Головна

ГІС для прогнозування надзвичайних ситуацій

  1.  III. Основи надзвичайних ситуацій
  2.  V. Основи надзвичайних ситуацій, викликаних аваріями і катастрофами на пожежо- та вибухонебезпечних об'єктах економіки.
  3.  Аварійно-рятувальні та інші невідкладні роботи, що проводяться в зонах надзвичайних ситуацій
  4.  Адаптивна модель прогнозування (Adoptive model of forecasting)
  5.  Аналіз конфліктних ситуацій
  6.  Аналіз методики управління конфліктних ситуацій
  7.  Аналіз причин конфліктних ситуацій

Багатьом екстремальним природними і техногенним явищам притаманні просторові і тимчасові закономірності. Землетруси відбуваються, як правило, на місці стику тектонічних плит і впливають на життя цілих регіонів. Паводки виникають або від весняного сніготанення, або від проливних дощів, після чого сотні річок виходять з берегів і затоплюють величезні території. Під час посух природні пожежі щорічно знищують мільйони гектарів лісових масивів по всій земній кулі. До найтяжчих наслідків призводять аварії на небезпечних об'єктах, викликані землетрусами, пожежами і повенями. Техногенний тероризм спрямований на нанесення максимального збитку в густозаселених кварталах мегаполісів ... У цих умовах геоінформаційні технології є найефективнішим інструментом для створення системи прогнозування та ліквідації наслідків надзвичайних ситуацій (НС).

ВНДІ ГОЧС в кооперації з Центром дослідження екстремальних ситуацій і Військово-інженерним університетом вже більше десяти років створює спеціалізовану геоінформаційну систему (ГІС) «Максимум» - комплексне програмне засіб, що включає картографічні і атрибутивні бази даних, моделі для прогнозування НС та їх наслідків, сценарії реагування при землетрусах, природних пожежах, повенях, техногенних катастрофах. ГІС працює в двох режимах - дослідному і оперативному. Перший призначений для вирішення науково-практичних завдань по завчасної оцінки ризиків; вивчення різних факторів, що впливають на рівень ризику; оцінки ефективності заходів щодо його зниження і управління ім. Оперативний режим служить для визначення ефективних заходів щодо негайного реагування на НС.

В базах даних ГІС зберігається як постійна, так і періодично оновлюється інформація, яка групується в кілька інформаційних масивів:

1. Група баз даних цифрових топографічних карт масштабів 1: 5 000 000, 1: 1 000 000, 1: 100 000, 1:10 000 і 1: 2000. Дрібномасштабні карти дають загальну інформацію про топографії району. Великомасштабні дозволяють описувати структуру міст, населених пунктів і окремих об'єктів. Карти розломів і інженерно-геологічних умов дають геологічну характеристику середовища. Ця інформація доповнюється детальними гідрографічними даними. Структура масиву відповідає російським стандартам для електронних карт.

2. Бази даних про населення і забудові по всій земній кулі (близько двох мільйонів населених пунктів). Міста представляються у векторному вигляді - як з деталізацією до окремої будівлі з набором параметрів (тип споруди, матеріал і дата побудови, кількість поверхів і ін.), Так і в описі узагальненими даними, наприклад, розподілом різних типів будівель в межах міста або мікрорайонів; є також інформація про розподіл людей в будівлях і місті протягом доби.

3. Дані про інфраструктуру і системах життєзабезпечення, в тому числі про залізницях, автомагістралях, аеродромах, про силах і засобах, які можуть бути задіяні у разі виникнення надзвичайної ситуації, та ін. Параметри законів руйнування будівель, ураження людей, а також параметри моделей для визначення переліку заходів щодо зниження ризиків і оперативному реагуванню. Крім того, ГІС містить інформацію про фактори техногенного ризику: про хімічно, пожежо-і вибухонебезпечних об'єктах, АЕС і ГЕС, про греблі, магістральних нафто- і газопроводах і ін. У бази даних включений каталог усіх відомих сильних землетрусів. І нарешті, в ГІС є дані моніторингу: сейсмологічні, геофізичні, GPS-спостереження, інженерно-сейсмометричні і гідрологічні спостереження, космічні знімки та ін. Все групи інформаційних масивів пов'язані єдиним координатним простором і єдиною системою заходів.

Вся інформація в системі представлена ??в форматі MS Access (MDB) і може бути оброблена за допомогою будь-якої мови програмування, що підтримує цей формат. Передбачено й варіанти експорту / імпорту даних в інші формати (DBF, MIF-MID, Excel).

На основі розроблених у ВНДІ ГОЧС методик створені математичні моделі прогнозування НС, планування заходів щодо пом'якшення їх наслідків та оперативному реагуванню на них. Ці моделі дозволяють отримати:

§ розподіл інтенсивностей землетрусів, значення максимальних прискорень коливань грунту і їх повторюваність;

§ поля вражаючих факторів в разі аварій на небезпечних об'єктах;

§ закони руйнування будівель різних типів, характерних для даного регіону;

§ закони поразки людей, які враховують специфіку території;

§ оцінки наслідків землетрусів, вторинних природних і техногенних процесів;

§ оцінки наслідків на пожежо- і вибухонебезпечних, радіаційно та хімічно небезпечних об'єктах;

§ оцінки індивідуальних сейсмічних ризиків, інженерних, економічних і комплексних ризиків.

Блок програм, розроблених в середовищі MS Access на мові Visual Basic, дозволяє оцінювати наслідки і індивідуальні ризики при землетрусах, повенях, пожежах в разі аварій на небезпечних об'єктах. Моделі всередині блоку поділяються на такі групи:

§ моделі впливів;

§ моделі, що описують опору об'єктів впливу;

§ моделі оцінки ризиків.

Комплексне застосування цих моделей дає можливість оцінити наслідки первинного і вторинного впливів небезпечних факторів, включаючи медичну, інженерну, пожежну і хімічну обстановку, а також спрогнозувати індивідуальний ризик населення.

КРатко відзначимо особливості роботи моделей, що описують різні впливу.

Вхідними даними для оцінки сейсмічного ризику є карти загального сейсмічного районування, що прогнозують рівень сейсмічної небезпеки на встановлений період часу для даної території. Прогноз сейсмічної небезпеки являє собою або електронну карту із зображенням зон сейсмічної активності, або набір можливих (сценарійними) епіцентрів. Для кожної зони або епіцентру задається повторюваність в інтервалі часу і ймовірна магнітуда. В результаті формується карта індивідуального сейсмічного ризику з пояснювальною запискою, де в табличній формі наводяться результати розрахунків для кожного населеного пункту (кварталу або будови).

Для прогнозування ризиків від лісових пожеж і повеней в склад ГІС включений окремий модуль. Значна площа регіону, де можливі катастрофи (80 відсотків території Росії покрито лісами, приблизно стільки ж припадає на басейни найбільших річок Європи і Азії), і просторова невизначеність місць виникнення осередків впливає на склад і обсяг інформації, що зберігається в базах даних ГІС. У них включена інформація про 2500 пунктів спостереження за пожежною обстановкою і про більш ніж 3000 водомірних постів на території Росії. Вихідними даними для оцінки ризиків служать результати метеорологічних прогнозів і спостережень за зміною рівня води в річках і за параметрами, котрі характеризують пожежну обстановку в лісових масивах (температурою, вологістю, кількістю днів після дощу). Результатом розрахунку є показники зонування території за ступенем небезпеки за певний проміжок часу і показники індивідуального ризику, які оформляються у вигляді тематичної карти і пояснювальної записки.

В даний час в Російській Федерації налічується близько 45 тисяч потенційно небезпечних об'єктів різного типу і відомчої підпорядкованості. У зонах безпосередньої загрози життю і здоров'ю людей (в разі техногенних НС) проживає близько 80 млн. Чоловік, тобто 55% населення країни. При оцінці індивідуальних ризиків від техногенних аварій за допомогою спеціального модуля ГІС здійснюється:

§ вибір джерел небезпеки та уточнення їх характеристик;

§ побудова поля вражаючих факторів;

§ виділення об'єктів, що потрапляють в зону впливу цих факторів;

§ вибір характеристик уразливості елементів ризику з бази даних;

§ оцінка ступеня ураження елементів ризику, величина соціального і матеріального збитку;

§ розрахунок показників індивідуального ризику.

Для реалізації наведеної послідовності дій створений ГІС-проект, що включає три рівні детальності інформації про можливі джерела небезпеки, елементах ризику і місцевості.

За результатами розрахунків з використанням ГІС «Максимум» Агентство з моніторингу і прогнозування НС щотижня дає довгострокові, середньострокові і короткострокові прогнози можливих НС.

Сьогодні можна, спираючись на науку і досвід предків, прогнозувати деякі природні катаклізми. Але не менш важливим фактором зниження згубних наслідків катастроф є оперативне отримання докладної інформації про вже трапилися нещастях.

Підраховано, що за рахунок оперативного реагування можна зменшити кількість жертв майже наполовину. Наприклад, після землетрусів для порятунку залишилися під завалами людей найбільше ефективні першу добу.

У цьому сенсі унікальна створена нещодавно в Агентстві МНС Росії з моніторингу і прогнозування надзвичайних ситуацій глобальна геоінформаційна система «Максимум». Вона поєднує в собі комп'ютерну базу даних, інтернет-технології і космічний моніторинг. Система відстежує ситуацію в двох мільйонах населених пунктів по всьому світу і в стані протягом двох годин видати повну, оброблену комп'ютером інформацію про землетрус, що стався в будь-якій точці планети. «Максимум» оцінює силу природного лиха і його наслідки - масштаби руйнувань, кількість загиблих і поранених, які залишилися без даху над головою.

У багатьох випадках ця інформація ексклюзивна, адже в слаборозвинених країнах або у віддалених регіонах місцева влада в перші години можуть навіть не знати про трагедію, що сталася або неадекватно оцінювати її наслідки. Через Європейський центр нових технологій управління ризиками стихійних лих і технологічних катастроф інформація регулярно надходить в 22 країни. Крім того, комп'ютер кожні 15 хвилин автоматично входить в Інтернет. Сьогодні система «Максимум» офіційно визнана кращою в світі серед аналогічних систем.

Так звані ГІС-технології вже надзвичайно ефективно проявили себе під час землетрусів в Нефтегорске (1995 г.), Греції, на Тайвані (1999 г.). Багато в чому за рахунок використання геоінформаційної системи російські рятувальники першими прийшли на допомогу після сильного землетрусу в Туреччині 17 серпня 1999 року.

- Всі повідомлення приходять сюди. - Михайло Шахраманьян показує мені пейджер. - Він і вночі включений.

Шахраманьян очолює ВНДІ з проблем цивільної оборони і надзвичайних ситуацій, на базі якого і діє Агентство з моніторингу. Генерал-майор, професор.

Ще один його коник - космічний моніторинг. Він здійснюється за допомогою станцій, розташованих в Москві, Красноярську, Владивостоці, Елісті, Уфі, Новоросійську та Кургані. Сьогодні фахівці ВНДІ ГОЧС здатні розпізнати починаються осередки пожеж розміром 20 на 20 метрів, «побачити» торф'яну пожежу на глибині 10 метрів, оцінити наслідки вирубки лісів, засух, аварій на нафтопроводах і розливів нафти, передбачити можливу появу нових ярів.

Можна також оцінювати стан сільгоспугідь в часі, прогнозуючи урожай і виробляючи рекомендації по його прибирання. Можна відстежувати екологічну ситуацію, визначати ступінь забрудненості води, виявляти пригноблені лісу, невідновлювальних грунтовий покрив і т.д. Можна оцінювати наслідки повеней. Це, зокрема, допомагає ставити на місце деяких губернаторів. Практика показує, що місцева влада схильні завищувати збиток від природних катаклізмів приблизно в два рази, що, в общем-то, зрозуміло.




 Кафедра промислової та екологічної безпеки |  Геоінформаційні системи (ГІС-технології) в управлінні НС |  Складові частини ГІС |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати