Паспорт территории – динамический инструмент анализа опасностей

Размещено на http: //www. allbest. ru/

Паспорт территории - динамический инструмент анализа опасностей

В.В. Ничепорчук, Т.Г. Пенькова

Аннотация

Обоснована необходимость разработки паспортов территорий в новом формате с применением современных информационных технологий. Представлен алгоритм поэтапного создания паспорта. Характеристики территорий (опасности, уязвимости и защищенности) должны быть представлены в виде элементов хранилища данных и банка пространственных данных, логически связанных между собой.

Ключевые слова: характеристики территорий, информационные технологии, хранилище данных, банк пространственных данных.

Annotatіon

This paper presents the actual problem of development of territory passports based on modern information technologies. The algorithm of constructing the territory passport is proposed. Author's algorithm describes the following decision: territory attributes (e.g. hazard, vulnerabilities and safety) should be represented as the logical objects of data warehouse and spatial database.

Keywords: territory attributes, information technology, data warehouse, spatial database.

Основой информационной поддержки принятия решений по предупреждению и ликвидации ЧС на различных уровнях управления являются данные об источниках опасности, объектах защиты и управления. Приказом МЧС России [1] утверждена структура и порядок разработки многоуровневых паспортов безопасности территорий, содержащих наиболее полную информацию о характеристиках территорий. Паспорта безопасности имеют иерархию субъект РФ - муниципальное образование - населённый пункт - объект (как правило, потенциально опасный) и разрабатываются на основе атласов риска, межведомственных баз данных, планов действий по ликвидации ЧС и других документов.

Однако форма реализации паспортов (формат MS PowerPoint) не позволяет провести аналитическую обработку данных с применением современных методов анализа. Большие территории Сибири представлены в паспортах в предельно мелком формате, что затрудняет точное позиционирование объектов, а также визуализацию на слайде большого количества однотипных объектов. Недостатком данного подхода является также дублирование информации о территории или объекте в других документах, среди которых планы действий по предупреждению и ликвидации ЧС, атласы опасностей и рисков ЧС и другие. Для актуализации данных паспортов территорий органами управления МЧС России инициируется трудоёмкий процесс переработки, контроля полноты и достоверности данных.

Вместе с тем, прогноз научно-технологического развития страны [2] определил приоритетные направления исследований в области информационных технологи и других направлений научной деятельности. Актуально создание программных систем извлечения и формализации знаний из слабоструктурированной информации; средств хранения и анализа знаний; разработка новых принципов обработки, поиска, анализа и визуализации, в том числе программных систем принятия решений и идентификации ситуаций на основе сверхбольших массивов и потоков данных. Согласно этому документу, проблема анализа опасностей и рисков чрезвычайных ситуаций неразрывно связана с развитием многофункциональных и проблемно-ориентированных ГИС, перспективных интеллектуальных экспертных систем, методов оценки природного и антропогенного риска, разработкой систем раннего обнаружения, прогнозирования и уменьшения последствий ЧС природного и техногенного характера.

Создание информационной основы анализа опасностей территории должно происходить с использованием принципов системной интеграции, консолидации данных, технологической интеграции.

Системная интеграция в данном контексте обеспечивает согласованное функционирование всех звеньев РСЧС, организацию их информационного обмена формализованными данными. Консолидация данных необходима для сбора и оперативной обработки информации, получаемой из разнородных и разобщенных источников (ведомства, организации различного уровня управления и подчинённости) и формирования постоянно пополняемого консолидированного хранилища данных. Технологическая интеграция обеспечивает комплексное решение функциональных задач анализа данных и поддержки принятия решений на основе согласованного взаимодействия технологически разнородных звеньев, поскольку затруднительно обеспечить равный уровень автоматизации в промышленных мегаполисах и сельских муниципальных образованиях.

Формирование паспортов безопасности должно происходить с использованием следующих информационных технологий.

Технология распределённого сбора данных обеспечивает не только получение, но и консолидацию разнородных данных, получаемых из разных источников, в том числе из сетей мониторинга других ведомств [3].

Технология хранилищ данных используется для построения высокотехнологичной структуры и организации постоянного непрерывного пополнения консолидированного хранилища данных - центрального регионального информационного фонда регионального сегмента системы комплексной безопасности жизнедеятельности населения и техносферы [4].

Технология оперативной аналитической обработки многомерных данных OLAP. В сочетании с технологией хранилищ данных обеспечивает высокоскоростное исполнение аналитических запросов, наглядную визуализацию результатов и возможность анализа данных под разными «точками зрения» и в разных разрезах.

Моделирование возможных последствий и прогнозирование вероятности возникновения и динамики развития ЧС позволяет определить масштаб и динамику угроз, необходимость оповещения и эвакуации населения. территориальный паспорт опасность чрезвычайный

Технология геоинформационного моделирования обеспечивает функции картографического анализа, визуализацию расчётов по математическим моделям оценки обстановки, выполнения разного рода информационных.

Только применение web-технологий способствует распространению содержимого паспортов территорий в виде упорядоченных наборов данных. Для этого необходима интеграция в рамках единой платформы СУБД и web-серверов, работающих с мультимаштабными цифровыми картами, космическими снимками и растровыми изображениями. Примером такой реализации является система оперативного мониторинга «Каскад», разработанная в Сибирском филиале Национального ЦУКС [5]. Кроме того, web-технологии являются наиболее перспективным организации распределенного сбора данных [6].

Технология ведения единых справочников и классификаторов должна быть положена в основу формализации и консолидации данных паспортов территорий. Справочники помогают избежать дублирования данных и используются для OLAP-анализа в качестве поставщика аналитических измерений.

Реализация принципов системной и технологической интеграции, консолидации данных позволяет обеспечить качественно новую технологию организационного управления в системе комплексной безопасности жизнедеятельности региона, обеспечивает переход от оценивания природных и техногенных опасностей к конструктивной составляющей - формированию решений по предупреждению техногенных катастроф и смягчению последствий стихийных бедствий.

Авторами предлагается алгоритм формирования электронных паспортов территорий с использованием вышеперечисленных технологий. На рис. 1 представлен процесс разработки для уровня субъекта и муниципального образования. Наполнение паспортов проводится по двум направлениям: работа с базами данных и картографическими ресурсами и представляет собой циклический процесс, каждая итерация которого формирует раздел электронного паспорта.

Поясним подробнее этапы проектирование, наполнения и корректировки паспорта территории.

Рис. 1 Процесс создания разделов паспортов территорий с использованием современных информационных технологий

1. Поскольку база данных характеристик территории имеет сложную иерархическую структуру, организованную по видам опасностей (техногенные, природные, биолого-социальные), предлагается внедрение итерационного процесса наполнения паспортов данными.

2. Проектирование организации семантических и картографических ресурсов - наиболее важная часть работы. Предполагается, что электронные паспорта территории будут использоваться для решения широкого спектра функциональных задач органов управления РСЧС: информационной поддержки превентивного и оперативного управления, анализа опасностей, прогнозирования различной срочности, получения справочной информации. Необходимо обоснование и согласование с экспертами форм сбора и представления данных, от которых зависит оперативность и качество принимаемых решений. Пример проектирования информационных ресурсов для анализа опасностей территорий приведён в [7].

3. Помимо сбора данных в табличном виде необходимо использование ведомственных ресурсов, в том числе картографических. Очевидно, что актуализировать данные адресных планов, расположение коммуникаций, особенно в крупных городах должны соответствующие ведомства, например, управление архитектуры, водоканал, газовая служба и т.п. Для организации регламентированного межведомственного обмена необходимо заключение соглашений на региональном уровне и нормативная база федерального уровня.

Для сельских муниципальных образований, с низкой динамикой изменения характеристик территорий для сбора картографических данных предлагается применять бесплатные геиониформационные системы типа QuantumGIS. Технологии распределённого сбора статистической информации успешно используются в Красноярском крае с 2010 года [8].

Сбор информации в другом виде (тексты, графические схемы, 3D модели, фото) должен носить крайне ограниченный характер, поскольку анализировать такую информацию крайне затруднительно, а для оперативного поиска необходима разработка специальной системы индексирования ресурсов.

4-5. Разработкой аналитических моделей и геоинформационным моделированием динамики и последствий ЧС в Главном управлении МЧС России по Красноярскому занимается Территориальный центр мониторинга и прогнозирования ЧС и Отдел предупреждения ЧС Управления защиты, где работают наиболее подготовленные специалисты и применяются специализированное программное обеспечение оценки обстановки [9].

На уровне муниципальных образований должно осуществляться геокодирование объектов (нанесение на карту спец. символов - дислокации спасательных формирований, пожарных частей, сборный эвакопунктов, маршрутов эвакуации и т.п.) и логические связывание картографических объектов с их характеристиками из баз данных (6).

Этапы 7-8 не являются обязательными для всех разделов паспорта территории и проводятся при наличии расчётных методик, программного обеспечения и планирующих документов.

9. Структура геопортала разрабатывается в соответствии с [1] и уже готовыми паспортами территорий. В системе должны быть развитые средства поиска, фильтрации и представления данных. Примером межведомсвенного геоинформационного ресурса является банк пространственных данных администрации Красноярского края [10], разработанный в институте вычислительного моделирования СО РАН. Помимо работы с мультимасштабными цифровыми картами на портале имеется возможность смены топографической основы на цифровые модели рельефа и космические снимки. Это особенно актуально для регионов Сибири, где существует дефицит оцифрованного картографического материала и оценить состояние местности или оперативную обстановку можно только с использованием средств дистанционного зондирования Земли.

Работы создание электронных паспортов территорий можно разделить на несколько направлений:

совершенствование нормативной базы по вопросам регламентированного межведомственного информационного обмена и совместного использования информационных ресурсов. Соглашения, заключённые на сегодняшний день, касаются только режима ЧС и не оговаривают форматы представления данных;

внедрение современных информационных технологии на всех уровнях управления РСЧС, а в перспективе - средств облачного хранения и использования данных. Это позволит не только планомерному созданию единого информационного пространства обеспечения территориальной безопасности, но и снизит нагрузку на сети передачи данных (обмен ссылками заменит обмен файлами);

разработка и внедрение методик и специализированного программного обеспечения анализа данных, прогнозирования обстановки, оценки динамики и последствий техногенных и природных ЧС;

проведение многоуровневого обучения специалистов, создание или адаптация учебных пособий, тренажеров, видеороликов и другой учебной продукции.

Литература

1. Приказ МЧС РФ от 04.11.2004 № 506 «Об утверждении типового паспорта безопасности опасного объекта».

2. Прогноз научно-технологического развития Российской Федерации на период до 2030 года. - М.: Министерство образования и науки РФ. 2013. - 72 с.

3. Ничепорчук В.В., Ноженков А.И. Автоматизация мониторинга чрезвычайных ситуаций в арктической зоне (на примере Красноярского края) //Информатизация и связь. - 2013. - №5. - стр. 37-42.

4. Ноженкова Л.Ф., Ничепорчук В.В., Бадмаева К.В., Пенькова Т.Г., Коробко А.В., Евсюков А.А., Ноженков А.И., Марков А.А., Морозов Р.В., Есавкин С.Е. Система консолидации и анализа данных мониторинга чрезвычайных ситуаций в Красноярском крае // Проблемы безопасности в чрезвычайных ситуациях. - 2012. - №4. - С. 63-73.

5. Система оперативного мониторинга обстановки «Каскад» края <Электронный ресурс> http://10.115.127.11/map (дата обращения 28.02.2014 г.).

6. Коробко А.А. Веб-система сбора данных для мониторинга чрезвычайных ситуаций / Проблемы информатизации региона. ПИР-2013: Материалы XIII Всероссийской научно-практической конференции / Под ред. Л.Ф. Ноженковой. - Красноярск: ИВМ СО РАН, 2013. - С. 164-169.

7. Шокин Ю.И., Москвичев В.В., Ноженкова Л.Ф., Ничепорчук В.В. Кризисные базы данных для управления безопасностью территорий // Вычислительные технологии. 2011. Т.16. - №6. С.115-126.

8. Автоматизированная система сбора данных муниципальных образований Красноярского края (АИС ММО) <Электронный ресурс> http://aismmo.ru (дата обращения 12.02.2014 г.).

9. Коробко А.В., Пенькова Т.Г., Ничепорчук В.В. Оперативный аналитический контроль состояния объектов техносферы и окружающей среды Красноярского края на основе мониторинговых данных // Мониторинг. Наука и безопасность. №3 (11), 2013. С. 66-83

10. Банк пространственных данных Красноярского края <Электронный ресурс> http://24bpd.ru (дата обращения 28.02.2014 г.).

Размещено на Allbest.ru