Диагностика гидрометеорологических рисков средствами геодезического мониторинга

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Геофизика


Узнать стоимость новой

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

national framework of qualification to the professional and educational standards is offered. The technology of curriculum formation is shown on the example of the educational standard & quot-Land use planning and cadastre& quot-: from the types of jobs in the professional standard to the types of professional activity in the educational standard and through the competences to basic training units. This approach is recommended to use when forming the federal state educational standard of the higher education in compliance with the introduced professional standard.
Keywords: land system, structural parts of land resources management and land relations, general and specialized mechanisms, qualification framework, professional standard, educational standard, competencies, curriculum structure.
Rogatnev Yuri Mikhailovich, Dr. Econ. Sci., Prof., Omsk SAU, e-mail: rumom@mail. ru- Ignar Stefan, Prof., Warsaw University of Life Sciences, e-mail: stefani@levis. sggw. pl- Scherba Valentina Nikolaevna, Cand. Agr. Sci., Assoc. Prof., Omsk SAU, e-mail: zem-omgau@yandex. ru- Veselova Marina Nikolaevna, Cand. Agr. Sci., Assoc. Prof., Omsk SAU, e-mail: mn. veselova@omgau. org- Khorechko Irina Vladimirovna, Cand. Agr. Sci., Assoc. Prof., Omsk SAU, e-mail: iv. khorechko@omgau. org.
УДК 528. 48:551. 5
Г. Г. Бикбулатова, А.И. Уваров
ДИАГНОСТИКА ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ СРЕДСТВАМИ ГЕОДЕЗИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА
Нестабильность климата в последние десятилетия часто приводит к непредсказуемым последствиям, точнее, рискам для жизнедеятельности человека. Гидрометеорологическими рисками становятся ситуации затопления в результате половодья или паводков вследствие обильного выпадения осадков- засухи вследствие длительного отсутствия осадков или экстремальных температур- экстремальные количества осадков. Для диагностики и оценки гидрометеорологических рисков применяются средства геодезического мониторинга. Огромную роль в геодезическом мониторинге играют спутниковые системы навигации (ССН) и лазерное сканирование, обеспеченное соответствующими программными средствами. Наблюдения с помощью космических летательных аппаратов (КЛА) позволяют составлять оперативный и точный прогноз состояний атмосферы, в частности приземного слоя, столь важного для жизнедеятельности человека. Однако для долговременных прогнозов и прогнозирования чрезвычайных ситуаций, оценки гидрометеорологических рисков необходимо проводить анализ многолетних рядов данных климатических показателей. На основе обработанных рядов данных средствами геоинформационных систем (ГИС) составляются электронные карты полей распределения атмосферного увлажнения, экстремальных температур, состояния природных объектов, которые отражают многолетние наблюдения на той или иной территории. Полученные современными средствами геодезического мониторинга карты позволяют уточнить экстремальные значения климатических показателей и существенно уменьшить гидрометеорологические риски, предположить возникновение и развитие чрезвычайных ситуаций, уточнить отдельные СНиПы по строительству, проектированию дорог, зданий, сооружений, трубопроводов и других объектов.
Ключевые слова: гидрометеорологические риски, геодезический мониторинг, геоинформационные системы.
Введение
Нестабильность климата в последние десятилетия часто приводит к непредсказуемым последствиям, точнее, рискам для жизнедеятельности человека. Гидрометеорологическими рисками становятся ситуации затопления в результате половодья или паводков вследствие обильного выпадения осадков- засухи вследствие длительного отсутствия осадков или экстремальных температур- экстремальные количества осадков.
В связи с этим роль геодезического мониторинга природных объектов и явлений трудно переоценить.
© Бикбулатова Г. Г., Уваров А. И., 2016
Огромное значение в геодезическом мониторинге играют спутниковые системы навигации (ССН) и лазерное сканирование, обеспеченное соответствующими программными средствами. Наблюдения с помощью космических летательных аппаратов (КЛА) позволяют составлять оперативный и точный прогноз состояний атмосферы, в частности приземного слоя, столь важного для жизнедеятельности человека. Однако для долговременных прогнозов и прогнозирования чрезвычайных ситуаций, оценки гидрометеорологических рисков необходимо проводить анализ многолетних рядов данных климатических показателей. На основе обработанных рядов данных средствами геоинформационных систем (ГИС) составляются электронные карты полей распределения атмосферного увлажнения, экстремальных температур, состояния природных объектов, которые отражают многолетние наблюдения на той или иной территории.
Объекты и методы исследований
Объектом исследований стали данные об атмосферном увлажнении на территории Сибири и Дальнего Востока, в частности Омского Прииртышья.
Методами исследований являются методы геодезического мониторинга объектов, такие как использование метеоданных, полученных с помощью ССН, электронное картографирование средствами геоинформационных технологий, метод математического моделирования, метод географической интерполяции.
Большая часть исследований авторов статьи по теме геодезического мониторинга гидрометеорологических рисков посвящена анализу распределения атмосферного увлажнения на территории Сибири и Дальнего Востока.
Исследовательская часть
Погодой называется состояние приземного слоя атмосферы, ей свойственны следующие метеорологические характеристики: атмосферное давление, температура, ветер — перемещение воздушных масс, атмосферные осадки, солнечная радиация. Однако для долговременных прогнозов рисков и чрезвычайных ситуаций необходимо проводить анализ климата в целом. Климат — это многолетнее устойчивое, повторяющееся из года в год состояние погоды, характерное для данной местности. Факторами, определяющими климат той или иной территории, являются геофизические факторы, географические и местные (факторы подстилающей поверхности).
Атмосферные процессы, определяющие изменения погоды, развиваются на больших пространствах. Распределение осадков зависит от распределения атмосферного давления, облачности и температуры. Существенное влияние на распределение осадков оказывают рельеф, близость морей и океанов, местные ландшафтные условия.
Изменчивость годовых и месячных сумм осадков весьма значительна, особенно в условиях континентального климата. Изменчивость месячных сумм больше, чем годовых.
Для территории Омской области это особенно актуально, так как территория находится на Западно-Сибирской низменности и открыта воздействию холодных воздушных масс с Северного Ледовитого океана, воздушных масс с Атлантики, которые бывают причиной циклонов, и южных ветров с Казахстана. Поэтому для территории области характерен резко континентальный климат с суровой и продолжительной зимой, коротким и жарким летом. Территория области обширна по площади, вытянута с севера на юг, находится в четырех природных зонах: подтаежной, лесной, лесостепной и степной. Атмосферные осадки не являются такими интенсивными и продолжительными, как на Дальнем Востоке или в Калининграде, однако необходимо заметить, что для территории Омского Прииртышья характерен мелкозападинный рельеф, который способен аккумулировать влагу. На территории большое количество рек, озер, болот, особенно в северной части области. Соответственно в годы избыточного увлажнения повышается риск заболачивания территории, подтопления отдельных территорий, вымывания плодородного слоя, а в годы недостаточного увлажнения — засухи, засоления почв.
При более чем бурном развитии информатизации, электронных комплексов, сетей, опутавших человечество, разнообразных способах исследования различных сфер человеческой деятельности методы точного определения количества и характера атмосферного увлажнения далеки от совершенства.
В крупных густонаселенных пунктах измерения атмосферных осадков проводятся регулярно и точно. В настоящее время предлагаются динамические карты погоды, которые обновляются каждые три часа, а карты гроз — каждый час [1]. Имеются программы для расчета и картирования метеорологических характеристик. Например, программа Digital Atmosphere (ДигАтм) позволяет строить профессиональные карты погоды. Такие карты представляют огромную ценность для специалиста.
Однако для серьезного анализа и возможного прогноза необходимо иметь не только карты в онлайн-режиме, но и обобщенные результаты многолетних наблюдений. Данные дистанционного зондирования, к сожалению, не всегда доступны для широкого круга пользователей в различных отраслях. По-прежнему существует проблема отсутствия измерительных приборов на станциях наблюдательных сетей. Так, на многих территориях на площади свыше 2 тыс. км2 нет ни одного осадкомерного прибора. Северная половина Западной Сибири относится к наименее изученным в гидрометеорологическом отношении областям Сибири. Например, в Ямало-Ненецком автономном округе на площади около 1 млн км2 расположены лишь 36 метеорологических станций. На полуострове Ямал, где имеется около 8000 водотоков, ни один из которых не изучен в гидрометрическом отношении, все десять метеостанций располагаются на побережьях. Таким образом, на севере территории одна метеостанция приходится на 28 000 км, то есть на территорию размером 100×280 км [1].
Для диагностики гидрометеорологических рисков и прогнозирования чрезвычайных ситуаций в первую очередь необходимо проанализировать максимальные и минимальные значения атмосферного увлажнения (рис. 1, 2) [2].
Трудность работы с подобной базой заключается в отдельных случаях в недостатке данных, пропусках в рядах данных, отсутствии метеостанций, погрешностях в измерениях осадков, необходимости вводить поправочные коэффициенты. Методы дистанционного зондирования Земли свободны от данных недостатков и позволяют с высокой точностью определять значение. Однако данные, полученные с КЛА, имеют пока еще непродолжительные ряды и в связи с этим не могут рассматриваться как долгосрочные прогнозы. Поэтому приходится использовать исторически сложившиеся методы наблюдений за погодой и накопленные наукой прежние результаты.
Мурманск КефЛ }рт
? е-
?га:
•Лубны/
аменнаа-Отега
Ч^обольск дГара
ЧИпГчС / О / О
^•Хоседа^р^^ 0J СО d Каш! мнь (й
Троицко-П^рс1^ Йерезъ-
1вдель & quot-Леуф1 & quot-^Cypiyr


С vHT. t
W^ar^^31)7& quot- ^ртьТшсЪ
с ^^е^ноЫадарнаугг k? вКавгаклЫ^^аганда •Рубцо|& lt-
•ЧимбайС
•КизыГкАраат
^|уска (БсЙ
«ЯрС1и с [ ^ /.
iz. ypr/JHH i^rr,^±VCNC|- гфл^ееш
¦^Йы: -T. I iliuilV'-.
Никольское
«Cepi

и: j Or
Панфилов
I | I I I
Рис. 2. Максимальные годовые суммы атмосферных осадков за период наблюдений, мм/год [2]
Обработка огромных массивов информации о состоянии атмосферы осуществляется численными методами с применением ЭВМ. Так, метод математического моделирования в настоящее время является основным инструментом изучения атмосферных процессов, в частности атмосферного увлажнения. Этот метод и был реализован в программе Weather App, составленной С. И. Хрущевым [3].
Для анализа гидрометеорологических характеристик были обработаны многолетние ряды баз данных атмосферных осадков сайта метеоцентра [4]. Затем по результатам обработки рядов с помощью геоинформационной программы Golden Software Surfer были построены карты изолиний и поверхностей атмосферного увлажнения.
Программные средства для исследования и картографирования гидрометеорологических характеристик Программистом С. И. Хрущевым в 2010—2013 гг. (Омский государственный педагогический университет) разработан пакет программ Weather «Анализ метеорологических данных», позволяющих произвести проверку баз данных (БД) картографическим методом и выполнить исправление случайных ошибок. Впервые появилась возможность рассчитывать не только месячные и декадные, но и суточные значения метеорологических элементов для отдельной выбранной метеостанции и для всех станций базы. На рис. 3 отображен интерфейс программы Weather.
Редактирование баз данных
Базы данных
Файл Расчеты
Год Янеа
1916 22
1917 13
1918 25
Доп, функции О программе
Анализ данных Редактор данных
Поиск ошибок
?рг Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь
] 20 19 46 52 36 22
8 16 109 106 32 16
b 17 34 29 20 13 30
Рис. 3. Интерфейс программы Weather
Сред или за месяц
Файл Расчеты Базы данных Доп. функции О программе
id По городу й Месячные значения > Среднии за месяц Число случаев (суток) подряд, Н Н4/НН.Н 1
20 674 ?0R91 По всем городам > Хлтянгл Годовые значения > h/H 1 IHhH/!~i !~ih
Рис. 4. Выбор объекта (характеристики) для расчетов
Рис. 5. Выбор метеостанции
Рис. 6. Выбор параметров расчета
Программа позволяет рассчитать суточные значения за какие-либо конкретные сутки. Для этого необходимо задать специальные параметры (рис. 8, 9). Модуль WeatherApp «Построение гидрометеорологических отчетов» позволяет рассчитывать и анализировать значения метеорологических элементов для метеостанций Сибири и Дальнего Востока, всех 223 метеостанций России и сопредельных стран, имеющихся в базе [4- 5] (подекадно, помесячно, по годам- максимальные, минимальные, средние значения).
134
2 Средним за месяц: Станция & quot-Омск"-: Параметр & quot-Сумма осадков& quot-: Дата & quot-01. 01. 1916−30. 11. 2006"-
Файл Расчеты Базы данных Доп. функции О программе
Год Январь | Февраль Март | Апрель | Май Июнь Июль | Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь Сумма ос
1916 22 5 0 20 18 46 52 36 22 7 24 16 270
1917 13 16 5 0 16 109 106 32 16 13 12 3 349
1918 25 2 10 17 34 28 20 13 30 16 19 5 222
1919 7 е е 8 12 88 69 63 53 312
1920 4 4 32 52 73 27 32 4 8 237
1921 12 3 4 1 14 13 35 30 43 28 8 5 196
1922 6 10 12 36 31 12 84 121 28 17 18 10 384
1923 5 9 4 15 43 32 77 7 48 46 20 4 315
1924 12 7 5 13 22 61 22 25 25 17 16 15 240
1925 5 14 14 2 34 22 48 48 16 12 32 13 258
1929 14 9 е 31 29 44 82 42 24 20 36 11 356
1927 4 5 26 60 58 34 42 17 12 258
1929 9 5 2 46 57 57 82 36 57 10 15 5 388
1929 5 4 8 28 51 11 33 28 24 32 8 5 238
1930 11 11 4 8 28 82 54 54 12 10 16 11 301
1931 Ё 1 9 6 7 40 32 63 24 53 16 8 266
1932 14 4 9 16 25 72 63 82 17 17 13 9 341
1933 Б 4 Б 32 25 45 101 20 26 10 22 21 318
1934 5 8 8 12 15 101 70 15 50 8 10 14 316
Рис. 7. Суммы осадков за месяц по годам, с 1916 по 2006 г. для ст. «Омск»
точные мете ода ндое
Файл | Базы данны- Доп. функции О программе
По городу > Месячные значения ^
По всем городам > Годовые значения > За весь год |
-- За период года
1

Рис. 8. Расчет суточных метеоданных
Выборка: Параметр & quot-Сумма осадков& quot-: Дата & quot-01. 09. 1932−01. 01J 982& quot-
Файл Расчеты Базы данных Доп. функции О программе
id Станция Долгота Широта Сумм… Дата
20 674 Остров_ Диксон 586,135 742… 598,772 460. 11
208Э1 Хатанга 678,86 975… 566,942 993. 1
21 946 Чокурдах 880,851 257… 622,349 609. 0
21 982 Остров_Врангеля 966,908 386… 742,593 444. 0
22 113 Мурманск 372,761 718… 677,756 042. 8
22 217 Кандалакша 348,5 584… 665,967 590. 5
22 520 Кемь-Порт 333,859 191… 637,674 743. 0
22 550 Архангельск 350,363 281… 603,487 854. 5
22 583 Койнас 383,371 459… 577,552 734. 6
22 602 Реболы 304,387 664… 647,105 773. 3
22 641? нега 333,859 191… 611,739 868. 6
22 802 Сортавала 280,810 455… 630,601 684. 2
22 820 Петрозаводск 292,599 151… 608,203 247. 2
22 837 Вьгтегра 296,135 599… 594,56 923. 4
22 887 Котлас 343,290 191… 545,723 510. 0
Рис. 9. Результаты расчетов по суткам (пример на 01. 09. 1982 г.)
Следующий шаг — выбор параметров расчетов: за декаду, месяц, год- максимальные, минимальные, средние. Возможно подсчитать число случаев за год. Выбираются либо станции Сибири, либо все станции базы. Затем результаты можно экспортировать в программу Excel для последующего статистического анализа и в программу Golden Software Surfer для последующего редактирования и построения поля изолиний [1].
На рис. 10 в качества примера приведена карта суточной нормы осадков на 28. 07. 2003 г. для территории Сибири и Дальнего Востока. На рис. 11 приведены максимальные значения за 2-ю декаду июля.
Рис. 10. Суточные суммы осадков на 28. 07. 2003 г. (пример)
Рис. 11. Максимальные за многолетний период значения за 2-ю декаду июля
С помощью карт изолиний осадков можно определять значения атмосферного увлажнения в пунктах, где не ведутся наблюдения. Преимущество электронного картографирования с помощью геоинформационных систем заключается в том, что при составлении карты поля изолиний за счет территориальных обобщений вероятность грубых ошибок практически исключается, так как в ходе построения полей производится автоматическое сглаживание.
Выводы
Геоинформационные технологии позволяют соединить возможности и достижения современной науки и прошлой, годами накапливающей свои данные. Применение геоинформационных систем технологий как технологий геодезического мониторинга позволяет построить поля распределений атмосферного увлажнения, состояния природных ресурсов и проследить методом географической интерполяции по изолиниям состояние того или иного объекта даже в труднодоступных районах, где отсутствуют станции измерительно-наблюдательных сетей и определение метеохарактеристик затруднено. Метод географической интерполяции показывает свою высокую эффективность для равнинных территорий, к каким относится и Омская область.
Необходимо отметить и дороговизну спутниковых снимков, поэтому для объективного и реального отображения полей распределения гидрометеорологических характеристик целесообразно использовать различные методы.
Таким образом, полученные с помощью различных современных средств геодезического мониторинга карты позволяют уточнить экстремальные значения климатических показателей и существенно уменьшить гидрометеорологические риски, проследить возникновение и развитие чрезвычайных ситуаций, уточнить отдельные СНиПы по строительству [6], проектированию дорог, зданий, сооружений, объектов инфраструктуры и т. п. [7].
Список литературы
1. Ресурсы атмосферного увлажнения на территории Сибири и Дальнего Востока: монография / под ред. О. В. Мезенцевой. — Омск: Изд-во ИП Макшеевой Е. А., 2012. — 72 с.
2. Бикбулатова, Г. Г. Применение карт для характеристики полей атмосферного увлажнения / Г. Г. Бик-булатова // Омский научный вестник. — 2012. — № 2 (114). — С. 223−227.
3. Хрущев, С. И. Программа WeatherApp. exe [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http: //www. WeatherApp. exe (дата обращения: 19. 02. 2012 г.).
4. Сайт «Метеоцентр» [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http: //www. meteocenter. net (дата обращения 18. 12. 2015 г.).
5. Сайт ВНИИГМИ-МЦД [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http: //www. meteo. ru (дата обращения 18. 12. 2015 г.).
6. СНиП «Строительная климатология» 23−01−99 (утв. 11. 06. 1999 г.) с изм. от 24. 12. 2002 г. — М.: Госстрой, 2003. — 247 с.
7. Методические рекомендации по расчету максимального дождевого стока и его регулированию. — М.: Союздорпроект, 1980. — 157 с.
Бикбулатова Гульнара Гафуровна, кандидат с. -х. наук, доцент, Омский ГАУ, тел. (3812) 65−37−18, e-mail: gg. bikbulatova@omgau. org- Уваров Анатолий Иванович, кандидат техн. наук, доцент, Омский ГАУ, e-mail: ai. uvarov@omgau. org.
SUMMARY
G.G. Bikbulatova, I.A. Uvarov
Diagnostics of hydrometeorological risks by means of geodetic monitoring
The unstable climate in the last decades gained a huge scale and often leads to unpredictable consequences, more specifically, risks to human life. Hydrometeorological risks are situations, which are submerged by high water or floods due to heavy rainfall, drought due to their long absence, or the absence of extreme temperatures and extreme precipitation. For diagnosis and assessment of hydrometeorological hazards used means of geodetic monitoring. A huge role in geodetic monitoring play navigation satellite system (PRSS) and laser scanning provided the relevant software. Observations using spacecraft (CLA) allow rapid and accurate prediction of the conditions of the atmosphere, in particular, the surface layer, so important for human life. However, for long-term forecasts and prediction of emergency situations, assessment of hydrometeorological hazards requires analyzing multi-year data series of climatic parameters. On the
basis of the processed data series by means of geoinformation systems (GIS) are electronic field maps of the distribution of atmospheric moisture, extreme temperatures, condition of natural objects that reflect long-term observations on a given territory. Received modern Received modern means of geodetic monitoring maps to clarify extreme values of climatic indices and significantly reduce hydro-meteorological risks, the occurrence and development of emergencies, to specify a separate SNiP on construction, design of roads, buildings, pipelines and other facilities.
Keywords: hydro-meteorological risks, geodetic monitoring, geographic information systems.
Bikbulatova Gulnara Gafurovna, Cand. Agr. Sci., Assoc. Prof., Omsk SAU, ph. (3812) 65−37−18, e-mail: gg. bikbulatova@omgau. org- Uvarov Anatoliy Ivanovich, Cand. Eng. Sci., Assoc. Prof., Omsk SAU, e-mail: ai. uvarov@omgau. org.
УДК 347. 235
С. А. Мамонтова, О.П. Колпакова
РАЗВИТИЕ ЕДИНОЙ ГОСУДАРСТВЕННОЙ СИСТЕМЫ РЕГИСТРАЦИИ ПРАВ И КАДАСТРОВОГО УЧЕТА НЕДВИЖИМОСТИ
Представлен анализ процесса создания и развития единой государственной системы регистрации прав и кадастрового учета недвижимого имущества. В хронологическом порядке рассмотрены нормативно-правовые документы, вводящие в действие концепции и программы, направленные на развитие данной системы. Приведены основные результаты реализации рассматриваемых программ в сравнении с контрольными показателями их внедрения. Для оценки степени формирования единой государственной системы регистрации прав и кадастрового учета недвижимости в Красноярском крае произведено сравнение контрольных значений некоторых показателей федеральных целевых программ на 2015 г. с их фактическими значениями для исследуемого региона. Выделены положения формирования целевых показателей реализуемых планов и программ — основная цель и средства создания системы учета и регистрации, а также три критерия ее единства с точки зрения системного подхода (единство входа, единство содержания и единство выхода). Основной проблемный момент развития системы регистрации и учета недвижимого имущества для Российской Федерации — организация работы с заявителями, в том числе оказание услуг по учету и регистрации в электронном виде. Приведены условия, влияющие на степень достижения данного контрольного показателя развития системы регистрации и учета недвижимого имущества в Красноярском крае. Выделены основные направления работы с физическими лицами как с получателями услуг Росреест-ра и прочих государственных услуг, способные повысить доступность единой системы учета и регистрации недвижимого имущества для данного вида ее конечных потребителей.
Ключевые слова: единая система регистрации и учета, государственная регистрация прав, кадастровый
учет.
Введение
Надежная система государственной регистрации и учета недвижимого имущества, обеспечивая государственные гарантии прав граждан и юридических лиц на недвижимое имущество, а также простоту и прозрачность процедур оформления таких прав, повышает устойчивость рынка недвижимого имущества, эффективность реализации мероприятий по управлению земельными ресурсами и недвижимостью, улучшает инвестиционный климат в стране.
Целью исследования являлся анализ последних тенденций развития единой системы учета и регистрации объектов недвижимости как в целом в Российской Федерации, так и на примере Красноярского края.
Объекты и методы
Объектом данного исследования выступали государственные учреждения кадастрового учета и регистрации в Красноярском крае. Предметом исследования являлись процессы государственной регистрации и учета объектов недвижимости.
© Мамонтова С. А., Колпакова О. П., 2016

Показать Свернуть
Заполнить форму текущей работой