характера; — решение задач в области мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций с учетом сезонных явлений и метеорологических данных; — использование специализированных данных ГИС ЧС в деятельности различных подразделений, формирований и сил ГО: пожарными, аварийными, поисковыми и спасательными службами, а также специалистами скорой медицинской службы, правоохранительными органами, подразделениями МВД и МО РФ, структурами управления администрации города и области. Реализация результатов работы. Практическое использование результатов разработки осуществлено в рамках научно-исследовательской работы по созданию «ГИС Новосибирской областной подсистемы РСЧС» для обеспечения безопасности и защиты населения и территорий от ЧС. Работа выполнялась по заказу ГУ ГО и ЧС НСО, Новосибирского областного фонда поддержки науки и высшего образования, мэрии г. Новосибирска и областной администрации. Результаты диссертационной работы внедрены в — оперативном отделе ГУ ГО и ЧС НСО, в Управлении по делам ГО и ЧС г. Новосибирска, в районных Управлениях города. Материалы диссертации используются в Учебно-методическом центре подготовки специалистов ГО, при проведении учебно-методических сборов и итогов с руководящим составом ГО области, на конференциях и выставках международного и регионального уровня, а также в учебном процессе и НИР студентов СГГА Апробация работы. Основные положения и практические результаты работы были представлены в Главное Управления по делам ГО ЧС НСО и Новосибирский областной фонд поддержки науки и высшего образования, мэрию г. Новосибирска, 4-й отдел Военно-топографического Управления Министерства Обороны РФ в виде отчетов по каждому из этапов создания ГИС ЧС. Разработанная ГИС ЧС была продемонстрирована: — на презентации «ГИС Новосибирской областной подсистемой РСЧС» в областной Администрации НСО (7.12.2002 г.); — на 11 и 12 специализированных выставках «СПАССИБ-2002, 2003 гг.» (г. Новосибирск 15-19 сентября 2002 г., 23-26 сентября 2003 г.) — на Международной научной конференции, посвященной 70-летию СГГА (март 2003г.); — на выставке-форуме МЧС « Экстрим 2003» Северо-Западного регионального центра (г. Санкт-Петербург 16-19 июня 2003 г.); — на 5-й Международной конференции «Природные пожары: возникновение, распространение, тушение и экологические последствия» (г. Красноярск, 30 июня — 5 июля 2003г.); — на Международной конференции «Интергео 2003» (г. Гамбург, Германия, сентябрь 2003 г.), и еще на трех различных научно-технических конференциях и выставках. Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 16 научных работ: 13 публикаций (6 — без соавторов) и 3 научно-технических отчета. Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, трех разделов, заключения, библиографии, включающей 101 наименование (из них 4 на иностранном языке). Общий объем работы составляет 186 страниц (объем основного текста -158 страниц), рисунков 26, приложений 10. Основное содержание диссертационной работы Во введении обосновывается необходимость создания специализированного картографического обеспечения геоинформационной системы для обеспечения защиты населения от чрезвычайных ситуаций. Определяются цели, задачи и этапы разработки ГИС ЧС, раскрывается научная новизна и практическая значимость работы по картографическому обеспечению информационной поддержки в принятии управленческих решений, предлагаются способы использования современного геоинформационного картографирования; выделяются основные положения, выносимые на защиту. В первом разделе рассматриваются проблемы в области обеспечения безопасности и защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций, систематизируются виды чрезвычайных ситуаций, определяются основные задачи Российской системы по предупреждению и защите населения и территорий крупных промышленных центров от ЧС различного характера. Подробная их классификация и систематизация позволяет наиболее эффективно использовать геоинформационные картографические методы для отображения и исследования ситуаций, применительно к каждому виду безопасности или ЧС. В ходе исследования выявлены мероприятия по снижению вероятности возникновения чрезвычайной ситуации, которые необходимо проводить с использованием геоинформационного картографирования. Существующие виды безопасности: радиационная, химическая, пожарная, экологическая и др., характерные для крупных промышленных центров, предлагается дополнить информационной безопасностью — состоянием защищенности жизненно важных интересов граждан, общества и государства в информационной сфере. В работе подробно рассмотрены основные принципы обеспечения информационной безопасности с учетом их дальнейшего использования в ГИС ЧС. Применительно к крупным промышленным центрам чрезвычайные ситуации классифицированы по следующим основным признакам: природе возникновения, масштабу распространения, временному признаку, причине возникновения, скорости развития и возможности предотвращения. На данный момент из всех ЧС, классифицируемых по природе возникновения (природные, техногенные, биолого-социальные и военные) только военные не имеют ГОСТа и четкого разделения по видам оружия и характеру воздействия. Для применения компьютерных технологий при работе с пространственными данными военного характера, представляющими наибольшую опасность для общества, предлагается произвести классификацию военных ЧС по следующим признакам: виды оружия воздействия, характер поражающих факторов, объекты поражения. В работе рассматриваются задачи РСЧС, организация сил и средств постоянной готовности, режимы их функционирования, для обеспечения которых и необходимо создание многофункциональной геоинформационной системы. Далее в работе особое внимание уделено вопросу отображения на картах риска возникновения ЧС для населения крупного промышленного центра. По разработке научно-исследовательского института ВНИИ ГО ЧС (г. Москва) для крупного населенного пункта применяются понятия индивидуального и социального рисков. Индивидуальным риском считается вероятность гибели человека в год от определенных причин в определенной точке пространства. Результаты анализа индивидуального риска можно отобразить на карте в виде изолиний равного риска. Построение изолиний равного значения индивидуального риска осуществляется по формуле: &п(х, у> = £ Б РСЭДх, у) Р(Ага), (1) теМ 1еЬ где 8 — площадь территории, подверженная воздействию ЧС; — вероятность воздействия на человека в точке с координатами поражающего фактора с интенсивностью, соответствующей гибели (поражению) человека (здорового мужчины 40 лет) при условии реализации Лш-го события (аварии, опасного природного явления и др.); Б(Лш) — частота возникновения Лш-го события в год; М — множество индексов, которое соответствует рассматриваемым событиям; Ь — множество индексов, которые соответствуют перечню всех поражающих факторов, возникающих при рассматриваемых событиях. Социальный риск — это зависимость частоты возникновения событий, вызывающих поражение определенного числа людей и характеризующий масштаб возможных чрезвычайных ситуаций. Результаты анализа целесообразно отображать на карте способом диаграмм по формуле: Яс(>1) = ЦР(Ш30 Р((у/Ат ЦА1), (2) где Р(М/

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Щербаков, Юрий Сергеевич

Введение. 1.Обеспечение безопасности и защита населения и территорий промышленных центров от чрезвычайных ситуаций с использованием современных. 1.1 Проблемы обеспечения безопасности населения в крупных промышленных центрах. 1.2 Классификация чрезвычайных ситуаций. Основные причины возникновения чрезвычайных ситуаций. 1.3 Оценка риска для населения от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера и задачи единой Российской системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций. 1.4 Защита населения и территорий в условиях чрезвычайных ситуаций. 1.5 Анализ картографического обеспечения подразделений МЧС и выбор перспективных направлений в вопросах совершенствования защиты. Выводы по первому разделу. 2. Создание электронных тематических карт для отображения оперативной обстановки на территорию промышленного центра. 2.1 Требования, предъявляемые к пространственным данным, цифровым и электронным картам. 2.2 Особенности проектирования единой цифровой информационной базы для обеспечения безопасности. 2.3 Создание библиотеки условных знаков для отображения потенциально опасных объектов и типов аварий. 2.4 Картографическая генерализация электронных карт, создаваемых для обеспечения защиты крупных населенных пунктов от чрезвычайных ситуаций различного характера. 2.5 Формирование цифровой основы базовой электронной карты. Выводы по второму разделу. щ 3. Разработка ГИС-технологий для обеспечения безопасности и оперативного управления защитой от чрезвычайных ситуаций. 3.1 Выбор современных информационных технологий для обеспечения защиты населения от чрезвычайных ситуаций. 3.2 Технология создания и функционирования ГИС ЧС для оперативного управления в чрезвычайных ситуациях. 3.3 Формирование базы данных о потенциально опасных объектах и системах жизнеобеспечения населения. 3.4 Функциональные возможности разработанной «ГИС Нового сибирской областной подсистемы РСЧС». Выводы по третьему разделу.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему «Геоинформационное картографирование для оперативного управления в чрезвычайных ситуациях»

Актуальность темы. Обеспечение безопасности граждан и защита общества в целом является одной из наиболее важных функций государства. Опасность возникновения чрезвычайных ситуаций (ЧС) в современном мире носит комплексный характер и для эффективного решения проблемы защиты населения и территорий от ЧС необходимо оперативное создание и использование соответствующего комплексного картографического обеспечения, основанного на современных информационных технологиях и базах картографических данных. Особенно важно это для крупных промышленных центров, где большая часть территории находится в зоне повышенного риска. Для решения проблемно — ориентированных задач по защите населения крупных городов от чрезвычайных ситуаций, необходимо создание картографического информационного обеспечения управления деятельностью органов МЧС (Министерство по чрезвычайным ситуациям) с помощью специальной географической информационной системы — ГИС ЧС. Создаваемая ГИС должна обеспечить городское Управление по делам ГО и ЧС (гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций) оперативными, достоверными и полными данными о размещении потенциально опасных объектов (ПОО) на местности, отображать характер и размеры возможной угрозы, используя пространственный аспект в информации о чрезвычайных ситуациях и опираясь на картографический способ представления информации. Создание специального картографического обеспечения и ГИС ЧС способно обеспечить обработку и анализ полного цикла информационного потока на основе достоверных и оперативных данных, и наряду с этим, позволяет осуществлять моделирование, мониторинг и прогнозирование развития параметров чрезвычайных ситуаций до опасных значений и возможных последствий. Картографическая информация в рамках ГИС ЧС предоставляет колоссальные возможности прогнозирования места, времени и масштабов предполагаемых негативных воздействий чрезвычайных ситуаций различного характера и позволяет оперативно проводить аварийно-спасательные мероприятия. Однако применение соответствующего картографического обеспечения и ГИС ЧС для целей информационной поддержки принятия управленческих решений, связанных с чрезвычайными ситуациями, в настоящее время ограничено из-за недостаточного научного обоснования в данной области. Поэтому возникла задача создания проблемно-ориентированного геоинформационного- картографического обеспечения и соответствующей ГИС ЧС, направленных на повышение эффективности функционирования органов управления по выявлению источников чрезвычайных ситуаций, снижению риска их возникновения, оперативному реагированию и смягчению последствий ЧС. Целью диссертационной работы является разработка и применение геоинформационного картографирования для оперативного управления в условиях чрезвычайных ситуаций с помощью специализированной геоинформационной системы. Для достижения цели поставлены и решены следующие основные задачи: 1. Выполнен анализ существующих видов безопасности жизнедеятельности населения и ЧС, предложена их классификация, характерная для крупных населенных пунктов, с целью применения в геоинформационном картографировании для управления в условиях чрезвычайных ситуациях на основе специализированной ГИС ЧС. 2. Разработаны технологические схемы создания и функционирования геоинформационного обеспечения и ГИС ЧС для оперативного принятия управленческих решений и моделирования ситуаций, а также для мониторинга и прогнозирования ЧС. 3. Обоснованы требования органов ГО и ЧС к картографическому обеспечению и предложена классификация электронных карт (ЭК) для использования при ЧС. 4. Обоснованы виды электронных карт, разработано и систематизировано содержание картографической информации, необходимое для решения задач управления в ЧС. 5. Разработана информационная модель интегрированной территориальной базы данных (БД) о потенциально опасных объектах, системах жизнеобеспечения населения и возможных чрезвычайных ситуациях. 6. Разработан и реализован в виде рационального пользовательского интерфейса ГИС ЧС алгоритм взаимодействия оперативного дежурного и оперативно-диспетчерской службы с геоинформационным картографическим обеспечением. 7. Апробированы предложенные технологии геоинформационного картографирования путем создания базовой электронной карты, прогнозных и оперативных карт на территорию крупного города и созданы базы данных о потенциально опасных объектах и системах жизнеобеспечения населения (ЖОН); 8. Разработана специализированная ГИС ЧС для оперативного управления в ЧС для условий крупного населенного пункта Объект и предмет исследования. Объектом диссертационного исследования является информационное обеспечение управления деятельности органов и подразделений ГО и ЧС по защите населения от чрезвычайных ситуаций различного характера Предметом исследования является создание и применение геоинформационного картографирования для оперативного управления силами и средствами ГО и ЧС на основе ГИС ЧС для обеспечения безопасности и защиты населения. Методы и средства исследований. Исследования в данной работе базируются на задачах, решаемых городскими управлениями по делам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций с применением системного подхода, основных принципов теории картографии, геоинформатики, основ теории моделирования, мониторинга и прогнозирования ЧС. При разработке и внедрении ГИС ЧС использовалось современное программное и компьютерное обеспечение. Фактический материал исследований. Диссертационная работа выполнена на основе реально существующих потенциально опасных объектах и системах жизнеобеспечения населения крупного города, с учетом специфики деятельности органов ГО и ЧС в различных режимах функционирования. При работе использовались специализированные данные, предоставленные областным, городским и районными Управлениями по делам ГО и ЧС, которые в дальнейшем вошли в базу данных «ТИС Новосибирской областной подсистемы РСЧС» (РСЧС -Российская система предупреждения и действий в чрезвычайных ситуациях). Научная новизна диссертационной работы заключается в следующих исследованиях: 1. Выполнен анализ, классификация и определение видов безопасности и ЧС, характерных для крупных промышленных центров с целью использования в геоинформационном картографировании. 2. Разработаны технологические схемы создания и функционирования геоинформационного обеспечения и ГИС ЧС для защиты населения и территорий от ЧС природного и техногенного характера. 3. Обоснованы виды электронных карт, разработано и систематизировано содержание картографической информации, необходимой для отображения потенциально опасных объектов, сил и средств ГО, различных типов аварий на базовой электронной карте, а также на оперативных и прогнозных картах. 4. Разработаны «Алгоритм действий оперативного дежурного» и «Алгоритм действий оперативной диспетчерской службы» для созданной «ГИС Новосибирской областной подсистемы РСЧС». 5. Разработана информационная модель интегрированной базы данных ГИС ЧС об объектах повышенной опасности, системах жизнеобеспечения населения, силах и средствах контроля и постоянной готовности. Практическая ценность работы состоит в создании и внедрении применительно к крупному населенному пункту геоинформационного картографического обеспечения и специализированной ГИС ЧС, предназначенных для комплексного решения задач по оперативному реагированию и управлению в кризисных ситуациях, в том числе: 1. Создана базовая электронная карта и производные от нее оперативные и прогнозные карты города с нанесенными потенциально опасными объектами и системами жизнеобеспечения населения. 2. формирована интегрированная база данных о потенциально опасных объектах и системах жизнеобеспечения населения города. 3. Разработана и введена в эксплуатацию специализированная ГИС ЧС для обеспечения оперативного управления при чрезвычайных ситуациях. Созданное геоинформационное картографическое обеспечение характеризуется следующими функциональными возможностями: 1. Сбор и систематизация, создание и ведение баз данных об объектах повышенной опасности, системах жизнеобеспечения населения, авариях на объектах экономики, жилищно-коммунального хозяйства и транспорте. 2. Учет, анализ и интерпретация причин возникновения чрезвычайных ситуаций различного характера. 3. Решение задач в области мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций с учетом сезонных явлений и метеорологических данных. 4. Использование специализированных данных ГИС ЧС в деятельности различных подразделений, формирований и сил ГО: пожарными, аварийными, поисковыми и спасательными службами, а также специалистами скорой медицинской службы, правоохранительными органами, подразделениями МВД и МО РФ, структурами управления администрации города и области. На защиту выносятся следующие положения: 1. Технологические схемы создания и функционирования геоинформационного обеспечения и ГИС ЧС для обеспечения деятельности органов ГО при ЧС. 2. Виды электронных карт и систематизированное содержание картографической информации, необходимых для решения задач управления в ЧС. 3. Информационная модель интегрированной территориальной базы данных о потенциально опасных объектах, системах жизнеобеспечения населения и возможных чрезвычайных ситуациях. 4. Алгоритмы взаимодействия оперативного дежурного и оперативно-диспетчерской службы с геоинформационным картографическим обеспечением в виде рационального пользовательского интерфейса ГИС ЧС. 5. Специализированная ГИС ЧС и структура базы данных для обеспечения защиты населения и принятия управленческих решений при возникновении чрезвычайных ситуаций различного характера в крупном населенном пункте. Реализация результатов работы. Практическое использование результатов разработки осуществлено в рамках научно-исследовательской работы по созданию «ГИС Новосибирской областной подсистемы РСЧС» для обеспечения безопасности и защиты населения и территорий от ЧС. Работа выполнялась по заказу ГУ ГО и ЧС НСО, Новосибирского областного фонда поддержки науки и высшего образования, мэрии г. Новосибирска и областной администрации. Результаты диссертационной работы внедрены в оперативном отделе ГУ ГО и ЧС НСО, в Управлении по делам ГО и ЧС г. Новосибирска, в районных Управлениях города. Материалы диссертации используются в Учебно-методическом центре подготовки специалистов ГО, при проведении учебно-методических сборов и итогов с руководящим составом ГО области, на конференциях и выставках международного и регионального уровня, а также в учебном процессе и НИР студентов СГГА Апробация работы. Основные положения и практические результаты работы были представлены в Главное Управления по делам ГО ЧС НСО и Новосибирский областной фонд поддержки науки и высшего образования, мэрию г. Новосибирска, 4-й отдел Военно-топографическое Управление Министерства Обороны РФ в виде отчетов по каждому из этапов создания ГИС ЧС. Разработанная ГИС ЧС была продемонстрирована: — на презентации «ГИС Новосибирской областной подсистемой РСЧС» в областной Администрации НСО (7.12.2002г.); — на 11 и 12 специализированных выставках «СПАССИБ-2002, 2003гг.» (г. Новосибирск 15-19 сентября 2002г., 23-26 сентября 2003г.) — на Международной научной конференции, посвященной 70-летию СГГА (март 2003г.); — на выставке-форуме МЧС « Экстрим 2003 » Северо — Западного регионального центра (г. Санкт-Петербург 16-19 июня 2003г.); — на 5-й Международной конференции «Природные пожары: возникновение, распространение, тушение и экологические последствия» (г. Красноярск, 30 июня -5 июля 2003г.); — на Международной конференции «Интергео 2003» (г. Гамбург, Германия, сентябрь 2003г.), и еще на трех различных научно-технических конференциях и выставках. Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 16 научных работ: 13 публикаций (6 — без соавторов) и 3 научно-технических отчета. Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, трех разделов, заключения, библиографии, включающей 101 наименований. Общий объем работы составляет 186 страницу, объем основного содержания — 156 страницы, рисунков — 26,10 приложений.

Заключение Диссертация по теме «Картография», Щербаков, Юрий Сергеевич

Выводы по третьему разделу На основании выполненных исследований решены следующие задачи: — разработана информационная модель интегрированной территориальной базы данных о потенциально опасных объектах, системах жизнеобеспечения населения и возможных чрезвычайных ситуациях; разработан и реализован в виде рационального пользовательского интерфейса ГИС ЧС алгоритм взаимодействия оперативного дежурного и оперативно-диспетчерской службы с геоинформационным картографическим обеспечением; апробированы предложенные технологии геоинформационного картографирования путем создания базовой электронной карты, прогнозных и оперативных карт на территорию крупного города и созданы базы данных о потенциально опасных объектах и системах жизнеобеспечения населения; — разработана специализированная ГИС ЧС для оперативного управления в ЧС для условий крупного населенного пункта. Заключение На основании проведенных исследований и разработок, выполненных в данной работе, получены следующие результаты: 1. Выполнен анализ картографического обеспечения функционирования подразделений ГО и ЧС, произведена классификация видов безопасности и чрезвычайных ситуаций применительно к крупным населенным пунктам. 2. Выполнена формализация содержания предметной области -функционирование подразделений ГО и ЧС в условиях крупного промышленного центра, осуществлена постановка задач для создания ГИС ЧС. 3. Разработаны технологические схемы создания и функционирования геоинформационного обеспечения и ГИС ЧС для оперативного принятия управленческих решений и моделирования ситуаций, а также мониторинга и прогнозирования ЧС. 4. Обоснованы требования органов ГО и ЧС к картографическому обеспечению и предложена классификация электронных карт для использования при ЧС. 5. Обоснованы виды электронных карт, разработано и систематизировано содержание картографической информации, необходимое для решения задач управления в ЧС. 6. Разработана информационная модель интегрированной базы данных о ПОО, системах жизнеобеспечения населения и возможных чрезвычайных ситуациях. 7. Разработан и реализован в виде рационального пользовательского интерфейса ГИС ЧС алгоритм взаимодействия оперативного дежурного и оперативно — диспетчерской службы с геоинформационным картографическим обеспечением. 8. Апробированы предложенные технологии геоинформационного картографирования, создана базовая электронная карта и производные от нее оперативные и прогнозные карты города с нанесенными потенциально опасными объектами и системами жизнеобеспечения населения. 9. Сформирована интегрированная база данных о потенциально опасных объектах и системах жизнеобеспечения населения. 10. Разработана и введена в эксплуатацию специализированная ГИС ЧС для обеспечения оперативного управления при чрезвычайных ситуациях.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Щербаков, Юрий Сергеевич, Новосибирск

1. Sijmons К1.WIS, a Geographic Information System developed by ITC // 2. A, 15th Conference, Mapping the national. -1991.Vol.2-P.556-564. 3. Теоретические основы реагирования на чрезвычайные ситуации Текст./ под ред. В.И. Ларионова: учеб. пособие для слушателей и курсантов ВИУ. М.: Изд. ВИУ, 1999. 4. Дубров, A.M. Моделирование рисковых ситуаций в экономике и бизнесе Текст./ A.M.Дубров, Б.А.Лагоша, Е.Ю.Хрусталев. М.: Финансы и статистика, 2000. 5. Оценка и управление природными рисками. Материалы Общероссийской конференции «Риск2000» Текст. М.: АНКИЛ, 2000. 6. Вахин, А.К.Техника безопасности при выполнении неотложных аварийно-восстановительных работ в очаге поражения Текст./А.К. Вахин, Н.А.Шитов, Ю.М. Волков. М.: Атомиздат,1979. -112 с. 7. Состояние и перспективы использования космической информации в картографии. Вопросы методики аэрокосмических съемок местности Текст./ Е. П. Аржанов, Л. К. Затонский, Л. И. Злобин, Ю. Г. Кельнер. М.: Наука, 1979.- 220с. 8. Справочник по картографии Текст./ A.M. Берлянт, А. В. Гедымин, Ю. Г. Кельнер, А. И. Мартыненко и др. М.: Недра, 1988.- 428с. 9. Берлянт, A.M. Геоинформационное картографирование Текст./ А. М. Берлянт.- М.: Просвещение, 1997. — 64 с. 10. Востокова, Е А. Принципы системного картографирования природных ресурсов и их охраны по космических фотоснимкам Текст./ Е. А. Востокова, Ю. Г. Кальмер // Аэрокосм, методы исследования окружающей среды.- Л., 1980.- С. 77 91. 11. Варенышев Б.В., Дубинин К.Н., Мудрагрей И.П. и др. Военно-инженерная подготовка. Учебное пособие. М.: Воениздат, 1973.-234 с. 12. Строительные нормы и правила. 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений. М.: Стройиздат, 1985.- 40 с. 13. Демин, В.Ф. Научно методические аспекты риска Текст./ В. Ф. Демин // Атом, энергия,- 2000.- № 1.- С. 22-29 . 14. Говорухин A.M., Куприн A.M., Гамезо М.В. Справочник по военной топографии. — М.: Воениздат, 1973.- 352 с. 15. Временные указания по определению вредных веществ в атмосферном воздухе для нормирования выбросов и установления ПДВ.- М.: Гидромедиздат, 1981.- 54 с. 16. Сборник нормативных актов по экологическому праву Российской Федерации: В 2т/Составил Б.Е. Ерофеев/ Институт международного права и экономики. М.: 1995. -Т.-219 с; т. 2 — 376 с. 17. Щербаков, Ю.С. Обеспечение экологической безопасности крупных промышленных центров Текст./ Ю.С. Щербаков // Соврем, проблемы геодезии и оптики: LIII научно-техн. конф. ч. II.- Новосибирск: СГГА.-2003.- С.5-8. 18. Израэль Ю.В. Экология и контроль окружающей среды. М.: Гидроиздат, 1984. — 240 с. 19. Добровольская Н.В. Об опыте создания тематических карт по материалам космической съемки Текст./ Н.В.Добровольская // Применение дистанционных методов при создании тематических карт. М.: Моск. фил. ГО, 1978.- 110 с. 20. Мягков, С.М. Географии природного риска Текст./ С.М. Мягков.- М.: МГУ,1995.- 123 с. 21. Арустамов, Э.А. Безопасность жизнедеятельности Текст.: учеб. М, 2000.- 678с. 22. Щербаков Ю.С. Совершенствование защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера. Материалы научно-практ. конф. Текст. Новосибирск, 2001.- 254с. 23. Эпов, А.Б. Аварии, катастрофы и стихийные бедствия в России Текст./ А.Б. Эпов.- М.: Финиздат, 1994. 341 с. 24. Билич, Ю.С. Проектирование и составление карт Текст./ Ю. С. Билич, А. С. Васмут. М.: Недра, 1984.- 364с. 25. Мучин, П.В. Безопасность жизнедеятельности Текст.: учеб. пособие для вузов.- 2-е изд., испр. и доп. Новосибирск: СГГА, 2003. — 276 с. 26. Яншин, АЛ. Уроки экологических просчетов Текст./ A. JI. Яншин, А И. Мелуза. -М.: Мысль, 1991.- 429 с. 27. Глобальные проблемы как источник чрезвычайных ситуаций. Материалы междунар. конф. Докл. и выступления Текст. / под общ. ред. Ю.Л. Воробьева.- М.: УРСС, 1998 234 с. 28. На пути устойчивого развития Текст.: бюл.- 2002.- Вып. 8(19) 44 с. 29. Лесных, И.В. Проблемы оперативного экологического контроля в зоне лесных пожаров Текст./ И.В.Лесных, В. А. Середович, Ю. С. Щербаков // Материалы V Междунар.конф. 30 июня- 5 июля 2003г.-Красноярск, 2003.- С. 136-138. 30. Мазур, И.И. Инженерная экология. Общий курс Текст./ И. И. Мазур, О. И. Молдованов, В. Н. Шипов. Т 1,2 М.: Высш. шк., 1996. — 326 с. 31. Сборник нормативных актов по экологическому праву Российской Федерации Текст.: в 2 т./сост. Б.Е. Ерофеев/ Ин-т междунар. права и экономики. М., 1995. — Т.1-219 е.; Т.2 — 376 с. 32. Беспамятков, Г.П. Предельно допустимые концентрации в окружающей среде Текст. /Т.П. Беспамятков, Ю. А. Краткое. Л.: Химия, 1996.-240 с. 33. Лисицкий, Д.В. Основные принципы цифрового картографирования местности Текст./Д.В. Лисицкий. М.: Недра, 1988.- 261 с. 34. Брюханов, В.Н. Космофотогеологическое картографирование Текст./ В.Н. Брюханов, А. А. Ромашов// Изв. вузов. Геология и разведка.-1997.-№8-С. 43 . 35. Мерс, Де. Географические Информационные системы. Основы Текст./ Де Мерс, Майкл Н.; пер. с англ.- М.: Дата +, 1999,- 491с. 36. Виноградов, Б.В. Космические методы в географии Текст./Б. В. Виноградов// Изв. АН СССР. сер. геогр. 1972. — № 3 — С.24. 37. Сербенюк ,С.Н. Картография и геоинформатика -их взаимодействие Текст./ С. Н. Сербенюк. -М.: МГУ, 1990. -159с. 38. Виноградов, Б.В. Космические методы изучения природной среды. Теоретические и общие вопросы картографии Текст./ Б. В. Виноградов, Ал. А. Григорьев. М.: ВИНИТИ, 1974 — 47 с. 39. Берлянт, A.M. Геоинформационное картографирование в системе картографических дисциплин Текст./А. М. Берлянт // Итоги науки и техники. Сер. Картография.- М.: ВИНИТИ.-1991.- Т.14.- С. 80-117. 40. Берлянт, A.M. Образ пространства: карта и информация. -М.: Мысль, 1986. 41. Берлянт, A.M. Картографический метод исследования. МГУ, 1978. 42. Берлянт, А.М Использование карт в науках о Земле // Итоги науки и техники. Картография. Т. 12. М.: ВИНИТИ, 1986. 43. Верещака Т.В., Подобедов М.С. Полевая картография. М.: Недра, 1986. 44. Основы ГИС: теория и практика.WinGIS руководство пользователя Текст./А. И. Мартыненко, Ю.Л. Бугаевский, С. Н. Шибалов, В. А. Фадеев; под ред. А. И. Мартыненко.- Изд. 2-е, испр. и доп. — М.: Геоинформационные технологии, 1995. -232 с. 45. Географическая картография. Взгляд в будущее/ Под. ред. Г.И. Рычагова, A.M. Берлянта, B.C. Тикунова.- МГУ, 1985. 46. Виноградов, Б.В. Система и развитие аэрофотографического эталонирования. Аэрофотографическое эталонирование и экстраполяция Текст./Б. В. Виноградов: метод, пособие. JL: Недра, 1967. — 25 с. 47. Заруцкая И.М., Красильникова М.В. Картографирование природных условий и ресурсов. М.: Недра, 1988. 48. Виноградов, Б.В. Результаты комплексной интерпретации космических изображений Текст./ Б. В. Виноградов // Исследование природ, среды косм, средствами. Геология и геоморфология. — М.: ВИНИТИ.- 1974.- Т. III -347 с. 49. Щербаков, Ю.С. Создание библиотеки условных знаков ГИС для защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций Текст./ Ю. С. Щербаков// Соврем, проблемы геодезии и оптики: LIII научно-техн. конф. Ч. Ш,- Новосибирск: СГГА, 2003.- С.123-126. 50. ГОСТ Р 22.0.10-96. Правила нанесения на карты обстановки о чрезвычайных ситуациях Текст.- М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 1996.- 10с. 51. Геоинформатика. Толковый словарь основных терминов Текст. /Ю.Б. Баранов, A.M. Берлянд, Е.Г. Капралов и др. М.ТИС — Ассоциация, 1999.-204с. 52. Постников, А.В. Развитие картографии и вопросы использования старых карт Текст./А. В. Постников. М.: Наука, 1985.-216 с.бО.Золовский А.П., Макарова Е.Е., Пархоменко Г.О. Картографические исследования проблемы охраны природы.- Киев.-Наукова думка, 1978. 53. Салищев, К.А. Проектирование и составление карт Текст./К. А. Салищев. М.:МГУ, 1987.- 240 с. 54. Гармиз, И.В. Качество карт Текст./ И. В. Гармиз. Л.:ЛГУ, 1990. -210 с. 55. Итоги науки и техники. Картография. М.: ВИНИТИ, 1964 -1986. Т.1 -12. 56. Карты полей и динамики и взаимодействия явлений/ Под. ред. Ю.П. Михайлова, В.А. Червякова. Иркутск: Наука, 1980. 57. Кезлин А. Б. Технология составления и подготовки карт изданию. -М.: ВИА, 1983. 58. Салищев, К.А. Картоведение Текст./ К. А. Салищев.- 3-е изд.- М.: МГУ, 1990.- 400 с. 59. Кравцова В.И. Космическое картографирование. МГУ, 1977. 60. Берлянт, A.M. Научно-технический прогресс и развитие картографического образования на рубеже столетий Текст./А. М. Берлянт // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка.- 2002.- №2.- С.116 -122. 61. Берлянт, A.M. Картография Текст./А. М. Берлянт: учеб. для вузов. -М.: Аспект Пресс, 2001.- 336 с. 62. Мартин Д.Ж. Организация баз данных в вычислительных системах. -М.: Мир, 1980. 63. Мартыненко А.И. Автоматизация в создании и применении карт.// Итоги науки и техники. Картография. Т.13. М.: ВИНИТИ, 1988. 64. Мартыненко А.И. Организация фондов для автоматизированной картографии.// Итоги науки и техники. Картография. Т13. М.: ВИНИТИ, 1988. 65. Воскресенский, В.Ю. Компьютерная география и картография Текст./ В. Ю. Воскресенский, Т. В. Илюшина // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. -1994. -№ 1.- С.97-102. 66. Применение аэрокосмических методов для изучения и контроля состояния земной поверхности. М.: МФГО, 1986. 67. Назаров, В.Н. Методы и изобразительные средства в картографии Текст./В. Н. Назаров. М.: Изд — во геодез. лит., 1962. -88 с. 68. Атоян, Р.В.Основные направления развития современной картографии Текст./ Р. В. Атоян, Л. В. Атоян // Геодезия и картография. 2002. -№3.- С. 17-23. 69. Салищев К.А. Идеи и теоретические проблемы в картографии 80-х годов// Итоги науки и техники. Картография. Т. 10.- М.: ВИНИТИ, 1980. 70. Руководство по картографическим и картоиздательским работам. Составление и подготовка к изданию топографической карты масштаба 1 :1 000 000. Часть 3. М.: РИО ВТС, 1985. 71. Шафрин, Ю.А. Основы компьютерной технологии Текст./Ю. А. Шафрин. Т.1 М.: АБФ, 1998.- 656 с. 72. Информатика. Базовый курс Текст./под ред. С.В. Симоновой СПб.: Питер, 2001. — 640 с. 73. Смирнов JI.E. Трехмерное картографирование. ЛГУ, 1982. 74. Хаксколд, В. Введение в городские географические информационные системы Текст./В. Хаксколд. Нью — Йорк: Ун-т Висконсин-Милуоки,1991.- 321с. 75. Середович, С. В. Прогнозирование динамики развития лесных пожаров с использованием ГИС. Материалы выставки «СПАССИБ-СИББЕЗОПАСНОСТЬ Сибирского региона» Текст./ С. В. Середович, Ю. С. Щербаков: кат. выставки.- Новосибирск, 2003.- С. 140-141. 76. Новейшая энциклопедия персонального компьютера 2001 Текст. -М.: Олма-Пресс, 2001. -847 с. 77. Середович, В.А. Прогнозирование лесных пожаров с использованием ГИС Текст./ В. А. Середович, С. В. Середович, Ю. С. Щербаков// Материалы V Междунар. конф. 30 июня 5 июля 2003г.-Красноярск,2003.- С. 172-173. 78. Тайц, A.M.Corel Draw 9: все программы пакета Текст./ А. М. Тайц, А. А. Тайц. СПб.: БХИ Санкт-Петербург, 2001. — 608 с. 79. Тикунов, B.C. Устойчивое развитие территорий: картографо-информационное обеспечение Текст./ В. С. Тикунов, Д. А Цапук. — М. Смоленск: Изд-во СГУ, 1999. — 176 с. 80. Тикунов, B.C. Моделирование в социально экономической картографии. — МГУ, 1985. 81. Халугин Е.И., Сторожек И.Н. Структура и функции информационного обеспечения банка картографических данных // Геодезия и картография, 1986, № 8, С. 39 42. 82. Халугин Е.И., Жалковский Е.А., Красавин Е.А. Цифровая обработка графической информации // Техника и вооружение, 1986, № 2, С. 1415. 83. Щербаков, Ю. С. Перспективы дальнейшего развития ГИС-обеспечения системы управления чрезвычайными ситуациями Текст./ Ю. С. Щербаков// Материалы выставки «СПАССИБ-СИББЕЗОПАСНОСТЬ Сибирского региона»: кат. выставки.- Новосибирск, 2003.- С. 138-139. 84. Ширяев Е.Е. Картографическое отображение, преобразование и анализ геоинформации.- М.:Недра, 1984. 85. Основы геоинформатики. В 2-х кн. Текст./ под ред. B.C. Тикунова. Кн. 1,2.- М.: ACADEMLA, 2004. Кн. 1.-352с., кн.2.- 480 с. 86. Ogrisser R. Theoretische Kartographie. Gotha, 1987. 87. Ogrisser R Erkenntnisteoretische Grundlagen und Erkennthisgewinnung in der Kartographie. Dresden, 1982. 88. Imhof E. Thematiche Kartographie. Berlin und New York 1972.обязательное 89. Анализ геоинформационных систем, предназначенных для решения проблем управления в чрезвычайных ситуациях1. ГИС «ЭКСТРЕМУМ»г. Москва) 90. Разработчик Всероссийский научно-исследовательский институт по проблемам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций (ВНИИ ГОЧС). 91. Автоматизированная информационно управляющая система МЧС1. России (АИУС МЧС) 92. Разработчик МЧС России и компания «Стинс-Коман». 93. Правительственная информационно-аналитическая система по чрезвычайным ситуациям (ПИАС ЧС, Украина, Киев) 94. Система призвана обеспечить межведомственное информационное взаимодействие и аналитическую поддержку принятия решений на основе современных методов пространственного анализа, моделирования развития чрезвычайных ситуаций и прогнозирования их последствий. 95. Географическая информационная система (ГИАС) «Безопасность» 96. Военно-инженерный университет, Москва. 97. Система «Безопасность» предназначена для решения информационно-расчетных задач пространственного анализа для информационного обеспечения принятия решений, направленных на защиту населения и территории от ЧС природного и техногенного характера. 98. Система управления чрезвычайными ситуациями CMS 99. Разработана компанией Транзас совместно с Федеральным Центром ВНИИ ГОЧС для мониторинга, анализа и поддержки принятия решений при чрезвычайных ситуаций различного характера и масштаба. 100. Предназначена для визуального представления информации, планирования, хранения данных и поиска информации в режиме реального времени.1. Продолжение приложения А 101. Геоинформационная система Территориального Страхового Фонда Документации и территориальная ГИС ЧС (ТСФД и ГИС ЧС) 102. Научно-исследовательский институт безопасности жизнедеятельности, Уфа. 103. Разработанная система предназначена для оперативного поиска и выдачи информации по объектам народного хозяйства, поиску сил и средств для ликвидации последствий аварий, космическому мониторингу и решению разноаспектных задач по защите населения. 104. Геоинформационная система Сибирского Регионального Центра по делам ГОЧС и ликвидации последствий стихийных бедствий.

Информация о работе

• Щербаков, Юрий Сергеевич
• кандидата технических наук
• Новосибирск, 2004
• ВАК 25.00.33

Геоинформационная система «ЭКСТРЕМУМ»

Разработчик — Всероссийский научно-исследовательский институт по проблемам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций (ВНИИ ГОЧС).

Созданная геоинформационная система «Экстремум» предназначена для решения важных задач по предупреждению и ликвидации ЧС природно-техногенного характера в глобальном масштабе.

Основные задачи, решаемые системой:

— обеспечение регионов оперативной информацией о фактах стихийных бедствий;

— определение количества пострадавших от ЧС;

— определение размер ущерба и необходимого объема гуманитарной помощи;

— моделирование последствий аварий на нефтепроводных системах;

— моделирование последствий взрыва газо — воздушной смеси.

На базе ГИС «Экстремум» созданы:

— территориально-распределенная система приема и обработки авиационно-космической информации;

— система оперативно — диспетчерской службы (ОЧОДУ);

— система мониторинга и прогнозирования ЧС;

— обучающая система «ГЕО — Экстремум».

По заказу МЧС России разработана специализированная, не имеющая аналогов в мире геоинформационная система (ГИС) «Экстремум». Ее задачи — прогнозировать вероятность возникновения чрезвычайных ситуаций и, по возможности, предотвращать их, а в случае аварий или стихийных бедствий — планировать работу по ликвидации последствий с таким расчетом, чтобы свести к минимуму причиненный ими ущерб.

Для решения этих задач в ГИС имеется несколько блоков. В блоке базы данных соединены картографические и семантические данные в виде различных карт. Кроме блока базы данных у «Экстремума» есть и еще очень важный блок — математические модели. Именно с их помощью прогнозируют обстановку, оценивают опасности природного или техногенного воздействия, рассчитывают поля этого воздействия, ущерб от него, наконец, вырабатывают план конкретных действий, позволяющий с наименьшими затратами добиваться наибольшего эффекта при ликвидации последствий различных аварий и стихийных бедствий.

Помимо блоков базы данных и математических моделей в системе присутствуют блоки оценки последствий, предназначенные для оптимизации мероприятий по эффективному реагированию, и блок выходных данных и документирования. Проще говоря, один блок дает рекомендации, а другой — делает их понятными. Наличие именно третьего блока — блока реагирования — в большинстве случаев и определяет неповторимость этой системы. Возможности геоинформационной системы «Экстремум» практически безграничны. Например, после землетрясения, произошедшего в какой-либо точке мира, она может менее чем за два часа определить возможные человеческие потери, число находящихся под завалами людей, необходимое количество техники и спасателей для оказания той или иной помощи. Землетрясение в Турции показало, что именно ГИС «Экстремум» дала самую точную оценку случившегося, и в МЧС России узнали о масштабе бедствия раньше, чем турецкое правительство. Поэтому российские спасатели быстрее всех в мире были готовы оказать необходимую помощь.

За последние пять лет эту систему применяли при землетрясениях в Нефтегорске, Иране, Афганистане, при последнем землетрясении в Китае. Во всех случаях она выдавала результаты, поразительно близкие к реальности. С ее помощью можно решать не только задачи глобального масштаба, но и частные, касающиеся отдельной области, города, предприятия. Она объяснит, какие меры принять в случае пожара, наводнения, урагана, наконец, террористического акта. Для решения самых разных проблем, которые возникают во время экстремальных ситуаций, сотрудники Центра разработали на базе ГИС «Экстремум» конкретные приложения к ней. Созданные ими модели позволяют оценить последствия землетрясений, наводнений, лесных пожаров, аварий на АЭС, выбросов химически и радиационно опасных, а также загрязняющих веществ, разрушения плотин и прорывов нефтепроводов. Часть этих моделей уже прошла проверку на практике. Например, в 1979 году в штате Миннесота (США) вблизи населенного пункта Бимиджи при аварии на местности разлилось 10 700 баррелей (1712 м3) нефти. Аэрофото-снимок показал, что площадь загрязнения составила 19 150 м Про эту аварию известно практически все — местоположение, количество нефти и время, за которое набралось это «нефтяное озеро». Ситуация просто идеальная, чтобы проверить, насколько совпадает с реальностью предсказание, сделанное аналитиками ЦИЭКСа. Результат подтвердил адекватность модели, разработанной на основе ГИС-технологии. Границы нефтяного пятна фактического и расчетного разлива практически совпали. Что касается площади разлива, то при ее расчете исследователи ошиблись всего на 12%.

Прогнозирование является главной составляющей в деле противодействия ЧС природного и техногенного характера. Результаты прогнозов позволяют провести анализ промышленной безопасности ОПО, и разработать ряд важных документов: Декларацию промышленной безопасности, план действий по предупреждению и ликвидации ЧС, план ликвидации аварийных ситуаций, план ликвидации аварийных разливов нефти и др. Помимо этого прогнозирование является основой для принятия уполномоченными органами решений, направленных на снижение риска возникновения ЧС и смягчения их последствий, что позволяет значительно сократить количество возможных человеческих жертв и уменьшить материальный ущерб.

Составление прогнозов при помощи ГИС Экстремум осуществляется путем математического моделирования аварий на ОПО.

В основу работы программы положены методики прогнозирования последствий промышленных аварий и природных чрезвычайных ситуаций, разработанных Федеральным центром науки и высоких технологий, Госгортехнадзором России и другими уполномоченными учреждениями. На рис. 1 приведены задачи моделирования, решаемые на металлургическом комбинате.

Для создания виртуального ОПО в программу вводится техническая, организационная и технологическая информация об объекте с указанием возможных опасностей (рис. 2). База данных об опасном производственном объекте содержит картографическую и семантическую информацию. Для выявления закономерностей «поведения» объекта в будущем вводятся имеющиеся статистические данные об ОПО. Недостающие сведения вычисляются математически. После сбора всей информации создается виртуальная модель, которая используется для прогнозирования поведения объекта в случае возможных ЧС.

Виртуальные промышленные объекты, созданные с помощью ГИС Экстремум, дают принцип. возможность оценивать последствия таких ЧС, как химические аварии, промышленные взрывы и пожары (рис. 3). Прогнозируется ход развития событий при возникновении ЧС, эффективность тех или иных мер по их ликвидации, необходимый для противодействия состав сил и средств, и объем материальных ресурсов. Результатом наиболее важного из этих прогнозов (прогноза вероятности возникновения ЧС) может быть либо полное предотвращение, либо заблаговременное снижение возможных потерь и ущерба.

Анализ долгосрочных последствий большого количества техногенных и природных катастроф показал, что организационные структуры страны зачастую не проводят в необходимом объеме мероприятия по предупреждению катастроф и по снижению ущерба от них. При условии, что полное исключение катастроф невозможно, в основу методологии системного анализа проблемы смягчения последствий чрезвычайных ситуаций положен принцип учета, оценки и снижения ущерба от последствий ЧС при ограниченных затратах. На рис. 4 приведен пример построения полей комплексного риска для Новокузнецкого металлургического комбината.

При построении математических моделей для системного анализа риска и последствий возможных катастроф учитываются основные виды затрат и масштабы ущерба. В результате комплексной оценки неблагоприятных факторов вырабатываются рациональные стратегии действия. Этот расчет проводится с учетом распределения затрат на прогноз возникновения катастрофы, профилактические мероприятия, компенсацию прямого и косвенного ущерба от нее. Например, в одних случаях оказывается выгодным вкладывать значительные средства в мероприятия по уменьшению ущерба от возможной катастрофы (включая моделирование и мониторинг), а в других — повышать надежность системы, тем самым уменьшая риск возникновения чрезвычайной ситуации и потерь от нее.

Геоинформационная система «Интеграция. Интегрированная электронная карта как единая информационная система боевой обстановки Гис интеграция военного назначения

ГИС как интегрированная информационная система Рассмотрев информационные системы с пространственной локализацией данных, перейдет к изучению геоинформационных систем, которые появились как практическая потребность обобщения таких систем на основе интеграции. Этот подход позволяет определить ГИС, как многоаспектную АИИС с пространственной локализацией данных. ГИС обобщает в себе общие свойства информационных систем этого класса и является развитием таких систем . В связи с нечеткой терминологией, употребляемой рядом авторов, и в первую очередь, географов, следует уточнить некоторые понятия. При изучении геоинформационных систем не следует путать два ряда родственных понятий. Первый ряд понятий образует общие термины, связанные с геоинформатикой и ГИС: геоинформатика, геоинформационная система, геоинформационная технология, геоинформационное моделирование, геоинформационный объект, геоинформационные данные. Второй ряд понятий образует термины, связанные с географией: география, географическая информационная система, географическая технология, географическое моделирование, географический объект, географические данные. Эти два ряда понятий не эквивалентны. Замена понятий геоинформатики географическими терминами — ошибочна. В некоторых случаях эти понятия близки, но имеют и различия. Например, геоинформационная система (ГИС) является более общим понятием по отношению к географической информационной системе (ГИС). Геоинформационная система в общем случае является интегрированной системой, направленной на поддержку принятия решений в различных предметных областях. ГИС как географическая информационная система является специализированной системой. Она функционально направлена на решение задач в области географии. ГИС как геоинформационная система является обобщением автоматизированных информационных систем с пространственной локализацией данных, большинство из которых к географии и картографии отношения не имеют. Следует различать ГИС-систему и ГИС-технологию. ГИС-технология — это технология обработки информации, включающая применение систем, которые к ГИС не относятся. Сфера действия ГИС-технологий шире, чем ГИС-систем. Это обусловлено тем, что ГИС как инструментальная система работает с унифицированными данными, а ГИС-технологии включают сбор неунифицированных разнородных данных, их первичную обработку, унификацию, последующую обработку и представление с помощью ГИС-систем. В табл. 2.1 приведены технологии и методы, которые послужили основой организации технологических процессов в ГИС. Таблица 2.1 Связь технологий автоматизированных систем с технологиями ГИС

Название АС	Исходная технология	Порожденная ГИС-технология
Автоматизированный сбор первичных данных
Автоматизированный сбор первичных данных и их обработка с целью унификации	«Сквозные технологии» сбора данных в полевых условиях
Построение пространственных объектов на основе теоретико-множественных отношений между объектами	Построение пространственных объектов на основе комбинирования объектов
Графическое редактирование объектов для создания новых или обновления
Декомпозиция графического объекта по тематическим признакам на тематические слои
Декомпозиция графического объекта по тематическим признакам на слои	Декомпозиция графического объекта по топологическим признакам на слои (точечные, векторные, полигональные)
Композиция объекта в виде проекта	Композиция карты или цифровой модели в виде проекта
Декомпозиция графического объекта на базовые графические примитивы	Применение библиотек условных знаков для отображения на карте точечных элементов
Создание, модификация стилей текста, линий, полигонов для визуализации графики
Использование механизма координатной сетки для привязки объектов и определения их взаимного положения	Использование механизма географической сетки для привязки объектов и определения их взаимного положения

Использование атрибутов объектов для изменения визуализации при изменении масштаба	Использование атрибутов объектов для генерализации картографических объектов при изменении масштаба
Построение тематических сводных таблиц на основе запросов	Построение тематических карт на основе запросов
Применение методов деловой графики для визуализации статистических данных на картах
Присвоение атрибутов одной таблицы атрибутам другой таблицы на основе сравнения сходных столбцов	Геокодирование
Применение интерфейса ODBC для связи с удаленными базами данных	Применение интерфейса ODBC для связи ГИС с внешней базой данных
Кодирование информации в виде квадротомического дерева
Векторизация растровых изображений
Автоматизированное распознавание линейных объектов	Автоматизированная трассировка линейных и ареальных объектов
Применение методов деловой графики для визуализации статистических данных	Применение методов деловой графики для визуализации статистических данных на тематических картах
Группирование и разгруппирование объектов	Геогруппирование объектов
Применение дополнительных параметров для образования новых объектов на основе существующих	Построение буферных зон
Применение набора форм для формирования отчетной документации	Создание и применение набора форм для формирования отчетной документации

Совмещение экономической информации с позиционными данными для пространственного анализа и оптимизации экономических задач
Принятие решений на основе оптимизации аналитических решений экономических и управленческих задач	Поддержка принятия решений на основе оптимизации аналитических решений, дополненных визуальным представлением информации в виде карт и деловой графики
Решение маркетинговых задач на основе применения геоинформационных систем.
Решение маркетинговых задач на основе автоматизированных информационных систем	Решение маркетинговых задач на основе дополнительных возможностей геоинформационного моделирования. Геомаркетинг
Разработка классификаторов для упорядочения хранимой информации
Применение методов статистического анализа табличных данных	Ограниченное применение методов статистического анализа табличных данных
Широкое применение баз данных	Ограниченное применение баз данных

Сокращения означают:

Автоматизированные системы

Автоматизированные системы научных исследований

Системы автоматизированного проектирования

Автоматизированные системы обработки экономической информации

Автоматизированные системы управления

Маркетинговые информационные системы

Системы компьютерной графики

Статистические информационные системы

Системы управления базами данных

Системы обработки изображений

Как показывает сравнительный анализ в табл. 2.1 большинство технологий и методов ГИС заимствовано полностью или частично из других технологий или являются развитием уже существовавших технологий других систем с пространственной локализацией данных . Анализ табл. 2.1 подтверждает, что ГИС является современным обобщением АИИС с пространственной локализацией данных. Наибольшее число важнейших технологий ГИС заимствовано из САПР (см. табл. 2.1). Это дает основание утверждать, что основой интеграции технологий в ГИС является технология САПР. Основой связи между объектами ГИС является позиционирование в системе координат земной поверхности. Это дает основание говорить о том, что основой интеграции данных в ГИС являются географические координаты. Одним из основных отличий ГИС от других АС с пространственной локализацией следует считать применение теории графов для создания топологии линейных и ареальных объектов и использование криволинейных систем координат и картографических проекций для связи пространственных объектов с точками земной поверхности. «Сайт разработан мной для публикаций сведений о новейших разработках в области использовании Геоинформационных систем (ГИС). В настоящее время я работаю в области применения ГИС и страницах сайта мною будут размещаться материалы по вопросам внедрения и использования ГИС в системах управления. Все желающие опубликовать свои материалы по данной теме на странице сайта могут это сделать после регистрации». С уважением Иванов Василий! Наиболее известные ГИС ArcInfo — разработка американского Института исследований систем окружающей среды (ESRI); Arc View GIS — специализированный программный комплекс разработки ESRI; Inter Graph — разработка фирмы InterGraph (США); Mapinfo — разработка одноименной фирмы; Arc CAD — разработка ESRI, представляющая собой слияние САПР и ГИС в едином программном продукте; Geo Draw — разработка центра геоинформационных исследований Института Географии (Российская Федерация); Win GIS — многофункциональный комплекс, разработанный австрийской фирмой PRO CIS; ТАЛКА — Нева — разработка Военно-топографического управления Генерального штаба Вооруженных Сил Российской Федерации; KIKS — программный комплекс интерактивной структуризации данных, разработанный НАН Беларуси;

maps. Google.com

«Карты Google» является лидером среди картографиче­ских сервисов. В первое время американской компании пришлось выдержать яростную критику со стороны спецслужб многих государств мира, которые были недовольны появлением в свободном доступе спутниковых снимков. Есть вид « гибрид» = спутниковый снимок с надписями

maps.yandex.ru

«Яндекс.Карты»

Дополнительно и подробно «Геоинформационные системы военного назначения» можно было посмотреть на http://www.marshal-group.com/geoinformacionnie-sistemi.html , в том числе и про ГИС Интеграция, решение измерительных задач, определение зон видимости и других характеристик местности, построение зоны видимости по матрице высот в виде растрового изображения, трехмерное изображение местности. Таким образом, обзор показывает, что у нас есть вполне конкурентоспособные ГИС, отвечающие большинству современных требований, например ГИС «Карта 2011», и в тоже время есть что и как совершенствовать. Главное, как мне кажется, отделить их от аппаратной зависимости и сделать кроссплатформенными, в том числе, по факту, действующими на платформах Windows и Linux (МС ВС). Василий Иванов
Кандидат военных наук, доцент, полковник, Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Будённого МО РФ, доцент кафедры организации связи.
Иван Гаврилик
Подполковник, Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Будённого МО РФ, слушатель специального факультета.
Дмитрий Насыпов
Сержант, Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Будённого МО РФ, курсант радиофакультета. Потребность понимать местность всегда была существенной для командиров различных уровней управления. Исторически любые решения на операцию, бой, как на стратегическом, так и на тактическом уровнях, поддерживались с использованием бумажных топографических (географических) карт местности. Однако сегодня ситуация существенным образом изменилась. Бурное развитие информационных технологий и их активное использование в войсках вызывает необходимость подготовки специальных программных средств по автоматизированному поиску и обработке оперативной информации для нанесения на цифровые карты. Цифровое поле боя, или электронное поле боя, — новый термин, который появился в последнее время, охватывает цифровую картографическую информацию непосредственно по полю боя и средства ее эксплуатации в виде самой геоинформационной системы (ГИС), которая должна быть установлена на автоматизированное рабочее место должностного лица. Электронное поле боя — это серьезный шаг в части применения ГИС. Как показывает опыт ведения боевых действий, речь идет не о полной замене бумажных карт цифровыми, а об их рациональном совместном использовании. В настоящее время в Вооруженных силах РФ активно используются средства поддержки принятия решения на основе применения геоинформационных систем военного назначения (ГИС ВН). Геоинформационная система — это программно­аппаратный комплекс, осуществляющий сбор, хранение и обработку информации о пространственно распределенных объектах, имеющих координатное описание . Геоинформационная система имеет большое количество графических и тематических баз данных, соединенных с модельными и расчетными функциями для манипулирования ими и преобразования в пространственную картографическую информацию, необходимую пользователю . На вооружение ВС РФ приняты два комплекса ГИС — «Интеграция» и «Оператор», которые работают в различных операционных системах, таких как Windows, Linux, МСВС . Наибольшую популярность в войсках и органах военного управления получила ГИС «Оператор», основными функциями которой является — рис. 1. ГИС дает возможность создавать такие цифровые модели, которые отображают информацию, точно соответствующую потребностям пользователя. Кроме того, ГИС дают новые возможности трехмерного отображения картографической информации, недоступные для бумажных карт. Трехмерное представление цифровых моделей из конкретной точки или облет местности с нанесенной оперативной обстановкой даст командиру любого звена более полную картину, чем просто бумажная карта с нанесенными на нее объектами. Одно из главных требований к военной карте — поддержка отображения изменений оперативной обстановки во времени. ГИС должна демонстрировать цифровые модели в виде слоев, которые перекрываются, показывают текущую обстановку и связанные с ней элементы местности. Обычная бумажная карта неспособна быстро отобразить ситуацию. ГИС позволяет это сделать путем передачи по каналам связи слоев с текущей обстановкой. Сама по себе электронная карта будет выполнять свои функции только тогда, когда будет обеспечена соответствующим инструментарием. Без средств просмотра, расстановки условных знаков, анализа, печати — то есть средств построения цифровых моделей — она малопригодна для использования. Работа должностных лиц (ДЛ) по принятию решения и планированию связана с получением большого объема информации от взаимодействующих и подчиненных, отделов и служб. Применение ГИС ВН в работе ДЛ органов управления войск является новой ступенью по обеспечению управления войсками и оружием, что, в свою очередь, определяет необходимость поиска новых решений по их использованию для решения новых задач в ходе принятия решения и планирования, в том числе и связи. ГИС ВН позволяют ДЛ органов управления связи решать различные задачи, которые связаны с обработкой и анализом пространственных данных — рис. 2. Последние обновления ГИС позволяют наряду с расчетными решать информационные задачи на основе интеграции в ГИС ВН различной текстовой, графической и специальной информации, тем самым превращая электронную карту в мощнейший информационно­справочный инструмент с широкой интеграцией информации в ее объекты. В результате пользователь (должностное лицо) создает с применением ГИС интегрированную электронную карту боевой обстановки (обстановки по связи) или другой необходимой тематики. Интеграция — процесс объединения нескольких частей в одно целое. Суть интеграции в ГИС заключается в том, что на карте можно отображать информацию о местности, оперативной обстановке, о различных процессах и событиях. Интегрированная электронная карта (ИЭК) предназначена для представления пользователям (ДЛ) боевой, политической, специальной и информационной обстановки с привязкой к местности. Пример интегрированной электронной карты представлен на рис. 3. В ней ДЛ одновременно с расчетами решаются вопросы оптимизации информации, ее наглядности, точности, обеспечения привязки по времени, местности. Интегрированная рабочая карта дает возможность работать с графическими и текстовыми материалами непосредственно в ГИС. Работу ИЭК можно обеспечить в совокупности с автоматизированными системами управления. Область применения данных карт: повседневная деятельность войск, подготовка к боевым действиям, учениям, обеспечение дежурства на пунктах управления и т.д. Уровни применения ИЭК: штабы и пункты управления тактического оперативного и стратегического звеньев управления. Особенностью реализации такого способа использования ГИС является комплексное применение электронных карт и дополнительных иллюстративных материалов (графических, текстовых и др.), получаемых из различных источников информации (например, с беспилотных самолетов, средств массовой информации, отчетов и донесений и др.). Интеграция информации на единой платформе дает возможность должностным лицам на подготовленной ими электронной карте местности нанести данные о районе боевых действий, не затрачивая на это много времени, своевременно вносить изменения в электронную рабочую карту на основе поступающих новых данных, делать выводы о рельефе местности, о размещении войск, развитии дорожной инфраструктуры и др. . Каждое решение командира любого уровня связано с комплексной оценкой различных данных, которые можно представить с помощью ИЭК. Электронные карты с оперативной обстановкой являются одним из основных инструментов работы командиров различных уровней управления. Работа по созданию ИЭК заключается в подготовке пользователем (должностным лицом) отчетного документа в необходимом виде для дальнейшего представления или демонстрации на электронной карте. Должностное лицо формирует свою электронную карту на текущую дату, исходя из своих задач, определяет масштаб карты, выбирает соответствующую ей топографическую карту­склейку нужного масштаба и подгружает ее в виде фонового изображения. Далее ДЛ определяет перечень карт, созданных заблаговременно и хранящихся в базе данных, информацию с которых он будет использовать (политическую карту мира, геостратегическую нарезку территории Земного шара, состав и структуру группировок войск и т.д.), в соответствии со своими функциональными обязанностями и зоной своей ответственности. В ходе работы с электронной картой в ГИС ВН должностное лицо или копирует данные с других карт из базы данных, или подгружает другие карты в виде подложки. Вновь поступившая оперативная информация наносится на карту в виде объектов классификатора (электронных условных знаков оперативной обстановки) или прикрепленных документов. Всё это представляет собой интегрированный материал по зоне ответственности должностного лица для более старших должностных лиц дежурной смены или окончательный доклад для старшего начальника. При этом подготовленная карта или другая информация может находиться на его рабочем месте или храниться на сервере. Инструментальные средства ГИС ВН «Оператор» позволяют работать с такой информацией в сети. Совмещение всей информации на одной карте малоинформативно и невозможно для восприятия — для этого нужна интеграция только необходимой информации. Возможные варианты интегрированной карты оперативной обстановки представлены на рис. 4­10. Рис. 6. Совмещение данных военно-административного деления, геостратегической нарезки и пунктов управления с подгруженной топографической картой-склейкой Существует огромное количество вариантов интеграции разнородных данных, при этом необходимо соблюдать принцип минимума объектов и документов на карте. Любую информацию можно развернуть посредством скрытых ссылок на документы с тактико­техническими характеристиками или справок по событиям в свойствах объектов. Основываясь на данном методе, возможно в сжатые сроки подгрузить информационные блоки на топографическую карту оперативной обстановки. Таким образом, можно сделать вывод, что использование интерактивных электронных карт с помощью ГИС ВН в интересах Вооруженных Сил обеспечивает возможность ускорения разработки карт оперативной обстановки, экономию сил и средств, а также своевременность изменения карты ввиду быстрой смены местоположения подразделений во время учений и боевых действий. В результате повышается оперативность принятия решений, базирующихся на обработке больших массивов данных и их минимального графического представления в ходе принятия решения.

Литература:

1. Иванов В.Г., Панихидников С.А., Королев К.В. Анализ современных геоинформационных систем для применения в системах военного назначения. В сборнике: Актуальные проблемы инфотелекоммуникаций в науке и образовании // III Международная научно­техническая и научно­методическая конференция: сборник научных статей. 2014. С. 820­825.
2. Иванов В.Г., Бородин Н.Д. Основы формирования единого геоинформационного пространства специального назначения с использованием Web­технологий // САПР и графика. 2016. № 3. С. 18­20.
3. Горбунов А.А., Пономорчук А.Ю., Иванов В.Г. Использование геоинформационных систем при принятии управленческих решений в единой государственной системе предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций // Научно­аналитический журнал «Вестник Санкт­Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России». 2015. № 2. С. 71­76.
4. Сайт «КБ Панорама», http://www.gisinfo.ru .
5. Сайт «ГИС Техник», http://gistechni

1. Добавлены новые инструменты редактирования векторных слоев. «Разделить объекты» — разделение мультиобъектов на простые объекты. «Построить полигоны» — построение полигонов в полигональном слое на основе выделенных линий в линейном слое. «Извлечь вершины» — построение точечных объектов из вершин полигональных или линейных объектов.
2. Добавлены новые утилиты. «Разбиение SHP/DBF файлов» позволяет разбить шейп-файл на несколько по заданному свойству. «Изменение структуры DBF по шаблону» позволяет приводить структуру атрибутивной таблицы к выбранному шаблону.
3. Инструменты для операций над целыми объектами стали доступны на панели редактирования в режимах ввода объектов и редактирования вершин.
4. Расширены возможности захвата объектов при редактировании векторных слоев.
5. Добавлена возможность группировки объектов в слое Легенде+.
6. Добавлена возможность автоматического смещения динамических подписей.
7. Добавлены горячие клавиши:
   • Ctrl+q = выделить объект
   • Ctrl+w = убрать объект из выделенного
   • Ctrl+e = приблизить ко всей выборке
   • Ctrl+f = полный экстент
   • Ctrl+i = идентификация
   • Ctrl+delete = удаление объекта

1. Полностью обновлен механизм динамических подписей. Он позволяет создавать составную подпись из нескольких полей, создавать разные классы подписей в одном слое подписей, создавать несколько слоев подписей для одного слоя данных.
2. Ввод и редактирование геологических символов в формате ВСЕГЕИ с помощью визуального текстового редактора.
3. Загрузка векторных данных в форматах других ГИС (*.sxf, *.tab, *.mif, *.dxf, *.e00, *.json, *.gen, *.geojson, *.gpx, *.gml, *.kml, *.sqlite, *.sp1, *.uko, *.ukooa).
4. Импорт текстовых файлов с разделителями в форматы: pgrid, shp, dbf.
5. Добавление в макет карты таблицы с координатами вершин объекта слоя.
6. Исправлены технические ошибки.

1. Возможность выбора порядка отображения слоев на панели «Редактор сцены»: прямой или обратный.
2. Добавление координат объекта из буфера обмена в окне «Координаты объекта», а также изменение порядка следования вершин.
3. Улучшены инструменты редактирования: добавлен захват координат вершин перепроецируемых на лету слоев и инструмент разрезания готовым объектом текущего или другого слоя.
4. Редактируемые слои переводятся для остальных пользователей в режим «только для чтения». Улучшен механизм трассировки растра.
5. Добавлена возможность сохранения вариантов привязки слоя: сохраняется набор опорных точек и информация о проекции, в которой они были созданы.
6. При расстановке опорных точек можно использовать захват объектов слоев, открытых на редактирование.
7. Добавлена возможность привязки векторных слоев в текущую область просмотра карты.
8. Добавлена возможность сохранения и сброса параметров проекции во внутренних тегах файлов GeoTIFF.
9. Опция «Строить обзорные изображения для растров» вынесена в настройки ГИС-проекта.
10. Расширены возможности чтения *.gdb: чтение таблиц, формирование и просмотр выборки в окне «Выбранные объекты».
11. Добавлена возможность измерения площадей и длин составных частей мультиобъектов.

1. Группировка слоев.
2. Копирование выделенных слоев/групп между сценами и проектами.
3. Возможность создания связи между таблицами «многие-ко-многим».
4. Оформление слоя по нескольким атрибутам (например, заливка по одному атрибутивному полю, крап по другому).
5. Возможность установки обратного направления прокрутки колеса мыши для изменения масштаба.
6. Добавлено контекстное меню по щелчку правой кнопки мыши для активного слоя.
7. Добавлено контекстное меню по щелчку правой кнопки мыши в процессе редактирования векторных данных.
8. Произвольный поворот карты в макете.
9. Обновлена ЭБЗ.
10. Возможность подписать порядковые номера вершин объектов.

1. 30-дневный пробный период работы «без ключа» в полнофункциональном режиме.
2. Загрузка и визуализация слоев на основе геобазы данных (gdb, ArcGIS).
3. Улучшенные инструменты интерактивного выбора объектов на карте, пространственный выбор объектом слоя.
4. Функционал для работы с растровыми изображениями: фрагментирование и изменение разрешения без нарушения картографической привязки растра.

Для желающих предварительно опробовать функционал программных продуктов MosMap-GIS, предлагаем скачать бесплатную Демо-версию программного комплекса MosMap Marker. Демонстрационная версия не ограничена по функционалу, но использует карту одного округа Москвы. Также здесь вы сможете скачать документацию с инструкциями по использованию программы и краткий демонстрационный ролик.

Демо версия MosMap Marker

полная версия содержит модули MosMap Integrator и Mos MapEditor. Ведение базы данных на карте, геоаналитика, интеграция с другим ПО, геомаркетинг.

Документация по MosMap-GIS

описание функционала программных модулей MosMap-Editor и MosMap-Integrator, инструкция по инсталяции и использованию.

Презентация
MosMap-Marker

видеоролик по основным функциям программы пространственной навигации и геоинформационного анализа.

Заказать MosMap Marker

Если вам требуется вывести данные об объектах вашей организации на карту и контролировать их в динамике, видимо настало время приобрести . И вы сможете вести базу своих объектов на карте, делать выборки по любым критериям, анализировать текущее состояние и все изменения и другое.

Если вы работаете с MS Access: наглядный пример работы GIS MosMap Integrator по Гис интеграции

Также, здесь можно скачать бесплатную карту Москвы. Данный продукт также является примером интеграции карты с программой навигации и удобного поиска на карте, выделения и распечатки нужных фрагментов и т.п. Версия MosMap std 4.0 с детализацией до домов (актуальность – 2013).

Работоспособность и отсутствие вирусов в ПО MosMap-GIS, скачанного с других сайтов, не гарантируется!