Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Геоинформационное картографирование для оперативного управления в чрезвычайных ситуациях

ВАК РФ 25.00.33, Картография

Автореферат диссертации по теме "Геоинформационное картографирование для оперативного управления в чрезвычайных ситуациях"

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/<3/) - вероятность гибели (поражения) N людей от <3/-го поражающего фактора;

- вероятность возникновения поражающего фактора при реализации Ат-го события.

После выявления на каждом пожароопасном и взрывоопасном объектах всех видов аварий, специфики их возникновения и развития, расчета полей потенциальной опасности этих аварий и определения вероятности реализации их негативного потенциала оценка индивидуального риска в точке с координатами (х, у) может производиться по формуле:

где Ш - вероятность выброса за год по сценарию 1 (различные технологические нарушение);

Ец (х, у) - вероятность реализации механизма воздействия ] в точке (х, у) для сценариев выброса (поражение взрывной волной, обломками и т. п.);

- вероятность летального исхода при реализации механизма воздействия ].

Аналогичным образом следует отображать на картах оценку риска от аварий на химических и радиационно-опасных объектах, а также производить оценку сейсмического риска и риска от ураганов и сильных ветров.

Далее в разделе выполнен анализ картографического обеспечения Управления ГО и выбор перспективных направлений в области обеспечения безопасности с использованием современных геоинформационных технологий. Целью анализа является выявление обеспеченности предстоящих работ специализированными данными, предназначенными для редакционной подготовки и составления содержания базовой электронной карты. Основными критериями при анализе и оценки информации, для определения ее дальнейшего использования, являются: масштабы и проекция топографических и электронных карт, достоверность и обоснованность информации,

геометрическая точность потенциально опасных и систем жизнеобеспечения, использование топографических и тактических условных знаков, качество оформления и изготовления карт. На основании анализа картографического обеспечения и задач, стоящих перед подразделениями МЧС, предложена технологическая схема создания и функционирования геоинформационного обеспечения, которая представлена на рисунке 1.

В разделе приведены основные принципы проектирования геоинформационного обеспечения, перечень служебных и технических документов, которые рекомендуется использовать при разработке и создании ГИС ЧС.

Второй раздел посвящен созданию базовой электронной карте (БЭК) и производных от нее - оперативных и прогнозных электронных карт, на которые нанесены специализированные объекты, системы жизнеобеспечения, силы и средства ГО. Здесь же рассмотрен еще один вид информационного документа, включающего электронное картографическое изображение - аварийная карточка ПОО. Приведены основные принципы проектирования БЭК, перечень служебных и технических документов, которые следует использовать при разработке и создании геоинформационного обеспечения.

В данном разделе рассматриваются требования органов ГО и ЧС к создаваемой картографической продукции, особенности генерализации, проектирования и составления электронных карт. Требования органов ГО и ЧС к пространственным данным можно разделить на две группы: предъявляемые к традиционной картографической продукции и к электронным картам (рисунке 2).

Рисунок 2 - Требования МЧС к электронным картам

На основании анализа требований МЧС к электронным картам предлагается картографическое обеспечение формировать в виде системы карт - базовой электронной карты, оперативных и прогнозных электронных карт.

Использование цифровой базы данных и библиотеки условных знаков предоставляет возможность создания производных карт различных функциональных типов: базовой электронной карты (БЭК), оперативных и прогнозных электронных карт. Предлагаемая классификация электронных карт для МЧС представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 - Классификация электронных карт для МЧС

Оперативные электронные карты предлагается классифицировать по основным видам использования: карты обстановки (при угрозе возникновения ЧС); карты обстановки в зоне ЧС; карты динамики развития обстановки в зоне ЧС.

Прогнозные карты предлагается классифицировать по вероятности событий или явлений: карты предварительного прогноза карты вероятного прогноза; карты весьма вероятного и рекомендательные карты.

Базовая электронная карта и производные от нее - оперативные и прогнозные карты являются основой для картографического обеспечения, создания и функционирования геоинформационной системы для оперативного управления в чрезвычайных ситуациях.

При создании электронных карт необходимо решать задачи не только визуализации потенциально опасных объектов, сил и средств ГО, систем ЖОН, но и отображения взаимосвязей отношений, сопод-чиненности структур, порядка оповещения и взаимодействия. Всю совокупность ПОО необходимо подразделить на отдельные типы, выделяемые по определенным признакам, которые характерны только для данного типа. Для каждого потенциально опасного объекта в зависимости от степени опасности, предлагается создать аварийную карточку ПОО. Фрагмент БЭК и аварийная карточка ПОО показан на рисунке 4.

Рисунок 4 - Электронная карта и аварийная карточка ПОО

В результате систематизации содержания электронных карт, используемые условные знаки предлагается разделить на три категории: условные знаки топографических планов и крупномасштабных карт; тактические условные знаки, для отображения сил и средств, которые сгруппированы из различных источников и адаптированы к данной ГИС ЧС; условные знаки, созданные для отображения различных типов аварий. Сформированная в виде библиотеки система условных знаков (БУЗ) должна содержать следующие условные знаки: для долговременного и кратковременного использования; статические и динамические, условные знаки топографических карт и планов, условные знаки для отображения ПОО, условные знаки для отображения типов аварий. Созданная система условных знаков обеспечивает решение следующих задач: графическое отображение районов размещения опасных объектов; отображение взаимосвязей между опасными объектами и системами жизнеобеспечения населения; отображение соподчиненности структур и подразделений ГО; порядок организации взаимодействия сил и средств ГО; прогнозирование динамики развития опасных процессов и явлений в пространстве и во времени; изображение явлений и процессов, невидимых человеком и не воспринимаемые органами чувств (радиоактивное заражение).

Одним из важных моментов использования картографической информации в области обеспечения безопасности населения является особенность генерализации объектов, которая применяется при создании электронных карт. Специализированную информацию предлагается классифицировать на основную, необходимую, типовую и справочную. В работе приведены перечни информации, входящей в каждый из этих классов.

Технологическая схема создания базовой электронной карты, предложенная в диссертационной работе, имеет следующие процессы: сбор и оценка исходного материала, выбор программного продукта, сканирование и векторизация, разделение информации на слои, разработка легенды и условных знаков, составление и оформление, архивирование и печать.

В результате реализации этой технологии создается базовая электронная карта, в состав которой входят:

- базы графических и атрибутивных данных;

-программное обеспечение для визуализации картографического

изображения и связанных с ним объектовых данных;

- аварийные карточки потенциально опасных объектов;

- средства запросно-справочного характера.

Разработанная базовая электронная карта прошла апробирование в Управлении и подразделениях ГО и ЧС и принята в качестве основной рабочей карты.

Третий раздел работы посвящен созданию и использованию, на базе геоинформационного картографирования, современных геоинформационных технологий и систем, необходимых для обеспечения безопасности населения в условиях ЧС различного характера.

Основным назначением ГИС ЧС на первом этапе разработки является формирование базы данных о потенциально опасных объектах, производственных и жилых территориях, системах жизнеобеспечения населения, силах и средствах ГО и созданию комплекса электронных карт. На втором этапе ГИС ЧС должна решать задачи моделирования, прогнозирования и подготовке управленческих решений, путем обработки поступающей информации и своевременного доведения необходимых данных до подчиненных структур с целью ликвидации ЧС.

Сущность функционирования создаваемой ГИС ЧС заключается в сборе и системной обработке специализированных данных, их анализе, мониторинге и прогнозировании. Оперативное использование БД при решении расчетных и прогнозных задач в области защиты, позволяет осуществлять информационную поддержку в принятии управленческих решений.

Определяющим фактором при разработке ГИС ЧС, ее архитектуры и пользовательского интерфейса является ее функциональное предназначение. На этом основании предлагается в программное обеспечение ГИС ЧС включить следующие функциональные модули: ввода информации, поддержки многооконного интерфейса, модуль системной обработки, а также следующие модули: отображения и обработки растровой и векторной картографической информации, обработки табличной информации, преобразования информации, вывода информации. Решающую роль при выборе программного обеспечения ГИС ЧС играет использование стандартных ГИС-оболочек, наиболее широко применяемых в различных структурах и учреждениях города. Это обстоятельство позволяет эффективнее производить обмен и обновление информации, решать задачи по организации и созданию единого геоинформационного пространства для всех служб города. Кроме того, использование одинакового программного продукта сокращает время на внедрение ГИС ЧС и обучение персонала.

Исходя из анализа геоинофрмационных систем, практического опыта СГГА в использовании различного программного обеспече-

ния ГИС и степени использования информационных систем в различных службах ГО и ЧС г. Новосибирска был сделан выбор в пользу наиболее универсальной и широко используемой системы МарШРО.

Далее в работе предложены следующие укрупненные технологические процессы создания ГИС ЧС:

1. Создание проекта ГИС ЧС.

2. Выбор и реализация компонентов ГИС ЧС.

3. Подбор и подготовка персонала.

4. Создание информационной базы ГИС ЧС.

В диссертационной работе подробно рассмотрен каждый из этих процессов.

На производства работ необходимо создать средствами цифровой информации ГИС проект, который позволит корректно вводить, хранить, обрабатывать и управлять данными. При этом необходимо решить вопросы административного и общесистемного плана:

- создание директорий, в которых будет размещаться входная, выходная и служебно-справочная информация;

- определение объектного состава слоев и используемых классификаторов;

- определение уровня доступа к информации пользователей.

Разработана технологическая схема функционирования ГИС ЧС (рисунок 5). На первом этапе предусматривается ввод информации из БД.

Вторым этапом функционирования ГИС ЧС является анализ и интерпретация исходной информации. Применяются два основных способа анализа: визуальная оценка и использование специальных программных средств.

На третьем этапе функционирования ГИС ЧС производится моделирование чрезвычайных ситуаций различного характера. Применяя функцию моделирования для управления в повседневном режиме работы или в режиме ЧС, можно создавать и использовать математические модели для решения проблем с помощью ГИС ЧС. Из существующих способов моделирования наиболее приемлемым для решения задач в области защиты населения является картографическое и математико-картографическое моделирование.

Четвертый этап функционирования ГИС ЧС предусматривает решение задач по оперативному управлению в трех режимах работы РСЧС: повседневном, повышенном, в режиме ЧС.

На пятом этапе осуществляются функции мониторинга потенциально опасных объектов и прогнозирования ЧС по картографическим материалам. Основной его целью является обеспечение системы управления ГО и ЧС своевременной и достоверной информацией, позволяющей оценить показатели состояния опасных объектов или явлений и функциональную целостность экосистемы и среды обитания человека. Кроме того, в задачу мониторинга ПОО должно входить выявление причин изменения показателей и оценка возможных последствия таких изменений, а также определение мер по исправлению или предотвращению возникающих негативных ситуаций. Прогнозирование в ГИС ЧС необходимо рассматривать как изучение явлений и процессов, недоступных современному непосредственному исследованию. За основу прогноза ЧС по времени предлагается взять метод картографической экстраполяции - рас-

пространение закономерностей, полученных в ходе картографического анализа какого-либо процесса или явления, на изученную часть этого процесса или явления, на другую территорию и на будущее время. Прогнозы для МЧС следует подразделять на основные способы и виды: по территориальному охвату, времени, степени вероятности и др.

На шестом этапе ГИС ЧС решает задачи справочно-запросного характера. В базу данных этой функции входят: аварийные карточки потенциально опасных объектов, списки опасных производств, опасные вещества и характер их воздействия, организация ГО на опасных объектах, законодательная база, схема связи и оповещения, дислокация сил и формирований ГО и ряд других специализированных данных.

Седьмой этап функционирования ГИС ЧС ориентирован на создание в геоинформационной системе новых картографических материалов. В работе особо выделены такие перспективные методы, как создание анаморфизированных карт и интегрированный метод топологического оверлея. При таком подходе информация на специализированной карте носит интегрированный характер по отношению к информации исходных карт, полученных из базы данных. Созданная новая карта будет аналитической, так как отображаемые на ней показатели выражают исследуемое явление в его прямых характеристиках.

Последний этап функционирования ГИС ЧС, предусматривает создание и ведение базы данных ГИС ЧС. Объединение объектов близких по своей тематике позволяет создавать информационные слои и размещать их в следующих разделах базы данных: топографические объекты, формирования ГО, потенциально опасные объекты, виды ЧС, районы расположения сил и средств ГО, прочие объекты, справочная информация.

Важным компонентом ГИС ЧС, обеспечивающим ее эффективное функционирование, является алгоритм действия оперативного дежурного и оперативно-диспетчерской службы. Этот алгоритм реализован в виде Интерфейс пользователя системы, представленного на рисунке 6, состоит из трех форм.

На основе выполненных исследований была разработана и внедрена «ГИС Новосибирской областной подсистемы РСЧС» для поиска, анализа (моделирования) и представления различной интегрированной информации, обеспечивающая поддержку управленческих решений в различных режимах функционирования РСЧС.

Рисунок 6 - Состав интерфейса ГИС ЧС

Созданная для информационной поддержки и принятия решений, «ГИС Новосибирской областной подсистемы РСЧС» способна проводить полный цикл обработки информационных данных и выдавать продукцию в форме донесений по факту ЧС или новых интеграционных электронных карт.

В дальнейшем планируется значительно расширить сервисные функций разработанной системы, в том числе в подсистеме поиска информации, представления информации, скорости принятия решения в условия ЧС, создания экспертных систем и банков знаний. Планируется добавить возможность моделирования и прогнозирования зон затопления с использованием трехмерных (3D) моделей специально разработанными инструментами.

На базе компьютерной сети ГУ по делам ГО и ЧС были установлены и введены в эксплуатацию основные элементы ГИС обеспечения МЧС для Новосибирской области.

Заключение приводятся основные результаты научных исследований и выводы по диссертации.

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 исследований предметной области -функционирование подразделений ГО и ЧС в условиях крупного промышленного центра, осуществлена постановка задач для создания ГИС ЧС.

3. Разработана технологическая схема создания и поэтапного создания ГИС ЧС на основе базовой электронной карты и интегрированной базы данных о ПОО.

4. Разработана технология создания базовой электронной карты, а на ее основе - оперативных и прогнозных электронных карт.

5. Разработано и систематизировано содержание картографического обеспечения для отображения сил и средств ГО и различных типов аварий.

6. Сформирована информационная модель интегрированной базы данных о ПОО, системах жизнеобеспечения и чрезвычайных ситуациях.

7. Создана базовая электронная карта на территорию промышленного центра со специализированными объектами с применением генерализации к ее содержанию;

8. Создан интерфейс пользователя разработанной ГИС ЧС и алгоритм действий оперативного дежурного и оперативной диспетчерской службы.

9. Создана ГИС ЧС, способная оперативно представлять необходимую информацию, моделировать ситуацию и оказывать информационную поддержку в принятии управленческих решений, производить мониторинг и прогнозирование ЧС.

10. Осуществлено поэтапное апробирование и внедрение ГИС ЧС, начиная с авторских оригиналов оперативных и прогнозных карт.

11. Определены основные и перспективные направления дальнейшего совершенствования и развития ГИС ЧС.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Щербаков Ю.С. Создание тематических карт для оперативного отображения, прогноз 1фования и управления аварийно-спасательными и восстановительными работами при ликвидации чрезвы-

чайных ситуаций // Современные проблемы геодезии и оптики, LI на-учно-техн. конф., 16-19 апреля. - Новосибирск: СГТА, 2002 - С. 153.

2. Щербаков Ю.С. Применение библиотеки условных знаков в электронных картах для отображения и прогнозирования чрезвычайных ситуаций // Матер, научно-практ. конф. «Проблемы снижения риска и смягчение последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера на территории Сибирского региона». - Новосибирск: 2002 г. журнал «Siberia». - С. 112.

3. Середович СВ., Щербаков Ю.С. Перспективы применения компьютерных тематических карт для обеспечения управления подразделениями МЧС // Матер, научно-практ. конф. «Проблемы снижения риска и смягчение последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера на территории Сибирского региона». - Новосибирск, 2002 г. журнал «Siberia», С. 111.

4. Середович СВ., Щербаков Ю.С Формирование базы пространственных данных для отображения потенциально опасных объектов г. Новосибирска // Матер, научно-практ. конф. «Проблемы •снижения риска и смягчение последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера на территории Сибирского региона». - Новосибирск, 2002 г. журнал «Siberia», С. 63 - 64.

5. Щербаков Ю.С Обеспечение экологической безопасности крупных промышленных центров // Современные проблемы геодезии и оптики. LIII научно-техн. конф, часть II. - Новосибирск: СГГА, 2003. -С 5-8.

6. Щербаков Ю.С Создание библиотеки условных знаков ГИС для защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций // Современные проблемы геодезии и оптики. LIII научно-техн. конф., часть Ш. - Новосибирск: СГГА, 2003. - С 123 - 126.

7. Корсун В.Н, Середович В.А., Середович СВ., Щербаков Ю.С. Разработка плана геоинформационного обеспечения ГУ по делам ГО и ЧС Новосибирской области // Современные проблемы геодезии и оптики. LIII научно-техн. конф., часть Ш. - Новосибирск: СГГА, 2003.-С 320-322.

8. Щербаков Ю.С. Особенности картографической генерализации электронных карт, создаваемых для обеспечения защиты г. Новосибирска от чрезвычайных ситуаций //Современные проблемы геодезии и оптики. LIII научно-техн. конф., часть Ш. - Новосибирск: СГГА, 2003.-С 103-106.

9. Корсун В.Н, Середович В.А., Середович СВ., Щербаков Ю.С Разработка и внедрение геоинформационной системы обеспечения Новосибирской области для защиты населения и территорий от

чрезвычайных ситуаций //Современные проблемы геодезии и оптики. ОП научно-техн. конф., часть Ш. - Новосибирск: СГГА, 2003. -С. 299-301.

10. Лесных И.В., Середович В.А., Щербаков Ю.С Проблемы оперативного экологического контроля в зоне лесных пожаров //Материалы V междунар. конф., 30 июня - 5 июля 2003 г. - Красноярск, 2003. - С. 136 - 138.

11. Середович В.А., Середович СВ., Щербаков Ю.С. Прогнозирование лесных пожаров с использованим ГИС //Материалы V междунар. конф., 30 июня - 5 июля 2003 г. - Красноярск, 2003. -С. 172-173.

12. Щербаков. Ю.С. Перспективы дальнейшего развития ГИС-обеспечения системы управления чрезвычайными ситуациями //Материалы выставки «СПАССИБ-СИББЕЗОПАСНОСТЪ Сибирского региона». Каталог выставки. - Новосибирск, 2003. - С. 138 - 139.

13.Середович СВ., Щербаков Ю.С Прогнозирование динамики развития лесных пожаров с использованием ГИС //Материалы выставки «СПАССИБ-СИББЕЗОПАСНОСТЬ Сибирского региона». Каталог выставки. - Новосибирск, 2003- - С. 140 - 141.

»15543

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.