Интеграция научных знаний в активной сейсмологии Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

УДК 550.34

ИНТЕГРАЦИЯ НАУЧНЫХ ЗНАНИЙ В АКТИВНОЙ СЕЙСМОЛОГИИ

Людмила Петровна Брагинская

Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН (ИВМиМГ СО РАН), 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 6, ведущий программист, тел. (383)330-70-69, е-mail: [email protected]

Андрей Павлович Григорюк

Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН (ИВМиМГ СО РАН), 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 6, старший научный сотрудник, тел. (383)330-87-43 е-mail: [email protected]

Сергей Викторович Кратов

Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН (ИВМиМГ СО РАН), 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 6, младший научный сотрудник, тел. (383)330-96-43, e-mail: [email protected]

В работе представлена web-ориентированная научная информационная система (НИС) для комплексного информационного обеспечения теоретических и экспериментальных исследований сейсмических и акустических волновых полей в активной сейсмологии, включая мониторинг природных сейсмических и вулканических процессов.

НИС охватывает все основные этапы научных исследований: эксперимент, моделирование, библиографию, публикацию результатов и их обсуждение. В настоящее время ресурс доступен по адресу http://opg.sscc.ru.

Ключевые слова: сейсмология, вычислительные информационные системы, базы данных.

INTEGRATION OF SCIENTIFIC KNOWLEDGE IN ACTIVE SEISMOLOGY

Ludmila P. Braginskaya

Institute of Computational Mathematics and Mathematical Geophysics SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, prospect Akademika Lavrentjeva, 6, Lead Programmer, tel. (383)330-70-69, e-mail: [email protected],

Andrey P. Grigoruk

Institute of Computational Mathematics and Mathematical Geophysics SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, prospect Akademika Lavrentjeva, 6, Researcher, tel. (383)330-87-43, e-mail: [email protected]

Sergey V. Kratov

Institute of Computational Mathematics and Mathematical Geophysics SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, prospect Akademika Lavrentjeva, 6, Junior Researcher, tel. (383)330-96-43, e-mail: [email protected]

The paper presents a web-oriented Scientific Information System (SIS) for the complex information support of theoretical and experimental investigations of the seismic and acoustic wave fields in active seismology, including the monitoring of natural seismic and volcanic processes. SIS covers all major stages of research: experiment, modeling, bibliography,

1

publication of results and their discussion. At present the informational system can be found at http://opg.sscc.ru.

Key words: seismology, informational computing system, database.

Важной составляющей в изучения глубинного строения геологической среды, локализации очаговых зон землетрясений, уточнения формы и размеров локальных магматических структур является изучение пространственных закономерностей распределений геофизических полей и их временных вариаций [1].

Активная сейсмология является новым направлением в геофизике, в котором для изучения строения земной коры и исследования геодинамических процессов в зонах землетрясений и вулканов используются управляемые источники сейсмических волн - мощные сейсмические вибраторы, гидромеханические и электромагнитные импульсные источники [2].

ИВМиМГ СО РАН участвует в экспериментах по активному мониторингу литосферы, начиная с 1995 г. В период 2010-2013 гг. получили значительное развитие методы активной сейсмологии, в частности, многовекторный вибросейсмический мониторинга сейсмогенных территорий и исследования геодинамических процессов в активированных зонах вулканов [3].

Были проведены эксперименты по глубинному вибросейсмическому зондированию Монголо-Сибирского региона в зоне сочленения Байкальского рифта и Центрально-Азиатского подвижного пояса.

В ИВМиМГ СО РАН на современном уровне развито численное моделирование полных волновых полей для задач активной сейсмологии, созданы численно-аналитические методы расчета для многослойных моделей

[4], [5].

К настоящему времени в области активной сейсмологии накоплен большой объем информации по всем составляющим метода, включая вопросы теории метода, создания управляемых источников, результатов экспериментальных работ, результатов математического моделирования. Этот материал представлен в разрозненных источниках - статьях, монографиях, отчетах, на сайтах институтов и др. НИС «Активная сейсмология» создается с целью интеграции и предоставления пользователям данных и знаний в данной предметной области (рис. 1, 2).

На сегодняшний день НИС [6] содержит слой экспериментальных данных, информационный и вычислительный слой, а также слой знаний, представленный тематическим каталогом и электронной библиотекой полнотекстовых статей с возможностью её пополнения пользователями. Система также обладает функциями научной социальной сети для формирования виртуальных рабочих групп, занимающихся исследованиями в близких областях. Организована НИС на принципах веб 2.0, в качестве системы управления содержимым выбрана CMS Joomla [7]. Наличие

большого количества дополнительных Joomla-компонентов позволяет расширять функциональность ресурса в соответствии с требованиями современных информационно-коммуникационных технологий.

Рис. 1. НИС «Активная сейсмология»

Особенностью научного сообщества, занимающегося исследованиями в области активной сейсмологии, является то, что круг этих исследователей известен и консолидирован. Выпускаются коллективные монографии, проводятся конференции по данной предметной области. В частности, такая консолидация обусловлена и тем, что на сегодняшний момент на территории РФ работают всего два вибросейсмических полигона, Бабушкинский, на Байкале, и Быстровский, в НСО.

Авторами НИС «Активная сейсмология» являются более 50 ученых, представляющие все основные научные организации РФ, развивающие методы активной сейсмологии.

Таким образом, создается уникальная возможность интеграции всех научных знаний по активной сейсмологии, представленных научными отчетами, статьями и т.д.

Интеграционные решения и структурирование информации внутри электронной библиотеки НИС предполагается вести на основе

3

семантического анализа и составления онтологии предметной области. Для этого будет произведена обработка и анализ всего накопленного массива информационных материалов (тематического каталога и электронной библиотеки полнотекстовых статей), вычленение отдельных понятий, определение их свойств и ограничений, накладываемых на них, с последующим их расположением в таксономическую иерархию. Полученная предметно-ориентированная онтология будет способствовать интеграции разнородных информационных ресурсов в рамках системы на концептуальном уровне, обеспечивая единый подход к описанию их семантики. На ее основе будет осуществлена реорганизация электронной библиотеки, построение ее рубрикатора.

Рис. 2. Работа с информационно-вычислительной системой в режиме онлайн

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ 14-07-00832.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Тубанов Ц.А., Толочко В.В., Ковалевский В.В., Брагинская Л.П., Григорюк А.П., Базаров А .Д. Вибросейсмические исследования литосферы Байкальской рифтовой зоны и сопредельных территорий // Отечественная геология. - Москва: Издательство ЦНИГРИ, 2013. - 3: - С. 16-24.

2. Активная сейсмология с мощными вибрационными источниками // Отв.ред. Г.М. Цибульчик. -Новосибирск: ИВМиМГ СО РАН, Издательства СО РАН, 2004.

3. Экстремальные природные явления и катастрофы. Т. 1: Оценка и пути снижения негативных последствий экстремальных природных явлений, Отв. ред. А.О. Глико; отв.

сост. А.Л. Собисевич; ИФЗ РАН - М.: ИФЗ РАН, 2010. // Б.Г. Михайленко, и др. Методы активной сейсмологии в задачах мониторинга глубинного строения Земли. - С. 89 -130.

4. Караваев Д.А., Глинский Б. М., Ковалевский В. В., Мартынов В. Н. Численное моделирование и экспериментальные исследования грязевого вулкана «Гора Карабетова» вибросейсмическими методами // Вычислительные методы и программирование. -Москва: Изд-во МГУ, 2010. - 11: - С. 95-104.

5. Фатьянов А.Г. Аналитическое моделирование сейсмических волновых полей и волновой метод подавления кратных волн // Технологии сейсморазведки.2010. - 2: - С. 1622.

6. Брагинская Л.П., Григорюк А.П. Информационная система для комплексной поддержки научных исследований в области активной сейсмологии //Вестник КемГУ. 2012 -4: - С. 43-48.

7. Ковалевский В.В., Брагинская Л.П., Григорюк А.П. Информационно-аналитическая система для вибросейсмических исследований. // Проблемы информатики, №3, Новосибирск, 2013, С. 22-29

© Л. П. Брагинская, А. П. Григорюк, С. В. Кратов, 2014