Геоинформационные модели и методы интегральной оценки природно-техногенной опасности территориальных систем

Марченко, Павел Евгеньевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Геоинформационные модели и методы интегральной оценки природно-техногенной опасности территориальных систем
ВАК РФ 25.00.35, Геоинформатика

Автореферат диссертации по теме "Геоинформационные модели и методы интегральной оценки природно-техногенной опасности территориальных систем"

00460:3116 На правах пукописи

МАРЧЕНКО ПАВЕЛ ЕВГЕНЬЕВИЧ

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ И МЕТОДЫ ИНТЕГРАЛЬНОЙ ОЦЕНКИ ПРИРОДНО-ТЕХНОГЕННОЙ ОПАСНОСТИ ТЕРРИТОРИАЛЬНЫХ СИСТЕМ

Специальность 25.00.35 - Геоинформатика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

1 6 СБ И 2010

Санкт-Петербург - 2010

004608116

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте информатики и проблем регионального управления Кабардино-Балкарского научного центра РАН

Официальные оппоненты: доктор технических наук, доктор технических наук, доктор технических наук,

профессор Алексеев В.В.; профессор Нестеров Н.А.; профессор Тимофеев А.В.

Ведущая организация: Санкт-Петербургский университет Государственной противопожарной службы МЧС РФ

Защита состоится «7» октября 2010 г. в 15 час. 30 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.197.03 при Российском государственном гидрометеорологическом университете (корпус II) по адресу: Санкт-Петербург, проспект Металлистов, дом 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского государственного гидрометеорологического- университета.

Автореферат разослан «30» августа 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, д.т.н., профессор

Бескид П.П.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Первое же десятилетие XXI века наглядно подтвердило прогнозы специалистов в отношении серьёзной активизации, в том числе на территории России, опасных природных процессов, все чаще приобретающих характер катастроф. Среднегодичное количество катастроф уже в последнее десятилетие XX века достигло 288 в год, в то время как в предыдущие 10 лет оно составляло 110-130. Стремительными темпами продолжают расти экономические потери от природных катастроф. Например, за 35 лет (с середины 60-х годов до конца XX века) экономические потери от природных катастроф в мире увеличились в 74 раза. И это по отношению только к семи природным опасностям.

Рост землетрясений в районах добычи нефти и газа, бесконтрольный забор подземных вод приводят к опусканию огромных территорий, при этом возможна активизация карстово-суффозионных процессов. Значительными темпами растут подтопляемые площади, они отмечаются в 90% крупных российских городов. Всё чаще практически бессистемная, не опирающаяся на научное обоснование застройка особенно крупных городов в районах, потенциально подверженных опасным природным процессам, неизбежно приводит к активизации опасных природных процессов и как следствие к катастрофам уже не только природного, но и природно-техногенного характера, учитывая взаимосвязь природных и техногенных систем. При этом изначально значительное число городов России подвержено наводнениям (746 городов), оползням и обвалам (725), землетрясениям (103), смерчам (500), лавинам (5), селям (9), цунами (9). Именно на города приходятся наибольшие социальные и материальные потери.

В России, по последним отечественным экспертным оценкам, суммарная величина ежегодных материальных ущербов от природных катастрофических явлений составляет 22-27 млрд. $

Одновременно в России растёт число техногенных катастроф, и это несмотря на беспрецедентное для мирного времени, при отсутствии революций, природных катастроф и эпидемий в масштабах страны, при изобилии ресурсов, падение производства. Чрезвычайные ситуации техногенного характера практически стали регулярными и ежедневно происходящими на территории страны. Аварии систем жизнеобеспечения, на угольных шахтах, масштабные пожары, аварии в энергетических системах стали обыденным явлением. Обоснованно можно говорить, что Россия уже вошла в период крупных аварий и техногенных катастроф.

гаме и практически повсеместно исследователями проблемы подверженности территориальных систем (ТС) опасным природно-техногенным процессам (ОПТП), до сих пор преобладающей, в том числе и в России, является практика ликвидации последствий ОПТП, хотя очевидно, что необходима реализация государственной стратегии, опирающейся на научно обоснованные концепции оценки состояния территориальных систем с точки зрения их подверженности ОПТП, прогноза возможных сценариев развития ОПТТ1 на данной территории, и исходя из этого предотвращения возникновения чрезвычайных ситуаций, обусловленных ОПТП. Как показывает международный опыт, затраты на прогнозирование и обеспечение готовности к природным событиям чрезвычайного характера до 15 раз меньше по сравнению с предотвращенным ущербом.

Проведенный анализ в области исследований подверженности территориальных систем опасным природно-техногенным процессам позволяет констатировать отсутствие в настоящее время в РФ общепринятой целостной концептуальной модели, включающей в себя основные смыс-лообразуюшие понятия, принципы и методы представления и анализа геоинформации об опасных природно-техногенных процессах, геоинформационные модели интегральной оценки природно-техноген-ной опасности территориальных систем и их сравнения по степени подверженности ОПТП с учётом синергетических эффектов. Как в отечественной, так и зарубежной литературе к настоящему времени отсутствует и само понятие интегрального показателя (оценки) природно-техногенной опасности территориальной системы (геосистемы) (ИППТОТС).

Практически вся имеющаяся на сегодняшний день информация о подверженности территорий ОПТП представлена в виде карт для отдельных видов опасностей или атласов достаточно мелкого масштаба, имеющих обзорный характер и отражающих по многим видам опасностей просто сам факт их наличия или отсутствия1 на территории России, по сути, без возможности их использования для решения практических задач, в том числе сравнения нескольких произвольных территориальных систем по степени их подверженности совокупности ОПТП с учётом синергетических эффектов.

Таким образом, проблемная ситуация, сложившаяся в области оценки состояния территориальных систем с точки зрения их подверженности опасным природно-техногенным процессам, определяется системной нерешённостью концептуальных, теоретических и методических вопросов представления, анализа и интегральной оценки природно-техногенной опасности ТС, создавая противоречие между необходимостью проведения анализа состояния различных ТС в целях предотвращения возникновения чрезвычайных ситуаций, обусловленных воздействием на территориальные системы ОПТП, повышения безопасности существующих и вновь создаваемых ТС, обеспечения информацией и под-

держки при этом принятия управленческих решений, с одной стороны, и отсутствием адекватного научно-методического обеспечения - с другой.

Создание целостной концептуальной модели интегральной оценки степени подверженности территориальных систем совокупности опасных природно-техногенных процессов на основе комплексного анализа и единых методологических позиций позволит получить новые научные результаты, направленные на преодоление проблемной ситуации.

Объектом исследования являются природные, техногенные, при-родно-техногенные и другие территориальные системы (геосистемы), подверженные совместному воздействию совокупности опасных природно-техногенных процессов с присущими им характеристиками.

Предметом исследования являются принципы, геоинформационные модели и методы представления, анализа пространственно-координированных и временных параметров опасных природно-техногенных процессов, синергетического интегрального оценивания степени их воздействия на территориальные системы.

Цель диссертационной работы состоит в решении научной проблемы, заключающейся в разработке целостной концептуальной модели представления, обработки и анализа геоинформации в целях интегральной оценки степени подверженности территориальных систем совокупности опасных природно-техногенных процессов, что позволит разрешить противоречие между необходимостью проведения анализа состояния различных территориальных систем в целях предотвращения возникновения чрезвычайных ситуаций, обусловленных воздействием на ТС ОПТП, повышения безопасности существующих и вновь создаваемых ТС, обеспечения информацией и поддержки при этом принятия управленческих решений, с одной стороны, и отсутствием адекватного научно-методического обеспечения - с другой.

Основными задачами диссертационного исследования являлись:

• разработка концептуальных положений геомодельного структурирования территориальных систем, представления и интегральной оценки опасных природно-техногенных процессов в геосистемах; определение физического параметра - показателя опасности природно-техногенных процессов или их совокупности;

• разработка матричной (векторной) геоинформационной модели синер-гетической интегральной оценки природно-техногенной опасности геотаксона; исследование методических вопросов реализации модели;

• разработка методики учёта временной составляющей при исследовании подверженности территориальных систем совокупности опасных природно-техногенных процессов:

дей и конфигураций воздействия на интегральный показатель природно-техногенной опасности территориальной системы;

• разработка методики определения интегральных показателей природ-но-техногенной опасности территориальных систем, состоящих из определённого количества геотаксонов, в рамках матричной (векторной) геоинформационной модели;

• разработка теоретических основ сравнения территориальных систем по степени их подверженности совокупности опасных природно-техногенных процессов в рамках матричной (векторной) геоинформационной модели;

• разработка метода, проведение теоретического анализа и модельных-численных экспериментов в рамках исследования проблемы сравнения территориальных систем по степени их подверженности совокупности опасных природно-техногенных процессов;

• анализ подверженности реальных геосистем совокупности опасных природно-техногенных процессов (на примере Кабардино-Балкарской Республики) на основе разработанных геоинформационных моделей и методов.

При проведении исследований использовались методы системного анализа, геоинформационного моделирования, математического анализа.

Основные научные положения, выносимые на' защиту:

1. Концепция представления и интегральной оценки опасных природно-техногенных процессов в геосистемах.

2. Матричная (векторная) геоинформационная модель синергетической интегральной оценки природно-техногенной опасности геотаксона.

4. Методика определения интегральных показателей природно-техногенной опасности территориальных систем, состоящих из определённого количества геотаксонов, и их сравнения по степени подверженности совокупности опасных природно-техногенных процессов.

Научная новизна исследования I. Концепция представления и интегральной оценки опасных природно-техногенных процессов в геосистемах, основанная на анализе определённой площади земной поверхности - геотаксона (либо геосистемы в целом, либо её части), подвергающегося воздействию совокупности опасных природно-техногенных процессов, степень опасности которых определяется проявлением их характеристик в данное время, в данном месте, и

определении интегральных значений природно-техногенной опасности посредством перехода от непрерывной формы представления геоинформации к дискретной в конкретных точках геотаксона для конкретной совокупности ОПТП, что обеспечивает адекватность анализа реальным особенностям проявления ОПТП в геосистеме, позволяет решать задачу интегральной оценки опасности на любых необходимых масштабах.

2. Матричная (векторная) геоинформационная модель синергетической интегральной оценки природно-техногенной опасности геотаксона, обеспечивающая возможность анализа геотаксонов любых размеров, учёт одновременного воздействия на них нескольких ОПТП, получение численных оценок, как для отдельных опасных процессов, так и любой их совокупности.

3. Методика анализа влияния на интегральный показатель природно -техногенной опасности геотаксона (ИППТОГ) количества опасных природно-техногенных процессов, их характеристик, площадей и конфигураций воздействия, основанная на применении матричной геоинформационной модели, обеспечивающая возможность комплексного учёта параметров, определяющих значения ИППТОГ, и позволяющая анализировать эффективность и адекватность используемых математических выражений для оценки опасности.

4. Методика определения интегральных показателей природно-техногенной опасности территориальных систем, состоящих из определённого количества геотаксонов, и сравнения территориальных систем по степени их подверженности совокупности ОПТП, обеспечивающая в рамках матричной (векторной) геоинформационной модели генерализацию интегральных оценок опасности при переходе от анализа геотаксонов, составляющих геосистему, к анализу всей геосистемы и корректное решение задачи сравнения геосистем, в том числе при возникновении элементов неопределённости, обусловленных особенностями представления интегральных оценок..

5.Синергетические интегральные оценки подверженности реальных геосистем совокупности опасных природно-техногенных процессов (на примере Кабардино-Балкарской Республики), обеспечивающие в том числе проведение анализа их состояния с точки зрения повышения безопасности существующих и вновь создаваемых ТС.

Теоретическая и практическая значимость работы

ресованных органов исполнительной власти РФ; создания ГИС управления рисками природно-техногенной опасности различных территориальных систем (природных, антропогенных, природно-технических, рекреационных и т.д.); проведения экспертиз подверженности ОПТП существующих и планируемых к строительству объектов.

Методические разработки и технологические схемы определения интегральных показателей природной опасности внедрены в научно-исследовательскую и экспертную деятельность Высокогорного геофизического института Росгидромета.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций, содержащихся в диссертации, обеспечены использованием системного подхода при изучении объекта исследований; корректностью постановки задач и применением строгих математических методов их решения; полнотой учёта совокупности и характера факторов, влияющих на интегральные оценки степени подверженности территориальных систем ОПТП; общностью и полнотой представленных геоинформационных моделей, методов представления, анализа и интегральной оценки природно-техногенной опасности территориальных систем, позволяющих на единой методологической основе решать задачи любого уровня детализации; практической реализацией разработанных геоинформационных моделей и методов для анализа реальных территориальных систем Кабардино-Балкарской Республики - полученные результаты при этом адекватно отобразили природные и техногенные особенности ТС, подверженных воздействию совокупности ОПТП, и подтвердили на практике ряд теоретических положений, представленных в работе.

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы и отдельные её части докладывались и обсуждались на: III и IV Всероссийских симпозиумах «Математическое моделирование и компьютерные технологии» (Кисловодск, 1999 г., 2000 г.); Всероссийской научной конференции «Математическое моделирование в научных исследованиях» (Ставрополь, 2000 г.); I и II Всероссийских конференциях «Проблемы информатизации регионального управления» (Нальчик, 2001 г., 2006 г.); Международной научной конференции «Моделирование региональных экономических и медико-экологических процессов» (Нальчик, 2002 г.); Международной научной конференции «Системные исследования современного состояния и пути развития Юга России» (Ростов-на-Дону, 2006 г.); II и III Международных конференциях «Моделирование устойчивого регионального развития» (Нальчик, 2007 г., 2009 г.); VII Научно-практической конференции «Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций» (п.Красная Поляна, 2007 г.); Всероссийской конференции с международным участием «Проблемы информатизации общества» (Нальчик, 2008 г.); IX Научно-практической конференции «Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций» (Москва, 2009 г.).

Публикации

Основные результаты диссертации опубликованы в трёх монография^, 31 научном труде, включая 11 работ в журналах, входящих в Перечень ВАК ведущих рецензируемых научных журналов и изданий.

Структура и объём работы

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объём диссертационной работы составляет 324 страницы, включая 37 рисунков, 122 таблицы, 7 приложений. Список литературы содержит 162 наименования на 18 страницах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обосновывается актуальность, сформулированы цель и задачи диссертации, изложены основные положения, выносимые на защиту, рассмотрены вопросы ее научной новизны и практической значимости, приводятся сведения об апробации работы и публикациях.

В первой главе диссертационной работы проанализировано состояние темы исследования, изложены основные концептуальные положения интегральной оценки природно-техногенной опасности территориальных систем на основе геоинформационных моделей и методов; рассмотрены методические, терминологические и технологические вопросы учёта временной составляющей при определении интегральных показателей природно-техногенной опасности территориальных систем.

Проведенный анализ современного состояния исследований показал как отсутствие единого, основанного на физических принципах, подхода к определению степени опасности отдельного ОПТП или их совокупности, так и в целом методологии, позволяющей разрабатывать геоинформационные модели и методы представления, пространственного анализа геоинформации в целях оценки степени подверженности геосистем совокупности ОПТП; решать практические задачи определения интегральных показателей опасности реальных территориальных систем и сравнения геосистем по степени опасности.

Одними из основных задач, возникающих при исследовании проблемы оценивания степени подверженности территориальных систем совокупности опасных природно-техногенных процессов, определения интегрального показателя природно-техногенной опасности, являются представление и анализ геоинформации, определяющей степень опасности природно-техногенных процессов, разработка концепции решения задачи. При этом необходимо учитывать пространственно-координированный и временной характер проявления ОПТП в геосистемах. Необходима также разработка методов учёта площадных эффектов. Важным является обоснование физического принципа, полагаемого в основу решения этой задачи. Основным критерием при этом должна быть универсальность его применения к большинству ОПТП различных генетических типов.

Очевидно, что без определения основного элемента структурирования (модельного структурирования) территориальных систем, являющегося основным звеном в задаче пространственной привязки, представления и анализа геоинформации о подверженности геосистемы опасным природно-техногенным процессам, разработка единой концептуальной модели невозможна.

Очевидно также, что такой элемент не должен быть некоторым искусственным образованием, получаемым при выполнении ряда условий и проведении ряда неких операций, а естественным, объективно существующим и функционирующим, с собственными, ему присущими физико-географическими, климатическими, антропогенными и другими условиями.

В свою очередь методы представления и анализа геоинформации, геоинформационные модели интегральной оценки природно-техногенной опасности территориальных систем должны адекватно отражать пространственно-временные особенности воздействия ОПТП на территориальные системы, позволять эффективно работать (без принципиальных изменений) на любых масштабах в зависимости от стоящей задачи. В полной мере это относится и к проблеме сравнения нескольких территориальных систем по степени их подверженности совокупности ОПТП.

При разработке методологии интегральной оценки природно-техногенной опасности территориальных систем необходимо решить следующие задачи: определить основной элемент (объект) геомодельного структурирования территориальных систем; разработать геоинформационные модели и методы исследования подверженности объекта совокупности ОПТП, учитывающие синергетические эффекты; обосновать физический принцип, полагаемый в основу определения степени опасности природно-техногенного процесса.

Объект выбираем с учетом определённых концептуальных положений, к которым относим следующие.

1. Объекты представляют собой реальные территориальные системы (геосистемы), а их описания - адекватные ландшафтно-географическую и техногенную ситуации, население ТС.

2 Объекты имеют координатную привязку, то есть взаимнооднозначное соответствие с картографической информацией.

3. Объекты выбираются таким образом, что их описания позволяют осуществлять их адекватное сравнение по степени опасности.

4. Объекты позволяют осуществлять генерализацию без изменения структуры их описаний для перехода к объектам более высокого ранга, являющихся объединением более мелких объектов.

5. Объекты должны быть такими, чтобы детализация входной информации не меняла её структуры.

В соответствии с представленными положениями введено понятие и дано определение геотаксону, под которым подразумевается опреде-

ленная площадь земной поверхности (конкретное значение площади определяется спецификой самой решаемой задачи - необходимой степенью детализации анализируемой территории) с описанием ландшафтно-географической, техногенной и других ситуаций (возможный пример геотаксона представлен на рис. 1), на которой задается перечень и характеристики ОПТП (в общем случае с учетом динамики по времени) и которой ставится во взаимно однозначное соответствие определенное интегральное значение, характеризующее степень её опасности.

Территориальная система может состоять из какого угодно числа геотаксонов, поэтому интегральное значение ее природно-техногенной опасности - это вопрос соответствующей обработки матрицы (вектора), элементами которой являются интегральные значения опасности геотаксонов, её составляющих. Очевидно также, что для корректного сравнения двух (или более) ТС по степени их подверженности ОПТП геотаксоны, на которые они разбиваются, должны быть одного размера.

Рис. 1. Возможный пример геотаксона

Определение интегрального показателя природно-техногенной опасности геотаксона (ИППТОГ) осуществляется с использованием геоинформационного метода, при котором лист карты определённого масштаба совмещается с геотаксоном, а сам он разбивается на определённое количество квадратных ячеек (рис. 2), при этом осуществляется переход от непрерывной формы представления информации по геотаксону к дискретной При этом вся имеющаяся информация по степени опасности ОПТП в каждой ячейке геотаксона соотносится к точкам (узлам), совпадающим с центрами ячеек. Указанная операция приводит к матрице (вектору), элементами которой являются числа, определяющие степень опасности для данного узла.

Анализ механизма воздействия ОПТП на различные объекты и человека, последствия этого воздействия приводят к вполне очевидному выводу, что наиболее объективными показателями, характеризующими ОПТП с точки зрения опасности, являются энергетические. Именно энергетическое воздействие, степень близости к пороговым (критическим) значениям определяет, например, степень повреждённости (или полного уничтожения) различных объектов, последствия для населения, экологических систем и т.д.

Рис. 2. Планшет карты и пример геотаксона для 16 ячеек (узлов).

Не теряя общности, в данной работе ИППТОГ определяется, опираясь на такой параметр, как величина плотности потока энергии, т.е. энергии, приходящейся на единицу площади в единицу времени. Далее, говоря о плотности потока энергии, будем рассматривать так называемую энергетическую облученность Еэ (в частном случае, если единичная площадь поверхности, на которую падает поток, перпендикулярна вектору энергии, речь будет идти об интенсивности этого потока).

В рамках геоинформационной модели синергегической интегральной оценки природно-техногенной опасности геотаксона мы опирались, в том числе, на следующие положения.

1. С ростом количества узлов геотаксона, подверженных воздействию ОПТП, оценка его опасности возрастает при прочих равных условиях.

2. Геотаксоны считаются эквивалентными по опасности, если при прочих равных условиях (частотных и энергетических характеристиках) количество узлов, подверженных ОПТП на них, совпадает.

3. В узлах, в которых действует более одного ОПТП одновременно, оценка опасности не является аддитивной.

Геотаксон представляется в виде вектора (или матрицы) с числом элементов, равным числу узлов. В работе принято оценивание вектора посредством его нормы:

где Еэ - значение опасности в узле (например, имеет энергетический смысл, как это указано выше), М - общее количество узлов таксона (в узлах, не подвергающихся воздействию ОПТП, Еэ = 0 , поэтому реально можно проводить суммирование до т, где т - количество узлов, подвергающихся воздействию ОПТП); п = 2 соответствует евклидовой норме.

Показано, что при п = 1 оценки вида (1) не позволяют учесть синерге-тические эффекты, поэтому они в модели не используются.

'•4

В рамках геоинформационной модели учёт одновременного воздействии на г -й узел N ОПТП осуществляется посредством выражения

(2)

На основании изложенного сформулированы общие методологические положения интегральной оценки природно-техногенной опасности территориальной системы, состоящей из определённого количества геотаксонов (в виде схемы представлены на рис.3). При этом представленный анализ, подходы и соотношения не делают невозможным применение разрабатываемой методологии для определения интегральных показателей природной, техногенной, природно-техногенной опасности геотаксонов и территориальных систем, когда исходные оценки степени опасности того или иного природного или техногенного процесса представляются в виде баллов определенной шкалы, возможно и неэнергетической, - методологическая основа сохраняется.

Банк геоинформации для всей территориальной системы

Перечень опасных природных процессов для всей территориальной системы

Перечень источников техногенной опасности дня всей территориальной системы

Картографические параметры модели для определения интегральных показателей опасности (природной, техногенной, природно-техногенной) территориальной системы

Выбор масштаба картографической основы

Перечень опасных природно-техногенных процессов в каждом узле каждого геотаксона

Модельный расчёт интегральных показателей опасности (природной, техногенной, природно-техногенной) в узлах геотаксонов_

Модельный расчет интегральных показателей опасности (природной, техногенной, природно-техногенной) каждого геотаксона

Выбор размера геотаксона

Выбор количе-, ства узлов геотаксона

Модельный расчёт интегральных показателей опасности (природной, техногенной, природно-техногенной) территориальной системы_

Определение числа геотаксонов, составляющих территориальную систему

Рис. 3. Общая методологическая схема интегральной оценки опасности (природной, техногенной, природно-техногенной) территориальной системы (геосистемы) Введено понятие конфигурации воздействия, под которой понимается то, как взаимодействуют между собой площади воздействия различных ОПТП на площади геотаксона, - они могут вовсе не пересекаться, а могут

и полностью накладываться друг на друга (рис. 4 для трёх ОПТП). Проведен анализ чувствительности значений ИППТОГ к минимальным изменениям конфигураций воздействующих на геотаксон ОПТП.

Рис. 4. Примеры различных конфигураций воздействия ОПТП на геотаксон для трёх ОПТП с различными площадями воздействия (1, 2 и 4 узла); а) - нулевое пересечение, ж) - полное пересечение площадей воздействия.

Исследование вопроса, как связаны между собой относительное изменение площади геотаксона, подвергшейся воздействию ОПТП, при переходе от случая непересекающихся площадей воздействия ОПТП к появлению хотя бы одной точки пересечения, с относительным изменением при этом значений ИППТОГ, позволило получить методически важный результат: наиболее оптимальным оправданно считать количество узлов в геотаксоне, лежащее в интервале от 15 до 30.

При исследовании влияния на значения ИППТОГ субъективных погрешностей при идентификации характеристики ОПТП и узла геотаксона показано, что неверная идентификация характеристики ОПТП и узла геотаксона для энергетически более мощного процесса может привести к двукратной ошибке в значениях ИППТОГ; если ошибка идентификации ОПТП и узла не связана с ОПТП, энергетическая характеристика которого много больше характеристик остальных, то погрешность является незначительной.

Рассмотрен вопрос о влиянии количества узлов сетки на значения ИППТОГ. Приведём несколько наиболее показательных результатов.

Исходным для определения ИППТОГ является выражение (1) при п = 2. Полагаем, что т = М, т.е. воздействию подвергаются все узлы сетки.

Рассмотрены варианты, когда различие между энергетическими характеристиками ОПТП в узлах значительно. При этом на геотаксоне добавляется один узел.

1). Пусть ЕЭи1 =ЕЭ1,ке[2,М], ЕЭк /Е^ =10", р = 1,2,3,.... Тогда

Это вариант, когда на 1 увеличивается число узлов, где более высокие значения Еэ. При этом у оставшегося одного узла Еэ меньше в 10'' раз.

2). Пусть £ =£ , £ /£ = 10', р = 1,2,3,...;

1 -'к » 1

% = ЕЭ] =... = £э_ =... = ЕЭи Тогда

р\{+ о_ м Г гло1р-1+м | ^

Это вариант, когда к узлу с более высоким по сравнению с остальными значением Еэ добавлен ещё один; остальные (М -1) узлы имеют значения Еэ меньше в 10р раз.

Исследования выражений (3) и (4) показали, что добавление одного узла с высоким значением Еэ к (А/ -1) таких же для М > 5 не отражается на конечном значении ИППТОГ независимо от р , в отличие от варианта 2, где появление на фоне (М -1) вместо одного двух узлов с высоким значением Еэ заметно отражается на конечном значении ИППТОГ даже до значений М = 103 (особенно это проявляется с ростом р ). При этом равномерное увеличение количества узлов по всему таксону в 2,3,...,) раз не приводит к изменениям в значениях ИППТОГ.

Также показано, что если энергетические характеристики в узлах геотаксона равны, то увеличение числа узлов на площади влияния любого из исходных узлов не приводит к изменению исходной оценки ИППТОГ. Рассмотрен случай, когда увеличение на к узлов происходит в ячейке одного из них и Е^/Е^ =10", >9 = 1,2,3,... и =еЭ] =... = £.

ЭЦ+к) _ М

Д2 М + к

102'+М-1

Результаты расчетов , в соответствии с выражением (5) для некоторых значений М и к, р = 1 (числитель), р = 2 (знаменатель) приводятся в таблице 1.

Таблица 1. Результаты расчетов в соответствии с выражением (5) для некоторых М и к", р = 1 (числитель), р = 2 (знаменатель).

5 10 25 50

5 2,9 3,54 4,17 4,46

3,0 3,67 4,33 4,64

10 3,73 5,09 6,84 7,81

4,0 5,5 7,42 8,49

25 4,19 6,48 10,58 13,77

4,99 7,84 12,97 16,96

Исследования позволили сделать вывод: равномерность распределения узлов по всем геотаксонам анализируемой территориальной системы, единый подход к этому распределению (количество узлов для всех геотаксонов должно быть одинаковым) являются непременным условием корректности определения ИППТОГ.

Анализ необходимости учёта временной составляющей при определении ИППТОТС приводит к выводу, что само понятие, смысл термина «интегральный показатель природно-техногенной опасности территориальной системы» в зависимости от конкретной, решаемой научной (или практической) задачи может различаться принципиально по своему содержанию.

1. Говоря об интегральном показателе природно-техногенной опасности для данной ТС (геотаксона) за какой-то конкретный промежуток времени (декада, год, 5 лет и т.д.),. речь идет о вполне определённом количестве проявлений ОПТП на данной ТС с определёнными значениями их характеристик за определённый промежуток времени, и это будет-вполне определённое фактическое число (если применить изложенную выше методику), свободное от какого-либо влияния вероятностных характеристик. В этом случае вполне естественно определить этот показатель как «фактический интегральный показатель природно-техногенной опасности» для данной территориальной системы и за конкретно указанный промежуток времени.

2. Можно рассматривать ИППТОТС в другом аспекте, когда он приобретает вероятностный смысл. Отметим, что вероятность проявления тех или иных ОПТП, в общем-то, числом не является - это некая сложная функция, вид которой, вообще говоря, не определён и которая связывает энергетические характеристики ОПТП и вероятность' их проявления за какой-то конкретный период времени на какой-то площади. В этом случае термин «интегральный показатель природно-техногенной опасности территориальной системы» объединяет бесконечное семейство чисел, каждое из которых соответствует суммарному воздействию ОПТП, для какой-либо из возможных энергетических характеристик каждого из ОПТП и их площади воздействия со своим значением вероятности.

Поэтому во втором рассматриваемом варианте показатель природно-техногенной опасности вполне естественно определять как «потенциальный интегральный показатель природно-техногенной опасности территориальной системы».

Некоторые из новых терминов и определений, приведенных в работе.

Потенциальный интегральный показатель природно-техногенной опасности территориальной системы - возможная количественная мера проявления совокупности опасных природно-техногенных процессов с определёнными энергетическими характеристиками, которые могут воздействовать на определённую ТС за определённый промежуток времени.

Фактический интегральный показатель природно-техногенной опасности территориальной системы - количественная мера фактического проявления совокупности конкретных опасных природно-техногенных процессов с определёнными энергетическими характеристиками, на пло-

щади конкретной территориальной системы, за определённый промежуток времени.

Расчётные схемы для определения фактических и потенциальных интегральных показателей природно-техногенной опасности по узлам, для геотаксона и всей территориальной системы в целом включают следующие процедуры:

1. Инвентаризацию ОПТП, воздействующих на все геотаксоны, составляющих данную территориальную систему.

2. Классификацию ОПТП по генетическим типам (снежные лавины, сели, землетрясения, пожаро-взрывоопасные объекты и т.д.).

3. Создание банка геоинформационных данных о реализациях ОПТП на площади каждого из геотаксонов (с привязкой к узлам) на всю глубину по времени, где существуют фактические данные, с указанием энергетических характеристик ОПТП (если их нет, то любых фактических данных, которые могут служить исходным материалом для определения степени воздействия ОПТП на узлы геотаксона или геотаксон в целом).

Далее возможна реализация двух различных вариантов, конкретный выбор которых зависит от поставленной задачи - либо это будет определение фактических интегральных показателей природно-техногенной опасности ТС (при задании конкретного временного интервала, за который учитываются события), либо ставится задача определения какого-либо интегрального показателя из семейства потенциальных, например, максимального (или минимального), когда рассматриваются максимально (или соответственно минимально) возможные значения энергетических характеристик того или иного типа ОПТП и вероятности их проявления.

Во второй главе приведен анализ влияния количества ОПТП, их характеристик, площадей и конфигураций воздействия на интегральный показатель природно-техногенной опасности геотаксона.

Рассмотрены случаи, когда ОПТП имеют равные и различающиеся в широких пределах площади воздействия. Для первого случая проанализированы варианты, когда на геотаксон воздействуют два или более ОПТП. При этом возможны два предельных варианта - узлы воздействия каждого из ОПТП не совпадают, и на каждый из узлов одновременно воздействуют все ОПТП (при наличии и промежуточных случаев).

Приведём некоторые результаты для случая воздействия на геотаксон трёх ОПТП с различными энергетическими характеристиками (случай равных характеристик также рассмотрен).

На геотаксон воздействуют три ОПТП, энергетические характеристики которых относятся как £ : £., : £ =1:10'' :1(К+'. общее число узлов воздействия - т. Рассматривается геотаксон, имеющий 25 узлов, при этом каждый из трёх ОПТП воздействует на 6 узлов. Площадь воз-

V« о • «¡¡о с • »¡о ? р."1*«жо

Г' < О 5 с О

¡1 Г»Т, <5 о а ? о о

«Л» о

лМ ■г ».»» Р

Сбой!) о г с о г

действия каждого из ОПТП - 6 узлов. Иллюстрация представлена на рис. 5 для некоторых конфигураций воздействия.

■цЫ}»'*»! к^Х^Р)

г» • •[}• «Ж I» • «у» •

у с о[ | о с ;

Л«?. 5. Некоторые возможные конфигурации воздействия на таксон трёх ОПТП с равными площадями воздействия (6 узлов). При этом (сг- показатель пересечения); а). а(ОП1Г\ОП2Г1ОПЗ) = 0; з) а{ОП\Г[ОП2(\ОПЗ,) = 6. Очевидно, что значения э], В] и т.д. будут зависеть также и от того,

какое соответствие между каждым из трёх ОПТП и его энергетической характеристикой. Для трёх ОПТП и, например, их нумерацией, указанной на рис. 5, в таблице 2 приведены возможные варианты соответствия конкретного ОПТП и его энергетической характеристики для случая £31=1;£'эг=10;£э>=100-

В таблице 3 приведены результаты расчетов по формуле (1) величин В] и в] для случаев воздействия на геотаксон трёх ОПТП, когда для энергетических характеристик выполняются соотношения Еэ /£, =10,1 = 1,2.

Таблица 2. Возможные варианты распределения энергетических характеристик трёх ОПТП по площадям; Е^ = 1; £Э] =10; Е^ =100.

^—-^Вариант 1 2 3 4 5 6

Еэ, 1 1 10 10 100 100

Еэ, 10 100 1 100 1 10

100 10 1(Ю 1 10 1

Как показывает анализ полученных данных, отличия в значениях ИП-ПТОГ для различных вариантов взаимодействия ОПТП лежат в пределах 10%, что позволяет считать достаточным для анализа один из вариантов, например, 1. Отметим слабую зависимость ИППТОГ от параметра п для различных вариантов. При этом конфигурации взаимодействия площадей между собой вносят определённые коррективы в значения ИППТОГ.

Рассмотрена ситуация, связанная с реакцией ИППТОГ вида £)" на вариант, когда на т узлов геотаксона воздействуют т ОПТП (в общем случае различного генезиса), причем (т -1) из них имеют равные значения Еэ и в

10р раз больше, чем т-й ОПТП. В этом случае отношение ИППТОГ для нулевого и полного пересечения будет

Щ («-1)10^+1

Таблица 3. Значения £>22 и О^ для случая воздействия на геотаксон 3-х ОПТП,

Е^ = 1; Е^ =10; Е^ = 100 ■ Площади воздействия соагветсгеуюг некоторым позициям на

рис. 4, М = 25 ; варианты распределения энергетических характеристик по площадям соответствуют данным таблицы 2.

сч я я и гг о Ь = с га О § 2 £>2 Значения (числитель) и (знаменатель) для различных вариантов

га о. и о « о. 1 ё ш « _

С я •§" о 81 т М 1 2 3 4 5 6

а V. о С Р § а ~ ¡8 18-

а) 0 18 0,72 2,42 2,42 2,42 2,42 2,42 2,42

2,40 2,40 2,40 2,40 2,40 2,40

г) 2 16 0,64 2,51 2,50 2,51 2,43 2,51 2,43

2,55 2,53 2,55 2,41 2,54 2,41

е) 6 12 0,48 2,67 2,67 2,69 2,45 2,67 2,44

2,80 2,80 2,83 2,44 2,80 2,44

з) 6 6 0,24 2,96 2,96 2,96 2,96 2,96 2,96

3,28 3,28 3,28 3,28 3,28 3,28

Результаты расчётов ап в соответствии с выражением (6) для некоторых т,р и и = 2 приводятся в таблице 4.

Таблица 4. Результаты расчётов ССп в соответствии с выражением (6) для некоторых т,р; п = 2.

т Р 2 5 10 25 50 100

1 1,20 4,19 9,19 24,19 49,19 99,19

2 1,02 4,02 9,02 24,02 49,02 99.02

Очевидно, что варианты, когда в одном узле сосредоточивается воздействие 2 или 100 ОПТП, с точки зрения значений ИППТОГ должны быть различимы существенно, что и отражено в таблице. Исследования также показали, что на фоне большого количества ОПТП значительной мощности ИППТОГ вида £)£ будет не «замечать» слабый ОПТП.

Пусть т ОПТП воздействуют на геотаксон, причем (т-1) из них имеют значение Еэ в 10Р меньше, чем т -й ОПТП. В этом случае отношение ИППТОГ для нулевого и полного пересечения будет

(т-1)+10" )" " £Г (т-1) + НГ

Значения ап, рассчитанные в соответствии с (7) для некоторых т,р и и = 2, приведены в таблице 5.

Таблица 5. Результаты расчётов ап в соответствии с выражением (7) для некоторых т,р; и = 2.

т Р 2 5 10 25 50 100

1 1,20 1,88 3,31 9,32 23,36 59,7

2 1,02 1,082 1,21 1,56 2,22 3,96

Как видно, ситуация несколько иная по сравнению с данными таблицы 4. Поведение ая определяющим образом зависит от конкретных значений

параметров т,р и «. Так, с увеличением п и />до значений 3-4 и далее а„= 1, т.е. один мощный ОПТП «подавил» все остальные маломощные, имея в виду вклад в значение ИППТОГ. При отличии в мощности в 10 раз и меньше, по мере роста количества маломощных ОПТП, ИППТОГ для случая полного пересечения площадей воздействия и соответственно значения а растут за счет существенного вклада маломощных ОПТП

(для т > 10) и единичного, но мощного ОПТП.

Проведены детальные исследования зависимости значений ИППТОГ, в том числе и от площадей воздействия ОПТП. Приведём некоторые результаты, когда количество воздействующих на геотаксон ОПТП больше двух. При этом площади воздействия ОПТП связаны соотношением

5,: 52:53:...: = 1: о*: а\ :...: , (8)

где

М- общее количество узлов

геотаксона, т - число узлов, на которые воздействуют N ОПТП, а': - - ■—а'ы-\ ■

Пример возможного выполнения (8) для N = 3 , фиксированных значений а1; <я2; /г; /2, различных конфигураций воздействия ОПТП на таксон представлен на рис. 6.

а с? • * о о • •

О о о с

Г» 'У • • * • •

]о сг • • р'о ♦ 91 •

р о • • • о • • «

€4 • • • 1 О • • •

к» • • • ! • • •

О •

о" о • • •

с? О • • •

О •

с? «1 • ♦

Рис. 6. Пример возможных размещений трёх ОПТП на площади геотаксона, если =1:4:16, общее число узлов М =25, а -показатель (индекс) пересечения. а)а = 0;с) а (ОД 1П ОЯ2 Г) ОЛ 3) = 1; <т {ОП2 П ОПЗ) = 4

Рассмотрена ситуация, связанная с различием между ИППТОГ для двух предельных случаев - отсутствия площадей пересечения (минимальные значения) и случая полного пересечения площадей воздействия (максимальные значения). Считаем,'что энергетические характеристики ОПТП существенно различны, и имеет место соотношение

£Эк:£^:£Эк=1:10':10'+,> (9)

где ЕЭ1=ЕЭ,ЕЭ1=ЮРЕЭ, Е3г=Юр+>Еэ; Еэ - масштабирующий множитель; отношение площадей воздействия ОПТП подчиняется соотношению (8) для N = 3.

По аналогии с таблицей 3 и в данном случае возможны 6 различных вариантов распределения ОПТП по площадям воздействия.

Результаты расчетов величин £)* и для случая воздействия на геотаксон трёх ОПТП для р-1 и случая 5,: 52:53 = 1:2:4 (рис. 3) приведены в таблице 6.

Таблица 6. Значения и О] для различных конфигураций совместного воздействия трех ОПТП, Е-^ = = Ю;£^ =100; М = 25; :52=1:2:4 и различных вариантов соответствия ОПТП площади воздействия.

| Конфигурация Показатель пересечения С0") Кол-во узлов, подверженных воздействию ОПТП (т) т ~М Значения (числитель) и (знаменатель) для различных вариантов

1 2 3 4 5 6

а) 0 7 0,28 16,08 16,0 8,16 8,02 16,04 16,00 8,04 8,00 4,16 4,02 4,08 4,01

д) 2 5 0,20 17,0 17,45 8,97 9,34 16,92 17,45 8,13 8,13 4,97 5,34 4,17 4,13

ж) 3 4 0,16 17,77 18,79 9,85 10,80 17,01 17,59 9,01 9,59 5,06 5,48 4,98 5,48

Имеет место существенная зависимость значений ИППТОГ от варианта соответствия ОПТП площади воздействия; при этом характер зависимости ИППТОГ от конфигурации воздействия при заданных соотношениях между энергетическими характеристиками следующий: вклад наиболее мощного ОПТП является определяющим для любой конфигурации. Практически отсутствует какое-либо влияние на характер зависимостей

ИППТОГ как варианта, так и конфигураций воздействия при увеличении параметра п (мы привели результаты расчетов для и = 3, но вывод справедлив и при дальнейшем увеличении п )■

Получены выражения, позволяющие анализировать вопросы, связанные с влиянием площадей воздействия, количества ОПТП и их характеристик на значения ИППТОГ с точки зрения отличий между нулевым и полным пересечением площадей воздействия. Для трёх ОПТП:

К + ^ ~})(£к + ь\)" + {аг -

При воздействии на геотаксон N ОПТП:

+ + +...+К)" -я^К

N йМ , где М - общее количество узлов в геотаксоне.

Анализ зависимости ап от различных параметров, входящих в (10) -(И), был проведен для ряда характерных случаев при N = 3. Мы приведем лишь часть полученных результатов. Рассматривались два случая:

5,: 52:53 = 1:2:4 , (12)

5, :Зг:Б3 =1:10:100. (13)

При этом энергетические характеристики относятся следующим образом:

(14)

(Ю)

(11)

Еэ, '• Еэ

:Еэ, =1:2" :2'+1.

Соответствующие результаты расчётов а„ представлены на рис. 7.

а)

Рис. 7. Зависимость ап от п; р = 1; а) : :53 = 1: 2': 2Г*Х, Е^-.Е^-.Е^* 1:2' :2рЛ; б)5, :5г :53 =1:10":Ю'+1,

Еэ, '■ ЕЭ1

= 1:2': 2'+1. Номера кривых от 1 до б

соответствуют возможным вариантам соответствия энергетических характеристик и площадей воздействия ОПТП,

Основной вывод состоит в том, что ИППТОГ вида £>"(£)„) позволяют

уверенно различать варианты, когда более слабые по мощности ОПТП воздействуют на ббльшие площади. В случае, когда речь идет о воздейст-

вии более мощного ОПТП на большую из всех площадей, надежность идентификации ситуации будет определяться как значениями энергетических характеристик ОПТП, так и соотношением между их площадями воздействия.

В общем случае воздействия на геотаксон N ОПТП с различными энергетическими характеристиками и выполнения для отношения площадей воздействия соотношения (8) для случаев нулевого и полного пересечения площадей воздействия соответственно получено

О" =--— (Е'" + а'.1 ■ Е" + а'} ■ Е" + ■ Е'эп), (15)

где £'£'...,£' - значение энергетических характеристик каждого из Л?

ОПТП для определенного варианта воздействия ОПТП на площадь (именно вариант распределения ОПТП по площадям воздействия будет определять конкретное «наполнение» значений Е'Э ,Е'Э ,...,Е'Э > например,

для трёх ОПТП, воздействующих на геотаксон, таких вариантов будет 6, в случае воздействия N ОПТП таких вариантов будет N1).

¡у =_1_х

"¡таг + + +••■+<&',)

1 "I N-1

х((£^ +Е'31 + ... + £'„)" -1 )(£,, +... + Е'э„У + (16)

+(а2 +...+/ГЭу)"+...+(4:-,-а&)££).

На основе представленных выражений (15), (16) могут быть получены и соответствующие выражения для любой из промежуточных конфигураций.

Для выражений (15), (16) исследованы некоторые характерные случаи, которые отражают общие тенденции в поведении ИППТОГ вида Б"п (£)„), которые показали достаточно высокую степень чувствительности значений ИППТОГ к изменению варианта соответствия энергетической характеристики и площади воздействия, а также то, что для сравнительно небольших отличий в площадях нет смысла анализировать значения ИППТОГ для п > 3. Этот же вывод подтвердили и соответствующие исследования для случая полного пересечения.

Третья глава посвящена разработке теоретических основ и методики сравнения территориальных систем по степени их подверженности опасным природно-техногенным процессам.

При этом рассмотрена методика определения интегрального показателя природно-техногенной опасности территориальных систем, состоящих из определённого количества геотаксонов, и сравнения ТС по степени опасности. Интегральные показатели природно-техногенной опасности геотаксонов (ИППТОГ) полагаются известными.

В основу положено матричное (векторное) представление территориальной системы как совокупности составляющих её элементов (геотаксонов) и соответственно информации о степени опасности каждого их них.

Рассмотрим, например, две территориальные системы, состоящие из двух геотаксонов каждая. Представим их в виде векторов:

Мал);

где О. £>. - значения интегральных показателей природно-техногенной

А^ 9 А}

опасности двух геотаксонов территориальной системы А] 0В|,£>В; - аналогичные показатели для ТС В. Для евклидовой нормы векторов А и В получаем

А =

Если п > п (п <п ), то задача идентификации более опасной территориальной системы решена. Как быть, если л = л ? ПреДЛаГа-

^Л 2В

ется два пути. Первый состоит в том, чтобы рассчитывать нормы для п > 3, имея в виду, что

!=\ /= 1 Очевидно, что не исключена ситуация, при которой и для л>3 нормы можно будет считать равными с пренебрежимо малой погрешностью.

Второй путь - построение для каждой из территориальных систем вместо векторов А и В матриц рА и рв, элементами которых являются

расстояния между элементами исходного вектора, и уже для них определять соответствующие нормы:

Рл = \D.-D. |О ■>Рв =

Учитывая изложенное, теоретически рассмотрена ситуация со сравнением двух территориальных систем, состоящих из двух геотаксонов каждая, т.е. А = (а,Ь), причём а<Ь, и В = (а\Ь'), где элементы а,а',Ь,Ь' -ИППТОГ, составляющих ТС. В обоих случаях по смыслу задачи а,Ь,а,Ь' - действительные неотрицательные числа. Указанные элементы а,Ь,а',Ь' можно связать между собой посредством алгебраической суммы: а' = а±а", Ь' = Ь±р, где а,¡5 - действительные неотрицательные числа. Тогда возможны следующие варианты представления (структуры) вектора В:

1) В = (а + а;Ь-/)); 2) В=(а+а;Ь + Р);

3) В = (а-а;Ь-р); 4) В - сс\Ь + р). (21)

В свою очередь для элементов а, р возможны следующие соотношения:

а < Р;а> р ; а-Р.

Так как рассматривается случай, когда £)* > то варианты (21-2)

и (21-3) в дальнейшем не анализируются вследствие невозможности реализации для них указанного равенства. Доказана справедливость следующих утверждений.

Утверждение 1. Пусть А и В - строки (векторы) со следующей структурой: А = (а,Ь), В-(а + а,Ь-Р), где а,Ъ,а,р - действительные неотрицательные числа, причём

а<Ь-Ь-р>(У,аг +Ьг ={а+сс)2+(Ь-р)1 (или (4/2=(ф"2)-Тогда при а<р имеет место выполнение следующих неравенств: (Ь-а)2 <{Ь-Р-а-а)2 (или )1/г <(П^)"2) и

а" +Ь" <{а + а)" +{Ь-Р)" (или )1/л 2(£>;)""), где и = 3,4,5,...; при а>Р имеет место выполнение следующих неравенств:

[Ь - а)1 > (Ь - р - а - а? (или (Д2^ )''п > ф\п )ш) и

а"+Ь" >(а + а)л+{Ь-р)п (или )1/л >(О;)""), где « = 3,4,5,... Замечание 1. Различие между А и В проявляется более существенно, если сравнивать евклидовы нормы для матриц расстояний, соответствующих элементам А и Я, по отношению к нормам £)" (и = 3,4), то

пА,В

есть

А2 -А2 о" - о:

*в< Пв Л.

А А"

¿в. ПЛ

, где п = 3,4.

Утверждение 2. Пусть Л и В - векторы (строки) со следующей структурой: А=(а,Ь), В = (а-а>,Ь + ¡3), где а,Ь,а,р - действительные неотрицательные числа, причём а<Ь,а-а>0-,с?+Ь2 =(а-а)2+(Ь+Р)2 (или

Тогда при а>р имеет место выполнение следующих неравенств: (Ь-а)1 < (Ь + р-а + а)1 (или (А^ )"2 ^ (А',, У") и

а" +Ь" <[а-а)" +{Ь+р)" (или (££)"" <(Х);)П где /1 = 3,4,5,...

Таким образом, в том случае, когда сравниваемые территориальные системы состоят из двух геотаксонов каждая, имеет место однозначность решения независимо от того, сравниваются ли нормы матриц исходных элементов (при п>3) или евклидовы нормы соответствующих матриц расстояний между элементами исходных матриц.

Проведен анализ возможной структуры вектора, соответствующего территориальной системе В, если обе ТС состоят из трёх геотаксонов. Подобных вариантов оказалось 8. При этом имеют место 6 возможных

соотношений между элементами а,р,у, определяющими отличие территории А от В ■ Для одного из вариантов структуры вектора В теоретически доказана справедливость следующего утверждения.

Утверждение 3. Пусть А и В - векторы со следующей структурой: А = {а,Ь,с)ш, В = (а + а,Ь-Р,с + у), где а,Ь,с^ 0; а,р,у> 0, причем а<Ь<с, Ь-/3>0, и равны евклидовы нормы векторов А и В, то

есть у/2 = )]П • Тогда возможен такой набор а,Ь,с,а,р,у, при котором для евклидовых норм матриц расстояний между элементами векторов А и В выполняется неравенство ^д2 уг >|д2 у2, но при этом

(о;)"" <(/};)"" дляи>з.

Теоретически доказано также, что в том случае, когда вектор В имеет структуру В={а-а,Ь-р,с+у) независимо от возможных соотношений

между параметрами а,р,у, имеет место выполнение неравенств ^дг у'2 и (д" У" (п>3, т.е неоднозначность, указан-

ная в утверждении 3, не возникает).

В четвёртой главе проведен анализ некоторых аспектов сравнения территориальных систем по степени их подверженности опасным при-

родно-техногенным процессам. Рассмотрен случай ^д2 у'2 = У'2 и

возможные при этом решения задачи сравнения ТС, состоящих из трёх и более геотаксонов. В основу положены результаты численного моделирования по определению ИППТОТС посредством £>" (л>3) и д2 . При

п 2р

этом для каждого из вариантов возможной структуры вектора В и соотношения между параметрами а,р,у, определяющими отличие А от В, решена задача определения граничных условий для указанных параметров.

Приведём некоторые из результатов, иллюстрирующих ситуацию с возникновением неоднозначности при сравнении территориальных систем посредством ВЦ (п > 3) и в\ .

1) В = (а + а,Ь-Р,с-у)\ у<,а<р\а = р. В этом случае параметры связаны между собой следующими соотношениями: у = с~4с1 -2Р1 +2рф-а), при этом \Ъ~а<рйЪ

\Ъ<2(с-а).

Результаты расчётов для а = (1; 1,1; 2,5) представлены на рис.8. Имеет место ситуация, при которой показатели в\ и О* вступают в противоречие с О^ точки зрения идентификации более опасной территории д2 < д2 , а д3 > д3 , д4_ > д4 . Отметим при этом, что макси-

*•Ра Рв 'в ^^

мальное различие в показателях д3 ~з%, в показателях й* -16%. При этом максимальное различие в в\ - примерно в 2 раза. В данном случае «е[0,1;1,1] - зона неопределенности (за исключением случая, когда А = В при а = 0,1), и возникает задача выбора показателя для идентификаций территорий по степени опасности.

Рис. 8. Зависимости ИППТОТС , О^, от параметра а для

А =(1;1,1;2,5). а = Р\Ь>2(с-а); £>¿=8,46; =41,527; 2^=17,956 ,/^=0,1;/^ =1,1.

2) В = (а+а,Ь-р,с-уу, у<а<р\а = р.

Результаты расчётов для А - (1;1,5;2,5) представлены на рис.9. Формулы для расчётов те же.

а = /»

Рис. 9. Зависимости ИППТОТС , , от параметра а (при а = Р) для А =(1;1,5;2,5) (вариант Ь<2(с-а))- Ртт =0,5;Ртах =1,5-

Как видно, с увеличением параметра Ъ, при сохранении а и с, ситуа-Р е [0,5;1,3] она сохраняется для и .

ция изменилась. Нет зон неопределенности для в\р и о\, однако для

3) В = (а+а,Ь-Р,с + у)\ айу<р',а = у-В этом случае параметры связаны между собой следующими соотношениями:

Р = Ь-^Ь2-2у2-2у(а+с),

при

этом

О <у<

~(а + с) + ^(а + с)2 +2Ь2

Результаты расчётов представлены на рис. 10.

Рис. 10. Зависимости Д3

Зй

для Л=(1;2;2,1)

А4 ■ А2

от параметра у— а-

1 - область неопределенности, когда Д4 > Д4 , а

£)3 < Д3 , д2 < Л2 ; 2 - область неопределенности,

__Я?4 " ^ ''Л

когда Д3 > л3 ; Д4 > £>4 , д2 < д2 +2 - область

. ., и -^ ' * " "

у~° неопределенности, когда £)4 > Д4 , £)2 < Д2 .

Итак, при незначительном отличии элементов Ъ и С вектора А (в данном случае ~ 5%) имеют место зоны неопределенности. Хотя и в этом случае отличие самих соответствующих оценок для В и А незначительно.

Приведём обобщённую картину результатов численного моделирования для одной из возможных структур вектора В и соотношений между параметрами а,р,у (таблица 7).

Таблица 7. Соотношение между векторами (территориями) А и В по результатам проведенных численных экспериментов для4 возможных соотношений между параметрами а,Р,у и их предельных значений. Наличие буквы Н и более тёмный цвет в соответствующей части таблицы означает, что при определенных значениях элементов векторов А к В имеет место неопределенность в части соотношений

между показателями опасности Д3, £>4, Л2 при сравнении А к В.

2р

В = {а + а,Ь-р,с-Г).

№ Соотношение между параметрами а = 0 0 = 0 у = 0 а = у р = у II

1 а<у<Р 0 - - А<В А<В -

2 у<а<р - - А<В А«В А<В - А<В н..

3 Р<а<у - А<В А<*В - А<В - А<В

4 Р<у<а - А>В ■ - А<В А>В н

5 а<Р<у 0 - - - А<В А<В

6 у<Р<а - - А>В А**В - А>В н А<В н

Из проанализированных 8 вариантов возможной структуры трёхэлементного вектора В по отношению к вектору А и 6 вариантов возможных соотношений между параметрами сс,(3,у > в каждом из которых численный эксперимент проводился для 6 случаев предельных значений (общее число численных экспериментов превысило 350), число вариантов с неопределенным ответом составило лишь единицы процентов от общего числа экспериментов, но и при этом надо учитывать, что область неопределенности составляет лишь часть (в большинстве случаев незначительную) от всего интервала возможных значений параметров для данного случая, что еще понизит процент появления неопределённостей.

Таким образом, с достаточным основанием можно говорить о том, что появление неопределенности при сравнении территорий посредством интегральных показателей природно-техногенной опасности вида оз3, Д4,

д2 носит эпизодический характер, при этом, как правило, сами значения показателей для сравниваемых территорий отличаются лишь незначительно.

Проведенные в главе 4 исследования позволяют также сделать вывод о справедливости замечания 1 при его обобщении и на случай трёхкомпо-нентных векторов А и В, тем самым отвечая на вопрос о приоритетах при выборе, в случае возникновения неопределённостей, наиболее оптимального критерия - им является ИППТОТС вида д2 .

Как показано в работе, ситуация с возникновением неопределённости может возникнуть и при дальнейшем увеличении числа геотаксонов, составляющих территориальные системы, оставляя в силе выводы, сделанные выше.

Определение 1.

Назовём решением задачи сравнения нескольких территориальных систем по степени их подверженности ОПТП (при д2 = д2 ) такое, при

котором определённая ТС идентифицируется как более опасная по сравнению с другими с точки зрения значений ИППТО как при сравнении норм матриц (векторов), составленных из интегральных показателей опасности геотаксонов этих ТС - /)" (при п>3), так и евклидовых норм

матриц, составленных из разностей значений интегральных показателей природно-техногенной опасности этих же геотаксонов - д2 .

Определение 2.

Назовём условным решением задачи сравнения нескольких территориальных систем по степени их подверженности ОПТП (при д2 = Д2 ) решение, основанное на том условии, что если результаты, получаемые при сравнении норм матриц (векторов), составленных из интегральных показателей природно-техногенной опасности геотаксонов - Д" (при и > 3 ), и евклидовых норм матриц, составленных из разностей интегральных показателей природно-техногенной опасности этих же геотаксонов - д2 , приводят к противоположным результатам, заключение о более опасной ТС

основывается на сравнении значений дг для этих ТС.

2/>

В пятой главе проведен анализ подверженности реальных территориальных систем совокупности ОПТП (на примере Кабардино-Балкарской Республики) на основе разработанных геоинформационных моделей и методов определения интегральных показателей природно-техногенной опасности.

Выбор для анализа территории КБР обусловлен многообразием проявления здесь различных по своему генезису опасных природных процессов, наличием широкого спектра потенциальных источников техногенной опасности, имеющимися по литературным источникам .фактическими материалами по инвентаризации подверженности различных участков территориальных систем КБР совокупности ОПТП и балльных оценок опасности для них. Литературные данные были скорректированы с целью приведения оценок опасности как природных, так и техногенных процессов к единой 4-балльной шкале. При этом возможно получение интегральных оценок опасности реальных ТС КБР с любой степенью детализации. Отмечено также, что использование имеющихся литературных материалов приводит к получению максимальных фактических интегральных оценок природной опасности и потенциально максимально возможных оценок техногенной опасности.

Картографической основой для определения ИППТОТС реальных территориальных систем являлась общегеографическая карта Кабардино-Балкарской Республики масштаба 1:200 ООО. Для анализа было выбрано 3 геотаксона на территории КБР, расположенных в равнинной части КБР (геотаксон № 1), предгорной и горной частях (геотаксон № 2) и высокогорной части КБР (геотаксон № 3) (геотаксоны №1,3 представлены на рис. 11 для 16 узлов) С учётом выводов, представленных в главе 1 об оптимальном количестве узлов в геотаксоне, для всех трёх выбранных на территории КБР геотаксонов основой для их дальнейшего анализа является число ячеек (и узлов), равное 16 (для сравнения и подтверждения на практике теоретически полученных результатов для некоторых случаев проведены исследования и для 64 узлов). В данном конкретном случае термины «геотаксон» и «территориальная система» эквивалентны (территориальная система состоит из одного геотаксона) и, следовательно, идентичны и интегральные

оценки природно-техногенной опасности геотаксона и территориальной I системы.

Рис. 11. Геотаксоны №№ 1,3 на территории Кабардино-Балкарской Республики. Для определения интегральных показателей природной, техногенной, природно-техногенной опасности используются 16узлов.

Как уже указывалось выше, корректное сравнение территориальных систем по степени их подверженности совокупности ОПТП требует ра-

венства их площадей. Избранные геотаксоны имели одинаковые размеры 40x40 км. В соответствии с выводами, полученными в главе 1 настоящей работы на основании теоретических исследований, узлы, к которым соотносилась вся информация из соответствующей ячейки, были равномерно распределены по площади каждого из трёх исследуемых геотаксонов.

При выборе геотаксонов мы исходили, в том числе и из того, что по возможности они должны существенно различаться по степени подверженности опасным природным процессам и уровню хозяйственного развития. Подобный подход позволяет дифференцированно анализировать степень подверженности территориальных систем природным и техногенным опасностям, а также их вклад в интегральную оценку природно-техногенной опасности.

При проведении анализа были определены значения интегральных показателей природной, техногенной и природно-техногенной опасности трёх геотаксонов и проведено их сравнение по степени подверженности совокупности ОПТП.

В качестве иллюстрации приведём пример определения интегральных показателей природной и природно-техногенной опасности для геотаксона №1. Исходные данные по типам и оценкам природной опасности в узлах и расчёт значений интегральных показателей природной опасности д2 и ц3 по формулам (1), (2) для геотаксона №1 при м = 16 приведены в таблице 8.

Таблица 8. Исходные данные по типам и оценкам природной опасности в узлах и расчёт значений интегральных показателей природной опасности ¡у* и

£)3 в соответствии с выражениями (1), (2) для геотаксона №1. М = 16 .

3"Я«Р1___._г_____

№ узла Тип опасного природного процесса Показатель опасности, в баллах У]- сумма баллов в узле I2 I3

1 Землетрясения Подтопления 2 2 4 16 64

2 Землетрясения Паводки Подтопления 2 1 2 5 25 125

3 Землетрясения Паводки Подтопления 2 1 2 5 25 125

4 Землетрясения Паводки Подтопления Просадки 2 1 2 3 8 64 512

5 Землетрясения Паводки- 2 1 3 9 27

6 Землетрясения Паводки 2 1 3 9 27

7 Землетрясения Паводки Подтопления Просадки 2 1 2 3 8 64 512

8 Землетрясения Паводки Подтопления Просадки 2 1 2 3 8 64 512

9 Землетрясения Паводки Просадки 2 3 1 6 36 216

10 Землетрясения 2 2 4 8

11 Землетрясения Паводки Подтопления 2 1 2 5 25 125

12 Землетрясения Паводки Подтопления Просадки 2 1 2 3 8 64 512

13 Землетрясения Паводки 2 3 5 25 125

14 Землетрясения Паводки Просадки 2 1 1 4 16 64

15 Землетрясения Паводки 2 1 3 9 27

16 Землетрясения Паводки Просадки 2 1 3 6 36 216

Сумма для всех узлов 491 3197

Значения £)* и ¡у* I 30,69 199,81

В соответствии с литературными данными в таблице 9 приведен перечень потенциальных источников техногенной опасности для всех трёх исследованных геотаксонов на территории КБР.

Таблица 9. Перечень потенциальных источников техногенной опасности для трёх геотаксонов на территории КБР.

№ п/п Тип потенциального источника техногенной опасности

1 Объекты по хранению нефти и нефтепродуктов

2 Химически опасные объекты

3 Хвостохранилища

4 Гидротехнические сооружения водозаборных гидроузлов

5 Котельные

6 Спиртоводочные производства

7 Предприятия по хранению и переработке зерна

8 Газораспределительные станции

9 Объекты по хранению сжиженного газа

10 Склады непригодных ядохимикатов

В таблице 10 приводятся обобщённые данные по источникам и оценкам природно-техногенной опасности узлов геотаксона №1 и расчёт интегральных показателей природно-техногенной опасности

д2 ,д3 ,д4 для геотаксона №1. м = 16. При этом числа

* яр»р .-«•«*».I * лркр,-!И«х* ^ярир.тахн.}

во втором столбце таблицы соответствуют порядковому номеру типа техногенной опасности из таблицы 9.

Таблица 10. Обобщённые данные по источникам и оценкам природно-техногенной опасности узлов геотаксона №1 и расчёт интегральных показателей природно-техногенной опасности Д2 , Д! П4 для геотаксона

¿яржр.-тлхгц *ярыр.-т*пц ^ ярир.»вхн\

№1. М = 16.

№ узла Тип ОПТП £ - сумма баллов в узле Г I3 Г

1 Землетрясения, подтопления, 1,5,6,8 5,36 28,73 153,99 825,39

2 Землетрясения, паводки, подтопления, 1,2,5,8 6,44 41,47 267,09 1720,06

3 Землетрясения, паводки, подтопления, 1,2,5,6,7,8 21,64 468,29 10133,79 219295,15

4 Землетрясения, паводки, подтопления, просадки, 1,4,5 10,2 104,04 1061,21 10824,32

5 Землетрясения, паводки, 1,2, 5,6,7,8,9 15,2 231,04 3511,81 53379,48

6 Землетрясения, паводки, 1,2,5 4,4 19,36 85,18 374,81

7 Землетрясения, паводки, подтопления, просадки, 1,2,5, 10 10,28 105,68 1086,37 11167,92

8 Землетрясения, паводки, подтопления, просадки, 1,5 8,2 67,24 551,37 4521,22

9 Землетрясения, паводки, просадки, 1,4,5,6,8 9,32 86,86 809,56 7545,08

10 Землетрясения, 1,5,6, 7,8 5,2 27,04 140,61 731,16

11 Землетрясения, паводки, подтопления, 1,5 6 36 216 1296

12 Землетрясения, паводки, просадки, подтопления, 1,2,5,6, 7,9 17,08 291,73 4982,68 85104,29

13 Землетрясения, паводки, 1,5 6,12 37,45 229,22 1402,83

14 Землетрясения, паводки, просадки, 1,2, 5,6,7,8 8,28 68,56 567,66 4700,25

15 Землетрясения, паводки, 1,5,6,8 4,24 17,98 76,23 323,19

16 Землетрясения, паводки, просадки, 1,5 6,24 38,94 242,97 1516,14

Сумма для всех узлов 1670,41 24115,73 404727,3

Значения п2 , Д3 , п< 104,4 1507,23 25295,46

В таблице 11 приведены значения интегральных показателей природной, техногенной и природно-техногенной опасности трёх геотаксонов, соответствующих реальным территориальным системам Кабардино-Балкарии для двух значений расчётных узлов М- 16 и М = 64.

Таблица 11. Значения интегральных показателей природной,'техногенной и природно-техногенной опасности трёх геотаксонов, соответствующих реальным территориальным системам Кабардино-Балкарии. /= 1,2,3 •

1 № геотаксона А2 д2 Д3 •Чир* А3 А2_ А2 ЧУ- —

(16 Узлов) (64 узла) (16 узлов) (64 узла) (16 узлов) (16 узлов) (16 узлов) (16 узлов) (16 узлов)

1 30,69 16,28 199,81 99,53 35,47 459,67 104,4 1507,23 25295,5

2 36,44 19,28 271,06 126,66 4,17 15,75 57,17 538,28 5512,5

3 88,44 26,0 1398,3 363,3 1,62 8,2 103,7 1907,2 38570,3

Сравнения значений д2 , д3 , определённых для трёх геотаксонов,

и увеличения количества узлов от 16 до 64 на практике подтвердили ранее теоретически полученный результат, что наиболее оптимальным можно считать количество узлов в геотаксоне, лежащее в интервале от 15 до 30. Так, увеличение числа узлов до 64 не привело к изменению степени их различий. Аналогичная ситуация будет иметь место для интегральных показателей природной опасности д3 , а также интегральных показателей техногенной или природно-техногенной опасности.

Результаты реализации изложенных в работе методов для геотаксонов №№1-3 подтвердили ещё ряд теоретически полученных результатов. Характерным примером являются результаты расчётов для геотаксонов интегральных показателей природной опасности - и ц3 . Для геотаксона № 3, соответствующего в основном высокогорной территориальной

системе Кабардино-Балкарии, получены значения Д2 ид' , в разы

¿прир. ярир-

превышающие аналогичные для геотаксонов №№ 1-2, соответствующих территориальным системам на равнинной, предгорной и горной частях КБР. Учитывая, что около 40% узлов для геотаксона № 3 имеют нулевые значения для оценки показателя опасности, вклад небольшого числа узлов (около 30%), но при этом характеризующихся высокими значениями показателя опасности, не только привёл к высоким значениям интегральных показателей природной опасности для этого геотаксона, но и в разы превысил аналогичные для геотаксонов №№ 1-2, где отсутствовали узлы с нулевыми оценками опасности, но при этом сами оценки опасности для узлов в среднем существенно меньше, чем для геотаксона №3.

С другой стороны, наличие на территории геотаксона №1 трёх из 8 городов КБР, около 20 крупных сельских населённых пунктов, насыщенных различными народнохозяйственными объектами с комплексом потенциальных источников техногенной опасности, естественно, привело и к достаточно высоким значениям интегральных показателей техногенной опасности д2 и д1 .

Безусловно, необходимо отметить, что практическая реализация для реальных территориальных систем Кабардино-Балкарии предложенной в настоящей работе методологии определения интегральных показателей природно-техногенной опасности в том числе показательно подтвердила актуальность, обоснованность и практическую значимость детальных теоретических исследований, проведенных в главах 3 и 4 настоящей работы. Речь идёт о реализации ситуации, когда интегральные оценки природно-техногенной опасности д2 (или д ) сравниваемых тер-

"^•пршр.-нчхч. ^првр.-тим.

риториальных систем практически совпадают, что и имеет место в данном случае для геотаксонов №1 и №3, Получение подобного результата, по сути, при первых же практических исследованиях количественных характеристик степени подверженности реальных территориальных систем совокупности опасных природно-техногенных процессов показало, что возможность равенства значений интегральных показателей природно-техногенной опасности д2 для двух различных территориальных

*пр*р.-техп.

систем не является некой абстрактной, подходящей лишь для теоретического анализа, а является вполне реальной ситуацией.

Учитывая полученные результаты, в дополнение к интегральным оценкам опасности вида д2 для всех трёх геотаксонов были рассчи-

«рч»-"*»-

таны и интегральные показатели опасности Д3 и о4 .В общем-

^ярир-техх. ^нрыр.-твхн.

то, эти оценки ответили на вопрос, какая из трёх рассмотренных территориальных систем является более опасной с точки зрения подверженности совокупности опасных природно-техногенных процессов. Это геотаксон №3, и это будет, в соответствии с определением 1, решением задачи сравнения геотаксонов по степени опасности, но лишь в том случае, если и

для оценок вида о2 будет выполняться неравенство D2 > д2 . Поэтому в дополнение к результатам, приведенным

в таблице 13, были проведены расчёты интегральных показателей при-родно-техногенной опасности д2 для геотаксонов № 1 и № 3 (очевидно, что с точки зрения подверженности совокупности природно-техногенных процессов геотаксон №2 не составляет конкуренции вышеуказанным двум).

Полученный при этом результат д2 > д2 подтвердил вывод о том, что таксон №3 является более опасным с точки зрения подверженности совокупности опасных природно-техногенных процессов, соответствуя при этом определению 1.

Практическое подтверждение получил и теоретически полученный вывод, изложенный в замечании 1 и констатирующий, что различие в степени подверженности ОПТП между реальными территориальными системами Кабардино-Балкарской Республики, которые соответствуют геотаксонам № 1 и № 3, проявляется более существенно, если сравнивать квадраты евклидовых норм (или сами евклидовы нормы) для матриц расстояний по отношению к оценкам вида («=3,4) (и = 2 - евклидова норма вектора, в данном случае д2 = д2 ).

Продолжением исследований геосистем Кабардино-Балкарской Республики стал анализ всей её территории на предмет подверженности природной, техногенной, природно-техногенной опасности. При этом территория КБР была разделена на геотаксоны размером 20x20 км, состоящих из 16 ячеек каждый. Размеры ячеек 5x5 км. Результаты исследований представлены в виде карт для синергетической природной, техногенной и природно-техногенной опасности территории КБР с использованием че-тырёхградационного варианта шкалы опасности в зависимости от значений £>2 . Пример одной из таких карт для синергетической природно-техногенной опасности представлен на рис. 12. Максимально опасный геотаксон выделен более ярким красным цветом. И для территории КБР в целом оказались верны основные выводы, полученные при детальном анализе геотаксонов №№1-3, расположенных в различных по своим природным и техногенным условиям частях КБР.

Таким образом, для реальных территориальных систем Кабардино-Балкарии не только определены интегральные показатели природной, техногенной и природно-техногенной опасности, учитывающие синерге-тические эффекты при воздействии на ТС совокупности ОПТП, но и практически подтверждён ряд теоретически полученных в диссертационной работе результатов, значимых как при определении интегральных показателей природно-техногенной опасности ТС, так и при их сравнении по степени подверженности ОПТП.

Рис.12. Синергетическая природно-техногенная опасность Кабардино-Балкарской Республики

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационном исследовании на основании разработанной единой концепции, включающей геоинформационные модели и методы представления, пространственного анализа геоинформации о подверженности геосистем ОПТП решена научная проблема, имеющая важное значение, определения и анализа интегральных оценок степени подверженности территориальных систем совокупности опасных природно-техногенных процессов, что позволяет преодолеть противоречие между необходимостью проведения анализа состояния различных ТС, повышения безопасности существующих и вновь создаваемых ТС, обеспечения информацией и поддержки при этом принятия управленческих решений, с одной стороны, и отсутствием адекватного научно-методического обеспечения - с другой.

Основные результаты диссертационной работы:

1. Разработаны основные методологические положения интегральной оценки природно-техногенной опасности территориальных систем на основе геоинформационных моделей и методов.

2. В рамках модельного структурирования территориальных систем введено понятие и дано определение геотаксону - основному элементу модельного структурирования, представления и анализа геоинформации о подверженности геосистем ОПТТ1, как определённой площади земной поверхности с присущим ей перечнем и характеристиками опасных при-одно-техногенных процессов.

. Учитывая пространственно-временной характер воздействия ОПТП на территориальные системы, приведено обоснование и введён ряд принципиально новых терминов; даны их определения.

4. Разработан ряд примерных технологических схем реализации методологии определения интегральных показателей природно-техногенной опасности территориальных систем.

5. Разработана матричная (векторная) геоинформационная модель представления и анализа в геосистеме первичной информации, обработки её в целях определения интегральных показателей природно-техногенной опасности с учётом синергетических эффектов.

6. Обоснован физический принцип и предложено конкретное выражение, позволяющее определять показатели опасности как отдельно взятых ОПТП, так и интегральные значения, обусловленные совместным воздействием на территориальную систему совокупности ОПТП.

7. В рамках матричной геоинформационной модели теоретически доказана обоснованность применения предложенного математического выражения для определения значений интегрального показателя природно-техногенной опасности геотаксона с точки зрения чувствительности ИП-ПТОГ к минимальным изменениям в геометрии взаимодействия площадей ОПТП, воздействующих на геотаксон. Получено, что наиболее оптимальным следует считать количество узлов на геотаксоне, лежащее в интервале от 15 до 30.

8. В рамках матричной геоинформационной модели теоретически проанализированы вопросы, связанные с влиянием числа узлов и их расположением на геотаксоне на значения ИППТОГ при различных соотношениях между характеристиками ОПТП в узлах. Показано, что равномерность распределения узлов по всем геотаксонам анализируемой территориальной системы, единый подход к этому распределению (количество узлов для всех геотаксонов должно быть одинаковым) являются непременным условием корректности определения ИППТОГ.

9. На основе разработанного метода, в рамках матричной геоинформационной модели и посредством численного моделирования впервые проведен детальный анализ зависимости интегральных показателей природно-техногенной опасности геотаксонов вида £>" (Ц,), характеризующих при-родно-техногенную опасность с точки зрения характеристик ОПТП, от количества ОПТП, их характеристик, площадей воздействия, конфигураций совместного воздействия нескольких ОПТП на определенную площадь.

10. В рамках матричной (векторной) геоинформационной модели разработаны концептуальные положения определения интегральных показателей природно-техногенной опасности территориальных систем, состоящих из определённого количества геотаксонов, и сравнения геосистем по степени опасности.

11. Проведено теоретическое обоснование и осуществлены математические постановки задач для реализации модельных численных экспериментов при исследовании вопроса сравнения территориальных систем по степени их подверженности ОПТП в рамках матричной геоинформационной модели.

12. Для реальных территориальных систем Кабардино-Балкарии определены интегральные показатели природной, техногенной и природно-техногенной опасности, учитывающие синергетические эффекты при воздействии на ТС совокупности ОПТП. Практически подтверждён ряд теоретически полученных в диссертационной работе результатов, значимых как при определении интегральных показателей природно-техногенной опасности ТС, так и при их сравнении по степени подверженности ОПТП.

В приложении представлены образцы форм для реализации описанной методики определения интегральных (или потенциальных) ИП-ПТОТС и акт о внедрении результатов диссертационной работы в научно-исследовательскую деятельность Высокогорного геофизического института Росгидромета.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах автора:

Монографии:

1. Балкаров Б.Б., Марченко П.Е. Задача построения оценок природно-техногенной опасности территорий. Нальчик: Изд.-во КБНЦ РАН. 1999.135 с.

2. Марченко П.Е. Методологические основы определения интегральных показателей природно-техногенной опасности территорий и их сравнения по степени подверженности опасным процессам. Нальчик: Изд-во КБНЦ РАН. 2009.242 с.

3. Марченко П.Е. Проблема оптимальных критериев в задаче сравнения территорий по степени их подверженности опасным природно-техногенным процессам. Нальчик: Изд-во КБНЦ РАН. 2010.220 с.

Публикации в журналах из перечня ВАК:

4. Марченко П.Е. Методологические аспекты определения интегрального показателя природно-техногенной опасности территории // Проблемы региональной экологии. 2008. №3. С. 116-120.

5. Марченко П.Е. О научно-методических основах ранжирования территорий, подверженных воздействию опасных природно-техногенных процессов, по степени их опасности // Вестник РУДН. Серия «Проблемы экологии и безопасность жизнедеятельности». 2008. №3. С. 27-33.

6. Марченко П.Е. Результаты моделирования одновременного воздействия на территорию совокупности опасных природно-техногенных процессов // Естественные и технические науки. 2008. .№3(35). С. 252-257.

7. Марченко П.Е. Основные концептуальные положения интегрального оценивания территорий по степени их подверженности опасным природно-техногенным процессам // Проблемы управления рисками в техносфере. 2008. №3(7). С. 24-31.

8. Марченко П.Е. Построение интегральных оценок природно-техногенной опасности территорий // Проблемы безопасности и чрезвычайные ситуации. 2008. №4. С. 91-98.

9. Марченко П.Е. Анализ влияния количества и характеристик опасных природно-техногенных процессов на интегральный показатель опасности территории И Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. 2008. №5. С. 99-102.

10. Марченко П.Е. Исследование зависимости интегральной оценки опасности территории от площадей и конфигураций воздействия опасных природно-техногенных процессов // Проблемы безопасности и чрезвычайные ситуации. 2008. № 6. С. 93-102.

11. Марченко П.Е. Вопросы сравнения территорий по степени их подверженности природно-техногенной опасности // Известия вузов. СевероКавказский регион. Естественные науки. 2009. Л® 1. С. 101-104.

12. Марченко П.Е. О влиянии конфигураций воздействия опасных природ-но-техногенных процессов на интегральную оценку опасности территории // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. 2009. № 2. С. 57-60.

М.Марченко П.Е. Геоинформационные основы определения интегральных синергетических показателей природно-техногенной опасности территориальных систем // Известия Кабардино-Балкарского научного центра РАН. 2010.№З.С.149-158.

14. Марченко П.Е. Анализ подверженности территориальных систем воздействию опасных природно-техногенных процессов на основе геоинформационных моделей и методов (на примере Кабардино-Балкарской Республики) / / Известия Кабардино-Балкарского научного центра РАН. 2010. .№3. С. 159168.

Другие публикации:

15. Балкаров Б.Б., Марченко П.Е., Тарасов Д. А. Моделирование природно-техногенной опасности территории II Материалы III Всероссийского симпозиума «Математическое моделирование и компьютерные технологии». Т. 3. Кисловодск. 1999. С. 19-20.

16. Балкаров Б.Б., Марченко П.Е., Анисимов Д.А. Компонентный анализ территорий для моделирования оценки их природно-антропогенной опасности // Материалы IV Всероссийского симпозиума «Математическое моделирование и компьютерные технологии». 4.1. Т. 2. Кисловодск. 2000. С. 19-20.

17. Балкаров Б.Б., Марченко П.Е., Орешина Е.С. Построение интегрального критерия для моделирования природно-антропогенной опасности территории // материалы IV Всероссийского симпозиума «Математическое моделирование и компьютерные технологии». 4.1. Т. 2. Кисловодск. 2000. С. 20-21.

18. Балкаров Б.Б., Марченко П.Е. Некоторые вопросы моделирования природно-антропогенной опасности территории // Материалы Всероссийской научной конференции «Математическое моделирование в научных исследованиях». Ч.Н. Ставрополь. 2000. С. 22-25.

19. Анисимов Д.А., Балкаров Б.Б., Марченко П.Е. Нечеткое шкалирование в оценивании территорий по степени их природно-антропогенной опасности на примере Приэльбрусья // Сб. трудов I Всероссийской конференции «Проблемы информатизации регионального управления». Нальчик. 2001. С. 5-12.

20. Балкаров Б.Б., Марченко П.Е. Об оценке рисков опасных природно-техногенных процессов // Сб. трудов Международной конференции «Моделирование региональных экономических и медико-экологических процессов». Нальчик. 2002. С. 18-19.

21. Анисимов Д.А., Балкаров Б.Б., Марченко П.Е. Автоматизация анализа форм рельефа с целью выявления опасных природных процессов // Сб. трудов международной конференции «Моделирование региональных экономических и медико-экологических процессов». Нальчик. 2002. С. 9-10.

22. Марченко П.Е. Об определении интегрального показателя природно-техногенной опасности территории: основные положения, некоторые результаты численного моделирования // Тез. докладов Международной научной конференции « Системные исследования современного состояния и пути развития Юга России». Ростов-на-Дону. 2006. С. 161-162.

23. Марченко П.Е. Некоторые результаты математического моделирования в задаче определения интегрального показателя природно-техногенной опас-

ности территории // Материалы II Всероссийской конференции «Проблемы информатизации регионального управления». Нальчик. 2006. С. 134-139.

24. Марченко П.Е. Некоторые аспекты анализа территорий, подверженных опасным природно-техногенным процессам // Материалы II Международной конференции «Моделирование устойчивого регионального развития». Том III. Нальчик. 2007. С. 51-62.

25. Марченко П.Е. Исследование влияния на интегральный показатель природно-техногенной опасности территории количества опасных природно-техногенных процессов, их энергетических характеристик, площадей и конфигураций воздействия // Материалы II Международной конференции «Моделирование устойчивого регионального развития». Том III. Нальчик. 2007. С. 62-69.

26. Марченко П.Е., Чернышев Г.В. Об автоматизации научных исследований характеристик опасных природно-техногенных процессов // Материалы II Международной конференции «Моделирование устойчивого регионального развития». Том III. Нальчик. 2007. С. 69-72.

27. Марченко П.Е. Некоторые результаты исследования влияния на интегральный показатель опасности территории количества опасных природно-техногенных процессов и их характеристик //Тезисы VII Научно-практической конференции «Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций». Центр «Антистихия» МЧС РФ. 2007. С. 84-85.

28. Марченко П.Е. Научно-методические основы определения интегрального показателя природно-техногенной опасности территории (энергетическая парадигма) // Материалы VII Научно-практической конференции «Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций». М.: ООО «Рекламно-издательская фирма «МТП - инвест». 2008. С. 333-343.

29. Марченко П.Е. Некоторые методологические вопросы определения интегрального показателя природно-техногенной опасности территории // Материалы Всероссийской конференции (с международным участием) «Проблемы информатизации общества». Нальчик. 2008. С. 54-58.

30. Марченко П.Е О сравнении территорий по степени их подверженности опасным природно-техногенным процессам // Материалы Всероссийской конференции (с международным участием) «Проблемы информатизации общества». Нальчик. 2008. С. 202-205.

31. Болов В.Р., Чернышёв Г.В., Марченко П.Е. Об одном методе автоматизации вычислительных экспериментов при исследовании характеристик природно-техногенных процессов // Сборник материалов IX Научно-практической конференции «Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций». Москва. Центр «Антистихия» МЧС России. 2009.14 с.

32. Болов В.Р., Марченко П.Е., Балкаров Б.Б. Методологические вопросы решения задачи определения интегрального показателя природно-техногенной опасности территории // Сборник материалов IX Научно-практической конференции «Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций». Москва, центр «Антистихия» МЧС России. 2009. С. 15-16.

33. Марченко П.Е. Методические и терминологические особенности учёта временной составляющей при определении интегрального показателя при-родно-техногенной опасности территории // Сборник материалов IX Научно-практической конференции «Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций». Москва. Центр «Антистихия» МЧС России. 2009. С. 60-61.

34. Марченко'П.Е. Некоторые методологические особенности решения задачи сравнения территорий по степени их подверженности опасным природно-техногенным процессам // Материалы III Международной конференции «Моделирование устойчивого регионального развития». Часть II. Нальчик. 2009. С. 191- 195.

Сдано в набор 17 августа 2010 г. Подписано в печать 19 августа 2010 г. Гарнитура Тайме. Печать офсетная. Формат <50x84 /16. Бумага писчая. Усл.п.л.1,9. Тираж 100 экз.

360000, г. Нальчик, ул. И. Арманд, 37-а. Редакционно-издательский отдел КБНЦ РАН.

Содержание диссертации, доктора технических наук, Марченко, Павел Евгеньевич

Введение.

Глава 1. Анализ и разработка концепции представления и интегральной оценки природно-техногенной опасности территориальных систем на основе геоинформационных моделей и методов.

1.1. Анализ состояния исследований в области оценки степени подверженности территориальных систем опасным природно-техногенным процессам.

1.2. Анализ и определение геотаксона, как основного элемента структурирования территориальных систем, представления и анализа геоинформации об их подверженности опасным природно-техногенным процессам.

1.3. Анализ и формирование системы параметров, определяющих степень природно-техногенной опасности территориальных систем.

1.4. Анализ влияния конфигураций воздействующих на геотаксон опасных природно-техногенных процессов на интегральный показатель показатель опасности.

1.5. Анализ влияния погрешностей идентификации характеристик опасных природно-техногенных процессов и узлов геотаксона на значения интегральных показателей природно-техногенной опасности.

1.6. Анализ влияния количества узлов сетки на значения интегрального показателя природно-техногенной опасности геотаксона.

1.7. Анализ учёта временной составляющей при определении интегрального показателя природно-техногенной опасности территориальной системы: методические, терминологические и технологические аспекты.

Глава 2. Анализ влияния количества и характеристик опасных природно-техногенных процессов, воздействующих на геотаксон, на его интегральный показатель природно-техногенной опасности.

2.1. Анализ влияния количества опасных природно-техногенных процессов, их характеристик, конфигураций воздействия на интегральный показатель природно-техногенной опасности геотаксона при условии равенства площадей воздействия.

2.2. Анализ влияния количества опасных природно-техногенных процессов, их характеристик, площадей и конфигураций воздействия на интегральный показатель природно-техногенной опасности геотаксона.

Глава 3. Теоретические и методические основы сравнения территориальных систем по степени их подверженности опасным природно-техногенным процессам.

3.1. Методические основы определения интегральных показателей природно-техногенной опасности территориальных систем, состоящих из определённого количества геотаксонов, и их сравнения по степени опасности в рамках матричной геоинформационной модели.

3.2. Теоретический анализ сравнения интегральных показателей природно-техногенной опасности двух территориальных систем, состоящих из двух геотаксонов каждая.

3.3. Теоретический анализ сравнения интегральных показателей природно-техногенной опасности территориальных систем, состоящих из трёх гетаксонов каждая.

Глава 4. Теоретический анализ и результаты геомоделирования в задаче сравнения территориальных систем по степени их подверженности опасным природно-техногенным процессам.

4.1. Анализ влияния значений и соотношений между характеристиками геотаксонов, составляющих территориальные системы, на результаты их сравнения по степени подверженности опасным природно-техногенным процессам: теоретические обоснования и результаты численного геомоделирования для территориальных систем, состоящих из трёх геотаксонов.

4.2. Обобщающий анализ результатов численного геомоделирования и сравнения территориальных систем, состоящих из трёх геотаксонов, по степени их подверженности опасным природно-техногенным процессам.

4.3. Элементы анализа сравнения по степени подверженности опасным природно-техногенным процессам территориальных систем, состоящих из более чем трех геотаксонов. Терминологические аспекты решения задачи сравнения территориальных систем.

Глава 5. Интегральные оценки природно-техногенной опасности реальных территориальных систем (на примере Кабардино-Балкарской Республики).

5.1. Анализ подверженности территории Кабардино-Балкарской Республики опасным природно-техногенным процессам.

5.2. Определение интегральных показателей природно-техногенной опасности реальных территориальных систем Кабардино-Балкарской Республики.

5.3. Сравнение реальных территориальных систем Кабардино-Балкарской Республики по степени подверженности опасным природно-техногенным процессам.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Геоинформационные модели и методы интегральной оценки природно-техногенной опасности территориальных систем"

Первое же десятилетие XXI века наглядно подтвердило прогнозы специалистов в отношении серьёзной активизации, в том числе на территории России, опасных природных процессов, все чаще приобретающих характер катастроф. Среднегодичное количество катастроф уже в последнее десятилетие XX века достигло 288 в год, в то время как в предыдущие 10 лет оно составляло 110-130 [1]. Стремительными темпами продолжают расти экономические потери от природных катастроф. Например, за 35 лет (с середины 60-х годов до конца XX века) экономические потери от природных катастроф в мире увеличились в 74 раза [1]. И это то по отношению только к семи природным опасностям.

Рост землетрясений в районах добычи нефти и газа, бесконтрольный забор подземных вод приводят к опусканию огромных территорий, при этом возможна активизация карстово-суффозионных процессов. Значительными темпами растут подтопляемые площади, они отмечаются в 90% крупных российских городов. Всё чаще практически бессистемная, не опирающаяся на научное обоснование застройка особенно крупных городов в районах, потенциально подверженных опасным природным процессам, неизбежно приводит к активизации опасных природных процессов и как следствие к катастрофам уже не только природного, но и природно-техногенного характера, учитывая взаимосвязь природных и техногенных систем. При этом изначально значительное число городов России подвержено наводнениям (746 городов), оползням и обвалам (7), землетрясениям (103), смерчам (500), лавинам (5), селям (9), цунами (9) [1]. Именно на города приходятся наибольшие социальные и материальные потери.

В России, по последним отечественным экспертным оценкам суммарная величина ежегодных материальных ущербов от природных катастрофических явлений составляет 22-27 млрд $.

Одновременно в России растёт число техногенных катастроф и это несмотря на беспрецедентное для мирного времени, при отсутствии революций, природных катастроф и эпидемий в масштабах страны, при изобилии ресурсов, падение производства. Чрезвычайные ситуации техногенного характера практически стали регулярными и ежедневно происходящими на территории страны. Аварии систем жизнеобеспечения, на угольных шахтах, масштабные пожары, аварии в энергетических системах стали обыденным явлением. Обоснованно можно говорить, что Россия уже вошла в период крупных аварий и техногенных катастроф.

На Всемирной конференции по природным катастрофам в мае 1994 г. в Иокогаме (Япония) была принята Декларация, в которой сказано, что «борьба за уменьшение ущербов от природных катастроф должна быть важным элементом государственной стратегии всех стран в достижении устойчивого развития» [2]. Однако, как отмечалось на конференции в Иокогаме и практически повсеместно исследователями проблемы подверженности территориальных систем (ТС) опасным природно-техногенным процессам (ОПТП) [напр., 3-7], до сих пор преобладающей, в том числе и в России, является практика ликвидации последствий ОПТП, хотя очевидно, что необходима реализация государственной стратегии, опирающейся на научно обоснованные концепции оценки состояния территориальных систем с точки зрения их подверженности ОПТП, прогноза возможных сценариев развития ОПТП на данной территории, и исходя из этого предотвращения возникновения чрезвычайных ситуаций, обусловленных ОПТП. Как показывает международный опыт, затраты на прогнозирование и обеспечение готовности к природным событиям чрезвычайного характера до 15 раз меньше по сравнению с предотвращенным ущербом.

Проведенный анализ в области исследований подверженности территориальных систем опасным природно-техногенным процессам позволяет констатировать отсутствие в настоящее время в РФ общепринятой целостной концептуальной модели, включающей в себя основные смыслообразуюшие понятия, принципы и методы представления и анализа геоинформации об опасных природно-техногенных процессах, геоинформационные модели интегральной оценки природно-техноген-ной опасности территориальных систем и их сравнения по степени подверженности ОПТП с учётом синергети-ческих эффектов. Как в отечественной, так и зарубежной литературе к настоящему времени отсутствует (за исключением, напр., [6]), и само понятие интегрального показателя (оценки) природно-техногенной опасности территориальной системы (геосистемы) (ИППТОТС).

Практически вся имеющаяся на сегодняшний день информация о подверженности территорий ОПТП представлена в виде карт для отдельных видов опасностей или атласов достаточно мелкого масштаба, имеющих обзорный характер и отражающих по многим видам опасностей просто сам факт их наличия или отсутствия на территории России, по сути, без возможности их использования для решения практических задач, в том числе сравнения нескольких произвольных территориальных систем по степени их подверженности совокупности ОПТП с учётом синергетических эффектов.

Таким образом, проблемная ситуация, сложившаяся в области оценки состояния территориальных систем с точки зрения их подверженности опасным природно-техногенным процессам определяется системной нерешённостью концептуальных, теоретических и методических вопросов представления, анализа и интегральной оценки природно-техногенной опасности ТС, создавая противоречие между необходимостью проведения анализа состояния различных ТС в целях предотвращения возникновения чрезвычайных ситуаций, обусловленных воздействием на территориальные системы ОПТП, повышения безопасности существующих и вновь создаваемых ТС, обеспечения информацией и поддержки при этом принятия управленческих решений, с одной стороны, и отсутствием адекватного научно-методического обеспечения - с другой.

Объектом исследования являются природные, техногенные, природно-техногенные и др. территориальные системы (геосистемы), подверженные совместному воздействию совокупности опасных природно-техногенных процессов с присущими им характеристиками.

Основными задачами диссертационного исследования являлись: • разработка концептуальных положений геомодельного структурирования территориальных систем, представления и интегральной оценки опасных природно-техногенных процессов в геосистемах; определение физического параметра - показателя опасности природно-техногенных процессов или их совокупности;

• разработка матричной (векторной) геоинформационной модели синергети-ческой интегральной оценки природно-техногенной опасности геотаксона; исследование методических вопросов реализации модели;

• разработка методики и проведение теоретического анализа и геомодельных численных экспериментов по исследованию влияния количества, характеристик опасных природно-техногенных процессов, их площадей и конфигураций воздействия на интегральный показатель природно-техногенной опасности территориальной системы;

• разработка методики определения интегральных показателей природно-техногенной опасности территориальных систем, состоящих из определённого количества геотаксонов, в рамках матричной (векторной) геоинформационной модели;

• разработка метода, проведение теоретического анализа и модельных численных экспериментов в рамках исследования проблемы сравнения территориальных систем по степени их подверженности совокупности опасных при-родно-техногенных процессов;

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Концепция представления и интегральной оценки опасных природно-техногенных процессов в геосистемах.

3. Методика анализа влияния на интегральный показатель природно-техно-генной опасности геотаксона количества опасных природно-техногенных процессов, их характеристик, площадей и конфигураций воздействия.

Научная новизна исследования

1. Концепция представления и интегральной оценки опасных природно-техногенных процессов в геосистемах, основанная на анализе определённой площади земной поверхности — геотаксона (либо геосистемы в целом, либо её части), подвергающегося воздействию совокупности опасных природно-техногенных процессов, степень опасности которых определяется проявлением их характеристик в данное время, в данном месте, и определении интегральных значений природно-техногенной опасности посредством перехода от непрерывной формы представления геоинформации к дискретной в конкретных точках геотаксона для конкретной совокупности ОПТП, что обеспечивает адекватность анализа реальным особенностям проявления ОПТП в геосистеме, позволяет решать задачу интегральной оценки опасности на любых необходимых масштабах.

3. Методика анализа влияния на интегральный показатель природно - техногенной опасности геотаксона количества опасных природно-техногенных процессов, их характеристик, площадей и конфигураций воздействия, основанная на применении матричной геоинформационной модели, обеспечивающая возможность комплексного учёта параметров, определяющих значения интегральных показателей природно-техногенной опасности геотаксона (ИППТОГ), и позволяющая анализировать эффективность и адекватность используемых математических выражений для оценки опасности.

4. Методика определения интегральных показателей природно-техногенной опасности территориальных систем, состоящих из определённого количества геотаксонов, и сравнения территориальных систем по степени их подверженности совокупности опасных природно-техногенных процесов, обеспечивающая в рамках матричной (векторной) геоинформационной модели генерализацию интегральных оценок опасности при переходе от анализа геотаксонов, составляющих геосистему, к анализу всей геосистемы и корректное решение задачи сравнения геосистем, в том числе при возникновении элементов неопределённости, обусловленных особенностями представления интегральных оценок.

5. Синергетические интегральные оценки подверженности реальных геосистем совокупности опасных природно-техногенных процессов (на примере Кабардино - Балкарской Республики), обеспечивающие в том числе проведение анализа их состояния с точки зрения повышения безопасности существующих и вновь создаваемых ТС.

Теоретическая и практическая значимость работы

На основе результатов проведенных исследований возможны постановка и решение теоретических задач исследования подверженности территориальных систем совокупности опасных природно-техногенных процессов и практических задач определения численных значений интегральных показателей природно-техногенной опасности территориальных систем любого уровня детализации. Разработанные геоинформационные модели и методы, технологические схемы могут быть использованы для создания систем геоинформационного обеспечения МЧС, других заинтересованных органов исполнительной власти РФ; создания ГИС управления рисками природно-техногенной опасности различных территориальных систем (природных, антропогенных, природно-технических, рекреационных и т.д.); проведения экспертиз подверженности ОПТП существующих и планируемых к строительству объектов.

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы и отдельные её части докладывались и обсуждались на: III и IV Всероссийских симпозиумах «Математическое моделирование и компьютерные технологии» (Кисловодск, 1999 г.,2000 г.); Всероссийской научной конференции «Математическое моделирование в научных исследованиях» (Ставрополь, 2000 г.); I и II Всероссийских конференциях «Проблемы информатизации регионального управления» (Нальчик, 2001 г., 2006 г.); Международной научной конференции «Моделирование региональных экономических и медико-экологических процессов» (Нальчик, 2002 г.); Международной научной конференции «Системные исследования современного состояния и пути развития Юга России» (Ростов-на-Дону, 2006 г.); II и III Международных конференциях «Моделирование устойчивого регионального развития» (Нальчик, 2007 г., 2009 г.); VII Научно-практической конференции «Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций» (п.Красная Поляна, 2007 г.); Всероссийской конференции с международным участием «Проблемы информатизации общества» (Нальчик, 2008 г.); IX Научно-практической конференции «Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций» (Москва, 2009 г.).

Публикации

Основные результаты диссертации опубликованы в трёх монографиях, 31 научном труде, включая 11 работ в журналах, входящих в Перечень ВАК ведущих рецензируемых научных журналов и изданий.

Структура и объём работы

Заключение Диссертация по теме "Геоинформатика", Марченко, Павел Евгеньевич

Основные результаты диссертационной работы:

2. В рамках модельного структурирования территориальных систем введено понятие и дано определение геотаксону - основному элементу модельного структурирования, представления и анализа геоинформации о подверженности геосистем ОПТП, как определённой площади земной поверхности с присущим ей перечнем и характеристиками опасных природно-техногенных процессов.

3. Учитывая пространственно-временной характер воздействия ОПТП на территориальные системы, приведено обоснование и введён ряд принципиально новых терминов; даны их определения.

7. В рамках матричной геоинформационной модели теоретически доказана обоснованность применения предложенного математического выражения для определения значений интегрального показателя природно-техногенной опасности геотаксона с точки зрения чувствительности ИППТОГ к минимальным изменениям в геометрии взаимодействия площадей ОПТП, воздействующих на геотаксон. Получено, что наиболее оптимальным следует считать количество узлов на геотаксоне, лежащее в интервале от 15 до 30.

8. В рамках матричной геоинформационной модели теоретически проанализированы вопросы, связанные с влиянием числа узлов и их расположением на геотаксоне на значения ИППТОГ при различных соотношениях между характеристиками ОПТП в узлах. Показано, что равномерность распределения узлов по всем геотаксонам анализируемой территориальной системы, единый подход к этому распределению (количество узлов для всех геотаксонов должно быть одинаковым) является непременным условием корректности определения ИППТОГ.

9. На основе разработанного метода, в рамках матричной геоинформационной модели и посредством численного моделирования впервые проведен детальный анализ зависимости интегральных показателей природно-техногенной опасности геотаксонов вида характеризующих природно-техногенную опасность с точки зрения характеристик ОПТП, от количества ОПТП, их характеристик, площадей воздействия, конфигурации совместного воздействия нескольких ОПТП на определенную площадь.

10.В рамках матричной (векторной) геоинформационной модели разработаны концептуальные положения определения интегральных показателей природно-техногенной опасности территориальных систем, состоящих из определённого количества геотаксонов, и сравнения геосистем по степени опасности.

11. Проведено теоретическое обоснование, осуществлены математические постановки задач для реализации модельных численных экспериментов, получен ряд важных для практического применения результатов при исследовании вопроса сравнения территориальных систем по степени их подверженности ОПТП в рамках матричной геоинформационной модели.

295

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационном исследовании на основании разработанной единой концепции, включающей геоинформационные модели и методы представления, пространственного анализа геоинформации о подверженности геосистем ОПТП решена научная проблема, имеющая важное значение, определения и анализа интегральных оценок степени подверженности территориальных систем совокупности опасных природно-техногенных процессов, что позволяет преодолеть противоречие между необходимостью проведения анализа состояния различных ТС, повышения безопасности существующих и вновь создаваемых ТС, обеспечении информацией и поддержке при этом принятия управленческих решений, с одной стороны, и отсутствием адекватного научно-методического обеспечения с другой.

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора технических наук, Марченко, Павел Евгеньевич, Нальчик

1. Осипов В.И. Природные катастрофы на рубеже XX1.века // Вестник РАН. 2001. Т. 71. №4. С. 291 -302.

2. Природные опасности России. Природные опасности и общество. Тематический том / Под ред. В.А. Владимирова, Ю.А. Воробьева, В.И. Остова. М.: Изд-во «КРУК». 2002. 248 с.

3. Рагозин A.JI. Современное состояние и перспективы оценки и управления природными рисками в строительстве // Анализ и оценка природного и техногенного риска в строительстве. М.: Изд-во ПНИИИС. 1995. С. 9-25.

4. Рагозин A.JI. Общие положения оценки и управления природным риском // Геоэкология, инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 1999. №5. С. 417-429.

5. Балкаров Б.Б., Марченко П.Е. Задача построения оценок природно-техногенной опасности территории. Нальчик: Изд-во КБНЦ РАН. 1999. 135 с.

6. Природные опасности России. Оценка и управление природными рисками. Тематический том / Под ред. /177. Рагозина. М.: Изд-во «КРУК». 2003. 320 с.

7. Natural Disaster in the World. Statistical Trend on Natural Disaster. National Land Agency: Japan, IDNDR. Promotion Office. 1994.

8. China Disasters Reduction Plan. 1999.

9. Никонов А. А. Человек воздействует наземную кору. M.: Наука. 1980. 47 с.

10. Наведенная сейсмичность / Под ред. А.В. Николаева. М.: Наука. 1994. 218 с.

11. Николаев А.В. Проблемы искусственной разрядки тектонических напряжений и снижение сейсмической опасности // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. 1999. № 5. С. 387 -398.

12. Карбонъин Я. Опускание земной поверхности катастрофические явления глобального масштаба // Природа и ресурсы. Изд-во ЮНЕСКО, 1985. Т. XXI. № 1.С. 2-12.

13. Nigel Н., Puente S. Environmental Issues in the Sities of the Developing World: The Case of Mexico City. Environmental Issues in the Cities of the Developing World 2 (4). 1990. Pp. 500 532.

14. Москва. Геология и город / Под ред. В.И. Осипова и О.П. Медведева. М.: Московские учебники и картолитография, 1997. 400 с.

15. Родкин М.В., Шебалин Н.В. Проблемы измерения катастроф // Известия РАН. Серия географическая. 1993. № 5. С. 105 115.

16. Кузнецов И.В., Писаренко В.Ф., Родкин М.В. К проблеме классификации катастроф: параметризация воздействия и ущерба // Геоэкология. 1998. № 1. С. 16-29.

17. Акимов В.А., Владимиров В.А., Измалков В.И. Катастрофы и безопасность. М.: Изд-во «ДЭКС ПРЕСС». 2006. 387 с.

18. Мягков С.М. География природного риска. М.: Изд-во МГЦ, 1995. 224 с.

19. Курбатова А.С., Мягков С.М., Шныпарков А.Л. Природный риск для городов России. М.: НИиПИ экологии города. 1997. 240 с.

20. Справочные данные о чрезвычайных ситуациях техногенного, природного и экологического происхождения. Части 1 и 2. М.: Штаб ГО СССР, 1990.

21. Berz G. Global Warning and the insurance industry // Nature and Resources. 1991. Vol. 27. №2.

22. Елохин A.H., Проценко A.H., Рыжиков B.C., Хомяков Д.Н. К вопросу о классификации чрезвычайных ситуаций природного и техногенногохарактера // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. 1995. Вып. 10. С. 51-70.

23. Рагозин A.JI. Ранжирование опасных природных и техноприродных процессов по социально-экономическому ущербу. ПБЧС. Вып. 2. 1993. С. 50-61.

24. Реезон A.A. Картографирование состояний геотехнических систем. М.: Изд-во «Недра». 1992. 223 с.

25. Селиверстов Ю.Г. Геоинформационное картографирование снежных лавин и водоснежных потоков в НИЛ снежных лавин и селей // Снежные лавины, сели и оценка риска. Сб. трудов. МГУ. 2004. С. 14 25.

26. Torii Kenichi, Kato Fuminori. Risk assessment on storm surge flood 11 NIST Spec. Publ. 2002. № 987. P. 315 322.

27. Изучение экзогенных процессов аэроландшафтным методом. М.: Изд-во «Недра». 1978.

28. Разумов В.В. и др. Атлас природных опасностей и стихийных бедствий Кабардино-Балкарской Республики. Санкт-Петербург: Гидрометеоиздат. 2000. 66 с.

29. Разумов В.В. и др. Кадастр лавинно-селевой опасности Кабардино-Балкарской Республики. Санкт-Петербург: Гидрометеоиздат. 2001. 65 с.

30. Кронберг П. Дистанционное изучение Земли. Пер. с немецкого. М.: Мир. 1988. 342 с.

31. Шеко А.И. Закономерности формирования селей и их прогноз. М.: Изд-во «Недра». 1980.

32. Толстых Е.А., Клюкин A.A. Методика измерения количественных параметров экзогенных геологических процессов. М.: Изд-во «Недра». 1984. 117 с.

33. Асаян Д.С. Дистанционные методы изучения экзодинамики рельефа Известнякового Дагестана как фактора экологического состояния // Геоморфология. 1993. № 4. С. 26 35.

34. Забадаев И.С., Пяткин В.П. База видеоданных геоинформационной системы // В. сб.: Автоматизированная обработка визуальной информации. Новосибирск. 1989. С. 3 — 11.

35. СП 11-105-97. Часть II. Инженерно-геологические изыскания в районах опасных геологических и инженерно-геологических процессов / Госстрой России. М.: Изд-во ПНИИИС. 1998. 92 с.

36. СП 11-105-97. Часть IV. Инженерно-геологические изыскания для строительства. Правила производства работ в районах распространения многолетнемерзлых грунтов / Госстрой России. М.: Изд-во ПНИИИС. 1999. 60 с.

37. Градостроительный кодекс Российской Федерации от 29.12.2004. № 190 ФЗ, 31.12.2005, № 210 - ФЗ.

38. СП 11-104-97. Инженерно-геодезические изыскания для строительства / Госстрой России. М.: Изд-во ПНИИИС. 1997.

39. Карта опасных геологических процессов России. Масштаб 1:5000000 / Спец. содерж. разраб. Рагозин A.JI. Сост.: Рагозин А.Л., Пырченко В.А., Слипко О.В. и др. М.: Изд-во ПНИИИС. 1990а.

40. Карта переработки берегов водохранилищ России. Масштаб 1:5000000 / Спец. содерж. разраб. Рагозин A.JI. Сост.: Рагозин А.Л., Бурова В.Н., Иванова Н.Б. М.: Изд-во ПНИИИС, 19906.

41. Карта регионально-геологических факторов развития опасных геологических процессов на территории России. Масштаб 1:5000000 / Спец. содерж. разраб. и сост.: Рагозин А.Л., Груздов A.B., Артемьева Н.М., Бурова В.Н. М.: Изд-во ПНИИИС. 1990в.

42. Карта зонально-климатических факторов развития опасных геологических процессов на территории России. Масштаб 1:5000000 / Спец. содерж. разраб. и сост.: Рагозин А.Л., Груздов A.B., Артемьева Н.М. М.: Изд-во ПНИИИС. 1990г.

43. Карта природного риска строительного освоения территории России / Спец. содерж. разраб. Рагозин А.Л. Сост.: Рагозин А.Л., Пырченко В.А., Слипко О.В. и др. Масштаб 1:5000000. М.: Изд-во ПНИИИС. 1990.

44. Комплект карт общего сейсмического районирования территории Российской Федерации ОСР 97. Масштаб 1:8000000 / В.И. Уломов, ЛС. Шумилина. М.: Изд-во ОИФЗ РАН. 1999. 57 с.

45. Карта техногенных факторов развития опасных геологических процессов на территории России. Масштаб 1:5000000 / Спец. содерж. разраб. и сост.: Рагозин А.Л., Пырченко В.А. М.: Изд-во ПНИИИС. 1994. 267 с.

46. Общая схема инженерной защиты территории России от опасных природных и природно-техногенных процессов ( Карта природного риска строительного освоения территории России. Масштаб 1:5000000) /

47. Спец. содерж. разраб. Рагозин A.JI. Сост.: Рагозин А.Л., Слипко О.В., Пырченко В.А. и др. М.: Изд-во ПНИИИС. 1990.

48. Атлас природных и техногенных опасностей и рисков чрезвычайных ситуаций в Российской Федерации. М.: ИПЦ ДИК. 2005. 269 с.

49. Карта радоноопасности России. Масштаб 1:10000000. ВСЕГСИ. СНГГИ. 1995.

50. Карта распространения оползней на территории Российской Федерации. Масштаб 1:5000000. 2006. РАН, МПР РФ, ФГУП «ИМГРЭ».

51. Карта селевой опасности территорий Российской Федерации. Масштаб 1:5000000. 2006. РАН, МПР РФ, ФГУП «ИМГРЭ».

52. Экологический атлас Мурманской области. Москва Апатиты: Инс-т проблем промышленной экологии севера Кольского научного центра РАН. Географический ф-т МГУ. 1999. 48 с.

53. Экологический атлас России. М.: Министерство природных ресурсов РФ, Федеральный эк. фонд РФ, МГУ. Карта. 2002. 128 с.

54. Атлас Кабардино-Балкарской Республики. М.: Федеральная служба геодезии и картографии России. 1997. 42 с.

55. Атлас Приморского края. Управление нар. обр. администрации Приморского края, Тихоокеанский институт географии ДВО РАН. 1998.

56. Атлас Ханты-Мансийского АО Югры. Т. II. Природа. Экология. Ханты -Мансийск - Москва: ООО НПФ «Талка - ТДВ». 2004. 152 с.

57. Барымова H.A., Клюев H.H., Петрова И.Ф. Картографическое обеспечение безопасности региона (на примере Курской области) / Геоэкологический анализ. Принципы, методы, опыт, применения. М.: Изд-во Института географии РАН. 1995. С. 136 156.

58. Петрова И.Ф. Категории «опасность» и «риск» и их отображение на экологических картах // Труды VII научно-практической конференции «Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций». М.: ООО «Рекламно-издательская фирма «МТП-инвест»». 2008. С. 355 -365.

59. ШекоА.И., Крунодеров B.C. Оценка опасности и риска экзогенных геологических процессов // Геоэкология. 1994. № 3. С. 53 59.

60. ШекоА.И., Калкин В.В. Оценки опасности и риска // Опасные экзогенные процессы / Под ред. В.И. Осипова. М.: Изд-во ГЕОС. 1999. С. 232-251.

61. Природные опасности России. Экзогенные геологические опасности. Тематический том. / Под. ред. В.М. Кутенова, А.И. Шеко. М.: Изд-во «КРУК». 2002. 348 с.

62. Meneroud I. Expérience de cartographie geotechnique systématique pour les plans d occupacion des sols dans les Alpes Maritime s // Bull. Liasion Labo P. et Ch. 1976. 85. P. 51-56.

63. Porcher A4., Guillope P. Cartographie des risques ZERMOS appliquée a des plans d occupacion des sols en Normandie // Bull. Liasion Labo P. et. Ch. 1979. 99. P. 43-54.

64. Godefroy P., Humber M. La kartographie des risques natureles lies aux mouvements de terrain et aux seismes // Hydrogeologie et geologie de ïingenieur. 1983. V. 2. P. 69 90.

65. Рагозин A.JI. Оценки и картографирование опасности и риска от природных и техноприродных процессов (история, методология, методика и примеры) // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. 1993в. Вып. 3. С. 16-41.

66. Рагозин A.JI. Оценки и картографирование опасности и риска от природных и техноприродных процессов (история, методология, методика и примеры) // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. 1993в. Вып. 5. С. 4 21.

67. Рагозин A.JI. Общие закономерности формирования и количественная оценка природных рисков на территории России // Вопросы анализа риска. 19996. Т. 1. № 2 4. С. 28 - 47.

68. Рагозин А.Л. Общие положения оценки и управления природным риском // Геоэкология, инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 1999. №5. С. 417-429.

69. World map of natural hazards / Munchener Ruck, Munich Re. 1978.

70. Карта сейсмического районирования СССР. Масштаб 1:5000000. Объяснительная записка. М.:. Наука. 1984. 32 с.

71. Рагозин А.Л. Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных природных процессов // Промышленное и гражданское строительство. 1992. № 12. С. 6 7.

72. Природные опасности России. Сейсмические опасности. Тематический том / Под ред. Г.А. Соболева. М.: Изд-во «КРУК». 2000. 296 с.

73. Природные опасности России. Гидрометеорологические опасности. Тематический том / Под ред. Г.С. Голицына, A.A. Васильева. М.: Изд-во «КРУК». 2001. 296 с.

74. Кучай В.К., Чугадеев Д.Н., Ким А.Н. Вероятностный геологический прогноз по косвенным изображениям. М.: «Недра». 1986. 207 с.

75. Кучай В.К. и др. К корреляционной методике оползневого прогноза в условиях Центрального Таджикистана // Матер. Научно-технического совещания по вопросам методики и прогноза селей, обвалов и оползней. Душанбе. 1970. С. 184- 189.

76. Кучай В.К. Прогнозирование оползней. // Сов. Геология. 1973. № 12. С. 128-132.

77. Круковский Г.Л. Некоторые вопросы пространственного прогнозирования оползней // Современные физико-геологические явления и процессы. Ташкент: Фан. 1971. С. 49 53.

78. Круковский ГЛ. Вариант задачи вероятностного пространственного прогнозирования оползней // Геодинамические процессы и явления Средней Азии. Ташкент: Фан. 1973. С. 26-33.

79. Гулакян К.А., Кюнтцелъ В.В., Постоев Г.П. Прогнозирование оползневых процессов. М.: «Недра». 1977. 35 с.

80. Толмачев В.В. Вероятностный подход при оценке устойчивости закарстованных территорий и проектировании противокарстовых мероприятий // Инженерная геология. 1980. № 3. С. 98 107.

81. Толмачев В.В., Троицкий Г.М., Хоменко В.П. Инженерно-строительное освоение закарстованных территорий. М.: Стройиздат. 1986. 176 с.

82. Champetier de Ribes G. La cartographie des mouvements de terrain des ZERNOS aux PER//Bull. Liaison Lado P. et Ch. 1987. 150 / 151. P. 9 19.

83. Кюлъ E.B., Стрешнева Н.П. и др. Пояснительная записка к комплекту карт районов инженерной защиты территории КБР от опасных природных и техногенных процессов масштаба 1:200000 и 1:100000. НПЦ «Антистихия» Росгидромета. Фонды МЧС КБР. Нальчик. 1995.

84. Материалы корректировки инженерной схемы противоэрозионных мероприятий КБ АССР. Нальчик: Фонды ин-та «Севкавгипрозем». 1983. 73 с.

85. Федченко JI.M., Беленцова В.А. Усовершенствованный способ прогноза интенсивных градовых процессов // Труды ВГИ. 1987. Вып. 67. С. 57 -64.

86. Хмелева А.В. К прогнозу летних сильных осадков и ветра на Европейской части СССР // Труды ГМУ СССР. 1990. Вып. 308. С. 5967.

87. Тлисов М.И., Хучунаев Б.М. Спектральные и энергетические характеристики града // Метеорология и гидрология. 1987. № 9. С. 56 -61.

88. Тлисов М.И., Таимурзаев АХ., Федченко Л.М., Хучунаев Б.М. Физические характеристики града и повреждаемости сельскохозяйственных культур

89. Труды Всесоюзной конференции «Активные воздействия на гидрометеорологические процессы». Киев. 1987.

90. Абшаее М.Т., Харченко В.М. Вероятностно-статистический метод прогноза интенсивных ливней и гроз // Труды ВГИ. 1997. Вып. 38. С. 85 -91.

91. Благовещенский В.П. Количественная оценка лавинной опасности малоизученных горных районов. Автореф. диссерт. на соискание степени докт. геогр. наук. М. 1990.

92. Тихвинский И.О., Молодых ИИ. Оценка опасности экологических исследований горных оползней // Безопасность и экология горных территорий. Тез. докладов II Международной конференции. Владикавказ. 1995. С. 122-124.

93. Рященко Т.Т., Макаров С.А., Акулова В.В. Критерии геоэкологического анализа и оценка опасности Прибайкалья // Анализ и оценка природных рисков в строительстве. Материалы Международной конференции. М.: ПНИИИС. 1997. С. 120-121.

94. Kymenoe В.М., Кожевникова В.И. Устойчивость закарстованных территорий. М.: Наука. 1989. 151 с.

95. Ayala F.J. Analisis de los conceptos fundamentals de riesgos y aplicación a la definición de tipos de mapos de riesgos geologicos // Boletín Geologico y Minero. 1990. V. 101-103. P. 108-119.

96. Рагозин A.JI., Пырченко В.А., Тихвинский И.О., Хайме Н.М. Комплексный анализ и оценка последствий подъема уровня Каспия // Геоэкология. 1996. №3. С. 16-37.

97. Рагозин А.Л. Введения в синергетику опасных природных процессов // Анализ и оценка природных рисков в строительстве / Под ред. С.И. Полтавцева и А.Л. Рагозина. Материалы Междунар. конференции. М.: Изд-во ПНИИИС. 1997. С. 50 52.

98. Осипов В.И., Рагозин А.Л. Идентификация и прогнозная оценка стратегических природных рисков России // Управление риском. 2002. Спецвыпуск. С. 66 — 77.

99. Балкаров Б.Б., Марченко П.Е. Об оценке рисков опасных природно-техногенных процессов // Сб. трудов Международной конференции «Моделирование региональных экономических и медико-экологических процессов». Нальчик. 2002. С. 18- 19.

100. Трофимов В.Т., Красилова Н.С. Геодинамические критерии оценки состояния эколого-геологических условий // Геоэкология, инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2000. № 1. С. 257 263.

101. Берлянт A.M. Геоинформационное картографирование. М.: МГУ, 1997. 64с.

102. Биденко С.И., Самотонин Д.Н., Яшин А.И. Геоинформационные модели и методы поддержки управления. СПб: ФВУ ПВО. 2003. 224с.

103. Жуков В.Т., Сербенюк С.Н., Тикунов B.C. Математико-картографичес-кое моделирование в географии. -М.: Мысль. 1980. 218с.

104. Лурье И.К. Основы геоинформатики и создания ГИС /Под. ред. А.М.Берлянта. ООО «Инэкс -92». 2002. 140с.

105. Тикунов B.C. Моделирование в картографии. М.: МГУ. 1997. 405с.

106. Тикунов B.C., Цапук Д.А. Устойчивое развитие территорий: картографо-геоинформационное обеспечение. Москва-Смоленск: Изд.-во СГУ. 1999. 176 с.

107. Тикунов B.C., Капралов Е.Г., Кошкарёв A.B. Геоинформатика. В 2-х книгах. Книга 1.Издание 3. ACADEMIA. 2010. 400с.

108. Трофимов A.M. Моделирование геосистем (концептуальный аспект). Казань. Экоцентр. 1997. 143с.

109. Марченко П.Е. Геоинформационные основы определения интегральных синергетических показателей природно-техногенной опасности территориальных систем // Известия Кабардино-Балкарского научного центра РАН. 2010. №3.С. 149-158.

110. Балкаров Б.Б., Марченко П.Е., Тарасов Д. А. Моделирование природно-техногенной опасноститерритории // Материалы III Всероссийского симпозиума «Математическое моделирование и компьютерные технологии». Т.З.Кисловодск. 1999. С. 19-20.

111. Балкаров Б.Б., Марченко П.Е. Некоторые вопросы моделирования природно- антропогенной опасности территории // Материалы Всероссийской научной конференции «Математическое моделирование в научных исследованиях». 4.II. Ставрополь. 2000. С. 22-25.

112. Балкаров Б.Б. Автоматизация расчёта морфометрических характеристик ландшафтов с целью прогнозирования склоновых процессов // Труды ВГИ. Вып.73. 1988. С.92-103.

113. Мягков С.М. География природного риска. М.: Изд-во МГУ. 1995. 224с.

114. Марченко п.е. Методологические аспекты определения интегрального показателя природно техногенной опасности территории // Проблемы региональной экологии. 2008. №3. С.116-120.

115. Марченко П.Е. Построение интегральных оценок природно-техногенной опасности территорий // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. 2008. №4. С. 91-98.

116. ЪА.Марченко П.Е. Основные концептуальные положения интегрального оценивания территорий по степени их подверженности опасным природно-техногенным процессам //Проблемы управления рисками в техносфере. 2008. №3. С. 24-31.

117. Киркби М.Дж. Моделирование процессов водной эрозии. М.: Колос. 1984. С. 252-295.

118. Ларионов Г.А. Эрозия и дефляция почв. М.: МГУ. 1993. 200с.

119. Калиткин H.H. Численные методы. М.: Наука. 1978. 512с.

120. Марченко П.Е. О влиянии конфигураций воздействия опасных природно техногенных процессов на интегральную оценку опасности территории// Известия вузов. Северо - Кавказский регион. Естественные науки. 2009. №2. С. 57-60.

121. Марченко 77.Е. О научно-методических основах ранжирования территорий, подверженных воздействию опасных природно-техногенных процессов, по степени их опасности //Вестник РУДН. Серия «Экология и безопасность жизнедеятельности». 2008. №3. С.23-29.

122. Марченко П.Е. Методологические основы определения интегральных показателей природно-техногенной опасности территорий и их сравнения по степени подверженности опасным процессам. Нальчик: Изд-во КБНЦ РАН. 2009. 242 с.

123. Марченко П.Е. Анализ влияния количества и характеристик опасных природно-техногенных процессов на интегральный показатель опасности территории // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. 2008. №5. С.99-102.

124. Марченко П.Е., Чернышев Г.В. Об автоматизации научных исследований характеристик опасных природно-техногенных процессов // Материалы II Международной конференции «Моделирование устойчивого регионального развития». Том III. Нальчик. 2007. С. 69-72.

125. Марченко П.Е. Результаты моделирования одновременного воздействия на территорию совокупности опасных природно-техногенных процесс-сов //Естественные и технические науки. 2008. №3(35). С.252-257.

126. Марченко П.Е. Исследование зависимости интегральной оценки опасности территории от площадей и конфигураций воздействия опасных природно-техногенных процессов // Проблемы безопасности и чрезвычайные ситуации. 2008. №6. С.93-102.

127. Марченко П.Е. Некоторые аспекты анализа территорий, подверженных опасным природно-техногенным процессам // Материалы II Международной конференции «Моделирование устойчивого регионального развития». Том III. Нальчик. 2007. С. 51-62.

128. Марченко П.Е. О сравнении территорий по степени их подверженности опасным природно -техногенным процессам // Материалы Всероссийской конференции с международным участием «Проблемы информатизации общества». Нальчик. 2008. С.202-205.

129. Марченко П.Е. Вопросы сравнения территорий по степени их подверженности природно техногенной опасности //Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. 2009. №1. С.101-104.

130. Марченко П.Е. Проблема оптимальных критериев в задаче сравнения территорий по степени их подверженности опасным природно-техногенным процессам. Нальчик: Изд-во КБНЦ РАН. 2010. 220 с.

131. Большаков A.A., Каримов Р.Н. Методы обработки многомерных данных и временных рядов. Изд-во: Горячая линия-телеком. 2007. 520с.

132. Залгаанов М. Ч. Снежно-лавинный режим и перспективы освоения гор Кабардино Балкарии. Ростов-на-Дону: Изд-во РГУ. 1981.370 с.

133. Залгаанов М. Ч. Стихийные бедствия в горах Кавказа в многоснежную зиму 1986-1987гг. и меры борьбы с ними // Труды ВГИ. 1990. Вып.79. С. 151-162.

134. Природно ресурсный потенциал Кабардино-Балкарской Республики / Под ред. П.М.Иванова. Нальчик: Изд-во КБНЦ РАН. 2009. 97 с.

135. Разумов В.В. Потенциальные источники чрезвычайных ситуаций на территории Северного Кавказа.Нальчик: Изд-во КБНЦ РАН. 2003. 245 с.

136. Мезенина Т.Н., Чулков К.И., СейноваИ.Б. Пояснительная записка к комплекту карт распространения экзогенных процессов на территории Кабардино Балкарской Республики масштаба 1:200 000. Фонды МЧС КБР. Нальчик. 1994.

137. Разумов В.В., Кебеков B.C. Пожаро взрывоопасные объекты на территории Кабардино-Балкарской Республики. Инвентаризация, оценка опасности и экологических последствий при возможных авариях. Нальчик: Изд-во «Эль-фа». 2003. 333 с.

Информация о работе

Марченко, Павел Евгеньевич
доктора технических наук
Нальчик, 2010
ВАК 25.00.35

Диссертация

Геоинформационные модели и методы интегральной оценки природно-техногенной опасности территориальных систем - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы