Введение к работе
Актуальность темы исследования
Работа посвящена исследованию системы информационного мониторинга сейсмических процессов как основного элемента информационной системы поддержки сейсмических исследований на Камчатке
Землетрясения являются проявлением сейсмической активности земной коры и одним из самых опасных стихийных явлений на Земле Отдельные районы планеты страдают особо активной сейсмической неустойчивостью В том числе, Камчатка относится к одному из таких районов планеты
Территория Камчатской области, благодаря своей высокой сейсмической и вулканической активности, давно привлекает внимание исследователей Научные исследования явлений вулканизма и сейсмичности на Камчатке начались в 40-х годах XVIII века, во времена Второй Камчатской экспедиции Витуса Беринга и исследователя С П Крашенинникова и продолжаются по настоящий момент, совершенствуя уровень исследований и увеличивая объем наблюдений
Центральной задачей различных исследований является стремление найти методы и средства, позволяющие предсказать время, место, продолжительность, силу землетрясений и другие параметры с тем, чтобы население прилегающих районов могло принять меры, снижающие потери человеческих жизней и материальный ущерб от их последствий
В настоящее время многими учеными разработаны теории сейсмических процессов, также ориентированные на прогнозирование и исследование механизмов развития сейсмических и вулканических явлений
Проблема надежных и достоверных прогнозов в значительной мере связана, как известно из теории прогнозирования, с качественным мониторингом исследуемых процессов, необходимым уровнем информационного обеспечения прогноза
Давно замечено, что землетрясения предваряются и сопровождаются множеством явлений изменяется уровень воды в наблюдательных скважинах, изменяется электромагнитное поле, наблюдается странное свечение в атмосфере, проявляется аномальное поведение животных и др Такие явления называют предвестниками землетрясений За последние несколько десятилетий на Камчатке накоплен большой материал по фактам проявления таких предвестников землетрясений различной природы
В Камчатской области в поисках предвестников исследуется также статистика землетрясений, закономерности размещения землетрясений, анализируются пространственно-временные распределения форшоков и афтершоков, де-
формационных полей земной поверхности, спектры землетрясений, аномалии земных токов, химический состав подземных вод Для выполнения данного рода наблюдений созданы системы телеметрических сейсмических и наклоно-мерных станций, ведутся геодезические измерения, измерение магнитного поля, ведутся наблюдения за уровнем подземных вод в скважинах и др
В настоящее время продолжается дальнейшее интенсивное накопление информации, при этом процесс накопления информации осуществляется со все большей интенсивностью, т к используются сетевые технологии, Internet, создается глобальное информационное пространство
Как показывает практика, землетрясения на Земле продолжают происходить, и ни объем информации, ни теории до сих пор не привели к надежному прогнозированию этих процессов
По-видимому, для решения данной проблемы целесообразно использовать достижения информатики и информационных технологий Сложность сейсмических процессов настолько велика, что для их изучения информатика должна быть в первую очередь использована как интеграционная наука, обобщающая достижения всех смежных наук в этой области с целью формирования комплексного инструмента изучения сейсмических процессов
Предполагается, что создание такого интеграционного инструмента изучения сейсмических процессов является одной из наиболее актуальных проблем информатики для применения ее в области сейсмической науки
Цели и задачи исследования:
Целью данной работы является исследование системы информационного мониторинга сейсмических процессов и разработка перспективных принципов сейсмологической информационной системы на Камчатке
Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи
-
Анализ информационных особенностей сейсмических теорий,
-
Обоснование основных положений и требований к управлению сейсмологическими данными,
-
Изучение теоретических и практических аспектов системы информационного мониторинга сейсмических процессов как основы сейсмологической информационной системы
-
Разработка перспективных принципов развития сейсмологической информационной системы и возможных путей их реализации.
-
Разработка информационной технологии моделирования деформационных полей на стадиях подготовки сильных землетрясений Камчатской области, как одного из алгоритмов интеллектуально-
го анализа данных системы информационного мониторинга
сейсмических явлений,
6 Формирование базовых понятий сейсмоинформатики как воз-
можного нового раздела информатики
Актуальность работы определяется тем, что проблема надежных и достоверных прогнозов в значительной мере связана с качественным мониторингом исследуемых процессов и необходимым уровнем информационного обеспечения прогноза, что возможно только с применением новых информационных технологий и перспективных информационных систем, позволяющих проводить сейсмологические исследования на реальных объемах данных и в реальных условиях
В процессе работы над диссертацией автором получены следующие научные результаты*
-
Разработана архитектура и перспективные принципы сейсмологической информационной системы,
-
Разработана информационная технология моделирования деформационных полей на стадиях подготовки сильных землетрясений Камчатской области, которая может использоваться в системе информационного мониторинга для анализа других видов предвестников,
-
Проведен информационный анализ существующих сейсмологических теории подготовки сейсмического события,
-
Сформулированы основные понятия сейсмологической информатики
Следующие особенности работы определяют ее научную новизну
-
Впервые предложен и обоснован анализ существующих сейсмических теорий подготовки землетрясения с позиций информатики,
-
На основании проведенных исследований обоснована необходимость использования и совершенствования информационных технологий в сейсмических исследованиях,
-
Впервые разработана архитектура и перспективные принципы сейсмологической информационной системы на основе концепции распределенных баз данных и приложений информационного обеспечения сейсмологических исследований,
-
Разработана информационная технология моделирования деформационных полей на стадиях подготовки сильных землетрясений Камчатской области, которая может использоваться в системе информационного мониторинга для ретроспективного анализа других видов предвестников,
Практическая значимость работы состоит в разработке модели типовой сейсмологической информационной системы на базе распределенных технологий, которая может использоваться для информационной поддержки сейсмологических исследований Камчатки и других территорий, характеризующихся высокой сейсмичностью Разработанный алгоритм и программное обеспечение ретроспективного анализа одного из видов предвестников для системы информационного мониторинга может использоваться и для других видов предвестников Полученные в диссертационном исследовании результаты могут стать практической базой для повышения эффективности систем сейсмических исследований в Камчатской области и за ее пределами и улучшения информационной поддержки прогнозирования
Апробация работы
Результаты диссертационной работы докладывались автором на XXXVIII Международной научной студенческой конференции (Новосибирск, 2000 г), на V Межвузовской научно-практической конференции «Информационные технологии XXI века» (Москва, 2003 г), на IX научно-практической конференции «Наука - сервису» (Москва, 2004 г), на VI Межвузовской научно-практической конференции «Информационные технологии XXI века» (Москва, 2004 г ), на VII Международной конференций студентов, аспирантов и молодых ученых «Интеллектуальный потенциал ВУЗов - на развитие Дальневосточного региона России» (Владивосток, 2005 г)
Структура работы Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложения
