Организация аналитических систем на платформе ГИС

Параметрическое обеспечение моделей

Отдельного рассмотрения заслуживает фактор обеспеченности аналитических систем исходными данными, который во многом определяет выбор алгоритма анализа.

По данным Геологической Службы США, только на территории штата Северная Дакота, который регулярно страдает от паводкового затопления, задействовано около 6000 автоматизированных станций комплексных гидрометеорологических наблюдений. Для сравнения, на территории Закарпатской области (она на порядок меньше по площади, но на ней проживает вдвое больше людей) находится всего 8 метеостанций, 2 автоматизированных и 36 неавтоматизированных гидропостов, связь с которыми во время развития экстремальных гидрометеорологических ситуаций, как показывает практика, ненадежна. То есть, качество информации, реально доступной по территории Украины в период развития ЧС, делает неэффективным, например, применение таких признанных в мире комплексов гидрологического моделирования, как HEC-RAS, SMS, MIKE-11 и др.

Возможность составления гидрологических прогнозов на эту часть территории Украины сегодня обеспечивается применением стохастических зависимостей, полученных путем детального изучения гидрологического режима каждой реки. Примером системы, основанной на алгоритме такого типа, является разработанный специалистами УкрНИГМИ комплекс гидрологического моделирования LEVEL_TS_M, который был принят в качестве внешнего моделирующего блока ГИС в состав ПМК ЧС.

Учитывая сказанное выше и реальные возможности информационно-аналитических служб МЧС Украины, разработчики ПМК ЧС шли по пути автоматизации наиболее наукоемких этапов этого процесса и исключения алгоритмов, особенно чуствительных к дефициту исходных данных или требующих привлечения специалистов.

Также достаточно важно сделать правильный выбор способа программной реализации алгоритма, особенно включающего в себя сложные математические операции.

В общем случае, по характеру взаимодействия с ГИС средства пространственного анализа и моделирования можно разделить на две основных группы: собственные средства ГИС-платформ и внешние специализированные моделирующие блоки, тем или иным путем интегрированные с ГИС.

Примером специализированного средства первого типа является блок инструментов гидрологического анализа, входящий в состав модуля ArcGIS Spatial Analyst. Обычно системы такого типа применяют вcтроенные функции, реализующие алгоритмы расчета площади водосбора, выделения бассейнов разных порядков, формирования потоков, анализа уклонов и т.п. Хорошо зарекомендовали себя также средства пространственного моделирования ГИС-платформ в области построения цифровых моделей рельефа, поверхностей загрязнения, оценки зон видимости, реализации концептуальных моделей оценки пригодности территории и т.д.

Тем не менее надо понимать, что за универсальность известных ГИС-платформ приходится расплачиваться существенным упрощением расчетных схем специализированных функций. Поэтому сравнивать возможности инструментария данного типа и специализированных моделирующих комплексов не следует. Нужно также учитывать, что основными преимуществами ГИС являются развитый графический интерфейс и возможности пространственного анализа данных. Выполнению именно этих функций подчинена идеология систем данного типа и возможности поддерживаемых ими языков программирования.

Во многих случаях значительно более эффективным является путь интеграции ГИС со специализированными моделирующими комплексами, которые определяют вторую группу аналитических систем. Такое взаимодействие позволяет соединить надежность, алгоритмическую широту и оперативность расчетных блоков специализированных моделирующих комплексов с присущей ГИС эффективностью средств анализа и отображения пространственной информации.

Роль ГИС при взаимодействии такого рода обычно сводится к подготовке и схематизации пространственной информации, моделированию рельефа местности и необходимых нетопографических поверхностей, формированию файла обмена с внешним моделирующим комплексом, а также пространственному анализу и отображению результатов моделирования (рис. 4).

Рис. 4. Пример взаимодействия ГИС и внешнего моделирующего блока.

Дата добавления: 2015-06-25