Разработка информационной системы моделирования природных событий для управления региональными народно-хозяйственными объектами

• Автор: Старкова, Надежда Владимировна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 159 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

1 Методы и средства обработки данных об экстремальных природных явлениях

1.1 Информация об экстремальных природных явлениях в управлении производством.

1.2 Анализ систем данных о природных явлениях.

1.3 Вероятностные методы оценки изменчивости климатических характеристик .

1.4 Методы восстановления и прогнозирования природных характеристик.

1.5 Оптимизация производственных процессов с учетом природных рисков

2 Разработка алгоритмов оценки и прогнозирования природных событий

2.1 Определение комплекса природных событий для моделирования их

изменчивости.

2.2 Алгоритмы выделения событий.

2.2.1 Двухуровневая модель
2.2.2 Многоуровневая модель.
2.3 Система подходов и методов моделирования характеристик природных событий
2.4 Оптимизация использования земельных ресурсов в условиях проявления природных событий
3 Создание информационной системы моделирования природных событий
3.1 Назначение и функции проектируемой системы
3.2 Информационное моделирование системы
3.3 Реализация разработанной модели системы.
3.3.1 База данных информационной системы
3.3.2 Структура программноаппаратного интерфейса системы.
3.4 Применение разработанной информационной системы Природные стихии 1.0 для управления предприятиями народного хозяйства региона.
Заключение
Литература


Согласно историческим свидетельствам климатические экстремумы (аномальные климатические условия, характеризующие нетипичные состояния погодных условий- в течение довольно продолжительного периода), к которым относятся сильные засухи, избыточное увлажнение, жестокие морозы зимой, возвраты холодов в пору цветения*, и др. Анализ экстремальных природных явлений за многолетний период на территории Восточной Сибири показывает, что серьезные ущербы хозяйственной деятельности человека наносят засухи, наводнения, вызванные дождевыми паводками, весенним половодьем, заторами и зажорами, сильные ветры, пожары и ранний снегопад. При этом в наибольшей степени от стихий страдает население, сельское хозяйство, промышленность, энергетика и др. Особо актуальна^ проблема изучения- экстремальных природных явлений в Иркутской области-с резко континентальным климатом, в которой, хозяйственная, деятельность человека; подвергается- значительному-отрицательному воздействию. Обращает внимание на острую необходимость- создания, методов: долгосрочных прогнозов;засух и суровых зим Всемирная метеорологическая, организациями Международный совет научных союзов. Поскольку отсутствие прогноза и- постоянная ориентация на. Анализ! При этом отсутствует систематизация опасных явлений по силе проявления; не учитываются их генезис, время! С экстремальными природными явлениями связаны события; которые представляют собой значения характеристик, превышающих некоторый критический уровень или находящиеся ниже его. Среди метеорологических явлений, часто достигающих критерия стихийных явлений, можно выделить ветер, максимальная скорость которого превышает м/с. Большую опасность для сельского хозяйства области представляют засухи. Критерием опасности для данной стихии является* длительные (более дней) бездождевые периоды с высокими дневными температурами (свыше °). Следует отметить сложность изучения- экстремальных природных явлений, которые зависимы от множества разнообразных факторов. В частности, паводки и половодья связаны с климатическими; условиями (осадки, приток- радиации, температура, испарение и др. На формирование суровых зим влияет взаимодействие океана и атмосферы, перемещение воздушных масс,' формирование антициклонов и- другие факторы. Проявление засух связано 'с увлажненностью почвы, температурой воздуха, типом почвы, влагозапасами, осадками и другим. Другими словами, каждое экстремальное явление характеризуется множеством слабоизученных факторов. При этом задача определения закономерностей изменчивости этих явлений, еще в. Каждое природное явление описывается некоторым числом количественных характеристик, выражающим его состояние: Поэтому, строго говоря, при рассмотрении того или иного процесса, речь идет не о нем; а о совокупности параметров, которые характеризуют процесс [5]. Как правило* к характеристикам состояния природного объекта относятся температура, давление, влажность, уровень воды и др. В многолетнем разрезе они описывают изменение климата на некоторой территории. Среди них можно выделить экстремальные, высшие и низшие годовые значения, и обычные. Минимумы и максимумы существуют непродолжительное время по сравнению со всем периодом процесса и являются пределами колебаний остальных значений. При» рассмотрении многолетних изменений гидрометеорологических характеристик выделяют усредненные и мгновенные значения Последние отображают естественное состояние объекта В' фиксированный момент времени, а. Среди- мгновенных характеристик особо? Экстремальные числовые показатели описывают высшие или низшие- стадии проявления наиболее мощного или слабого импульса. Благодаря точке завершения-старого и начала нового циклов за близкий* к календарному год сохраняется непрерывная связь между экстремумами. По этой • причине интерес вызывает такой показатель, как разность между высшим, и низшим состояниями природного* явления, описывающий естественное развитие последнего. Причем значение разности (амплитуда колебания) в общем случае выражает состояние природного явления за период между экстремальными; точками. В этом смысле к нему близок осредненный годовой показатель. В' работах [,. В случае принятия гипотезы, о случайности ряда наблюдений экстремальными можно считать редкие явления с малой вероятностью превышения. Поэтому некоторые авторы [, , и др.