Курсовая работа
По теме: «Применение геоинформационных систем для предупреждения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций»
Выполнил: студент 2441 гр. Пономарева Т.А.
Принял: доц.Колупаев А.В.
Воронеж 2017
Содержание
Введение…………………………………………………………………….3
1. Принцип действия геоинформационных систем……………………..3
2. Моделирование развития и последствий ЧС (разливы АХОВ, нефти и нефтепродуктов; взрывы, пожары, паводки)………………...……..4
3. Космический мониторинг………………………………………………5
4. Совместное использование территориального страхового фонда документации и территориальной ГИС в условиях ЧС………...……8
5. Геоинформационная система «Экстремум»…………………………9
Заключение……………………………………………………………......11
Библиографический список……………………………………………....12
Введение
Крупные аварии и катастрофы последних десятилетий оказали существенное влияние на развитие общества и отношение государства к проблемам, связанным с чрезвычайными ситуациями. Были созданы специальные структуры, оснащенные современным оборудованием, ведется подготовка квалифицированных кадров, разрабатываются и постепенно внедряются прогрессивные методы мониторинга, предупреждения и реагирования. В этой многогранной деятельности информационная вооруженность имеет первостепенное значение.
В настоящее время компьютер стал обычным рабочим инструментом специалистов и руководителей МЧС всех уровней. Так как значительную их часть составляют действующие или бывшие офицеры, то картографическое представление информации о территории, на которой они работают, является для них наиболее привычным и естественным. Все чаще в своей повседневной работе они обращаются к электронным картам, как основе решения производственных задач и принятия решений.
Принцип действия геоинформационных систем
При выборе подходов к созданию современного информационного обеспечения органов МЧС всех уровней необходимо ориентироваться на геоинформационные системы и технологии (ГИС-технологии), которые обеспечивают сбор, хранение, обработку и представление, как традиционной описательной информации, так и пространственной информации о территории, находящихся на ней объектах и происходящих (опасных) процессах.
Одним из наиболее привлекательных свойств ГИС-технологий для МЧС России является их способность интегрировать (увязывать в единую систему) как разнородную информацию, так и различные функциональные (производственные) задачи. Это свойство базируется на том факте, что вся разнородная информация (алфавитно-цифровая, графическая, картографическая, видео и фотоснимки, математическое описание процессов), необходимая для организации и управления деятельностью МЧС, напрямую или косвенно относится к территории России и ее окружению и, следовательно, может быть привязана к карте или объектам (объекту) карты России (или части ее территории).
На «пространственной» основе удается осуществить и интеграцию функциональных задач. Так как алгоритмы их решения базируются на интегрированной в единую систему (на основе ГИС-технологий) информации о территории России, то за счет выбора технологий решения этих задач (а для этого опять же подходят ГИС-технологии) и представления результатов их решения конкретным специалистам удастся реализовать взаимный обмен результатами решения этих задач.
Общая схема интеграции данных и задач для органов МЧС любого уровня представлена на рис. 1. Конкретный набор действующих информационных систем и перечень решаемых функциональных задач для каждого уровня могут различаться. Однако при практической реализации данной схемы существуют и некоторые инварианты (неизменные величины), такие как выбор базовой технологии для решения функциональных задач и интеграции разнородных данных.
Рис. 1
Моделирование развития и последствий ЧС (разливы АХОВ, нефти и нефтепродуктов; взрывы, пожары, паводки).
С точки зрения планирования и отработки действий различных подразделений МЧС территориального уровня этот класс задач является одним из наиболее важных. В силу того, что крупные ЧС случаются, к счастью, достаточно редко, а планировать действия аварийно-спасательных формирований и населения (а также практически отрабатывать эти действия) необходимо регулярно, то альтернативы моделированию развития ЧС на конкретной территории нет. Точный расчет зоны воздействия ЧС на население и территорию, отображение результатов этого расчета на карте местности позволяют определить:
-перечень объектов и число людей, попавших в зону поражения;
-материальный ущерб;
-количество сил и средств, необходимых для ликвидации ЧС;
-оптимальные маршруты эвакуации людей из зоны ЧС и доставки аварийно-спасательных формирований в эту зону, и ряд других.
Наличие качественной базы данных о потенциальных опасностях и всей территории, попадающей в зону возможной ЧС, позволяет оперативно, практически в темпе развития самой ЧС, обеспечивать органы управления ликвидацией ЧС полной и достоверной информацией. На рис. 2 представлен результат моделирования последствий взрыва 120 тонн аммиака на уфимском мясоконсервном комбинате с определением объектов, попавших в зону заражения. На рис. 3 представлена модель взрыва 10 тонн бензина при транспортировке бензовозом в спальном районе города и отображены зоны разрушения зданий.
Рис. 2 Рис. 3
Космический мониторинг
Одним из средств получения оперативной информации о территории можно считать снимки из космоса, полученные с разных космических аппаратов: Ресурс, NOAA, EOS, SPOT, LANDSAT и др. Информация различного разрешения и спектральных диапазонов может использоваться как для уточнения местоположения природных и техногенных объектов, фиксации фактов возникновения ЧС, так и для отслеживания некоторых природных процессов.
Достаточно высокую эффективность показало использование космических снимков для контроля и прогнозирования затапливаемости территории в процессе паводка (как правило - весеннего). Кроме традиционно решаемых задач определения зон фактического затопления и подтопления на основе снимков среднего и высокого разрешения также решаются другие интересные задачи. Одна из них – прогнозирование затапливаемости территории на основе интеграции наземных и космических данных. Ее суть заключается в том, что на основе прогнозируемого службой Гидромета уровня подъема воды из базы данных подбираются космические снимки, соответствующие данному уровню. Зоны затопления и подтопления территории, определяемые с этих снимков, и принимаются в качестве прогнозной зоны (рис. 4).
Вторая задача – менее известная. Она заключается в отслеживании динамики схода снежного покрова на основе данных низкого разрешения (NOAA). Оказывается, существует временная связь между величиной и скоростью изменения снежного покрова в бассейнах рек и началом опасного подъема уровня воды в этих реках. На рис. 5 приведена карта состояния снежного покрова на конкретную дату, серым цветом показана территория со снежным покровом, коричневым – открытая почва. Эта карта получена путем дешифрирования снимков со спутника NOAA (в тепловом диапазоне) с использованием программных средств ERDAS IMAGINE и нанесения границ снежного покрова на векторную карту территории в ArcView.
Рис. 4
Рис. 5
Интересна также задача комплексного применения ГИС – технологий и космических снимков. Она заключается в выявлении и отображении в картографической форме изменений природных и техногенных факторов в окрестностях потенциально опасных объектов. На рис. 6 представлена территория в окрестностях магистрального трубопровода. На совмещенном изображении цифровой карты и дешифрированного космического снимка четко видно и, что очень важно, подлежит количественному измерению приближение границы населенных пунктов (в связи с их разрастанием) к трубопроводу. Также отчетливо видны изменения некоторых природных объектов (появление крупных оврагов и водных объектов), повышающие возможность возникновения ЧС на трубопроводе.
Рис. 6