Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Методы автоматизированного оценивания природной опасности территории

ВАК РФ 25.00.23, Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов

Автореферат диссертации по теме "Методы автоматизированного оценивания природной опасности территории"

На правах рукописи

Анисимов Дмитрий Анатольевич

МЕТОДЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ОЦЕНИВАНИЯ ПРИРОДНОЙ ОПАСНОСТИ ТЕРРИТОРИИ (НА ПРИМЕРЕ НЕКОТОРЫХ ГОРНЫХ РАЙОНОВ СЕВЕРНОГО КАВКАЗА)

Специальность 25.00.23. - физическая география и биогеография,

география почв и геохимия ландшафтов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Нальчик 2004

Работа выполнена в Институте информатики и проблем регионального управления КБНЦ РАН.

Научный руководитель:

кандидат биологических наук Балкаров Борис Борисович

Официальные оппоненты:

доктор географических наук Болов Владислав Рамазанович

кандидат географических наук Керимов Абдулах Мухаметович

Ведущая организация:

Институт географии РАН (г. Москва)

Защита диссертации состоится 18 февраля 2005 г. в 15 часов, на заседании диссертационного совета Д327.001.01 в Высокогорном геофизическом институте по адресу: 360030, КБР, Нальчик, ул. Пр. Ленина, 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВГИ.

Автореферат разослан « I Н» января 2005 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор физико-математических наук

Шаповалов А. В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Опасные природные процессы и их высшее проявление - природные катастрофы угрожают обитателям нашей планеты с начала цивилизации, где-то в большей мере, а где-то в меньшей, но стопроцентной безопасности не существует нигде. Природные катастрофы могут приносить колоссальный ущерб, размер которого зависит не только от интенсивности самих катастроф, но и от уровня развития общества и его политического устройства.

По статистическим данным вычислено, что в целом на Земле каждый стотысячный человек погибает от опасных и катастрофических природных процессов. Причем число жертв составляет за последние 100 лет по 16 000 человек ежегодно.

Аварии, катастрофы, стихийные бедствия, вспышки опасных инфекционных заболеваний и отравлений людей, массовые случаи крупных загрязнении и заражений окружающей среды - все эти и другие чрезвычайные ситуации за последние годы и в России приобрели такой размах, что начали приводить к необратимым последствиям экологического характера и заметно сказываться на безопасности населения.

Масштабы сложившегося положения таковы, что необходима выработка в государственном масштабе стратегий, опирающихся на научно обоснованные концепции для прогноза и предотвращения возможностей возникновения ЧС, в частности от опасных природных процессов.

Разработка подобных концепций требует, прежде всего, изучения общих причин и закономерностей возникновения этих процессов, их взаимодействия с антропогенными структурами и населением на территориях, где часто эти процессы проявляются. Очевидно,

что при этом в первую очередь необходимо выработать единый подход к оценкам их опасности и последствий.

Степень разработанности проблемы. Из доступных материалов выявляется, что, несмотря на то, что работы в направлении построения оценок опасностей как природных, так и антропогенных процессов ведутся достаточно интенсивно, но единый подход к проблеме отсутствует: каждый автор прокламирует то видение проблемы, которое лучше всего соответствует именно его предметной области. Например, существуют методики построения оценок опасности пожара, однако по ним рассчитываются только площади, подверженные термическим воздействиям, но нет указания на сопутствующие опасности, такие, как, например, обрыв линий электропередач и т.п.

Зачастую оценивание осуществляется исключительно на примере какой-либо определенной географической территории. При этом расчеты осуществляются только для процессов, присущих именно этой территории, и то по отдельности для каждого опасного природного процесса, а это ограничивает использование данного метода на остальных территориях. Например, в МЧС существует карта лавинной опасности КБР и карта селевой опасности. Но оценок их совместного воздействия на территорию, а тем более оценок тех антропогенных катастроф, которые могут быть следствием этих естественных процессов, нет, как нет и методологии их построения.

Разработки, связанные с «инвентаризацией» опасных процессов и явлений в основном естественного генезиса, проводились достаточно давно, еще в СССР, а позже - в России. Результатами их явились соответствующие кадастры, такие, как, например, кадастр лавин, карты сейсмической опасности и т.п.

Так, в частности, концепции мониторинга, доведенные до практического использования, получили свое отражение в принципиальной схеме картографической системы мониторинга опасных 4

природных явлений. В эту систему были включены два крупных блока, формирующие систему карт состояния опасных природных процессов. Однако аналитический вид оценок опасности не приводится, равно как нет и упоминания об оценке опасности и картировании этих оценок антропогенных процессов или явлений.

Целью диссертационного исследования является: создание научно обоснованной методологии, алгоритмов и программ автоматизированного построения комплексной оценки природной опасности территории для руководящих региональных органов, Министерства чрезвычайных ситуаций, а также организаций, ведущих исследования в области географии и геофизики.

Достижение поставленной цели потребовало решить следующие задачи:

♦ обосновать теоретические подходы к построению единой системы показателей природной опасности территорий и возникновения ЧС;

♦ разработать теоретические основы расчета показателей, характеризующих уровни природной опасности территорий;

♦ разработать комплекс машинно-ориентированных алгоритмов анализа и обработки всевозможной информации для оценивания природной опасности территории;

♦ провести в автоматизированном режиме анализ чувствительности и устойчивости показателей, характеризующих уровни природной опасности территорий, для различных вариантов взаимодействия опасных процессов;

Предметом исследования является методология построения комплексной оценки природной опасности территории.

Объектом исследования является географический и геофизический материал в виде картографической и статистической информации, связанной с различными опасными природными процессами, присущими некоторым территориям Северного Кавказа.

Методологическая основа исследования. Проводимые исследования базировались на теории системного анализа, методах системного анализа в применении к ландшафтоведению, методах нечетких множеств и лингвистических переменных, методах распознавания образов и анализа сцен, методах классификации, в частности, кластерном анализе, а также на методах многомерного шкалирования, математическом и имитационном моделировании.

Научная новизна исследования состоит в следующем.

1. На основе обобщения и систематизации накопленного материала по оцениванию всевозможной природной опасности предложен новый подход к выбору объекта оценивания и новая методология анализа картографической информации, в частности, комплексного анализа карт различных природных опасностей, присущих территориям с различными ландшафтами.

2. Предложен автоматизированный метод первоначального преобразования картографического материала в цифровые модели без использования дополнительных технических средств.

3. Формализованы задачи анализа картографической информации на стадии процесса распознавания некоторых опасных природных процессов, присущих определенным ландшафтам. Выявлена зависимость ландшафтных характеристик с характеристиками некоторых опасных природных процессов.

4. Предложена методология классификации совокупности опасных природных процессов, присущих одной территории, на основе методов многомерного шкалирования, с применением теории нечетких множеств и лингвистических переменных, кластерного и дескриптивного анализа.

5. В соответствии с предложенной методологией разработана структура средств программного комплекса построения оценок опасности природно-антропогенных процессов.

Практическая значимость полученных результатов. Основные положения диссертации могут быть использованы: 6

♦ органами прогнозирования, предупреждения и ликвидации последствий различных ЧС, связанных с опасными природными процессами;

♦ учреждениями, связанными с картографией, для составления новых карт опасностей и ЧС территорий;

♦ проектными бюро при решении проблем, связанных с строительно-промышленным освоением новых территорий;

♦ в учебном процессе вузов, в курсе дисциплин по системному, многомерному и разведочному анализу, методам оптимизации и классификации.

Обоснованность и достоверность научных положений и выводов подтверждается:

♦ результатами вычислительных экспериментов;

♦ результатами сравнения с эмпирическими материалами;

♦ работоспособностью разработанных универсальных алгоритмов и программ системы автоматизированного оценивания при-родно-антропогенной опасности территории.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту.

1. Методология построения комплексной оценки опасности природных процессов (частное решение задачи свертки векторного критерия эффективности).

2. Алгоритмы, реализующие данный метод. Программная реализация ряда алгоритмов.

3. Результаты вычислительного эксперимента по построению комплексной оценки опасности некоторых природных процессов (селевая опасность, лавинная опасность, опасность обвалов, паводковая опасность) на примере Кабардино-Балкарской Республики.

Апробация работы. Основные положения и выводы исследования докладывались автором и получили одобрение на конференциях, среди которых: IV Всероссийский симпозиум «Математическое моделирование и компьютерные технологии» (Кисловодск, КИЭП,

2000); Всероссийская научная конференция «Математическое моделирование в научных исследованиях» (Ставрополь, СГУ, 2000); Конференции молодых ученных, аспирантов и студентов 2000, 2001, 2002, 2003 гг. (Нальчик, КБНЦ, 2000, 2001, 2002, 2003); Всероссийская научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Перспектива-2001», «Перспектива-2003» (Нальчик, КБГУ, 2001, 2003), Первая Всероссийская конференция «Проблемы информатизации регионального управления» (Нальчик, КБНЦ, 2001); Международная конференция «Моделирование региональных экономических и медико-экологических процессов» (Нальчик, КБНЦ, 2002), 2-я Международная научная конференция «Экологические и гидрометеорологические проблемы больших городов и промышленных зон» (Санкт-Петербург, РГГМУ, 2002); Конференция молодых ученых ВГИ, посвященная 90-летию профессора Г.К. Сулакве-лидзе (Нальчик, ВГИ, 2003).

Публикации. Содержание работы отражено в 24 публикациях

Структура и объем диссертации. Диссертация содержит 135 страниц и состоит из введения, трех глав и списка литературы из 122 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы работы, сформулированы цель и задачи исследования, требующие решения. Рассмотрены научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе рассматриваются вопросы использования системного подхода к выбору объекта оценивания, описывается методология построения оценок опасности природных комплексов -ландшафтов, опирающаяся на системный анализ, - набор приемов и методов изучения сложных систем, широко использующий математическое моделирование и вычислительный эксперимент.

Ландшафты рассматриваются как сложные болынеразмерные системы, характеризующиеся разнообразным набором взаимодействующих между собой компонент (рис. 1).

Рис.1

Формализация таких сложных, большеразмерных систем, которыми являются ландшафты, должна осуществляться на основе математической теории систем. Последняя представляет конструктивный аппарат, с помощью которого можно формально описать идеи и концепции об объекте (объектах) исследования в сжатой, но емкой форме, которая, в свою очередь, представляет возможности обрабатывать и анализировать объекты исследования с помощью компьютерных технологий. Опасные природные процессы, с точки зрения теории систем, можно рассматривать как критические управления, нарушающие самоорганизацию отдельных подсистем ландшафта.

Описаны методы разведочного анализа для выявления отдельных очагов природной опасности, которые являются необходимыми для первоначальной стадии анализа картографического материала с

точки зрения обнаружения на исследуемой территории потенциальных очагов опасных природных процессов, а использование аппарата нечетких множеств и лингвистических переменных позволяет формально преобразовывать ранговые шкалы, то есть конструктивно проводить на них операции, присущие интервальным, относительным и абсолютным шкалам.

Вводится ряд основополагающих определений, такие, как, например, природная опасность территории.

Во второй главе описывается система автоматизированного оценивания природно-антропогенной опасности территорий (САООПАП). Рассматриваются ее структурная и функциональная схемы, описываются состав и функционирование основных блоков, которые ее составляют, информационное обеспечение САООПАП.

В этой же главе приводится описание программного обеспечения, разработанного для блоков, а именно описывается программная реализация:

♦ методов разведочного анализа по распознаванию отдельных очагов опасных природных процессов (на примере лавин, селей);

♦ задачи оптимального разбиения территории по степени ее природной опасности;

♦ системы оцифровки картографической информации и системы оцифровки антропогенных объектов;

♦ базы определений, базы знаний, базы методов оценивания;

♦ некоторых методов анализа антропогенной опасности (опасности распространения сильнодействующих ядовитых веществ и электромагнитного излучения).

Демонстрируются интерфейсы и примеры эксплуатации ряда этих программ.

Третья глава посвящена анализу результатов вычислительных экспериментов по построению комплексных оценок опасности, для всей территории КБР в целом и Приэльбрусья в частности.

Представлен результат вычислительного эксперимента по оптимизации разбиения территории с точки зрения ее природной опасности на предмет первоначального выявления наиболее опасных таксонов, когда за опасность бралась площадь территории, на которой уже известно наличие опасных природных процессов (60% площади и более - опасный, 30-60% - среднеопасный, 0-30% площади - безопасный), проводилось разбиение территории Приэльбрусья (КБР) для оценивания ее лавинной опасности.

При ручном разбиении номера таксонов были упорядочены по степени убывания опасности. Оценки опасности для каждого таксона показали, что при таком разбиении ни один таксон не является опасным.

При разбиении на основе алгоритма количество таксонов оказалось одинаковым (что явно не всегда будет получаться), но в последнем случае методика расчета опасности указала, что, по крайней мере, два таксона можно считать опасными.

Показано преимущество использования теории нечетких множеств и лингвистических переменных в задаче построения комплексной оценки природной опасности территории на результате вычислительного эксперимента на карте лавинной опасности При-эльбрусья.

На основе ландшафтной карты КБР, и нескольких карт природных опасностей, присущих данной территории, были построены цифровые модели путем оцифровки карт с помощью «электронной» палетки со стандартным шагом 2 мм.

На основе этой информации при последовательном сопоставлении цифрограмм были построены матрицы сопряженности типов ландшафтов с уровнями опасности каждого типа.

Эти матрицы позволили найти попарное расстояние между типами ландшафтов, по этому расстоянию построена кластер-дендро-грамма.

Расстояние между ландшафтами-эталонами принималось за 1. После чего вычислялось расстояние каждого из оставшихся типов ландшафтов от наиболее «безопасного» в долях 1.

Используя терм лингвистической переменной «опасно», расположим типы ландшафтов на шкале базового множества (рис. 2).

Аналогичным способом использовался терм лингвистической переменной «очень опасно» с расположением типов ландшафтов на шкале базового множества.

При использовании разработанной методологии построения комплексной оценки опасности территории были построены карты комплексной оценки природной опасности КБР (рис. 3,4).

Рис.4

Которые показали, что участки с наибольшей комплексной опасностью присущи горным территориям КБР. Для равнинной части КБР характерна средняя комплексная опасность. Это объясняется тем, что горные ландшафты, в отличие от равнинных, подвержены как большему количеству опасных природных процессов воздействующих на эти ландшафты, так и большей интенсивности этих процессов.

А при усилении шкалы опасности в результате получается картина, где площадь, классифицируемая как «очень опасная», увеличивается за счет придания большей значимости некоторым природным опасностям, которые были менее значимы при предыдущей классификации (например, паводки и наводнения). В связи с этим на карте в качестве «особо опасно» выявилась гидросеть КБР в ее долинной части.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработана методология построения оценок природной опасности природных комплексов, а именно ландшафтов, опирающаяся на системный анализ.

2. Выявлено, что ландшафты представляют собой сложные большеразмерные системы, характеризующиеся разнообразным набором взаимодействующих между собой компонент.

3. Сформулирован новый подход к опасным природным процессам с точки зрения теории систем, при котором опасные природные процессы можно рассматривать как критические управления, нарушающие самоорганизацию, по крайней мере, биотических подсистем ландшафта.

4. Разработана система шкал для измерения природной опасности. А именно построено некоторое отношение, определяющее порядок предпочтений, т.е. упорядочены ситуации, связанные с возникновением природных опасностей на объектах оценивания -ландшафтах. Далее этот порядок был формализован и подобраны наиболее подходящие типы шкал, адекватно отображающих этот порядок.

5. Выявлено, что тип шкалы зависит от объема тех данных, которые доступны в данный момент времени. Так, «минимальная» информация вида, «есть ли на данном объекте опасность данного типа или нет», позволяет оперировать только с номинальными шкалами. Увеличение объема априорной информации позволяет использовать более детализированные типы шкал - ранговые. Дальнейшее расширение объемов информации и ее уточнение позволяют перейти к интервальным шкалам.

6. Показана зависимость выбора метода классификации ландшафтов от типа шкалы. Так, к объектам, заданным описаниями в номинальных, ранговых, а также балльных шкалах, применимы, в

частности, методы дескриптивного анализа. Для объектов, заданных описаниями в интервальных, относительных или абсолютных шкалах, требуются методы классификации, базирующиеся на построении матрицы расстояний. Представление данных - тип их стандартизации и/или нормализации - оказывает достаточно сильное влияние на классификацию. В то же время выбор самой метрики для матрицы расстояний влияет не столь существенно, за исключением тех метрик, которые принципиально учитывают наличие связи между самими элементами описаний.

7. Показано, что использование иерархической классификации -кластерного анализа позволяет не только упорядочить классифицируемые объекты по степени их природной опасности, но и при использовании оригинальных методов анализа кластер-дендрограмм можно определить оптимальное число классов, которые должны лежать в основе ранговой шкалы оценок опасности.

8. Предложена методика использования аппарата нечетких множеств и лингвистических переменных, позволяющая формально преобразовывать ранговые шкалы, то есть конструктивно вводить на них операции, присущие интервальным, относительным и абсолютным шкалам. Это открывает широкие возможности для обработки описаний, содержащих информацию разного типа: количественную, ранговую (балльную) и качественную, представленную на вербальном уровне.

9. Разработана структурная схема системы автоматизированной оценки опасности природно-антропогенных процессов (САООПАП) с комплексом программных продуктов, позволяющая на основе разнородной (статистической, картографической и др.) информации в автоматизированном режиме осуществлять построение оценки опасности природно-антропогенных процессов.

10. На основе предложенной методологии в ходе вычислительного эксперимента построены карты интегральной оценки опасности

некоторых природных процессов (сели, лавины, обвалы, паводки и наводнения), присущих ландшафтам КБР.

Основное содержание работы, ее результаты и выводы изложены в следующих публикациях автора.

1. Анисимов Д.А., Балкаров Б.Б., Марченко П.Е. Компонентный анализ территории для моделирования оценки их природно-антро-погенной опасности // Сборник научных трудов IV Всероссийского симпозиума «Математическое моделирование и компьютерные технологии». - Кисловодск: КИЭП, 2000.

2. Анисимов Д.А., Балкаров Б.Б. Об одном алгоритме распознавания лавинных очагов на основе картографической информации // Материалы Всероссийской научной конференции «Математическое моделирование в научных исследованиях». - Ставрополь, СГУ, 2000.

3. Анисимов Д.А. О проблемах решения задач распознавания опасных природных и антропогенных процессов на основе картографической информации // Тезисы докладов I конференции молодых ученых. - Нальчик: ИИПРУ КБНЦ РАН, 2000.

4. Анисимов Д.А. Использование нечетких множеств для шкалирования природных процессов по степени их опасности // Материалы Северо-Кавказской региональной научной конференции молодых ученых «Перспектива-2001». - Нальчик: КБГУ, 2001.

5. Анисимов Д.А., Балкаров Б.Б. Использование Visual- сред для оцифровки картографической информации к задаче оценивания природно-антропогенной опасности территории // Тезисы докладов 6-й международной конференции «Экология здоровье человека, экологическое образование. Математические модели и информационные технологии». - Краснодар: КГАУ, 2001.

6. Анисимов Д.А. Симметричные нечеткие классификации в задаче оценки природно-антропогенной опасности территории // Тезисы докладов 10-й Всероссийской школы-конференции молодых ученых «Математическое моделирование в естественных науках». -Пермь: ПермГТУ, 2001.

7. Анисимов Д.А. Применение нечетких множеств и лингвистических переменных в задаче оценки природно-антропогенной опасности территории // Тезисы международной конференции «Молодая наука - XXI веку». - Иваново: ИГУ, 2001.

8. Анисимов Д.А., Балкаров Б.Б. Основные принципы построения системы автоматизированного оценивания опасности природ-но-антропогенных процессов // Тезисы докладов Второй Международной конференции «Нелокальные краевые задачи и родственные проблемы математической биологии, информатики и физики». -Нальчик: НИИ ПМА, 2001.

9. Анисимов Д.А., Аксенов СА, Жариков О.В., Применение экспертных систем для прогнозирования ЧС и оценки их последствий // Тезисы докладов II конференции молодых ученых. - Нальчик: ИИПРУКБНЦ РАН, 2001.

10. Анисимов Д.А., Ерошенко Е.С. автоматизация расчета функций принадлежности для классификации территорий по степени их природно-антропогенной опасности // Тезисы докладов II конференции молодых ученых. - Нальчик: ИИПРУ КБНЦ РАН, 2001.

11. Анисимов Д.А. Мажид 3., Хутов Т.В. Использование Visual-сред для автоматизации обработки картографической информации по антропогенным объектам // Тезисы докладов II конференции молодых ученых. - Нальчик: ИИПРУ КБНЦ РАН, 2001.

12. Анисимов Д.А., Наумова О.А., Тян У.В. Разработка системы оцифровки картографической информации // Тезисы докладов II конференции молодых ученых. - Нальчик: ИИПРУ КБНЦ РАН, 2001.

13. Анисимов ДА. Аппарат нечетких множеств и лингвистических переменных в задаче оценивания лавиной опасности Приэльб-русья // Тезисы докладов II конференции молодых ученых. - Нальчик: ИИПРУ КБНЦ РАН, 2001.

14. Анисимов Д.А., Балкаров Б.Б., Марченко П.Е. Нечеткое шкалирование в оценивании территорий по степени их природно-антропогенной опасности // Сборник докладов Первой Всероссийской конференции «Проблемы информатизации регионального управления». - Нальчик: ИИПРУ КБНЦ РАН, 2001.

15. Анисимов Д.А., Балкаров Б.Б., Марченко П.Е. Автоматизация анализа форм рельефа с целью выявления опасных природных процессов // Сборник трудов международной конференции «Моделирование региональных экономических и медико-экологических процессов». - Нальчик: ИИПРУ КБНЦ РАН, 2002.

16. Анисимов Д.А., Аксенов СА Применение экспертных систем для оценивания природно-антропогенной опасности территории // Сборник научных трудов Ш конференции молодых ученых. - Нальчик: ИИПРУ КБНЦ РАН, 2002.

17. Анисимов Д.А., Байрактаров И.Б., Зашакуев З.Т. Задача оптимального разбиения для оценки территорий по степени их при-родно-антропогенной опасности // Сборник научных трудов III конференции молодых ученых. - Нальчик: ИИПРУ КБНЦ РАН, 2002.

18. Анисимов Д.А., Хадонов P.M. Об одном методе анализа мор-фометрических характеристик рельефа для распознавания лавиноопасных участков // Сборник научных трудов Ш конференции молодых ученых. - Нальчик: ИИПРУ КБНЦ РАН, 2002.

19. Анисимов Д.А. Принципы построения системы автоматизированного оценивания природно-антропогенной опасности территории // Тезисы докладов 11-й Всероссийской школы-конференции молодых ученых «Математическое моделирование в естественных науках». - Пермь: ПермГТУ, 2001.

18

20. Анисимов Д.А. Методология построения комплексной оценки природной опасности КБР // Материалы II международной научной конференции «Экологические и гидрометеорологические проблемы больших городов и промышленных зон». - Санкт-Петербург, 2002.

21. Анисимов ДА, Ким Е.А. Проблемы построения комплексной оценки природно-антропогенной опасности территории // Материалы Всероссийской конференции молодых ученых «Перспектива-2003». - Нальчик: КБГУ, 2003.

22. Анисимов Д.А., Ким Е.А. К вопросу о построении комплексной оценки природно-антропогенной опасности территории // Сборник научных трудов конференции молодых ученых ВГИ, посвященной 90-летию проф. Сулаквелидзе Г.К. - Нальчик: ВГИ, 2003.

23. Анисимов Д.А., Базилевич А.В. Структура информационного обеспечения системы автоматизированного оценивания опасности природно-антропогенных процессов // Тезисы докладов IV конференции молодых ученых. - Нальчик: ИИПРУ КБНЦ РАН, 2003.

24. Анисимов A.M., Гежаев A.M. Комплексная оценка природной опасности КБР // Материалы V конференции молодых ученых. - Нальчик: ИИПРУ КБНЦ РАН, 2004.

Лицензия № 00003 от 27.08.99

Сдано в набор 11.01.05. Подписано в печать 11.01.05.

Формат 60x84 '/16. Бумага офсетная. Гарнитура Тайме.

Усл. печ. л. 1,05. Тираж 100 экз.

Издательство «Полиграфсервис и Т» 360051, КБР, г. Нальчик, ул. Кабардинская, 162

ООО «Полиграфсервис и Т» 360000, г. Нальчик, ул. Кабардинская, 19 тел./факс (8662) 42-62-09 e-mail: elbrus@mail.ru www.elbruss.ru

*-15оо

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Анисимов, Дмитрий Анатольевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА

ФОРМАЛЬНЫЙ АППАРА Т ОЦЕНИВАНИЯ ПРИРОДНОЙ ОПА СНОСТИ ТЕРРИТОРИЙ.

1.1. СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД К ВЫБОРУ ОБЪЕКТА ОЦЕНИВАНИЯ ПРИРОДНОЙ ОПАСНОСТИ.

1.2. МЕТОДЫ РАЗВЕДОЧНОГО АНАЛИЗА ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ ОТДЕЛЬНЫХОЧАГОВ ПРИРОДНОЙ ОПАСНОСТИ.

1.3. МЕТОДЫ ШКАЛИРОВАНИЯ И ПОСТРОЕНИЯ ОЦЕНОК ОПАСНОСТИ С ПОМОЩЬЮ МЕТОДОВ НЕЧЕТКИХ МНОЖЕСТВ И ЛИНГВИСТИЧЕСКИХ ПЕРЕМЕННЫХ.

1.4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КЛАСТЕРНОГО АНАЛИЗА ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО МЕТОДА ОЦЕНИВАНИЯ ПРИРОДНОЙ ОПАСНОСТИ ТЕРРИТОРИИ.

ГЛАВА

АВТОМАТИЗАЦИЯ МЕТОДОВ ПОСТРОЕНИЯ КОМПЛЕКСНОЙ ОЦЕНКИ ПРИРОДНОЙ ОПАСНОСТИ.

2.1.СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ОЦЕНИВАНИЯ ПРИРОДНО -АНТРОПОГЕННЫХ ПРОЦЕССОВ.

2.1.1. СИСТЕМА ОЦИФРОВКИ КАРТОГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ (СОКИН) И СИСТЕМА ОЦИФРОВКИ АНТРОПОГЕННЫХ ОБЪЕКТОВ (СОАО).

2.1.2. БАЗА ЗНАНИЙ (БЗ), БАЗА СПРАВОЧНО-НОРМАТИВНОЙ ИНФОРМАЦИИ (БСНИ) И БАЗА МЕТОДОВ ОЦЕНИВАНИЯ (БМО).

2.2. ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САООПАП.

2.3. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПОСТРОЕНИЯ ОЦЕНОК ОПАСНОСТИ ПРИРОДНО-АНТРОПОГЕННЫХ ПРОЦЕССОВ.

ГЛАВА

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ОЦЕНИВАНИЯ ПРИРОНОЙ ОПАСНОСТИ ТЕРРИТОРИИ.

3.1. ОПЫТНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ АЛГОРИТМА «ОПТИМАЛЬНОЕ РАЗБИЕНИЕ» НА ПРИМЕРЕ КАРТЫ ЛАВИНОЙ ОПАСНОСТИ ПРИЭЛЬБРУСЬЯ.

3.2.ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО РАСПОЗНАВАНИЯ ЛАВИНООПАСНЫХ ОЧАГОВ НА ОСНОВЕ МОРФОМЕТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЛЬЕФА.

3.3. НЕЧЕТКОЕ ОЦЕНИВАНИЕ ЛАВИННОЙ ОПАСНОСТИ ПРИЭЛЬБРУСЬЯ (КБР).

3.4. КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА ПРИРОДНОЙ ОПАСНОСТИ КБР.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Методы автоматизированного оценивания природной опасности территории"

Актуальность исследования. Опасные природные процессы и их высшее проявление - природные катастрофы угрожают обитателям нашей планеты с начала цивилизации, где-то в большей мере, а где-то в меньшей, но стопроцентной безопасности не существует нигде. Природные катастрофы могут приносить колоссальный ущерб, размер которого зависит не только от интенсивности самих катастроф, но и от уровня развития общества и его политического устройства.

По статистическим данным вычислено, что в целом на Земле каждый стотысячный человек погибает от опасных и катастрофических природных процессов. Причем число жертв составляет за последние 100 лет по 16000 человек ежегодно.

Аварии, катастрофы, стихийные бедствия, вспышки опасных инфекционных заболеваний и отравлений людей, массовые случаи крупных загрязнении и заражений окружающей среды - все эти и другие чрезвычайные ситуации за последние годы и в России приобрели такой размах, что начали приводить к необратимым последствиям экологического характера и заметно сказываться на безопасности населения.

Масштабы сложившегося положения таковы, что необходима выработка в государственном масштабе стратегий, опирающихся на научно обоснованные концепции для прогноза и предотвращения возможностей возникновения ЧС в частности от опасных природных процессов.

Разработка подобных концепций в частности от опасных природных процессов требует, прежде всего, изучения общих причин и закономерностей возникновения этих процессов, их взаимодействия с антропогенными структурами и населением на территориях, где часто эти процессы проявляются. Очевидно, что при этом в первую очередь необходимо выработать единый подход к оценкам их опасности и последствий.

Степень разработанности проблемы. Из доступных материалов, выявляется, что, несмотря на то, что работы в направлении построения оценок опасностей как природных, так и антропогенных процессов ведутся достаточно интенсивно, но единый подход к проблеме отсутствует: каждый автор прокламирует то видение проблемы, которое лучше всего соответствует именно его предметной области [1-25]. Например, существуют методики построения оценок опасности пожара, однако по ним рассчитываются только площади, подверженные термическим воздействиям, но нет указания на сопутствующие опасности, такие как, например, обрыв линий электропередач и т.п.

Зачастую оценивание осуществляется исключительно на примере какой-либо определенной географической территории. При этом расчеты осуществляются только для процессов, присущих именно этой территории и то по отдельности для каждого опасного природного процесса, а это ограничивает использование данного метода на остальных территориях. Например, в МЧС существует карта лавинной опасности КБР и карта селевой опасности. Но оценок их совместного воздействия на территорию, а тем более, оценок тех антропогенных катастроф, которые могут быть следствием этих естественных процессов нет, как нет и методологии их построения.

Разработки, связанные с «инвентаризацией» опасных процессов и явлений, в основном, естественного генезиса проводились еще в СССР, позже -в России, достаточно давно. Результатами их явились соответствующие кадастры, такие, как, например, кадастр лавин, карты сейсмической опасности и т.п.

Так в частности, концепции мониторинга, доведенные до практического использования Ю.А. Израэлем [26] получили свое отражение в принципиальной схеме картографической системы мониторинга опасных природных явлений. В эту систему были включены два крупных блока, формирующие систему карт состояния опасных природных процессов. Однако аналитический вид оценок опасности не приводится, равно как нет и упоминания об оценке опасности и картировании этих оценок антропогенных процессов и явлений.

Целью диссертационного исследования является: создание научно обоснованной методологии, алгоритмов и программ автоматизированного построения комплексной оценки природной опасности территории для руководящих региональных органов, министерства чрезвычайных ситуаций, а также организаций, ведущих исследования в области географии и геофизики. Достижение поставленной цели потребовало решить следующие задачи:

• обосновать теоретические подходы к построению единой системы показателей природной опасности территорий и возникновения ЧС;

• разработать теоретические основы расчета показателей, характеризующих уровни природной опасности территорий;

• разработать комплекс машинно-ориентированных алгоритмов анализа и обработки всевозможной информации для оценивания природной опасности территории;

• провести в автоматизированном режиме анализ чувствительности и устойчивости показателей, характеризующих уровни природной опасности территорий, для различных вариантов взаимодействия опасных процессов; Предметом исследования является методология построения комплексной оценки природной опасности территории.

Объектом исследования является географический и геофизический материал в виде картографической и статистической информации, связанной с различными опасными природными процессами, присущими некоторым территориям Северного Кавказа.

Методологическая основа исследования. Проводимые исследования базировались на теории системного анализа, методах системного анализа в применении к ландшафтоведению, методах нечетких множеств и лингвистических переменных, методах распознавания образов и анализа сцен, методах классификации, в частности, кластерном анализе, а так же на методах многомерного шкалирования, математическом и имитационном моделировании.

Научная новизна исследования состоит в следующем.

1. На основе обобщения и систематизации накопленного материала по оцениванию всевозможной природной опасности, предложен новый подход к выбору объекта оценивания и новая методология анализа картографической информации, в частности комплексного анализа карт различных природных опасностей присущих территориям с различными ландшафтами.

2. Предложен автоматизированный метод первоначального преобразования картографического материала в цифровые модели, без использования дополнительных технических средств.

3. Формализованы задачи анализа картографической информации на стадии процесса распознавания некоторых опасных природных процессов присущих определенным ландшафтам. Выявлена зависимость ландшафтных характеристик с характеристиками некоторых опасных природных процессов.

4. Предложена методология классификации совокупности опасных природных процессов присущих одной территории, на основе методов многомерного шкалирования, с применением теории нечетких множеств и лингвистических переменных, кластерного и дескриптивного анализа.

5. В соответствии с предложенной методологией разработана структура средств программного комплекса построения оценок опасности природно-антропогенных процессов.

Практическая значимость полученных результатов. Основные положения диссертации могут быть использованы:

• органами прогнозирования, предупреждения и ликвидации последствий различных ЧС связанных с опасными природными процессами;

• проектными бюро при решении проблем, связанных с строительнопромышленным освоением новых территорий;

• в учебном процессе ВУЗов, в курсе дисциплин по системному, многомерному и разведочному анализу, методам оптимизации и классификации.

Обоснованность и достоверность научных положений и выводов подтверждается:

• результатами вычислительных экспериментов;

• результатами сравнения с эмпирическими материалами;

• работоспособностью разработанных универсальных алгоритмов и программ системы автоматизированного оценивания природно-антропогенной опасности территории.

Апробация работы. Основные положения и выводы исследования докладывались автором и получили одобрение на конференциях, среди которых - IV Всероссийский симпозиум «Математическое моделирование и компьютерные технологии» (Кисловодск, КИЭП, 2000), Всероссийская научная конференция "Математическое моделирование в научных исследованиях",— (Ставрополь, СГУ, 2000), Конференция молодых ученых, аспирантов и студентов 2000, 2001, 2002, 2003 (Нальчик, КБНЦ, 2000, 2001, 2002, 2003), Всероссийская научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Перспектива 2001», «Перспектива 2003», (Нальчик, КБГУ, 2001, 2003), Первая всероссийская конференция «Проблемы информатизации регионального управления» (Нальчик, КБНЦ, 2001), Международная конференция «Моделирование региональных экономических и медико -экологических процессов» (Нальчик, КБНЦ, 2002), 2-ая Международная научная конференция «Экологические и гидрометеорологические проблемы больших городов и промышленных зон» (Санкт-Петербург, Р1ТМУ, 2002), Конференция молодых ученых ВГИ, посвященной 90-летию профессора Сулаквелидзе Г.К. (Нальчик, ВГИ, 2003). Публикации. Содержание работы отражено в 24 публикациях

Гпава 1. Формальный аппарат оценивания природной опасности территорий.

Теория систем позволяет представить идеи и концепции об объекте (объектах) исследования в сжатой, но емкой форме, которая в свою очередь представляет возможности обрабатывать и анализировать объекты исследования с помощью компьютерных технологий.

Под системой будем подразумевать совокупность взаимодействующих между собой относительно элементарных структур или процессов, объединенных в целое выполнением общей функции, несводимой к функциям ее компонентов [27]. Объект, рассматриваемый в дальнейшем как система должен обладать следующими признаками: система взаимодействует со средой и другими системами как единое целое; система состоит из иерархии подсистем более низких уровней; система является подсистемой системы более высокого уровня иерархии; система сохраняет общую структуру взаимодействия элементов при изменении внешних условий и своего внутреннего состояния.

Отметим, что совокупность элементов можно рассматривать как систему, если заданы связи, существующие между этими элементами; каждый элемент внутри системы при данном уровне рассмотрения может считаться неделимым; при эволюции во времени между элементами этой совокупности сохраняется однозначное соответствие.

Заключение Диссертация по теме "Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов", Анисимов, Дмитрий Анатольевич

Основные выводы и результаты проведенного исследования

1. Разработана методология построения оценок природной опасности природных комплексов, а именно ландшафтов, опирающаяся на системный анализ.

2. Выявлено, что ландшафты представляют собой сложные большеразмерные системы, характеризующиеся разнообразным набором взаимодействующих между собой компонент, в число которых входит биотическая компонента, наделяющая эти системы свойством самоорганизации.

3. Сформулирован новый подход к опасным природным процессам с точки зрения теории систем, при котором опасные природные процессы можно рассматривать как критические управления, нарушающие самоорганизацию, по крайней мере, биотических подсистем ландшафта.

4. Разработана система шкал для измерения природной опасности. А именно построено некоторое отношение, определяющее порядок предпочтений, т.е. упорядочены ситуации, связанные с возникновением природных опасностей на объектах оценивания - ландшафтах. Далее этот порядок был формализован и подобраны наиболее подходящие типы шкал, адекватно отображающих этот порядок.

5. Выявлено, что тип шкалы зависит от тех данных, которые доступны в данный момент времени. Так, «минимальная» информация вида «есть ли на данном объекте опасность данного типа или нет» позволяет оперировать только с номинальными шкалами. Увеличение объема априорной информации позволяет использовать более детализированные типы шкал -ранговые. Дальнейшее расширение объемов информации и ее уточнение позволяет перейти к интервальным шкалам.

6. Показана зависимость выбора метода классификации ландшафтов от типа шкалы. Так к объектам, заданным описаниями в номинальных, ранговых, а также балльных шкалах, применимы, в частности, методы дескриптивного анализа. Для объектов, заданных описаниями в интервальных, относительных или абсолютных шкалах требуются методы классификации, базирующиеся на построении матрицы расстояний. Представление данных -тип их стандартизации и/или нормализации оказывает достаточно сильное влияние на классификацию. В то же время, выбор самой метрики для матрицы расстояний влияет не столь существенно, за исключением тех метрик, которые принципиально учитывают наличие связи между самими элементами описаний.

7. Показано что использование иерархической классификации - кластерного анализа, позволяет не только упорядочить классифицируемые объекты по степени их природной опасности, но и при использовании оригинальных методов анализа кластер-дендрограм, можно определить оптимальное число классов, которые должны лежать в основе ранговой шкалы оценок опасности.

8. Предложена методика использования аппарата нечетких множеств и лингвистических переменных, позволяющая формально преобразовывать ранговые шкалы, то есть конструктивно вводить на них операции, присущие интервальным, относительным и абсолютным шкалам. Это открывает широкие возможности для обработки описаний, содержащих информацию разного типа: количественную, ранговую (балльную) и качественную, представленную на вербальном уровне.

9. Разработана структурная схема системы автоматизированной оценки опасности природно-антропогенных процессов (САООПАП) с комплексом программных продуктов, позволяющая на основе разнородной (статистической, картографической и др.) информации в автоматизированном режиме осуществлять построение оценки опасности природно-антропогенных процессов.

Ю.На основе предложенной методологии в ходе вычислительного эксперимента построены карты интегральной оценки опасности некоторых природных процессов (сели, лавины, обвалы, паводки и наводнения), присущих ландшафтам КБР.

Заключение

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Анисимов, Дмитрий Анатольевич, Нальчик

1. Воробьев Ю. Л. Основные направления государственной стратегии снижения рисков и смягчения последствий чрезвычайных ситуаций в Российской Федерации на период 2010 г. // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. 1997. № 4.

2. Акимов В. А., Козлов К. А. Оценка природной и техногенной опасности субъектов Сибирского региона России // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. 2000. № 5.

3. Государственный доклад МЧС России о состоянии защиты населения и территорий Российской Федерации от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера в 1999 г. // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. 2000. № 5.

4. Пэнгл Р. Методы системного анализа окружающей среды: Пер. с англ. /Под ред. Н.Н. Моисеева. М.: Мир, 1979.

5. Тинсли И. Поведение химических загрязнителей в окружающей среде. М.: Мир, 1982.

6. Экологическое аудирование промышленных производств: Учебное пособие. М.: НУМЦ Госкомэкологии России, 1997.

7. Мягков С.М. География природного риска. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1995.

8. Савенко B.C. Природные и антропогенные источники загрязнения атмосферы. /Итоги науки и техники. Охрана природы и воспроизводство природных ресурсов. Т.31. М., 1991.

9. Ю.Берлянд М.Е. Комплексный глобальный мониторинг загрязнения окружающей природной среды. Л.: Гидрометеоиздат, 1980.

10. П.Арский Ю.М., Данилов-Данильян В.И. и др. Экологические проблемы. М.: МНЭПУ, 1997.

11. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния среды. М.: Гидрометеоиздат, 1984.

12. Оценка и управление природными рисками: Материалы Общерос.конф. "Риск-2000" /Отв. ред. A.JI. Рагозин.- М.: Ин-т геоэкологии РАН, МЧС России, 2000

13. Ноженкова Л.Ф. Интеллектуальная поддержка прогнозирования и ликвидации чрезвычайных ситуаций / Интеллектуальные системы. -Красноярск, изд. КГТУ, 1997.

14. Назимова Д.И., Ноженкова Л.Ф., Погребная Н.А. Применение технологии нейросетей для классификации и прогноза ландшафтных зон по признакам климата // География и природные ресурсы. 1999, № 2.

15. Москвичев В.В., Ноженкова Л.Ф., Лепихин A.M., Карев В.Ю., Исаев С.В. Разработка ГИС "Безопасность региона" / Вычислительные технологии. 1999

16. Ноженкова Л.Ф., Родионова О.С. Проектирование экспертных систем с нечеткими знаниями / Нейроинформатика и ее приложения: Тезисы докладов VI Всероссийского семинара. Красноярск: КГТУ, 1998.

17. Ноженкова Л.Ф., Терешков В.И. ЭСПЛА экспертная система по ликвидации аварий со СДЯВ // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. - 1993. - Вып. 8,

18. Ноженкова Л.Ф., Терешков В.И., Князьков Н.В., Исаев С.В., Нейман К.А., Дмитриев А.И. Автоматизированная поддержка принятия решений поликвидации химических аварий // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. 1995. - Вып. 11.

19. Дмитриев А.И., Исаев С.В., Карев В.Ю., Нейман К.А., Ноженкова Л.Ф., Шатровская Е.В. Экспертная геоинформационная система ЭСПЛА. -Красноярск: ИВМ СО РАН, 1998.

20. Аткинсон Г. (G. Atrinson) Catastrophe theory in geography-a new look at some old problems.: Mimeographed notes, 1976

21. Гроссмэн С. (S. Grossman) Fluctuations near in Synergetics. Stuttgart: Teubner, 1973

22. Толл Д. O. (D. O. Tall) A long term learning schema for calculus and catastrophes in the learning of mathematics, Teachers 3, No. 2, 1956.

23. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. — М: Гидрометеоиздат, 1984

24. Балкаров Б.Б. О структурах математических моделей биогеоценозов. М: Гидрометиздат,Труды ВГИ, вып. 58,1984.28.3акономерности развития сложных систем (под ред. К.О. Кратца и Э.Н. Елисеева) JI: Наука, 1980 г.

25. Елисеев Э.Н. Вариационный физико-химический анализ процессов кристаллизации многокомпонентных систем. — JI: Наука, 1975 г.

26. Дышлевой П.С., Свириденко В.М. О принципе наблюдаемости и концепции дополнительности. В кн.: Методологические проблемы теории измерений. Киев, "Наукова думка", 1966 г.

27. Никаноров С.П. Системный анализ: этап развития методологии решения проблем в США. В кн. C.JI. Оптнер. Системный анализ для решения деловых и финансовых проблем. - М:Мысль,1969 г.

28. Садовский В.Н. Основания общей теории систем. М:Наука, 1974 г.

29. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. -М:Наука, 1978 г.

30. Исаченко А.Г. Основы ландшафтоведения и физико-географическое районирование. -М: Наука, 1965 г.

31. Географический энциклопедический словарь: Понятия и термины. -М: Советская энциклопедия, 1988 г.

32. Беручашвили Н.Л. О некоторых новых понятиях ландшафтоведения. Изв. ВГО, 1985, т. 117, вып.5

33. Александрова Т.А. Понятия и термины в ландшафтоведении. -М: Изд-во ИГАН СССР, 1986 г.

34. Солнцев В.Н. Системная организация ландшафтов. -М:Мысль, 1981г. Нахушев A.M. Уравнения математической биологии М: Высшая школа, 1995 г.

35. Балкаров Б.Б. Некоторые аспекты в эксплуатации табличных процессоров. Нальчик, Известия КБНЦ РАН, вып. 1, 1998 г.

36. Терехина А.Ю. Анализ данных методами многомерного шкалирования.-М: Наука, 1986

37. Рубин А.Б. Биофизика. М: Высшая школа, 1987

38. Балкаров Б.Б., Марченко П.Е., Тарасов Д.А. Моделирование природно-техногенной опасности территории. Сб. «Математическое моделирование и компьютерные технологии», т. III, г. Кисловодск, 1999 г.

39. Балкаров Б.Б., Марченко П.Е. Задача построения оценок природно-техногенной опасности территорий. Нальчик, изд-во КБНЦ РАН, 1999 г.

40. Анисимов Д.А., Байрактаров А.Б.,Зашакуев М.Э. Задача оптимального разбиения территории, в задаче построения комплексной оценки природно опасности территории. Тезисы докладов III конференции молодых ученых КБНЦ РАН, Нальчик 2002

41. Б.Эфрон. Нетрадиционные методы многомерного статистического анализа. -М.: Финансы и статистика, 1988

42. Взаимодействие в биологических системах./ Ю.М.Васильев, И.М. Гельфонд.-М: Шик, 1974

43. Р.Кимбл .Как правильно пользоваться статистикой. -М.: Финансы и статистика, 1984

44. Дж. Тьюки, Анализ данных. М: Мир 1987

45. Александов В.В., Горский Н.Д. Алгоритмы и программы структурного метода обработки данных. Л: Наука, 1983

46. Дюк В., Самойленко A. Data mining: учебный курс. СПб: Питер, 2001

47. Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ М: Статистика, 1973

48. Розенблатт Ф. Принципы нейродинамики. Персептроны и теория механизмов мозга. М: Мир, 1965

49. Мандель И.Д. «Кластерный анализ»-М.: Финансы и статистика, 1988

50. Натансон И.П. «Краткий курс высшей математики» СПб.: Лань, 1999

51. Дрейпер Н., Смит Г. «Прикладной регрессионный анализ» -М.: Финансы и статистика, 1986

52. Гайдышев И. «Анализ и обработка данных: специальный справочник» -СПб.: Питер, 2001

53. Бочаров М.К. «Методы математической статистики в географии» -М.: Мысль, 1971

54. Выгодский М.Я. «Справочник по элементарной математике» » СПб.: Санкт-Петербург оркестр, 1994

55. Балкаров Б.Б., Марченко П.Е., Анисимов Д.А. Компонентный анализ территорий для моделирования оценки их природно-антропогенной опасности. Сб. "Математическое моделирование и компьютерные технологии", т.2,4.1 Кисловодск, 2000, с. 19-20.

56. Анисимов Д.А., Балкаров Б.Б. Об одном алгоритме распознавания лавинных очагов на основе картографической информации. Сб. " Математическое моделирование в научных исследованиях ", ч.2., Ставрополь, 2000.

57. Гнеденко Б.В. «Курс теории вероятности» -М: Наука, 1988

58. Ивченко Г.И., Медведев Ю.И. «Математическая статистика» -М.: Высшая школа, 1984

59. Вучков И., Бояджиева JI., Солаков Е. «Прикладной линейный регрессионный анализ» -М.: Финансы и статистика, 1987

60. Колемаев В.А., Староверов О.В., Турундаевский «Теория вероятности и математическая статистика» -М.: Высшая школа, 1991

61. Борисов А.Н., Алексеев А.В., Меркурьева Г.В. и др. Обработка нечеткой информации в системах принятия решений. -М: Радио и связь, 1989

62. Аверкин А.Н., Батыршин И.З., Блишун А.Ф. и др. Нечеткие множества в моделях управления и искусственного интеллекта. — М: Наука. Гл. Ред. Физ.-мат. лит., 1986

63. Дюбуа Д., Прад А. Теория возможностей. Приложения к представлению знаний в информатике.- М: Радио и связь, 1990

64. Балкаров Б.Б. Формализация геоэкологических параметров. В сб. САПР и АСПР в мелиорации, Нальчик, 1983

65. Мостеллер Ф., Тьюки Дж. Анализ данных и регрессия, т.1 М:Финансы и статистика, 1982

66. Анисимов Д. А., Ерошенко Е. С. "Автоматизация расчета функций принадлежности для классификации территорий по степени их природно-антропогенной опасности", Тезисы докладов II конференции молодых ученых КБНЦ РАН, Нальчик 2001

67. Анисимов Д.А., Балкаров Б.Б., Марченко П.Е. Аппарат нечетких множеств и лингвистических переменных в задаче оценивания лавинной опасности Приэльбрусья. Сб. материалов II конференции молодых ученых КБНЦ РАН. г.Нальчик, 2001

68. Анисимов Д.А. Использование нечетких множеств для шкалирования природных процессов по степени их опасности. Сб. материалов конференции молодых ученых "Перспектива 2001". г. Нальчик, 2001

69. Анисимов Д.А. Симметричные нечеткие классификации в задаче оценкиприродно-техногенной опасности территорий. Сб. материалов II всероссийской школы-конференции молодых ученых "Молодая наука 21-му веку". Пермь, 2001

70. Дюран Б., Оделл П. Кластерный анализ М: Статистика, 1977

71. Миркин Б. Г. Анализ качественных признаков и структур- М: Статистика, 1980.

72. Пфанцгаль И. Теория измерений, -М.: Мир, 1976.

73. Андреев В. JI. Классификационные построения в экологии и систематике.-М.: Наука, 1980.

74. Балкаров Б.Б. О формализации визуальной геофизической информации. Труды ВГИ, вып.54. М: Гидрометеоиздат, 1984.

75. Семкин Б.И., Двойченков В. И. Об эквивалентности мер сходства и различия. В кн. Исследование систем. I. Сложные системы. Владивосток, Д.ВНЦ. 1973.

76. Заде JI.A. Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию приближенных решений. М: Мир, 1976.

77. Балкаров Б.Б. Кластерный анализ геоэкологической информации. Труды ВГИ, вып. 60, -М:Гидрометеоиздат, 1985.

78. Айвазян С.А., Бухштабер В.М., Енюков И.С. и др. Классификация и снижение размерности: Справю изд. М.: Финансы и статистика, 1989.

79. Балкаров Б.Б., Гораль Г.Г., Джукаева Ф.К. Формализация методов отбора признаков для прогноза интенсивности градовых процессов. Труды ВГИ, вып. 85, -М:Гидрометеоиздат, 1992.

80. Анисимов Д.А., Аксенов С.А., Жариков О.В. Применение экспертных систем для прогнозирования ЧС и оценки их последствий. Сб. материалов II конференции молодых ученых КБНЦ РАН. г.Нальчик, 2001

81. Анисимов Д.А., Мажид 3., Хутов Т.В. Использование Visual сред для автоматизации обработки картографических данных по антропогенным объектам.Сб. материалов II конференции молодых ученых КБНЦ РАН. г.Нальчик, 2001

82. Мелихов А.Н., Бернштейн JI.C., Коровин С.Я. Ситуационные советующие модели с нечёткой логикой. М.: Наука, 1990.

83. Лапко А.В., Ченцов С.В. Многоуровневые непараметрические системы принятия решений. Новосибирск: Наука, 1997.

84. Анисимов Д.А., Наумова О.А. Тян У.В. Разработка системы оцифровки картографической информации. Сб. материалов II конференции молодых ученых КБНЦ РАН. г.Нальчик, 2001

85. Владимиров В.А., Воробьев ЮЛ., Малинецкий Г.Г. и др. Управление риском. Риск, устойчивое развитие, синергетика. -М.: Наука, 2000.

86. Капица С.П., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика и прогнозы будущего. М.: Наука, 1997.

87. Анисимов Д.А., Базилевич А.Д. Информационное наполнение САООПАП. Тезисы докладов IV конференции молодых ученых. -Нальчик: КБНЦ РАН, 2003

88. Ивахненко А.Г. Долгосрочное прогнозирование и управление сложными системами. Киев: Техника, 1975

89. Берлянт A.M. Образ пространства: карты и информация. М: Мысль, 1986

90. Сухов В.И. Информационная емкость карты. Энтропия. Изв. высш. учебн. заведений. Геод. и аэрофотосъемка, 1967, вып.4

91. Мазур М. Качественная теория информации. -М: Мир, 1974

92. Кинг Х.К. (H.King) Real analytic germs and their varieties at isolated singulazities. Inuent. 1976.

93. ЮО.Лундвиг Д. (D. Ludwig) Uniform asymptotic expansion at a caustic. Commun. Pure, 1966.

94. Симонов Ю.Г. Предисловие к книге Г.Самнера "Математика для географов" М: Мир, 1981.

95. Гайдышев И. Анализ и обработка данных: специальный справочник -СПб: Питер, 2001.

96. ЮЗ.Тейлор Дж. Введение в теорию ошибок. М: Мир, 1985.

97. Балкаров Б.Б., Орешена Е.С. Автоматизация расчета оценки опасности электромагнитного заражения территории. Материалы Всероссийской конференции «Математическое моделирование в научных исследованиях» Ставрополь: СГУ, 2000

98. Атлас Кабардино-Балкарской республики. Под ред. Бураева Р.А. М: Федеральная служба геодезии и картографии России. 1997

99. Кадастр лавинно-селевой опасности Кабардино-Балкарской. Под ред. Залиханова М.Ч. С.- П.: Гидрометеоиздат. 2001

100. Разумов В.В. Потенциальные источники чрезвычайных ситуаций на территории Северного Кавказа. Нальчик: Издательство КБНЦ РАН. 2003

101. Разумов В.В. и др. Атлас природных опасностей и стихийных бедствий Кабардино-Балкарской республики. С.- П.: Гидрометеоиздат, 2000

102. Браверман Э.М., Мучник И.Б. Структурные методы обработкиэмпирических данных. М: Наука, 1983

103. Ю.Эпов А.Б. Аварии, катастрофы и стихийные бедствия в России. -Москва: издательская компания Финиздат, 1994111 .Гренандер у. Лекции по теории образов. Москва: Мир, 1983

104. Экологические системы. Адаптивная оценка и управление. Под ред. Хологина К. С. Москва: издательство Мир, 1981

105. Девис Л. Природные катастрофы Смоленск: Русич, 1997

106. Исаченко А. Г. Ландшафты СССР Ленинград: издательство ленинградского университета, 1985

107. Анисимов Д.А. Гежаев A.M. Комплексная оценка природной опасности КБР. Материалы V конференции молодых ученых. Нальчик , 2004116.0тчет по НИР Аэросъемочное обследование наблюдений за селеформированием в бассейне р. Кубасанты. Москва, 1995

108. Жуков Р.А., Гурза В.В., Проблема выделения объектов исследования в геологии. Труды ВСЕГЕИ.: Новая серия, 1975

109. Губерман Ш.А. Комплексная интерпретация геофизических данных с помощью обучающей программы. Проблемы ядерной геофизики. -М: Недра, 1964.

110. Катастрофы конца XX века. Под ред. В.А. Владимирова. М: Геополитика, 2001

111. Виноградов Б.В. Аэрокосмический мониторинг динамики экосистем. -М: География и природные ресурсы, 1980

112. Боровко Н.Н. Статистический анализ пространственных геологических закономерностей. С.-П.: Картография, 1971

113. Арманд А.Д. Информационные модели природных комплексов. -М:1. Недра, 1975с*