Мобильная версия
Соглашение № 14.577.21.0108
Уникальный идентификатор научных исследований (проекта) RFMEFI57714X0108
Федеральная Целевая Программа «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 - 2020 годы»
Головной исполнитель проекта: Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт аэрокосмического мониторинга "АЭРОКОСМОС" (НИИ «АЭРОКОСМОС»)
Научный руководитель проекта: академик РАН, профессор В.Г.БОНДУР
Соглашение № 14.577.21.0108
Уникальный идентификатор научных исследований (проекта) RFMEFI57714X0108
Дата начала проекта: 08.09.2014
Дата окончания проекта: 31.12.2016
Цели проекта:
- Разработка и экспериментальная отработка новых методов и технологий сбора, обработки и систематизации данных, регистрируемых космическими средствами для мониторинга предвестников сильных Магнитудой≥6 (далее М≥6) землетрясений.
- Разработка научно-технических решений для организации мониторинга сейсмоопасных территорий и создания базы данных предвестников землетрясений, регистрируемых из космоса, для предупреждения, снижения риска и уменьшения экономических, социальных и экологических последствий от значительных сейсмических событий.
В ходе выполнения проекта будут решаться комплексные научно-технические задачи, включающие применение современных методов дистанционного зондирования, технологий приёма и методов обработки космической информации, разработку методов сбора и оценки космических и других, полученных в результате исследований сейсмоопасных территорий, а также решение научно-технических задач, направленных на создание системы формирования и сопровождения базы данных (БД) предвестников землетрясений, регистрируемых из космоса.
При создании системы формирования и сопровождения базы данных предвестников землетрясений будет использоваться «клиент-серверная» технология хранения и информационного обмена данными предвестников землетрясений.
Аппаратные средства и программное обеспечение экспериментального образца системы формирования и сопровождения базы данных предвестников землетрясений, регистрируемых из космоса, будут обладать максимальной унификацией.
База данных будет сформирована на основании результатов обработки и анализа различных спутниковых данных, в том числе:
- данных спутников AQUA (аппаратура MODIS), TERRA (аппаратура MODIS), а также данные радиолокационных спутников (Radarsat, TerraSAR и др.) для геодинамических предвестников землетрясений;
- данных тепловой космической съемки (спутники AQUA (аппаратура AIRS), NOAA (аппаратура AVHRR)) для геотермических предвестников;
- данных навигационных спутниковых систем GPS и ГЛОНАСС для аномальных вариаций параметров ионосферы, сопутствующих подготовке и протеканию сильных землетрясений.
В базу данных будут включены также результаты наземных наблюдений и вспомогательная информация (картографическая, метеорологическая и т.д.), позволяющая с большей точностью детектировать предвестники землетрясений.
Актуальность исследований
Актуальность исследований обусловлена следующими факторами:
- серьезным ущербом, наносимым такими катастрофическими природными процессами, как землетрясения;
- необходимостью предоставления оперативной космической и наземной информации для оценки рисков сильных землетрясений для принятия действенных мер по их предупреждению и снижению последствий;
- высокой эффективностью современных космических методов и технологий для мониторинга сейсмоопасных территорий, предупреждения сильных землетрясений, а также снижения их последствий;
- отсутствием баз данных о предвестниках сильных землетрясений, регистрируемых из космоса;
- необходимостью разработки новых и усовершенствования существующих методов и технологий комплексного сбора и обработки космических данных для оперативного мониторинга сейсмоопасных территорий и принятия необходимых эффективных мер для предупреждения и снижения последствий таких экстремальных природных явлений, как землетрясения.
Основные решаемые задачи
В рамках настоящего проекта предполагается решить следующие основные задачи:
- Разработать методические основы сбора и систематизации информации о предвестниках землетрясений, регистрируемых из космоса, для формирования базы данных, которые позволят осуществить формализованное описание процессов и процедур получения результатов космического мониторинга сейсмоопасных территорий, их предварительную обработку, классификацию и кодирование, подготовку для размещения в базе данных.
- разработать и исследовать методы и алгоритмы тематической обработки и визуализации данных о предвестниках землетрясений, позволяющие осуществить представление результатов исследований в удобной и наглядной форме, визуальное восприятие всех аномальных вариаций различных геофизических полей, которые свидетельствуют о подготовке землетрясений;
- разработать принципы построения и логическую структуру базы данных предвестников землетрясений, которая обеспечит хранение исходных данных космического мониторинга сейсмоопасных территорий, данных предварительной и тематической обработки, хранение данных в различных форматах представления – фактологических, графических и текстовых, расширяемость (без ограничения на объем базы данных), максимальную оперативность извлечения данных по запросу, реализуемость (возможность применения существующих систем управления базами данных);
- разработать экспериментальный образец системы формирования и сопровождения базы данных предвестников землетрясений, а также другой сопутствующей информации, обеспечивающий сопряжение с комплексами приема космических данных, получение результатов космического мониторинга сейсмоопасных территорий, их предварительную и тематическую обработку для формирования различных предвестников землетрясений, хранение полученной информации в систематизированном виде, а также предоставление по запросу пользователей доступа к базе данных предвестников землетрясений, регистрируемых из космоса и их визуализацию;
- провести экспериментальные исследования по оптимизации технических и технологических решений с использованием разработанного экспериментального образца системы формирования и сопровождения базы данных предвестников землетрясений, регистрируемых из космоса.
Поставленные научно-технические задачи, включают в себя исследования в области наук о Земле, применение современных методов дистанционного зондирования, технологий приёма и методов обработки космической информации, разработку методов сбора и оценки космических и других данных, полученных в результате исследований сейсмоопасных территорий, а также решение научно-технических и технологических задач, направленных на создание системы формирования и сопровождения базы данных предвестников землетрясений, регистрируемых из космоса.
При создании системы формирования и сопровождения базы данных предвестников землетрясений будет использоваться «клиент-серверная» технология хранения и информационного обмена данными предвестников землетрясений.
Аппаратные средства и программное обеспечение экспериментального образца системы формирования и сопровождения базы данных предвестников землетрясений, регистрируемых из космоса, будут обладать максимальной унификацией, и формироваться на основе оборудования (комплектующих) и программного обеспечения, выбираемых и создаваемых в ходе выполнения проекта, исходя из результатов анализа исходных массивов данных и решения задач обработки информации.
База данных будет сформирована на основании результатов обработки и анализа различных спутниковых данных, в том числе:
- данных спутников AQUA (аппаратура MODIS), TERRA (аппаратура MODIS), а также данные радиолокационных спутников (Radarsat, TerraSAR и др.) для геодинамических предвестников землетрясений;
- данных тепловой космической съемки (спутники AQUA (аппаратура AIRS), NOAA (аппаратура AVHRR)) для геотермических предвестников;
- данных навигационных спутниковых систем GPS и ГЛОНАСС для аномальных вариаций параметров ионосферы, сопутствующих подготовке и протеканию сильных землетрясений.
В базу данных будут включены также результаты наземных наблюдений и вспомогательная информация (картографическая, метеорологическая и т.д.), позволяющая с большей точностью детектировать предвестники землетрясений.
Научная новизна проекта заключается в разработке новых методов и технологий сбора и обработки космических данных, позволяющих регистрировать предвестники сильных землетрясений (М≥6), проявляющихся в аномалиях различных геофизических полей, а также формировать базу данных, основанную на использовании информации, накопленной при проведении дистанционного мониторинга сейсмоопасных территорий, и осуществлять комплексный анализ космической и сопутствующей информации для предупреждения и снижения последствий значительных сейсмических событий. Основным преимуществом разрабатываемой базы данных является, систематизация комплексного набора информации о различных предвестниках сильных землетрясений, регистрируемых из космоса.
Основные ожидаемые результаты:
- Методика сбора и систематизации исходной космической информации и сопутствующих данных для формирования базы данных предвестников землетрясений, регистрируемых из космоса.
- Методы предварительной и тематической обработки и визуализации данных, характеризующих предвестники сильных землетрясений (М≥6).
- Алгоритмы предварительной и тематической обработки и визуализации данных, характеризующих предвестники сильных землетрясений (М≥6).
- Экспериментальный образец системы (далее ЭОС) формирования и сопровождения базы данных предвестников землетрясений, регистрируемых из космоса.
- Фрагмент базы данных предвестников сильных землетрясений (М≥6), регистрируемых из космоса, для выбранных тестовых сейсмоопасных территорий на территории России и других стран.
Область применения результатов исследования
Полученные результаты обеспечит возможность осуществления комплексного мониторинга состояния сейсмоопасных территорий и будут использованы при создании комплексной системы мониторинга чрезвычайных ситуаций, которая внесет вклад в решение проблем предупреждения, оценки рисков и уменьшения негативных последствий от природных катастроф и обеспечения экологической безопасности.
Результаты проекта могут быть использованы организациями и службами МЧС России, Министерством природных ресурсов и экологии РФ, Федеральной службой по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, Министерством регионального развития РФ, ГК «Росатом», Министерство энергетики Российской Федерации, ОАО «РусГидро», Геофизической службой РАН, Институтом физики Земли РАН, Институтом теории прогноза землетрясений РАН, Институтом вулканологии и сейсмологии РАН, ЗАО «Информационные системы и наукоемкие технологии», компанией TerraSeismic, ОАО «ФСК ЕЭС», ОАО «РЖД», учебными учреждениями высшего и профессионального образования России и др.
Этапы выполнения проекта
Этап №1 «Выбор направления исследований» 08.09.2014 - 31.12.2014
Этап№2 «Теоретические исследования» 01.01.2015 - 30.06.2015
Этап №3 «Экспериментальные исследования» 01.07.2015 - 31.12.2015
Этап №4 «Обработка и анализ экспериментальных данных» 01.01.2016 - 30.06.2016
Этап №5 «Обобщение и оценка результатов исследований» 01.07.2016 - 31.12.2016
E-mail: office@aerocosmos.info
www.aerocosmos.info
