Анализ свойств пространственно-временных геолого-геофизических процессов геоинформационными методами

• Автор: Дерендяев, Александр Борисович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 115 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Проблемная область

1.1. Основные этапы развития аналитических геоинформационных систем

1.2. Модель географических данных

1.3. Методы геоинформационного исследования

1.4. Выводы

Глава 2. Методы и алгоритмы геоинформационного пространственно

временного анализа.

2.1. Предметная область

2.2. Динамические поля параметров сейсмического потока.

2.2.1. Построение динамических полей по каталогам землетрясений и временным последовательностям геомониторинга
2.2.2. Динамическое поле минимальных представительных магнитуд.
2.2.3. Параметры сейсмического режима
2.2.4. Сумматориые параметры сейсмической последовательности.
2.3. Выделение кластерной составляющей сейсмичности
2.3.1. Физические предпосылки, образования кластеров в сейсмическом потоке
2.3.2. Математическая модель кластеризации.
2.3.3. Алгоритмы.
2.3.4. Программная реализация модуля кластеризации.
2.4. Методы обнаружения нестационарностсй в динамических нолях.
2.4.1. Гауссовская модель с независимыми значениями
2.4.2. Авторегрессионная модель гауссовского процесса
2.4.3. Метод динамического детектирования
2.5.4. Снятие аномалий из фонового окна
2.5. Прогнозирующая функция и оценки качества прогноза.
2.6. Выводы
Глава 3. Сетевая аналитическая ГИС ГеоТайм II
3.1. Введение
3.2. Архитектура ГИС ГеоТайм.
3.3. Сетевые функции.
3.4. Аналитические функции.
3.5. Интеграция сетевой ГИС в распределенную информационноаналитическую среду.
3.5.1. Принципы построения ГеоЕСИМО.
3.5.2. Взаимодействие ГИС со средой ЕСИМО
3.5.3. Примеры применения ГеоЕСИМО
3.6. Выводы
Глава 4. Решение прикладных задач проблемной области.
4.1. Введение
4.2. Пространственновременной анализ шумов в каталоге землетрясений Западная Турция
4.3. Анализ динамики взаимодействия полей сейсмичности и деформаций земной поверхности
4.3.1. Данные
4.3.2. Анализ
4.3.3. Обсуждение
4.4. Анализ предвестников землетрясений
4.5. Исследование кластерной составляющей сейсмического потока.
4.5.1. Подготовка данных.
4.5.2. Обсуждение результатов.
4.6. Выводы.
Заключение
Список литературы


При выполнении диссертационной работы использовались методы теории вероятности, статистического моделирования, распознавания образов и прогнозирования, методы компьютерного моделирования, паттерны программирования. Научная новизна работы. Данные методы являются новыми и учитывают специфику предметной области. Разработанные архитектура, специализированное математическое и программное обеспечение распределенной сетевой ГИС для анализа пространственно-временных процессов соответствуют современному мировому уровню. Созданные на этой базе ГИС превосходят по функциональности и эффективности выполнения операций мировые аналоги, предназначенные для анализа гсолого-гсофизичсских процессов. На экспериментальном материале (данные Бишкекского полигона Научной станции РАН) впервые обнаружена статистически значимая связь между полями сейсмичности и инвариантами тензора поля скорости деформаций поверхности Земли по данным космической геодезии. По данным каталогов землетрясений Средней Азии и Камчатки впервые показано, что зависимость логарифма числа кластеров от логарифма количества событий в кластерах является линейной. Это позволяет сделать вывод наличии самоподобия в кластерной сейсмичности. Научно-практическое значение и реализация результатов. В рамках этих проектов разработанные в диссертации методы, алгоритмы и программные средства применены для решения ряда практических задач сейсмотектоники и геодинамики. В том числе: новые компьютерные методы визуального исследования и трансформации пространственно-временных процессов применены для анализа взаимодействия пространственно-временных полей сейсмичности и скорости деформаций поверхности Земли по данным GPS; метод выделения кластерной составляющей сейсмического потока применен для анализа каталогов землетрясений Средней Азии и Камчатки; метод оценивания параметров пространственно-временных аномалий применен анализа предвестников землетрясений по ретроспективным данным. Разработанные архитектура, специальное математическое и профаммное обеспечение использованы для создания распределенных сетевых ГИС ГсоТайм 2. Гео-ЕСИМО, предназначенных для анализа пространственно-временных процессов. Разработанные в диссертации методы и алгоритмы интефации сетевой ГИС в распределенную систему реализованы в ГИС Гео-ЕСИМО и проходят опытную эксплуатацию в рамках государственного контракта на выполнение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по проектам ГУ «ВНИИГМИ-МЦД» подпрограммы «Создание единой государственной системы информации об обстановке в Мировом океане» федеральной целевой программы «Мировой океан» в и годах. ГИС ГеоТайм 2. ГИС-нроекты находятся в открытом доступе на портале ИППИ PAII www. ГИС ГсоТайм 2. ИФЗ РАН, в Институте горной механики Чешской Академии наук (в рамках проекта «Изучение современных геодинамических процессов с помошыо методов геоинформатики»), в Институте сейсмологии Китайской Сейсмологической Администрации (в рамках проекта «Китайско-Российские исследования внутренне-континентальной сейсмотектоники, и новые подходы и новые технологии в наблюдении и прогнозе землетрясений»), в сейсмологических научных центрах Индии в рамках Комплексной Долгосрочной Программы научно-технического сотрудничества между Россией и Индией (ILTP). Апробация результатов диссертации. Генеральных Ассамблеях Европейской сейсмологической комиссии в г. Крите [] и в г. Монтпелье [, ]; на Генеральной Ассамблеи Международной Ассоциации сейсмологии и физики недр Земли в году в Сантьяго []; Конференция Комитета но данным для науки и техники в году в Киеве []; на конференциях по ГИС Европейской Ассоциации Лабораторий Географической Информации (AGILE) в г. Ганновере [,] и г. Гаймарашпе [J; на конференциях молодых ученых и специалистов ИПГ1И РАИ "Информационные технологии и системы” (ИТиС) в г. Звенигороде [], в г. Геленджике [], в г. Бекасово [], в г. Геленджике []. Положения, выносимые на защиту. Разработка архитектуры, специального математического и ирофаммного обеспечения геоинформационных систем для анализа пространственно-временных процессов. Земли по данным GPS и сейсмичностью. Публикации.