CC BY
63
ОСОБЕННОСТИ ГЕОИНФОРМАЦИОННОГО МОНИТОРИНГА ЗЕМЕЛЬ В РАЙОНАХ РАСПОЛОЖЕНИЯ АЭС
Алексей Викторович Дубровский
Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, кандидат технических наук, заведующий лабораторией "Дигитайзер", тел. 8(383)3610109, e-mail: avd5@mail.ru
В статье рассматриваются особенности геоинформационного мониторинга земель в районах расположения АЭС. Показаны типы геоинформационного обеспечения для управления кризисными ситуациями и их роль в осуществлении мониторинга территории промышленных объектов повышенного класса опасности.
Ключевые слова: геоинформационный мониторинг, геоинформационное обеспечение, атомная электростанция.
FEATURES OF GIS LANDS MONITORING IN THE VICINITY OF NUCLEAR POWER STATIONS
Alexey V. Dubrovsky
Siberian State Academy of Geodesy, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., Ph.D., head of Digitizer laboratory, tel. (383)3610109, e-mail: avd5@mail.ru
Features of GIS land monitoring in the area of nuclear power station are considered. The paper is a research of peat decomposition in bog ecosystems in different climatic zones of Siberia (from forest-steppe to forest-tundra). Field experiments were carried out in higher- and lower peat ecosystems (upland bogs) above and lower the swamp water level. It is shown that in the upper layer of higher ecosystems the peat mass loss was maximal and reduced from forest-steppe to north taiga. In lower ecosystems the losses were small in all the zones and subzones.
Key words: geoinformation monitoring, geoinformation support, nuclear power plant.
Возникновение и развитие чрезвычайных ситуаций связано с большим количество факторов. Факторы, в свою очередь, обусловлены различными объектами, процессами и явлениями, происходящими на земной поверхности, в геологической и космической средах [1]. Чрезвычайные ситуации, носящие характер глобальных катастроф, как правило, являются многосредовыми. При этом геопространство чрезвычайной ситуации за короткое время может претерпевать серьезные изменения как качественного, так и количественного характера [2]. Техногенные природно-территориальные комплексы районов расположения АЭС являются одновременно районами возможной радиационной катастрофы и территориями испытывающими длительное воздействие антропогенного радиационного загрязнения [3]. Такое двойственное состояние территории требует особых условий их использования, организации постоянно действующей системы мониторинга. Одним из элементов системы мониторинга является подсистема мониторинга радиационного загрязнения земель в районах расположения АЭС.
Как показывает опыт двух крупнейших аварий на атомных станциях Чернобыльской АЭС (СССР, 1986 г.) и АЭС Фукусима (Япония, 2011 г.), правительство стран и специализированные службы не были готовы к катастрофам такого масштаба. Одним из технических вопросов при ликвидации последствий аварий на АЭС остается оперативное нанесение на карты местности радиационной обстановки. Данные, полученные в результате мониторинга радиационного загрязнения, обрабатывались продолжительное время и их оперативное использование было не возможно из-за отсутствия соответствующего требованиям актуальности, доступности и универсальности геоинформационного обеспечения территории.
Г еоинформационное обеспечение представляет собой «новый, развивающийся на основе компьютерных технологий, вид деятельности по удовлетворению экономических и общественных потребностей в геоинформации для определенной территории, путем ее сбора, моделирования геопространства, пространственного анализа, подготовки пространственных решений, интеграции и распространения с использованием геоинформационных систем» [4].
Современное развитие геоинформационных технологий позволяет осуществлять подготовку различного вида тематических (сюжетных) цифровых картографических проектов. В силу ориентирования политики государства на раннее предупреждение кризисных ситуаций и ликвидацию их последствий, актуальным является подготовка геоинформационного обеспечения для моделирования, анализа и предотвращения чрезвычайных ситуаций.
Существенный вклад в развитие этого направления вносят современные средства сбора пространственных данных. В первую очередь, это космические съемочные системы и различные сенсоры, в том числе и интегрированные с технологиями глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС), используемые для поверхностного мониторинга состояния промышленных и природных объектов.
Геоинформационное обеспечение для управления кризисными ситуациями можно разделить на три основные типа [5]:
1. Актуальные динамически изменяющиеся мониторинговые данные состояния пространственных объектов.
2. Прогнозные пространственные аналитические модели, описывающие различные сценарии развития кризисных ситуаций и ликвидации их последствий.
3. Статистические пространственно-ситуационные модели управления кризисными ситуациями.
При организации управления в кризисных ситуациях промышленными объектами повышенного класса опасности - атомными электрическими станциями, применяется все три вида геоинформационного обеспечения.
В динамическом режиме организовывается постоянный космический мониторинг состояния объекта и прилегающей территории. Сенсорные съемочные системы, в том числе ГНСС, обеспечивают контроль геометрических характеристик объекта. Современные роботонизированные
электронные тахеометры с ГЛОНАСС/GPS модулем позволяют вести мониторинг состояния объектов и улавливать самые незначительные изменения его пространственных характеристик. Автоматизированная система контроля радиационной обстановки (АСКРО) в постоянном потоковом режиме предоставляет информацию об уровне радиационного излучения.
Прогнозные пространственно-аналитические модели описывают различные сценарии развития кризисных ситуаций. При этом важным является создание наиболее полного перечня вариантов развития ситуации и прогноз их последствий. Для выполнения этих работ используются различные математические модели, аналитические данные о происходивших ранее кризисных ситуациях. Как правило, созданные модели ранжируются по вероятности возникновения, величине ущерба и т.д. [6, 7]. По полученным данным системы АСКРО можно дать приближенную оценку состояния загрязнения земель.
На основе созданных сценариев чрезвычайных ситуаций строится третий вид геоинформационного обеспечения кризисного менеджмента -статистические пространственно-ситуационные модели. Эти модели носят обобщающий характер и служат для оперативного управления кризисными ситуациями в момент их возникновения. В качестве примера, можно привести, как самые простые ситуационные модели - планы эвакуации людей из здания, так и более сложные - планы эвакуации населения из регионов, подверженных опасности радиоактивного заражения при аварии на атомных станциях.
Геоинформационное обеспечение для мониторинга земель в районе расположения АЭС представляет собой сложную систему взаимодействующих элементов. Геоинформационный мониторинг земель в районе расположения АЭС, кроме основных функций «наблюдение, анализ, прогнозирование и управление» [8] имеет ряд особенностей:
- является подсистемой контроля радиационной обстановки в районе расположения АЭС, которая в свою очередь входит в состав единой государственной системы экологического мониторинга (ЕГСЭМ);
- осуществление мониторинга сопряжено с трудностями, связанными с негативными проявлениями факторов радиационного заражения;
- границы мониторинговой зоны совпадают с границами геопространства чрезвычайной ситуации (ГЧС) и являются динамически изменяющимися в зависимости от степени проявления различных факторов;
- от оперативности и достоверности осуществления мониторинга земель зависит жизнь и здоровье населения, проживающего не только на исследуемой территории, но и населения, пользующегося продуктами питания, полученными с данной территории;
- геоинформационная основа осуществления мониторинга земель должна содержать систематизированный комплекс данных о территории по различным группам пространственных объектов, процессов и явлений;
- результативность мониторинга будет зависеть от полноты информационного обмена между системой мониторинга земель и
мониторинговыми системами, ведущими контроль состояния других сред: водной, воздушной, геологической;
Укрупненная схема геоинформационного мониторинга земель в районе расположения АЭС представлена на рисунке 1.
Рис. 1. Обобщенная схема геоинформационного мониторинга земель
в районе расположения АЭС
Таким образом, система мониторинга земель в районах расположения АЭС должна включать в качестве одного из основных элементов полнофункциональную систему геоинформационного обеспечения процессов сбора, представления, анализа и прогнозного моделирования с возможностью передачи полученных данных, для оперативного управления ситуацией, компетентным службам и ведомствам.
1. Дубровский, А.В. Земельно-информационные системы в кадастре [Текст]: учеб. метод. Пособие / А.В. Дубровский. - Новосибирск: СГГА, 2010.-112 с.
2. Дубровский, А.В. Анализ природных и техногенных особенностей геопространства чрезвычайной ситуации [Текст] / А.В. Дубровский, А.П. Карпик, Э.Л. Ким / Итерэкспо ГЕО -Сибирь-2012. VIII Междунар. науч. конгр., 10-20 апреля 2012 г., Новосибирск: Междунар. науч. конф. «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия»: сб. материалов в 3 т. Т.3. - Ноовсибирск: СГГА, 2012 - С. 171-177.
3. Колтик, И.И. Разработка методических основ оценки радиационного состояния внешней среды в районе расположения атомной станции: на прим. Белояр. АЭС [Текст] / И.И. Колтик - Автореферат - Екатеринбург: 1997.
4. Карпик, А.П. Методические и технологические основы геоинформационного обеспечения территории: Монография [Текст] / А.П. Карпик - Новосибирск: СГГА, 2004. -260 с.
5. Дубровский А.В. Геоинформационное обеспечение раннего предупреждения и управления кризисными ситуациями. [Текст] / Дубровский А.В., Ким Э.Л.- Сб. матер. Международного научного конгресса «сиббезопасность-спассиб-2012» 25-27 сентября 2012 г., новосибирск. - Новосибирск: СГГА, 2012С. 51-56.
6. Сверд, Х. Анализ и управление рисками [Текст] / Ханс-Ивар Сверд - Российский и европейский опыт использования модели комплексного управления прибрежной зоной на региональном и муниципальном уровнях. Материалы семинара. - Санкт-Петербург, 2005 -74 с.
7. Dubrovsky, A.V. Geoimformation space research of the city for the prevention of the people’s life threats [Text] / A. Dubrovskiy // Early warning and crises/disaster and emergency management. - Novosibirsk: SSGA, 2010 - C. 118-124.
8. Цветков, В.Я. Геоинформационный мониторинг [Текст] / В.Я. Цветков - Изв. вузов «Геодезия и аэрофотосъемка». - Москва, 2005 - №5. - С. 151-155.
© А.В. Дубровский, 2013
