Методы проектирования математического и программного обеспечения систем сбора и обработки геофизической информации

• Автор: Сарычев, Дмитрий Юрьевич
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 108 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Анализ состояния вопроса и задачи автоматизированного прогнозирования землетрясений

1.1 Обзор существующих комплексов прогнозирования сильных землетрясений

1.2 Анализ различных типов краткосрочных предвестников землетрясений

1.3 Выводы ГЛАВА 2. Методы проектирования систем сбора и обработки геофизической информации

2Л Структура автоматизированной системы сбора и обработки геофизической информации

2.2 Параметры,.определяющие подсистемы комплекса сбора и обработки геофизической информации

2.3 Разработка проектной процедуры

2.4 Выводы ГЛАВА 3. Разработка и анализ алгоритма вычисления векторов градиента и фазовой скорости распространения УНЧ электромагнитных возмущений на основании фазовоградиентного метода

3.1 Описание фазовоградиентного метода

3.2 Общий алгоритм обработки данных
3.3 Алгоритм вычисления периода эм волны
3.4 Алгоритм вычисления векторов градиен та и фазовой скорости
3.5 Алгоритм вычисления разницы времен прихода фронта электромагнитных возмущений на станции магнитного градиентометра
3.6 Алгоритм вычисления коэффициента корреляции данных
3.7 Выводы
ГЛАВА 4. Проектирование, реализация и тестирование программного обеспечения автоматизированной системы сбора и обработки геофизической информации
4.1 Проектирование программного обеспечения системы
4.2 Разработка программного обеспечения
4.3 Интерфейс программного обеспечения системы
4.4 Формат файлов входа и выхода
4.5 Тестирование программного обеспечения системы
4.6 Метод определения координат будущего землетрясения
4.7 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


А ведь каждый год на земном шаре происходят несколько сотен тысяч землетрясений, и около ста из них - разрушительные, несущие гибель людям и целым городам. Среди самых страшных землетрясений-предыдущего XX века - землетрясение в Китае в году, унесшее жизни более 0 тысяч людей, и в Японии в году, во время которого погибли более 0 тысяч человек. Научно-технический прогресс оказался бессилен перед грозной стихией. И спустя более чем пятьдесят лет во время землетрясений продолжают гибнуть согни тысяч людей: в году во время Тянь-Шаньского землетрясения погибли 0 тысяч человек. Затем были страшные землетрясения в Италии, Японии, Иране, США (в Калифорнии) и у нас - на территории бывшего СССР: в году в Спитаке и в году в Нефтегорске. Совсем недавно - в году стихия настигла и погребла под обломками собственных домов около 0 тысяч человек во время трех страшных землетрясений в Турции. Чем глубже разработана теория того или иного класса технических систем, тем большие возможности объективно существуют для автоматизации процесса их проектирования. А до недавнего времени не существовало теоретических методов, позволяющих сделать краткосрочный прогноз землетрясения, который бы с высокой долей вероятности реализовывался, а, следовательно, не существовало математического обеспечения САПР для систем, позволяющих делать такой прогноз. Прогноз землетрясений - это вероятностная характеристика места, времени и силы сейсмического события. В мировой практике различают следующие виды прогноза - долгосрочный (годы - несколько десятков лет), среднесрочный (месяцы - годы), краткосрочный (дни - недели) и оперативный (минуты - чась! На данный момент достаточно высокая вероятность реализации достигнута только для долгосрочных и среднесрочных прогнозов. То есть для определенной местности можно сказать, что землетрясение произойдет с большой долей вероятности с временной точностью в несколько лет. Краткосрочные же прогнозы пока имеют небольшую вероятность реализации. Таким образом, задача проектирования и реализации автоматизированной системы обнаружения краткосрочных предвестников сильных землетрясений является актуальной. Цель и задачи диссертационной работы. Целью данной работы является разработка методов автоматизированного проектирования математического и программного обеспечения систем сбора и обработки геофизической информации. Анализ состояния современных систем сбора и обработки геофизической информации на предмет выявления преимуществ и недостатков существующих систем. Методы исследования. В ходе работы над диссертацией использовались: методы теории автоматизированного проектирования, математический аппарат теории обработки сигналов, математической статистики, вычислительной геометрии, вычислительной математики, математического программирования, теории алгоритмов и дискретной математики. Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 8 страницах машинописного текста, иллюстрируется -ю рисунками, 2-мя таблицами, и состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы, содержащего наименования. Во введении обоснована актуальность темы исследования, сформулированы цель работы, основные положения, выносимые на защиту, отмечена научная новизна и практическая ценность работы, кратко изложено содержание работы. В первой главе рассматриваются современные системы и принципы прогнозирования сильных землетрясений. В пункте 1. Дается описание подходов к прогнозированию для каждого из этих типов. Приводятся основные типы геофизических предвестников землетрясений. В пункте 1. Рассматриваются их достоинства и недостатки. Приводятся экспериментальные результаты их использования для предсказания землетрясений. В пункте 1. В пункте 2. В пункте 2. В пункте 2. В пункте 2. Третья глава посвящена разработке и анализу алгоритма, позволяющего по данным о геомагнитных вариациях, полученным в трех точках на земной поверхности определить вектора градиентов и фазовых скоростей распространения УНЧ электромагнитных возмущений вдоль земной поверхности, в основу которого лег фазово-фадиентный метод. В пункте 3. УНЧ возмущений различного происхождения. В пункте 3.