geoscience №3-2014

О"ЖУРНАЛЕ"/"ABOUT"JOURNAL"""

""

Международный"научно@технический"и"производственный"журнал"«Науки"о"Земле»,"№3/2014"

3"

Международный"научно@технический"и"производственный"электронный"журнал"«Науки"о"Земле»"(International"scientific,"technical"and"industrial"electronic"journal"«GeoScience»)"является"периодическим" электронным" изданием," цель" которого" публикация" статей" ученых" и"специалистов," занимающихся" изучением" широкого" круга" проблем," объединенных" общим"объектом"исследования"–"Землей."Выходит"4"раза"в"год."

Свидетельство"Роскомнадзора"Эл№Фс77@44805"от"29.04.2011,"ISSN:"2223@0831,"Журнал"включен"в"Российский"индекс"научного"цитирования,"DOAJ"(Directory"of"open"access"jornals)."

"

РЕДАКЦИОННЫЙ,СОВЕТ,/,EDITORIAL,BOARD,"

Баранов"В.Н.,"профессор,"д.т.н."(Россия)"Гаврилова"Л.А.,"доцент,"к.т.н."(Россия)"

Гарецкий"Р.Г.,"академик"РАН,"НАНБ,"профессор,"д.г@м.н."(Белоруссия)"Докукин"П.А.,"главный"редактор,"к.т.н."(Россия)"

Докукина"К.А.,"с.н.с.,"к.г@м.н.""(Россия)"Карпик"А.П.,"профессор,"д.т.н."(Россия)"

Кафтан"В.И.,"г.н.с.,"д.т.н."(Россия)"Левин"Ю.,""PhD"(США)"

Малинников"В.А.,"профессор,"д.т.н."(Россия)"Плющиков"В.Г.,"профессор,"д.с@х.н."(Россия)"

Савин"И.Ю.,"д.с@х.н."(Россия)"Савиных"В.П.,"член@корр."РАН,"профессор,"д.т.н."(Россия)"

Татевян"С.К.,"профессор,"д.т.н."(Россия)"Харченко"С.Г.,"профессор,"д.ф@м.н."(Россия)"Чепурин"Е.М.,"профессор,"к.э.н."(Россия)"

"РЕДАКЦИЯ,

"

Докукин"П.А."–"главный"редактор"Поддубский"А.А."–"шеф@редактор"

Поддубская"О.Н."–"редактор"иностранных"текстов"Алексеев"А.В."–"технический"редактор"

Байрамов"А.Н."–"председатель"ПСО"“Науки"о"Земле”"РУДН""Учредитель,(издатель):,ООО"«ГеоДозор»,"Россия,"Москва""

Издается,совместно,с,ПСО,«Науки,о,Земле»,Российского,университета,дружбы,народов,"

Почтовый,адрес,редакции:,Россия,"117198,"Москва,"ул."Миклухо@Маклая,"дом"8"корпус"2,"каб."445"Электронный,адрес:,http://[email protected]"Электронная,почта:,jornal@[email protected]"

"

Размещение" статьи" в" номере" журнала" на" его" официальном" интернет@сайте" http://[email protected]"является"свидетельством"публикации."Авторские"права"сохраняются"в"соответствии"с"международными"правилами."Авторы"статей"несут"ответственность"за"содержание"статей"и"за" сам" факт" их" публикации." Редакция" не" всегда" разделяет" мнения" авторов" и" не" несет"ответственности" за" недостоверность" публикуемых" данных." Редакция" журнала" не" несет"никакой" ответственности" перед" авторами" и/или" третьими" лицами" и" организациями" за"возможный" ущерб," вызванный" публикацией" статьи." Редакция" вправе" изъять" уже"опубликованную"статью," если"выяснится,"что"в"процессе"публикации"статьи"были"нарушены"чьи@либо"права"или" общепринятые"нормы"научной" этики."О"факте"изъятия" статьи" редакция"сообщает" автору," который" представил" статью," рецензенту" и" организации," где" работа"выполнялась.""

СОДЕРЖАНИЕ"/"CONTENT"""

""


4"

ГЕОДЕЗИЯ,/,,GEODESY" "Капцюг"В.Б." «Европейский" геодезист" года»"и" судьба" его" пункта" «Мекипелюс»" /"Kaptüg"

V.B."“The"European"surveyor"of"the"year”"and"the"fate"of"his"station"“Mäki@Päälys”" 5"Исмайлов" Н.Я.," Исмайлов" К.Х.," Джавадов" Н.Г." Исследование" погрешности" определения"

ортометрической"высоты"уровня"вод"водоемов"при"проведении"GPS"лимбовых"измерений"/"Ismaylov" N.Ya.," Ismaylov" K.Kh.," Javadov" N.G." " Research" of" error" of" water" basins" water" levels"orthometric"height"determination"using"GPS"limb"measurements"

13"

ГЕОЛОГИЯ,И,ГЕОТЕКТОНИКА,/,GEOLOGY,AND,GEOTECTONICS, "Тустановская" Л.В." Исследование" зон" новейших" движений" Среднего" Приднепровья"

инструментами"ГИС"/"Tustanovskaya"L.V."The"research"of"the"newest"movement"zones"of"Middle"Dnieper"with"GIS"tools"

18"

Шевчук"В.В.,"Василенко"А.Ю."Стадийность"тектонического"развития"Закарпатья"и"место"неогенового"магматизма"в"ней"/" Shevchuk"V.V.,"Vasilenko"A.Yu."The"Transcarpathian" tectonic"evolution"staging"and"the"place"of"neogene"magmatism"in"it"

28"

ГЕОДИНАМИКА,/,GEODINAMIC, "Певнев"А.К.,"Симонян"В.В."Коровые"землетрясения"и"их"прогноз"/"Pevnev"A.K.,"Simonyan"

V.V."Forecast"of"crustal"earthquakes" 38"Татаринов"В.Н.,"Морозов"В.Н.,"Кафтан"В.И.,"Каган"А.Я."Геодинамический"мониторинг"как"

основа" сохранения" биосферы" при" захоронении" радиоактивных" отходов" /" Tatarinov" V.N.,"Morozov" V.N.," Kaftan" V.I.," Kagan" A.Ya." Geodynamical" monitoring" as" a" basis" for" conservation"biosphere"at"disposal"of"radioactive"waste"

47"

ГЕОИНФОРМАТИКА,/,GEOINFORMATICS" "Цветков" В.Я." Применение" глобальных" навигационных" спутниковых" систем" " для"

управления" железнодорожным" " транспортом" /" Tsvetkov" V.Ya." Applications" of" global"navigation"satellite"systems"for"rail"

61"

Лобанов"А.А."Проблема"больших"данных"в"науках"о"Земле"/"Lobanov"A.A."The"problem"big"data"in"the"Earth"science" 69"

Майоров" А.А." Направления" развития" геоинформатики" /" " Mayorov" A.A." Direction"development"of"geoinormatics" 76"

Кужелев" П.Д." Геоинформационный" мониторинг" на" железнодорожном" транспорте" /"Kugelev"P.D."Geonformation"monitoring"of"the"railways" 83"

ДИСТАНЦИОННОЕ,ЗОНДИРОВАНИЕ,/,REMOTE,SENSING, "Алиева" А.Дж.," Алиева" Е.Н.," Сафаралиев" З.Г." Оценка" влияния" атмосферных" факторов" на"

результат"дистанционного"измерения"флуоресцентного"излучения"хлорофилла"растений"/"Aliyeva"A.J.,"Aliyeva"E.N.,"Safaraliyev"Z.G."/"Estimate"of"effect"of"atmospheric"factors"on"results"of"remote"measurements"of"fluorescent"emission"of"vegetation’s"chlorophyll"

91"

Агаев" Ф.Г.," Халафов" Р.В.," Джавадов" Н.Г." Оптимальная" пофрагментная" классификация"зашумленных" изображений" дистанционного" зондирования" по" разностному"информационному" критерию" /" Agayev" F.G.," Khalafov" R.V.," Javadov" N.G." Optimal" fragmentary"classification"of"noisy"images"of"remote"sensing"on"subtract"type"information"criterion"

96"

Магеррамов"Э.И.,"Исмайлов"К.Х.,"Джавадов"Н.Г."/"Аппроксимационный"метод"коррекции"аэрозольной"погрешности"при"измерениях"общего"количества"водяных"паров"в"атмосфере"с" помощью" солнечных" фотометров" /" Magerramov" E.I.," Ismaylov" K.Kh.," Javadov" N.G."Approximative"method"of"correction"of"aerosol"error"upon"measurements"of"total"amount"water"vapors"in"atmosphere"by"means"sun"photometers"

101"

Мамедбейли" А.Г.," Исмайлов" К.Х.," Сафаралиев" З.Г." Вопросы" оптимизации" адаптивных"солнечных" фотометрических" измерений" аэрозоля" и" водяных" паров" в" атмосфере" /"Mamedbeyli" A.G.," Ismaylov" K.Kh.," Safaraliev" Z.G." Questions" on" optimization" of" adaptive" sun"photometric"measurements""of"aerosol"and"water"vapors"in"atmosphere"

111"

С,ЮБИЛЕЕМ,/,CONGRATULATIONS,ON,THE,ANNIVERSARY, "75"лет"Ефимову"Г.Н., 112"НАШИ,АВТОРЫ,/,AUTHORS, 113"

""

ГЕОДЕЗИЯ"/"GEODESY"""

""


5"

УДК" 528.8" "" Капцюг"В.Б."/"Kaptüg"V.B."

"

«ЕВРОПЕЙСКИЙ ГЕОДЕЗИСТ ГОДА» И СУДЬБА ЕГО ПУНКТА «МЕКИПЕЛЮС»

"""

“THE EUROPEAN SURVEYOR OF THE YEAR” AND THE FATE OF HIS STATION “MÄKI-PÄÄLYS”

"

,

Аннотация:, Текущий" «Год% Струве»" дает" повод"напомнить" о" единственном" в" России"геодезическом" пункте," основанном" выдающимся"российским"ученым"В.Я."Струве."

, Abstract:, The" current" «Year" of" Struve»" gives"reason"to"recall"the"only"geodetic"station"in"Russia"which" was" established" by" outstanding" Russian"scientist"W."Struve."

"Ключевые, слова:, Струве," Европейский" Геодезист"года," Дуга" Струве," геодезический" пункт," Финский"залив."

" Keywords:"Struve,"European"Surveyor"of"the"Year,"Struve"Arc,"geodetic"station,"Gulf"of"Finland."

"

"""

Минувшей"весной"Совет"европейских"геодезистов" и" кадастровых" инженеров"(CLGE)"объявил"В.Я."Струве"«Европейским%Геодезистом%2014%года»"по"предложению"российских" членов" Совета,"представляющих" некоммерческие"партнерства" «Национальная" палата"кадастровых" инженеров»" и"«Организация" деятельности"кадастровых" инженеров»." Важным"событием" «Года% Струве»" стала" IV"международная" конференция" CLGE,"которая" была" посвящена" Европейскому"Геодезисту" и" Геоинформации" (рис."1)" и"состоялась" 1" июля" с."г." в" городе"Калининграде1.""

Фридрих" Георг" Вильгельм" (в" России"часто" –" Василий" Яковлевич)" Струве"(рис."2)" был" выдающимся," всемирного"масштаба" ученым" и" профессором,"внесшим" крупный" вклад" в" астрономию,"отечественную" и" мировую" геодезию;"был" он" и" верным" гражданином" России"[10,"2,"16,"7].,

""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""1 Успех" конференции" был" достигнут," прежде"всего," благодаря" активной" организационной"работе" названных" некоммерческих" партнерств,"но" не" только." Само" имя" Струве," его," как"оказалось," и" поныне" действительный"международный" авторитет," стали" бесспорными"аргументами," которые" помогли" преодолеть"околополитические" препятствия" проведению"калининградского"мероприятия.

""

Рис."1."Лицевая"сторона"памятной"открытки"участника"IV"Конференции"CLGE"в"Калининграде"(дизайнер"‒"В.Л."Богомазова,"журнал"«Кадастр"

недвижимости»,"г."Москва)""

В" нашей" стране" многие" геодезисты"встречали" в" литературе" и" слышали"словосочетания" «Дуга" Струве»," «Русско@скандинавская" дуга" меридиана»," просто"«Дуга" меридиана»" (сокращенное"название"главного"геодезического"труда"

""

ГЕОДЕЗИЯ"/""GEODESY"""

""


6"

Струве)." Все" эти" названия" обозначают"один" и" тот" же" предмет" ‒" результат"крупнейшего" в" мире" градусного"измерения," проведенного" под"руководством"Струве"с"1816"по"1855"год."Цель" данной" статьи" ‒" напомнить" об"одном" из" основных," а" для" России" ‒" о"самом" важном" (единственном" на" нашей"территории)" из" пунктов" градусного"измерения"Струве.""

""

Портрет"В.Я."Струве"(худ."Хр.А."Йенсен,"1841"г.,"оригинал"музея"Пулковской"обсерватории)"

"

Для" читателей," недостаточно"знакомых" с" термином" «градусное"измерение»," поясним" его" содержание," а"также" прикладное" значение" градусных"измерений."

В" начале" 19" века" использовалось"другое," тождественное" выражение:"«измерение" градусов»" ‒" так" называли"астрономо@геодезический" способ"измерения" протяженной" линии" на"земной" поверхности" одновременно" в"линейной" и" угловой" (градусной)" мере."Способ"был"изобретен"задолго"до"нашей"эры" в" поисках" ответа" на" вопрос:" как%

велика%окружность%земной%поверхности?"И" тот," кто" поставил" вопрос," и" тот," кто"придумал" способ" ответить" на" него"(многие" источники" свидетельствуют,"что" им" был" грек" Эратосфен)," без"сомнения," считали"форму" Земли"шаром,"иначе" вопрос" звучал" бы" по@другому." И"пока," столетиями," сферичность" Земли"никем" не" оспаривалась," объяснить" суть"градусного" измерения" было" несложно:"выберите," для" простоты," дугу" земного"меридиана" и" сопоставьте" ее" длину"(измерив" ее" непосредственно)" с"величиной" подобной" ей" дуги" на"небесной" сфере" (измерив" разность" в"высоте" небесного" светила" на" концах"дуги"в"одно"и"то"же"время)"‒"вы"получите"отношение" линейной" и" угловой"(градусной)" величин," из" пропорции"которых" окружность" земного" шара"вычисляется" арифметически." После"открытия" Ньютона" и" опытного"(астрономо@геодезического)"доказательства," что" фигура" Земли"сплюснута" у" полюсов;" после" разработки"точного" тригонометрического" метода"измерения" длинных" расстояний" на"шарообразной" поверхности" и"изобретения"точных"(астрометрических)"оптических" инструментов" и"астрономических" часов;" после"появления" и" развития" иных"(физического" плана)" наук" о" Земле;"наконец," после" понимания"естественности," а" не" ошибочности"слишком" большого" расхождения" в"результатах" разных" градусных"измерений," астрономо@геодезический"метод" стал" примерно" на" столетие"наиболее"эффективным"способом"(среди"нескольких" других)" для" изучения"геометрии," или" «фигуры»," локальных"сегментов" земной" суши." Достаточно"простые"наземные"технологии2"давали"в"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""2 "Составными" частями" метода" являются"построение" на" земной" поверхности"протяженного" ряда" («цепи»)" смежных"треугольников," вставка" в" него" масштабного"модуля" (базисной" сети)" и" «ориентирование»"всего" ряда" на" поверхности" Земли"


""


7"

результате" возможность" вывести" из"локальных" «фигур»" математическую"модель" (аппроксимацию)"действительной" сложной" планетарной"(«общей»)" фигуры" Земли" в" виде"некоторого" идеального" тела," например,"двух"@"или"трехосного"эллипсоида."

" Шаровидное" или"эллипсоидальное" представление" Земли"нужны"были,"прежде"всего,"картографам."Но" еще" им" были" нужны" координаты"географических"пунктов"‒"и"чем"больше,"тем" лучше." Сложные" и" длительные"астрономические" «обсервации»"местоположений" уже" не" могли"удовлетворить"картографический"спрос."Наука"имела"более"эффективный"(почти"«всепогодный»)" инструмент," оставалось"сделать"его"«прикладным»."

" Тригонометрический" метод"измерения" длинных" расстояний" для"цели" градусных" измерений" был"приспособлен" для" вычисления" точных"координат" всех" вершин" треугольников"таких"измерений,"а"также"треугольников"дополнительных," геодезически"присоединенных" к" первым." Эта"прикладная" технология," называвшаяся"вначале" «употребление" треугольников»,"«тригонометрическая" съемка»" " обрела"в"конце" концов" закрепившийся" термин"«триангуляция»." Точные" координаты"большого"числа"географических"пунктов"на" территориях," покрытых"триангуляцией," сильно" улучшили"измерительные" качества" карт," прежде"всего"военно@топографических."Первые"в"науке" градусных" измерений" французы"стали" и" первыми" успешными"завоевателями" своего" времени," о" чем"повествует" история" наполеоновских"войн."Противостоять" этому"можно"было"только" развивая" свои" национальные"

"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""(астрономическое" определение" широт" и"азимутов" на" его" конечных" пунктах)." С"появлением" спутниковых" технологий"астрономо@геодезический" метод" изучения"фигуры" Земли" стал" исключительным"достоянием"истории"науки"и"техники.""

триангуляции" и" картографию," чем"плотно"и"занялись"европейские"державы"после" совместного" разгрома"наполеоновской" Франции." Военные" и"морские" штабы," европейские" монархи"стали" поддерживать" градусные"измерения" ученых," и" Россия" не" была"здесь" исключением" [16," с." 34@36]." Когда"молодой"профессор"Струве"подал"в"1819"году" проект" градусного" измерения" в"российской"Прибалтике," его" обеспечили"и" финансами," и" прикомандировав" к"ученому" хорошего" военного" помощника"–" флотского" лейтенанта" Вильгельма"(Василия"Васильевича)"Врангеля3.""

Свое," еще" небольшое" градусное"измерение" в" Прибалтике" Струве" довел"на" севере" почти" до" финляндских" шхер,"поставив" в" 1826" году" конечный" пункт"«Мекипелюс»% 4 "" на" острове" Гогланд" в"Финском" заливе," с" целью" продолжить"измерение"дальше"на"север,"что"потом"и"было" сделано" (рис."3)." Однако," особое"географическое"положение"‒"на"одной"из"высоких" вершин" острова," лежащего" в"центральной" части" акватории" залива,"значительно" увеличило" «геодезическое"долголетие»"пункта:"сегодня"Мекипелюс"(под"именем"«Мякипяллюс»"[9])"является"старейшим" в" России" пунктом" из"принадлежащих" классической" планово@

""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""3 "Поддержка" науки" военными" была"избирательной." Когда" квартирмейстер"полковник" Карл" Теннер," назначенный" в" 1815"году" ответственным" за" военно@тригонометрическую" съемку" Виленской"губернии," подал" рапорт" о" разрешении" ему"беззатратно" (!)" провести" дополнительные"астрономические" работы" научного% назначения"для" возможности" обратить" его"тригонометрические" (картографического%назначения)" ряды" в" измерение" градусов"Виленского" меридиана," то" ему" это" было"разрешено" лишь" одним" П.М."Волконским;"последующие" высокие" военачальники," не"исключая" и" выдающегося" Ф.Ф."Шуберта," не"поддерживали," мягко" выражаясь," научных"устремлений"Теннера."4"В" статье" используется" транскрипция" названия"пункта," принятая" у" Струве" [12]" и" в" ряде" других"публикаций" 19" века" на" русском" языке,"относящихся"к"геодезии.


""


8"

координатной" основе" (классическому"сегменту"действующей" государственной"геодезической" сети," ГГС)." Но" главное"даже"не"в"этом.""

""

Схема"перехода"треугольников"«Дуги"Струве»"через"Финский"залив"[12,"чертежи]"

"

Значение" пункта" Мекипелюс 5"состоит," прежде" всего," в" том," что" он"основан" выдающимся" российским"ученым" и" гражданином," выполнившим"здесь" научные" наблюдения" для" цели"градусного" измерения" ([17]," (I)," с.132,"159;" (II)," с." 194@195," 228," 235;" [12]," Т."первый,"с."XLI"Введения,"240;"T."второй,"с."1," 149@150)." Бесспорен" также" факт"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""5 "Современное," приближенное" к" правильному"финскому," название" этого" пункта" –"«Мякипяллюс»" –" еще" более," чем" у" Струве,"деформирует"уникальный"диалектный"субстрат,"передающий" топонимическое" прозвище%вершины" данной" скалы," ее" отличительную"характеристику." Ведь," как" описал" ее" сам"Струве,"«вершина% совершенно% безлесная»,% «голый% купол»,"не" в" пример" соседней" и" остальным" вершинам"острова," которые" могли" бы" ему" подойти." Слово"«голая»" (в"соврем."эстонском"языке"сохранилось"фонетически" сходное" слово" @" «paljas»)" как" раз" и"выражает" ее" характерное" отличие" от" близкой" и"более" высокой" (152"м)" соседней" вершины," в" те"времена"покрытой%лесом"[8,"c."38]."

связующей" (т."е." особой" геодезической)"роли" Мекипелюса 6 "для" южного" и"северного" континентальных" рядов"треугольников" ([12]," Т." первый," с." II"Введения)," совместно" образующих"трансевропейский"меридиональный"ряд"«Дуги"Струве»"(рис."3,"рис."4)."

"

""

Картосхема"«Дуги"Струве»"и"13"ее"основных"пунктов"[8,"с."10]."

"

Культурное" значение" пункта" также"велико:" он" основан" по" правилам"ушедшей" измерительной" технологии,"принадлежащей"17@20"векам,"и"являлся"в"ней"не"ординарной"точкой,"а"одной"из"13"основных;" сегодня" он" входит" в"трансграничную"(мультигосударственную)" номинацию,"внесенную" в" Список" Всемирного"наследия" ЮНЕСКО" [5," страницы" файла:"

""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""6 «Дуга Струве», или «Русско-Скандинавская дуга меридиана», или «Дуга меридиана в 25º 20´ между Дунаем и Ледовитым морем» ‒ 40-летний итог начатых В.Я. Струве и К.И. Теннером в 1816 году региональных «измерений градусов»; в 2005 году выборка пунктов «Дуги Струве» внесена ЮНЕСКО в Список объектов Всемирного культурного наследия под названием «Геодезическая дуга Струве» [5].


""


9"

13,"16@17,"26,"35,"59@60,"и"др.];"наконец,"он"является" центром" местной" системы"координат," определяющей" точное"местоположение" пяти" безвозвратно"утраченных" историко@культурных"сооружений"острова"Гогланд7""[6]."

Первые"17"лет"истории"пункта"тесно"связаны"с"градусным"измерением"Струве"[8,""с."37@41,"85@93]."

15" июля" (н."с.)" 1826" года" на"населенный" рыбаками" и" лоцманами"Гогланд" прибыла" экспедиция"профессора"Струве,"который"производил"научное" градусное" измерение%«Балтийской»% дуги" меридиана."Предварительное" обследование" вершин"острова"показало,"что"с"высокой"местной"скалы" Мекипелюс" имеется" открытая"видимость" на" юго@восток," где" на" том"берегу" залива" располагались" смежные"пункты" измерения." Закончив"фундаментальные" определения"астрономической" широты" западнее"бухты" Суркюлан@лахти," 15" августа"Струве"с"помощниками"и"универсальным"инструментом" поднялся" на" Мекипелюс."Здесь" был" устроен" («основан»)"одноименный" геодезический" пункт" [17,"(II),"с."228]."

Однако" видимость" с" Мекипелюса"была" в" тот" год" плоха" из@за" дыма:" на"финляндской" стороне" от" засухи" горели"леса," и" ветер" нес" дым" на" Гогланд."Направления"на"южные"пункты"удалось"увидеть" только" после" почти"двухнедельного" дежурства." Они" были"взяты" с" помощью" универсального"инструмента" Рейхенбаха," стоявшего" на"штативе" внутри" палатки" Струве,"имевшей"необходимые"«окна»"в"стенах"и"крыше." Азимуты" направлений" Струве"определил," предварительно" отнаблюдав"азимут" постоянной" марки,"прикрепленной"на"стене"домика"караула"при" маяке," располагавшемся" на" севере"острова" [там" же," с." 228@239]." Дата"

""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""7"Сохранилась"цокольная"часть"только"одного"из"них" –" домика" караула" при" утраченном" маяке"постройки"1807"года"[6,"с."72]."

закладки" центра" пункта" Мекипелюс"известна" из" дневников" Струве" точно:"после" успешного" измерения" углов," 31"августа" 1826" года" (н."с.)" неподалеку" от"палатки" инструмента" в" скале" было"сделано" отверстие," и" в" него" заложен"круглый"железный"стержень"диаметром"10" французских" линий" (23"мм);"закладной" стержень" укрепили" с"помощью" свинцовой" заливки" [11,"(1826)]." Эту" геометрическую" точку"Струве" обозначил" буквой" «Е»,% от" устар."нем." «Еndpunct»" –" «Конечный% пункт»%(имеется" в" виду" измерявшаяся" Струве" в"то"время"«Балтийская»%дуга"меридиана)."Неподалеку" была" сооружена" из" досок"большая" визирная" цель," или" сигнал," в"виде" выкрашенного" в" черный" цвет"вертикального" щита," ориентированного"в"сторону"южных"пунктов,"с"которых"его"нужно" было" отнаблюдать" (это" удалось"сделать" только" на" следующий" год)."Последние"измерения"на"вершине"скалы"Мекипелюс" выполнялись" малым"теодолитом"для"взаимной"связи"четырех"точек:" центра" пункта" (марки@стержня),"центра" щита@сигнала," центра"инструмента"и"верха"палатки,"в"которой"универсал" стоял." Остроконечный" верх"палатки" являлся" одним" из" пунктов"вспомогательной" сети" треугольников,"образованных" концами" небольшого"базиса,"сигнальными"вехами"и"четырьмя"местными" сооружениями:" церковью," ее"колокольней,"маяком"и"домиком"караула"при" маяке" [17," (II)," с." 228@239]." С"помощью" этой" сети" пункт" «Е»" был"геодезически" связан" с" центром"астрономической" плошадки," пунктом"«Z»," который" непосредственно" со" скалы"Мекипелюс" нельзя" было" увидеть" из@за"сильно" пересеченного" рельефа." Что"касается" основного" треугольника," то"отнаблюдать" щит" на" Мекипелюсе" с"южного" побережья" залива" в" тот" год" не"удалось:"оказалось,"его"сломало"сильным"ветром" после" возвращения" экспедиции"Струве"с"острова."В"следующем"1827"году"пришлось" отправить" на" Гогланд"помощников"для"починки"щита@сигнала,"


""


10"

и" для" дежурства" у" гелиотропа,"дополнительно" поставленного"непосредственно"над"маркой"«Е»," чтобы"с" помощью" того" или" иного" сигнала"отнаблюдать" вершину" последнего"«балтийского»" треугольника." По"результатам" измерений" 1826" года"Струве" составил" особую" табличку"относительных" координат"использованных" островных" пунктов," с"началом" в" точке" «Е»% [17," (I)," с." 159]."Приведение" к" «Е»" было" сделано" и" для"углов" главного" треугольника" [12," (I)," с."141]," которые" были" измерены" на"следующий" год" с" южных" пунктов." Одна"из" сторон" длинного" треугольника,"присоединившего" остров" к"«Балтийскому»" градусному" измерению"(Мекипелюс% –" Гальялл," рис."3)"впоследствии" оказалась" самой" длинной"во" всем" 3000@километровом" ряду"треугольников" «Дуги" Струве»:" ее" длина"составила"81733"м."""""

Измерения" северного" продолжения"градусного" измерения" Струве" –"треугольников" «Финляндской»" дуги"меридиана" –" начались" в" 1833"г." с"островов,"лежащих"к"северу"от"Гогланда"вблизи" северного" побережья" залива"(рис."3," рис. 5)." Геодезисты" российского"Генерального" штаба" отнаблюдали"стоявший" на" Мекипелюсе" визирный"знак@щит" [12," (II)," с." 249@250]," а" чтобы"узнать" его" точное" положение" по"отношению"к"марке"Струве,"они"на"лодке"пришли" на" Гогланд" и" поднялись" на"пункт." 20" августа" (н."с.)" 1833"г." в" 3.4"м"южнее" точки" «Е»" в" скале" было" сделано"опознавательное" отверстие" диаметром"2.5"см" и" измерена" длина" сторон" малого"треугольника," образованного" обеими"точками"с"центром"щита"[11,"(1833)].""""

Только"через"10"лет,"5@8"августа"(н."с.)"1843"г." астроном" из" Гельсингфорса"Фр."Вольдштедт" отнаблюдал" со" скалы"Мекипелюс"(тем"же"самым"универсалом,"что" и" Струве" в" 1826"г.)" угол" между"смежными" пунктами" «финляндского»"сегмента" треугольников" градусного"измерения" [12," (II)," c."248)." Азимут" на"

один" из" них" он" определил" без" связи" с"направлениями" на" южные" пункты,"потому" что" прежние" объекты"визирования" за" прошедшие" 17" лет" не"сохранились"[там"же,"с."150@154].",

"

""

Вид"Гогланда"с"одного"из"северных"островов"Финского"залива"(фото"‒"Markus"Sirkka,"www.mapscroll.fi/images/mustaviiri1lb.jpg"

"

Марка, Струве, «Е»" на, скале,Мекипелюс, осталась, единственной,точкой, связи, двух, геодезически,отдельных, континентальных, рядов,,совместно, образующих, 3000Äкм,меридиональный, ряд, градусного,измерения,(рис."3@4).""

Впоследствии" пункт" Струве" на"Гогланде" активно% использовался" в"геодезических" и" астрономических"работах" российских," финских" и"советских" геодезистов" [38," 18," 14," 15]." В"документах" геодезических" и"гидрографических" организаций,"базировавшихся" в" Санкт@Петербурге" –"Петрограде" –" Ленинграде," остались"указания" на" координаты" Мекипелюса,"определенные" от" исходных" дат" Дерпта,"Петербурга," Парижа," Гринвича" и"Пулкова.""

В" 1950"г." пункт" Струве" на" Гогланде9"«заочно»" стал" пунктом" 1" класса" ГГС"

""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""8 "В" 1893"г." гидрографы," работавшие" на"Мекипелюсе," окружили" марку" Струве" четырьмя"опознавательными" углублениями"(«сторожками»)" и" рядом" высекли" памятную"надпись" «1825/93»," допустив" ошибку:" должно"быть" «1826/93»% (год" основания" пункта" /" год"производства"работ)."9 "Остров" Гогланд" с" 1944" года" находится" в"


""


11"

СССР,"перевычисленной"в"новую"систему"координат" 1942"г.," однако" в" 1957"г.," по"результатам" геодезических" работ" в"заливе," высокий" статус" пункта" был"отменен:" его" перевели" в" пункты" сети"сгущения" [14," 9]." Причиной," судя" по"материалу" [14]," была" невозможность"отнаблюдать" на" пункте" Струве" весь"запланированный" объем" направлений."На" соседней," более" высокой" вершине"был"создан"новый"пункт."

В" 1993"г." марка" Струве" на" пустой"зарастающей"вершине"скалы"Мекипелюс"была" разыскана." С" 1994" по" 2000"гг."группа" геодезистов@добровольцев" из"Санкт@Петербурга" выполнила" поисково@исследовательские"и"восстановительные"работы" на" нескольких" пунктах" работ"Струве" 1826"г." [1," 6]." С" помощью"спутниковых" геодезических" измерений"подтверждено" относительное"положение," тем" самым," и" подлинность"разысканной" марки@стержня" на"Мекипелюсе," обозначены" точные"положения" четырех" других" пунктов"1826"г.," в" том" числе" центра"астрономического" пункта" «Z»" («Точка%Z»);" выполнено" мемориальное"оформление" обоих" главных" пунктов"Струве:"в"частности,"на"площадке"пункта"Мекипелюс," непосредственно" над"маркой@стержнем" в" скалу" вмонтирован"стальной" штатив" с" инструментальным"столиком" из" нержавеющей" стали,"расчитанным" на" размещение" приемной"антенны" аппаратуры" ГНСС" (рис."6)."Наконец," с" помощью" спутниковой"технологии" определены" координаты"центра" Струве" на" Мекипелюсе" в"международной" системе" WGS84:""60°"04'"27""N," 26°"58'"11""E," и" его" высота"над" уровнем" моря:" 143" метра" [5," с."13,"59]."Опознавательное"отверстие"на"скале"Мекипелюс," сделанное" в" 1833" году,"осталось"без"изменений."

"

"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""пограничной" зоне" и" сегодня" административно"входит" в" Кингисеппский" район" Ленинградской"области"[4]."

""

Центр"пункта"Струве"«Мекипелюс»,"2003"г."(фото"‒"В.Б."Капцюг)."

"

Вершина" скалы," на" которой"сохранился" центр" одного" из" главных"пунктов" беспрецедентного" градусного"измерения," уже" значительно" потеряла"свое" изначальное" отличительное"свойство:" невысокие" деревья" и"кустарники"обступили"ее"со"всех"сторон"и" покрывают" большую" часть" бывшего"«голого% купола»" [13]." Необходима"расчистка" от" наступающего"растительного" покрова" площадки"пункта" Струве" и" подходов" к" вершине"скалы"Мекипелюс.",

Сделать,это,нужно,геодезистам:"не"только" для" восстановления"исторической" подлинности" этого"памятного" места" и" его" приведения" в"соответствие" правилам" Центра"Всемирного"наследия"ЮНЕСКО,"но"и"для"возможности"возвращения"старейшему"в"России" пункту" государственной"геодезической" сети" его" утраченной"функциональной"роли"[15]."%

"

Литература,"

1. Верещагин"С.Г.," Капцюг"В.Б.,"Соколов"Ю.Г.," Чернов"В.Н." Пункт" «Дуги"Струве»"на"острове"Гогланд"//"Геодезия"и""картография."№"2."1996."–"с."52@54.""

2. Желнин"Г.А." Деятельность" и" заслуги"В.Я."Струве" в" области" астрономо@геодезии" –" в" кн." Василий" Яковлевич"Струве" (1793@1864)." Сборник" статей" и"материалов"к"100@летию"со"дня" смерти."М.:"Наука."1964."–"с."38@52."

3. Записки" Военно@топографического"отдела." Часть" 48." СПб.:" Генеральный"


""


12"

штаб." 1892." –" с." 150;" Триангуляция"Балтийского" моря." Часть" 1." От" Пулкова"до" Полангена" и" от" Пулкова" до"Фридрихсгамна." Петроград:" Главное"Гидрографическое"управление."1915."–"с."190."

4. Интернет@ресурс"http://www.kingisepplo.ru/about/index.htm"(2014)."

5. Интернет@ресурс"http://whc.unesco.org/uploads/nominations/1187.pdf"(2005)."

6. Капцюг"В.Б.," Алексеев"В.Ф.,"Астапович"А.В.," Верещагин"С.Г.,"Иванов"Ю.А.," Романов"В.Л.," Соколов"Ю.Г.,"Чубей"М.С." Восстановление" на" острове"Гогланд" памятных" мест" первого" в"России" измерения" фигуры" Земли" //"Известия" Русского" Географического"общества." Том" 133." Вып." 6." СПб.:" Наука."2001."–"с."68@76.""

7. Капцюг"В.Б." " В.Я."Струве" –" выдающийся"геодезист" XIX" века" (презентация)." IV"Европейская" конференция" геодезистов"и" кадастровых" инженеров" –"Калининград," 1"июля"2014" г."Интернет@ресурсы"http://www.clge.eu/events/details/154/,""http://roscadastre.ru/congress/congress_ki_3/material/july_1/.""

8. Капцюг"В.Б." Геометрия" «Дуги" Струве»" и"современные"данные"//"Вестник"Санкт@Петербургского" общества" геодезии" и"картографии." Специальный" выпуск" «К"150@летию" публикации" результатов"Русско@Скандинавского" градусного"измерения»." Санкт@Петербург:" 2009." –"222" с.;" также" на" интернет@ресурсе"http://www.spbogik.ru/vestnik/80@[email protected]""

9. Каталог" геодезических" пунктов" на" лист"карты" Р@35@XXXIII,XXXIV." 1989"(ведомственный"ресурс)."

10. Новокшанова" (Соколовская)"З.К."Василий" Яковлевич" Струве." М.:" Наука."1964."–"296"с."""

11. Санкт@Петербургский" филиал" Архива"РАН." Ф."721." Оп."1." Д."71." –" л."420об.@421об." (1826);" Там" же." " Ф."721." Оп."1."Д."82."–"л."75об.@76"(1833)."

12. Струве"Ф.Г.В." Дуга" меридиана" в" 25º"20´"между"Дунаем"и"Ледовитым"морем..." ."Т."I." [12]"+"CXLVI"+"334" c.;"T." II." [8]"+"485" c.;"Чертежи." [1]" +" 28" л." " Санктпетербург:"Имп."Академия"наук."1861.""

13. Тихонов"В.В." Экспедиция" на" остров"Гогланд" (презентация)." IV" Европейская"конференция" геодезистов" и"кадастровых"инженеров"–"Калининград,"1" июля" 2014" г." Интернет@ресурсы"http://www.clge.eu/events/details/154/,""http://roscadastre.ru/congress/congress_ki_3/material/july_1/.""

14. Триангуляция" II," III" и" IV" класса" по"берегам" и" островам" Финского" залива,"проложенная" в" 1953@1957" гг." –"Технический" отчет." Ленинград:"Балтийская" гидрографическая"экспедиция." 1957" (ведомственный"ресурс)."

15. Юськевич"А.В.," Капцюг"В.Б." Роль" пункта"«Мякипяллюс»" (остров" Гогланд)" в"истории" координатного" обеспечения"Северо@Запада"России"–"Труды"XII"съезда"Русского"географического"общества,"том"6."СПб.:"2005."–"с."200@208.""

16. Batten"A.H." The" Resolute" and" Undertaking"Characters:"The"Lives"of"Wilhelm"and"Otto"Struve" –" Astrophysics" and" Space" Science"Library."Vol."139."Dordrecht:"D."Reidel"Publ."Co."1988."–"259"p."

17. Struve"F.G.W." Beschreibung" der" ..."Breitengradmessung" in" den"Ostseeprovinzen" Russlands..." ." B." I." [12]" +"360" S.;" B." II." [4]" +" 424" S;" Kupfertafeln."Dorpat:"J.C."Schünmann."1831."

18. Verhandlungen"der" ..."Sechsten"Tagung"der"Baltischen" Geodätischen" Kommission."Helsinki."1933."–"S."74."

"

©"Капцюг"В.Б.,"2014"

""""""""


""


13"

УДК" 520.16;"663.6" "" Исмайлов"Н.Я."/"Ismaylov"N.Ya."

Исмайлов"К.Х."/"Ismaylov"K.Kh."Джавадов"Н.Г."/"Javadov"N.G."

"

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОГРЕШНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОРТОМЕТРИЧЕСКОЙ ВЫСОТЫ УРОВНЯ ВОД ВОДОЕМОВ

ПРИ ПРОВЕДЕНИИ GPS ЛИМБОВЫХ ИЗМЕРЕНИЙ """

RESEARCH OF ERROR OF WATER BASINS WATER LEVELS ORTHOMETRIC HEIGHT DETERMINATION USING GPS LIMB MEASUREMENTS

"

,

Аннотация:, В" настоящей" статье" рассмотрена"возможность" использования" GPS" лимбовых"измерений" для" определения" высоты" уровня" вод" в"различных" водоемах." Проанализированы"погрешности" радиозатменных" измерений"ортометрических" высотных" уровней" воды" в"береговых" зонах." Получена" формула" для"вычисления" ортометрической" высоты" береговых"вод"при"проведении"радиозатменных"измерений"с"учетом"структурной"неопределенности,"вызванной"перераспределением" масс" на" поверхности" Земли"из@за"глобального"потепления."

, Abstract:, In" the" paper" the" possibility" of" usage" of"GPS" limb" measurements" for" determination" of"height" of"water" of"waterbasins" is" considered." The"error" of" radio" occullation" measurements" of"orthometric" heights" of" water" in" " coastal" zones" is"studied."The"formula"for"calculation"of"arthometric"heights" of" coastal" water" taking" into" account" the"structural" uncertainty" caused" by" registration" of"masses" at" the" surface" of" the" Earth" due" to" clobal"warming"is"derived."

"Ключевые, слова:, Погрешности;" лимбовые"измерения;"GPS;"водоемы;"измерение"уровня."

" Keywords:"Error;"limb"measurements;"GPS;"water"basins;"level"measurements."

""

""

Хорошо" известно," что"гидрологические" модели" береговых" зон"референцируются" к" эквипотенциальной"поверхности."Изменение"уровня"воды"по"отношению" к" эквипотенциальной"поверхности" отображается" в" виде"ортометрических"высот"или"высот"выше"геоида." Измерение" ортометрических"высот" уровня" воды" имеет" важное"научное" и" хозяйственное" значение" и" в"этих" целях" широко" используются" GPS"измерения," в" том" числе" лимбовые" GPS"измерения.""

В" настоящей" статье" будет"проанализирована" погрешность"лимбовых" измерений" ортометрических"высот" водяных" массивов" в" различных"водоемах" с" помощью" GPS" систем."Несколько" подробно" рассмотрим"принцип" проведения" GPS" лимбовых"(радиозатменных)"измерений."

Как" отмечается" в" работе" [1],"радиозатменный" (радио@оккультационный)" метод" является"

относительно" новым" методом,"предназначенным" для" косвенного"измерения" различных" физических"величин" в" стратосфере" и" тропосфере."Этот" метод" базируется" на"использовании" радиосигналов,"непрерывно" генерируемых" сигналов"GNSS" (GPS/GLONASS/Galileo),"находящихся"на"орбите"Земли"на"высоте"20000" км." Радиосигналы" GNSS"подвергаются" влиянию" электронов"находящихся" в" ионосфере," а" также"температуры,"давления"и"водяных"паров"в"атмосфере."

Схема"проведения"радиозатменных"GPS"измерений"показана"на"рис."1."

Как" указывается" в" работе" [1]," с"позиции" низкоорбитального" спутника"(LEO),"находящегося"на"высоте"700"–"800"км," спутники" GNSS" непрерывно" то"появляется" перед" горизонтом" Земли," то"исчезает" за" горизонтом." В" течение"времени," когда" низкоорбитальный"спутник" (LEO)," и" спутники" GNSS" видят"

""


""


14"

друг@друга" через" атмосферу" (режим"радио@оккультации)" сигналы"GNSS"из@за"влияния" атмосферы" слегка"задерживаются." В" результате," между"сигналами," принятыми" LEO" появляется"фазовая"задержка."Измерение"указанной"задержки"позволяет" судить"о" состоянии"метеофакторов" атмосферы," а" также" о"значении" электронного" содержания"атмосферы."

"

""

Рис."1."Схема"проведения"радиозатменных"измерений."Цифрами"указаны:"1"@"низкоорбитальный"спутник;"

2,"3,"4"–"спутники"GPS""

Как" отмечается" в" работах" [2," 3],"радиозатменные"измерения,"в"частности"проводятся"с"помощью"спутника"CHAMP"(Challenging" Minisatellite" Payload),"запущенного"в"2000"г."на"орбиту"высотой"450" км)," а" также" GPS/MET" (global"positioning" system" meteorology)."Полученные" данные" широко"используются" в" целях" прогнозирования"температуры" и" вырабатываются" в" виде"среднего" значения" и"среднеквадратичного" отклонения" по"сравнению" с" аналогичными" данными"радиозондов," запускаемых" в" верхнюю"тропосферу"и"нижнюю"стратосферу."

Схематическое" представление"измеряемых" параметров" уровня" воды" в"береговой" зоне" показаны" на" рис." 2."Дадим" некоторые" пояснения" в"измеряемые" высотные" параметры." На"рис."2"ортометрическая"высота"на"точке"P "обозначена" как"H ." В" качестве" базы"для" измерения" высоты" могут" быть"

взяты:" (1)" поверхность" земной"эллипсоиды,"или"(2)"поверхность"геоида"( N @" высота" геоида)." Геоид" является"эквипотенциальной" поверхностью."Высота" геоида" зависит" от"гравитационного"потенциала.""

"

""

Рис."2."Схематическое"представление"измеряемых"береговых"вод"

"

Геопотенциальное" число" C "определяется"как""

pWWC −= 0 ," """"""(1)""

где" 0W @" геопотенциал" геоида;" pW @"

геопотенциал"исследуемой"точки."При" этом" ортометрическая" высота"

определяется"как""

HgC

gCH

024,0+== ." "(2)"

"Из" выражения" (2)"можем"получить"

следующее" уравнение" для" вычисления"H "

0024,0 2 =−+⋅ CHgH """""""(3)"

или" " " " " "

" 00424,0024,0

2 =−+CHgH ." """(4)"

"

Решение"уравнения"(4)"имеет"вид:"


""


15"

" " "

"

H = −g

2⋅ 0,0424+

+g2

2⋅0, 424( )2+

C0,0424

." """""(5)"

"

На"первый"взгляд"для"определения"H "достаточно"измерить"C "и"вычислить"H "решая"квадратное"уравнение"(3).""

Однако," для" рассматриваемого"случая"лимбовых"измерений"необходимо"учесть" специфику" этого" метода" и" в"особенности," в" части" появления"дополнительной" погрешности"измерений," названной" структурной"неопределенностью." Как" отмечается" в"работах" [4" –" 6]" глобальное" потепление"привело" к" перераспределению" жидкой"массы" на" поверхности" Земли," вызвало"дополнительную" нагрузку" на"поверхность" и" усилило" тектоническую"активность" [4" –" 6]." Однако" из@за"отсутствия" технических" средств" для"проведения" прямых" измерений"соответствующих" показателей,"наблюдение" за" происходящими"изменениями" масс" на" поверхности"Земли" и" моделирование" этих" процессов"связано" с" большой" неопределенностью."Проводимый" в" течение" 2002" –" 2008" гг."международный" научный" эксперимент"GRACE" (эксперимент" по" изучению"восстанавливаемости" гравитации" и"климата)" показал," что"перераспределение" жидкостной" массы"на" поверхности" Земли" создает"деформации" поверхности;" приводит" к"сезонным" вариациям" во" временной"серии" координат" GPS;" вызывает"вариации" в" движении" полюсов" и""длительности"суток"[5]."

Согласно" работе" [4],"гидрологические" измерения,"осуществляемые" путем" оценки"тропосферной" задержки" GPS@" сигналов,"базируются" на" положении" о" том," что"позиции" наземных" станций," и" в"особенности" их" вертикальных"компонент," точны" и" стабильны" во"

времени."При"этом"следует"отметить,"что"орбиты" GPS@спутников" также"определяются" наземными" станциями" в"глобальном" масштабе," и" результаты"измерения" орбит" также" зависят" от"точности"и"стабильности"позиций"самих"наземных" станций." Вместе" с" тем," как"отмечается" в" [4]," радиоокультационный"(лимбовый)" метод" GPS@" измерений,"применяемый," начиная" с" 2001" г.,"позволяет" получить" результаты"непрерывных" измерений" земной"атмосферы." При" этом" GPS@" измерения"представляют" собой" стабильные" " во"времени" результаты" в" случае"надлежащей" обработки" полученных"отчетов." В" работе" [6]" приводятся"обобщение" результатов"радиооккультационных" (лимбовых)"измерений," проведенных" на" нескольких"центрах" таких" измерений" с" целью"обнаружения" трендов" в" климатических"полях." Была" исследована" структурная"неопределенность" атмосферных"трендов,"оцененных"на"базе"результатов"измерений" и" обработки," проведенных" в"шести" центрах" оккультационных"измерений,"находящихся"в"таких"городах"как" Копенгаген," Дармштат," Потсдам,"Пасадена,"Боулдер,"Гратс."

Как" указывается" в" работе" [6]"структурная" неопределенность" при"определении" геопотенциальной" высоты"зависит"от"высоты"местности" (рис."3)."В"первом" приближении" указанную"неопределенность""

" " " " "

" ( )lkWW pp ⋅+−= 0ΔΔ ." """"(6)""

С"учетом"(1)"и"(6),"приняв"" " " " "

" ppp WWW Δ+= 0 """"""""""""""""""(7)""

Получим"" " " " "

" lkWWW ppp ⋅−−= 00 Δ ." ""(8)""

С"учетом"(1)"и"(8)"получаем"" " " " "

" lkWWWC pp ⋅++−= 000 Δ .""""""(9)"


""


16"

Обозначив"" " " " "

" 0000 pp WWWC Δ+−= ."""""(10)"" "

имеем"" " "" " " " "

" lkCC += 0 ." """"""""""""""""""(11)""

С"учетом"(4)"и"(11)"получим" "" " " " "

" 00424,0024,0012

1 =+

−+klCH

H g ." """""(12)"

"

Решение"уравнения"(12)"имеет"вид""

"

H1 =−g

2 ⋅0,0424+

+g2

2 ⋅0,0424( )2+C0 + kl0,0424

." """"(13)"

" "

Таким" образом," учет" структурной"неопределенности," возникающей" из@за"перераспределения"масс"на"поверхности"Земли" по" причине" всеобщего"потепления" позволяет" более" точно"определить" ортометрическую" высоту"водной" массы" на" различных" водоемах" с"помощью"GPS"систем,"проводя"лимбовые"измерения."

"

"Рис."3."Зависимость"структурной"

неопределенности"определения"высоты"геопотенциала"методом"лимбовых"

измерений"[6]""

Абсолютную" оценку" погрешности"измерения"можно"оценить"как"

"

Δ = H1 −H =

=g2

2 ⋅0,0424( )2+C0 + kl0,0424

−

−g2

2 ⋅0,0424( )2+

C00, 0424

.""""(14)"

"

С" учетом" выражения" (5)" переходя"на" эквивалентную" ортометрическую"

высоту"0424,02⋅

+=gHHe "получим:"

"

H +g

2⋅0,0424"

#$

%

&'

2

=

=g2

2⋅0,0424( )2+

C0,0424

." "(15)"

"

Также,"из"выражения"(13)"получим"" " " "

"

He1 = H +g

2⋅0,0424"

#$

%

&'

2

=

=g2

2⋅0,0424( )2+C + kl0,0424

." "(16)"

"

Из"выражений"(15)"и"(16)"получим"" " " " "

"0424,01klHH ee −=− ."""""""""(17)"

"

Таким" образом," разница" в"эквивалентных" ортометрических"высотах," измеренных" лимбовым" равна"

0424,0kl

− ."

В" заключении" сформулируем"основные" выводы" и" положения"проведенного"исследования:""

1. Проанализированы" погрешности"радиозатменных" измерений"ортометрических" высотных" уровней"воды"в"береговых"зонах."

2. Получена" формула" для" вычисления"ортометрической" высоты" береговых"вод" при" проведении" радиозатменных"измерений" с" учетом" структурной"


""


17"

неопределенности," вызванной"перераспределением" масс" на"поверхности"Земли"из@за"глобального"потепления."

"


1. ROM" SAF" @" Radio" Occulation" Theory." The"Radio"Occultation"Method"

2. http://www.romsaf.org/radiDOccultation.php"

3. Healy" S.B.," Jupp"A.M.,"Marquardt" С." Forecast"impact" experiment" with" GPS" radio"occultation" measurements" //" Atmos." Meas."Tech."2011,"No."4,"pp."1105@1113"

4. Cheng"K.@Ch.,"Kuo"Ch@Y.,"Slum"С."К.,"Niu"X.,"Li"R.," Bedford" K.W." Accurate" Linking" of" Lake"Erie"Water"Level"with"Shoreline"Datum"Using"GPS" Buoy" and" Satellite" Altimetry" //" Terr."Atmos." Chem."Phys.,"Ocean"Sci.," Vol." 19."No/"1@2,"pp."53@62,"April"2008""

5. Fang" P." Analysis" of" seasonal" signals" in" GPS"position" time" series." Scripps" Institution" of"

Oceanography" University" of" California," San"Diego,"USA."Toulouse"Workshop,"Sept."2002.""

6. Jon"Sh.,"Zhang"L,"Feng"G."Earth's"surface"fluid"variations" and" deformations" from" GPS" and"GRACE" in" global" warming" /" Proceeding" of"Geoinformatics"IEEE"Geoscience"and"Remote"Sensing" Society" (GRSS)," June" 24@26," 2011,"Shanghai,"China"

7. Steiner"A.K.,"Hunt"D.,"Ho"S.@P.,"Kirchengast"G.,"Mannucci" A.J.," Scherllin@Pirscher"В.," Gleisner"H.," von" Engein" A.," Schmidt" Т.," Leroy" S.S.,"Kursinski" E.R.," Foelsche" U.," Gorbunov" M.,"Heise"S.,"Kuo"Y.@H.,"Lauritsen"В.,"Marquardt"C,"Rocken" C," Schreiner" W.," Sokolovsky" S.,"Syndergaard" S.," Wickert" J." Quantification" of"structural" uncertainty" in" climate" data"records"from"GPS"radio"occulation"13,"1469@1489,"2013"

8. www.atmos@[email protected]/l3/1469/2013/doi:10.5194/acp@13@1469@2013"

"

©"Исмаилов"Н.Я.,"Исмаилов"К.Х.,"Джавадов"Н.Г.,"2014"

" ""

ГЕОЛОГИЯ"И"ГЕОТЕКТОНИКА"/"GEOLOGY"AND"GEOTECTONICS"""

""


18"

УДК" 551.435" "" Тустановская"Л.В."/"Tustanovskaya"L.V."

"

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗОН НОВЕЙШИХ ДВИЖЕНИЙ СРЕДНЕГО ПРИДНЕПРОВЬЯ ИНСТРУМЕНТАМИ ГИС

"""

THE RESEARCH OF THE NEWEST MOVEMENT ZONES OF MIDDLE DNIEPER WITH GIS TOOLS

""

,

Аннотация:, Определены" методические"подходы" к" реконструкции" геоморфогенеза" и"новейшего" тектогенеза" Каневских" дислокаций."Выполнены" структурно@морфометрические"построения" и" исследования" рельефа" Каневского"Приднепровья" с" применением" пространственного"ГИС@анализа" и" моделирования." Созданы"разноуровневые" и" разнопорядковые" базисные,"вершинные" карты" и" карты" разностей"морфометрических" поверхностей," анализ" которых"позволил" проследить" и" установить" стадийность"развития" рельефа" исследуемого" региона." " На"основе" созданных" структурно@морфометрических"карт" проанализировано" геологическое" строение"района" Каневских" дислокаций" и" прослежено" их"неотектоническое"развитие."Установлены"главные"факторы"морфогенеза," прямые" и" косвенные" связи"между" древними" и" новыми" геологическими"структурами" и" формами" современного" рельефа,"выявлен" ряд" локальных" структур" диапирового"происхождения."

, Abstract:, In" the" article"methodical" approaches" to"reconstruction"of"geomorphogenesis"and"the"latest"tectogenesis" of" Kaniv" dislocations" were" defined."There" were" also" carried" out" structural@morphometric" constructions" and" studying" of"Kanev" Dnieper" Region" relief" using" GIS" spatial"analysis" and" modeling." In" the" research" were"created" base" and" vertex" maps" of" different" levels"and" different" order" as" well" as" maps" of"morphometric" surfaces" differences" that" allowed"the"analysis"and"establishing"of"relief"development"staging"of" the" investigated" region."On" the"basis" of"structural@morphometric" maps" were" analized"geological" formations" of" Kanev" dislocations" and"traced"their"neotectonic"development."There"were"revealed"the"main"factors"of"morphogenesis,"direct"and" indirect" links" between" ancient" and" new"geological" structures" and" forms" of" the" modern"relief," identified" a" number" of" local" structures" of"diapiric"origin.,

"

Ключевые, слова:, структурно@мофрометрическая"карта," тектоногенез," эрозия," диапир," дислокации,"денудация,"порядок,"палеорельеф,"неотектоника"

" Keywords:" structural@morphometric" maps,"tectonogenesis," erosion," diapyr;" dislocations,"denudstion,"order,"paleo@relief,"neotectonic"

"

"""

Уже" более" ста" лет" идет" дискуссия"между" геологами" @" сторонниками"различных" точек" зрения" о"происхождении" Каневских" дислокаций,"характеризуется" сложным" строением" и"многостадийностю" развития" в" течение"неотектонического" и" современного"этапов." В" связи" с" этим" на" сегодняшний"день" существует" значительное"количество" подходов," гипотез"относительно" геологической" эволюции"и"стадий"геоморфогенеза"этого"региона,"основанные" на" различных" методах"аналитических" и" экспериментальных"исследований.""

Нерешенными" остаются" вопросы"палеогеоморфологического" развития,"недостаточно" выяснена" стадийность" и"направленность" развития" рельефа,"

определенные" проблемы" касаются"причин" переуглубления" прадолины"Днепр." Решение" вышеуказанных"проблем" обеспечивается" многими"методами," однако" информативность"каждого" из" них" ограничена" в" связи" со"сложностью" строения" этого" региона" и"его" многостадийной" эволюцией." Одной"из" результативных" методик" на" основе"морфометрического" анализа" есть"структурно@морфометрические"исследования" современного@" и"палеорельефа" в" связи" с" возможностью"построения" разногенетических" и"разновозрастных" поверхностей" рельефа"и"реконструкцией"его"развития."

Тектоническая" эволюция"Каневского" Приднепровья" в" новейшее"время" отличается" особой" сложностью,"

""


""


19"

что"в"определенной"степени"отражается"в" рельефе." Применение" структурно@морфометрического" метода" дает"возможность" выявить" стадийность"развития" и" эволюцию" современного" и"палеорельефа," новейшие" движения"земной"коры," тектонические" структуры."Поскольку" эти" процессы" так" или" иначе"проявляются" в" рельефе" района," то" для"решения" ряда" нерешенных" вопросов"новейшего" тектогенеза" Каневского"Приднепровья" привлечен" структурно@морфометрический" метод," который"позволил" определить" величину"некомпенсированных" движений" земной"коры"и"величину"денудационного"среза,"получить" амплитуды" колебаний" высот"рельефа," а" также" постадийно"исследовать" движения" земной" коры" и"эрозионно@денудационные" процессы" на"отдельных" стадиях" новейшего"тектогенеза."

"

Анализ,исследования""

Морфометрический"метод"является"одним" из" геоморфологических" методов,"разработанный"В."П."Философовым"[1,"7,]"и" использованы" многими"исследователями" для" поискав"тектонических" структур" закрытых"территорий," а" так" же" полезных"ископаемых" связанных" с"нефтегазоносностью.""

При"структурно@морфометрических"исследованиях" Каневских" дислокаций"выполнено" ряд" морфометрических"построений" на" основе" топографических"карт" масштаба" 1:25" 000."Морфометрические" построения" были"направлены" на" создание" карт" порядков"долин" и" водораздельных" линий,"построены" вершинные" поверхности" 7"порядков" и" базисные" поверхности" 5"порядков," графическим" вычитанием"получено" 5" карт" разностей" вершинных"поверхностей," 3" карты" разностей"базисных" поверхностей" и" 4" карты"разностей" вершинно@базисных"поверхностей," которые" позволили"

установить" детальную" стадийность"морфогенеза"Каневских"дислокаций."Для"построения" карт" различных" категорий"использованы" технологии"геоинформационных"систем,"в"частности"программного" обеспечения" ArcGIS" 9.3" ("ESRI")"[2]"."

Карты" базисных" и" вершинных"поверхностей" являются" основой"интерпретации" морфологии" палео@" и"современного" рельефа" с" целью"воссоздания" морфогенеза" исследуемой"территории," поскольку" характеризуют"стадийность" его" формирования" и"морфологический"вид"на"разных"стадиях"развития," эти" карты" относятся" к"статическим" картам." По" этим" картам"исследуются"статические"связи,"которые"существуют" между" морфометрическими"поверхностями" рельефа" и"тектоническими" структурами."Древнейшей" исходной" является"вершинная" поверхность" 7@го" порядка,"которая"располагается"в"центре"региона"и" характеризует" начальную" стадию"развития" рельефа." Она" представляет"собой" четко" выраженное" поднятие"удлиненной" неправильной" формы,"совпадает" с" современными" высокими"вершинами" Каневских" гор." Карта"вершинной" поверхности" 7@го" порядка"показывает," что" русло" реки" Днепр"располагалось"восточнее"современного."Карта" вершинной" поверхности" 6@го"порядка" фиксирует" доантропогенную"стадию"(плиоценовый"период)"развития"территории," так" как" территория" того"времени"была"опущена."Древние"долины"не" нашли" своего" отражения" в" рельефе,"поэтому" карт" базисных" поверхностей" 6@го" и" 7@го" порядка" не" было" построено"(рис."1)."

Так" как" возраст" большей" части"суши" только" в" редких" случаях" древнее"неогена," то" и" возраст" базисных" и"вершинных" поверхностей" также" не"выходит" за" пределы" новейшей" истории"нашей" планеты." Карты" " вершинных"поверхностей" " 7@го" и" 6@го" порядка"являются" древним" отображением"


""


20"

восходящих" и" нисходящих"тектонических" движений" в" миоцене" и"позднем" неогене," когда" вся" территория"Восточно@Европейской" платформы"испытывала" некомпенсированные"тектонические"понижения."

Анализ" карт" вершинной" и"базисной" поверхности" 5@го" порядка"демонстрируют" первую" стадию"формирования" Каневских" дислокаций"(рис."2)." Плоские" вершины" территории"поднимались," были" вытянуты" в" юго@восточном" направлении." Фиксируются"два" линеаменты:" на" северном" участке"региона" (в" районе" г."Канева)," отделяя"небольшую" часть" от" основной"территории," которая" испытывала"постоянное" поднятие" на" протяжении"всего" своего" развития" и" на" южном"направлении" унаследованной" правой"притокой" Днепра." За" геолого@геофизическими" данными""[Иванников"А."В." 1966]" подтверждается"блоковое" строение" кристалического"фундамента" в" районе" Каневских"дислокаций." Глубинные"разломы"имеют"северно@восточное" направления" в"сторону"ДДВ"и"по"линии"Умань@Канев," а"также" " в" зоне" наиболее" слабых"нарушений," что," собственно," и"отобразились" на" " структурно@морфометрических"картах."

Особенностью" этой" стадии"является" формирование" долин" высшего"порядка," которые" отражают" границу"поверхности" аккумулятивного"выравнивания."Анализ" карт" базисной" и" вершинной"поверхности" 4@го" порядка"свидетельствует" о" второй" стадии"развития" рельефа" исследованной"территории" (рис."3)." Четко"прослеживаются" направления" развития"будущего" поднятия" в" пределах" северо@западной" части" территории." Линеамент"на"севере"расширился"и"углубился"на"30@40" м," на" северо@востоке" наблюдаются"трещины," которые" " не" были"унаследованы"в"современном"рельефе."

Изменения"в"рельефе"наблюдаются"по" всей" территории" района," но"максимальные"положительные"разности"фиксируются" в" восточной" части," они"формируют"подковообразную"структуру"вдоль" долин" рек" Днепр" и" Россь." На"остальной" территории" наблюдается"значительная" дифференцированность"разностей" с" чередованием" мелких,"иногда" удлиненных" структур."Незначительные" колебания" разностей" в"пределах" большей" части" района" могут"свидетельствовать" о" денудационном"выравнивании" территории." Карта"разностей" базисной" поверхности" 4@го"порядка" отображает" разности" между"высотами" речных" террас," в" данном"случае" @" между" ІV" и" III" надпойменной"террасой" реки" Днепр," которая" в" районе"Каневских"дислокаций"составляет"около"30"м"[6]."

На" третьей" стадии" развития"рельефа," зафиксированной" картами" 3@х"порядков"данная"стадия"ознаменовалась"незначительным" общим" поднятием"территории" (рис."4)." Вся" центральная"часть" района" отмечается" разностями"близкими" к" 0," что" свидетельствует" о"денудационном" выравнивании." В" то" же"время" периферийные" участки"отмечаются" положительными"разностями." Такие" же" показатели"характерны" для" небольших" по" площади"участков"центральной"части"района."

Морфология" района" потерпела"дифференцированные" изменения,"свидетельством" этого" есть" эрозионная"деятельность" которая" " расчленила"палеорельеф" на" мелкие" структурные"формы.""

Карта" разностей" базисной"поверхности"3@го"порядка,"соответствует"ранее" установленному" превышению"между" III" и" II" надпойменной" террасе"реки"Днепр,"которая"составляет"55"м"[5]."Рисунок" изолиний" имеет" пятнистый"характер," отражая" сравнительно"мелкие"относительно" изометрические"морфоструктуры." По" геологическим"


""


21"

данным" с" ними" часто" совпадают" ядра"глиняных"диапиров."Карты" 2" @го" порядка" демонстрируют"незначительные"изменения"морфологии"рельефа" на" предпоследней" стадии" ее"эволюции"(рис."5)."

Продолжает" подниматься" северная"прибрежная"зона"(долина"реки"Днепр)"и"южный" краевой" участок" (долина" реки"Россь)." Участки" с" отрицательными"разностями"соответствуют"современным"территориям," по" которым"закладываются" новые" долины." Рисунок"изолиний" отразил" мелкие" структуры,"которые" на" предыдущей" стадии" были"одним" большим" поднятием," что"свидетельствует" о" наличии" признаков"тектонической"активности"района."

Карта" разностей" базисной"поверхности" 2@го" порядка" отражает"разницу" между" II" и" I" надпойменной"террасе," что" составляет" 20"м." По"сравнению"с"предыдущей"стадией,"район"испытывает" денудационное"выравнивание," свидетельством" чего"являются"нулевые"разницы."Анализ"карт"второго" порядка" показывает," что" на"формирование" палеорельефа" влияли"разноранговые" факторы"рельефообразования," а" именно" @"глубинная"и"склоновая"эрозия."

Последняя" 5" стадия"формирования"района"отображает"современный"рельеф"с" его" видоизмененной" морфологией"поверхности," зафиксированными"значительными" поднятиями." Это"наблюдается," в" частности," на" примере"Марьиного" оврага," длина" которого"выросла" на" 500"м." Такие" изменения"зафиксированы" по" всем" оврагам"Каневских"гор."

В" районе" Каневских" дислокаций""фундамент" кристаллических" пород"имеет" слабоизвилистую" поверхность" с"северо@восточном" уклоном" на" котором"залегает" широкий" комплекс" осадочних"пород" от" триасовых" до"среднеплейстоценовых" включительно."Юрские," меловые," палеогенове" и"нижнечетвертичные" отложения"

участвуют" в" формированиях"дислокаций."Отложения"юрской"системы"выходят" на" дневную" поверхность" на"всей" территории" района" Каневских"дислокаций," что" является" одной" из" его"особенностей." Пластичные" юрские"отложения" представлены"келловейскими" глинами," которые"образуют" ряд" инъективных" структур." В"связи" с" деформациями" юрских" глин"образовались" вторичные" текстурные"формы"в"виде"диапиров"и"микроскладок."Важную" роль" в" строении" дислокаций"имели" меловые" отложения,"представленные" альбскими" и"сеноманскими" песками" и" песчаниками."Они" встречаются" в" естественных"обнажениях," образовывая" сложные"структуры" " в" виде" надвигов," сбросов,"диапиров" и" др." морфоскульптур."Отложения" палеогеновой" системы"представлены"лишь"эоценовым"отделом"(каневские" и" бучакские" отложения)" с"невыдержанной" мощностью" 25"@"28"м."Каневские" отложения" наблюдаются"только" в" северо@восточной" части"Каневских" дислокаций." Эти" отложения"сравнительно" с" поверхностью" древних"имеют"более"выровненное"залегание,"их"мощность" возрастает" в" восточном"направлении." Каневская" свита" в" районе"дислокаций" залегает" на" разных" по"возрасту" отложениях." Неогеновые"отложения"на" территории"исследуемого"района""не"обнаружены"[4]."

Неотектонический" этап" отличался"общим"изменением"знака"тектонических"движений" для" всей" территории." В"неогене" начался" континентальный"период"формирования"рельефа."На"фоне"общего" поднятия" Украинского" щита"фиксируются" разнонаправленные"колебательные" движения" отдельных"блоков." В" настоящее" время" выделяются"Трахтемиров@Бучакский" и" Каневский"блоки" как" горсты," Трощинский" и"Переяславо@Черкасский" блоки" @" как"грабены." Последний" испытал" опускание"в" предледниковое" время," образовав"Переяславо@Черкасскую" депрессию,"


""


22"

устланную" толщей" антропогеновых"отложений," мощностью" 40@60" м" [3]." На"большей" части" территории"максимальные" поднятия" происходили"во" второй" половине" олигоцена" и"миоцена," об" этом" свидетельствуют"созданные" структурно@морфометрические" материалы" –" карта"вершинной" поверхности" 7@го" порядка" с"амплитудой" высот" 70"м." Эти" движения"дифференцировались" по" новейшим"структурным"элементам,"которые"имели"различную" тенденцию" развития." В"следующий" этап," соответствующий"плиоцену," преобладала" тенденция" к"нисходящим" движениям," происходило"усложнение" импульсами" высших"порядков" с" меньшей" амплитудой" и"периодами." Подтверждением" этого"является" вершинная" поверхность" 6@го"порядка"с"амплитудой"высот"30"м."После"этого" в" плейстоцене" снова" преобладали"

поднятия,"но"с"более"мелкими"ритмами"и"более" короткими" периодами" меньшими"амплитудами" тектонических" движений,"которые" нашли" свое" отражение" в"террасовых"уровнях."

В" дальнейшей" антропогеновой"истории" геологического" развития" и"формирования" рельефа" Каневских"дислокаций" ведущую" роль" играли" не"только" неотектонические"дифференцированные" движения," но" и"днепровский" ледниковый" покров,"который" изменил" строение" осадочной"толщи," формируя" чешуйчато@сбросовые"формы" и" диапировые" структуры." Во"многих" оврагах" были" зафиксированы"большие" диапиры" (складки),"образованы" юрскими" глинами" и"нижнечетвертичными" песками,"выдавленными" из@под" чешуек"песчаников"сеномана.""

""

"Рис."1."Эволюция"палеорельефа"в"неогеновом"периоде"(карты"вершинных"

поверхностей"7@го"и"6@го"порядка)""

7-го порядка 6-го порядка


""


23"

"

"Рис."2."Первая"стадия"формирования"Каневских"дислокаций"(карты"вершинной"и"

базисной"поверхностей"5@го"порядка)""

""

Рис."3."Вторая"стадия"формирования"Каневских"дислокаций"(карты"вершинной"и"базисной"поверхностей"4@го"порядка)"

""

Вершинная поверхность 4-го порядка Базисная поверхность 4-го порядка


""


24"

""

"Рис."4."Третья"стадия"формирования"Каневских"дислокаций"(карты"вершинной"и"

базисной"поверхностей"3@го"порядка)"

"

"Рис."5."Четвертая"стадия"формирования"Каневских"дислокаций"(карты"вершинной"и"

базисной"поверхностей"2@го"порядка)"




""


25"

Антропогеновые" отложения"распространены" почти" везде," за"исключением" крутых" склонов" речных"долин," балок" и" оврагов," где" на" дневную"поверхность" выходят" более" древние"юрские"и"меловые"породы."Мощность"их"изменяется" от" незначительной" на"склонах" до" 100@150"м" в" местах"переуглубления" ложа" долины" Днепр."Однако," в" среднем" она" составляет" 10@15"м."Территория"Каневских"дислокаций,"в" это" время" испытывала" тектонические"изменения," о" чем" свидетельствуют"карты" разностей" 5@х" порядков," со"средней" амплитудой" колебаний" высот"76"@"85"м," в" результате" чего" были"размыты" слои" киевской," харьковской,"полтавской" свиты" и" пестрых" глин," с"превышением"высот"–"67"м.""

В" среднем" антропогене"наступлению" ледника" предшествовали"значительные" преобразования" рельефа,"вызванные" неотектоническими"поднятиями" и" пластическими"деформациями" глинистых" пород."Структурно@морфометрические" карты"разностей" базисной" и" вершинной"поверхностей" 4@го" порядка," указывают"на" движения" земной" коры" в" пределах"небольших" территорий," зафиксированы"амплитуды" дифференциальных"смещений"от"20"до"85"м."По"физическим"свойствам" глинистые" породы" в" момент"образования" дислокаций" были"пластическими," увлажненные" талыми"водами"наступающего"ледника,"которые"перекрывались"относительно"прочными"меловыми" породами," что" обусловило"образование" надвиговых" структур" [8]."Именно" карта" разности" базисной"поверхности" 4@го" порядка" с"положительными"показателями"от"33"до"55"м" отразила" участки" крупнейших"надвиговых" структур" инъективного"вала."

Рисунок" изогипсобазит" вершинной"поверхности" 4@го" порядка" отражает"эрозионную" деятельность" в"

предледниковую" фазу" днепровского"оледенения," низкогорный" рельеф" был"расчленен" талыми" водами" ледника."Именно" в" это" время" начинается"переуглубление" долины" Днепра" @"образуется" Шевченковская" депрессия,"свидетельством" этого" являются" данная"карта" базисной" поверхности" 4@го"порядка" с" минимальными" высотами" 95"м,"что"составляет"местный"базис"эрозии."

Надвигавшись"днепровский"ледник"изменил" вид" дислокаций," выпахивая"широкие" долины" понижений" и"перемещая" сорванные" породи" по" уже"увлажненным" пластичным" глинам"образуя" надвиговые" структури." По"данным" карты" вершинной" поверхности"4@го" порядка" ледник" перемещаясь"расчленял" поверхность" палеорельефа" с"высотами"в"100"м"и"образуя"диапировые"структуры." В" результате" была"деформированая" IV" надпойменная"терраса" Днепра" на" Приднепровской"возвышенности.""

Сплошного" моренного" покрова" на"территории" района" не" установлено,"моренные" отложения" наблюдаются"лишь"в"разрезах"Каневского"блока."Карта"разности" вершинной" поверхности" 4@го"порядка,"фиксирует"пестрое"размещение"моренных" отложений" в" пониженных"участках" с" отрицательными" разностями"(рис."6)." Они" зафиксированы" на" склонах"периферийных"зон"района,"в"частности"в"оврагах" Костянецкий" и" Дунаец,"г."Княжей,"сел"Хмельная"и"Яблонев."

Оставленный" ледником" рельеф"испытал"влияние"эрозионных"процессов."Образовалась"разветвленная" сеть"балок,"наблюдается"на"карте"разности"базисной"поверхности" 3@го" порядка."Отрицательные"разности"соответствуют"пониженным" участкам" где"откладываются" флювиогляциальные"отложения," фиксируемые""геологическими" разрезами" исследуемой"территории" (на" примере" оврага"Меланчин"поток)."

""


""


26"

"

""

Рис."6."Участки"моренных"отложений"(карта"разностей"вершинной"поверхности"4@го"порядка"и"карта"четвертичных"отложений"

"Продолжающиеся"

эпейрогенические" движения" в" голоцене"фиксируют" эрозионные" процессы,"которые" создали" глубокие" овраги," где"наглядно" можно" проследить" историю"формирования" Каневских" гор."Эрозионные" процессы" на" всех" этапах"сопровождались"энергичной"оползневой"деятельностью,"результаты"которой"так"характерны" для" Каневского"Приднепровья."

"

Выводы,"

Таким" образом," анализ"структурно@морфометрических" карт"позволил" детализировать" новейшую"тектоническую" эволюцию" Каневских"дислокаций." Установлено" " 5" стадий"морфогенеза," что" характеризуют" их"тектоногляциологическую" эволюцию"начиная" с" миоцена" и" заканчивая"голоценом." Проследить" формирование"террасовых" уровней" долины" Днепра" и"Росси," зафиксировать" изменение"местного" базиса" эрозии" под"воздействием" ледникового" фактора" и"

формирования" чешуйчато@надвижных"структур." Воссоздать"палеогляциологическую" ситуацию" и"режим"развития" глиняного"диапиризма."Структурно@морфометрические"исследования" позволили" определить"характер" соотношений" рельефа" с"тектоникой" района," отразить"взаимосвязь" экзогенных" и" эндогенных"факторов,"повлиявших"на"его"развитие."

"


1. Іванніков"О.В." Геологія" району" Канівських"дислокацій"//"К.:"Наук."думка,"1966."–"96"с.""

2. Іванік"О.М.,"Тустановська"Л.В."Застосування"класичних" методик" структурно@морфометричного" аналізу" для"реконструкції" новітнього" тектогенезу" на"основі" ГІС" //" Вісник" Київського"університету."Геологія." –"Вип."53." –"2011." –"С."4@7"(Украина)."

3. Лаврушин"Ю.А.," Чугунный"Ю.Г." Каневские"дислокации"//"М.:"Наука,"1982."–"103"с.""

4. Палієнко" Є.Т.," Мороз" С.А.," Куделя" Ю.А."Рельєф" та" геологічна" будова" Канівського"Придніпров’я" //" К.:" Вид@во" Київського"університету,"1971."–"96"с.""

5. Проходський"С.И." Применение"морфометрического" метода" для" анализа"


""


27"

некоторых" тектонических" структур"левобережья" Украины" //" В" кн.:"Морфометрический" метод" при"геологических" исследованиях." Изд@во"Саратовского"ун@та,"1963."

6. Тустановська"Л.В." Еволюція" рельєфу"Канівського" Придніпров’я" на" основі"аналізу"базисних"та"вершинних"поверхонь"//" Вісник" Київського" університету."Геологія." –" Вип." 54." –" 2011." –" С." 11@15"(Украина).""

7. Философов"В.П." Основы"морфометрического" метода" поисков"тектонических"структур"//"Саратов,"1975.@"227"с.""

8. Чернова"И.Ю.," Хасанов"Д.И.," Жарков"И.Я."Обнаружение" и" исследование" зон"новейших" движений" земной" коры"инструментами" ГИС" //" Arcreview." –" №1"(32)."–"2005."

"

©"Тустановская"Л.В.,"2014"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""


""


28"

"

УДК" 551.21+551.24" "" Шевчук"В.В."/"Shevchuk"V.V."

Василенко"А.Ю."/"Vasilenko"A.Yu.""

СТАДИЙНОСТЬ ТЕКТОНИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ ЗАКАРПАТЬЯ И МЕСТО НЕОГЕНОВОГО МАГМАТИЗМА В НЕЙ

"""THE TRANSCARPATHIAN TECTONIC EVOLUTION STAGING AND THE PLACE OF

NEOGENE MAGMATISM IN IT "

",

Аннотация:, Механизм" проявления"неогенового" магматизма" Закарпатья"рассматривается" как" одна" из" стадий"мезокайнозойского" тектонического" развития"Паннонии." Тектоническое" развитие" Паннонии" в"мезокайнозое" описано" тремя" стадиями." Первая"стадия" объединяет" субдукционно@обдукционные"процессы," вторая" связывается" с"надвигоформированием" Украинских" Карпат," а"третья," соответственно," с" формированием"надвигово@сдвигового" механизма" релаксации"сжимающих" напряжений," что" привело" к"формированию" зоны" скалывания" и" вулканизма" в"пределах"Закарпатского"прогиба."

, Abstract:, The" mechanism" of" Transcarpathian"Neogene" magmatism" occurrence" is" regarded" as"one" of" the" stages" of" Meso@Cenozoic" tectonic"evolution" of" Pannonia." Tectonic" evolution" of"Pannonia" during" Meso@Cenozoic" period" is"described"in"three"stages."The"first"stage"combines"subductive" and" obductive" processes," the" second"one" is" associated" with" creating" of" nappes" of"Ukrainian" Carpathians," and" the" third" one,"respectively,"with"the"formation"of"nappe"and"shift"mechanism"of"squeezing"stress"relaxation," leading"to" the" formation" of" shear" zone" and" volcanism"within"the"Transcarpathian"trough.,

"Ключевые, слова:, неогеновый" вулканизм,"

Закарпатье," глубинный" разлом," динамо@кинематическая"схема,"вулканические"центры"

" Keywords:" Neogene" volcanism,"Transcarpathia," deep" fault," dynamo@kinematical"scheme,"volcanic"centers"

""

""

Введение,"

Кайнозойский,"главным"образом,"миоценовый" вулканизм" Закарпатья"был" связан" с" продолжающимся"коллизией" и" охватывал" период" около"10@15млн" лет." Его" характерными"признаками" являются" большой" объем"пирокластики" (примерно" 20" тыс.км3),"преимущество" середнекислых" рядов,"антидромный" порядок" внедрения" (от"риолитов," риодацитов" к" андезитам,"андезито@базальтам)," отсутствие"масштабных" гранитных" массивов,"петрохимическое" сходство" с" составом"континентальной"коры" [7]" .По"данным"О.Ступки,"З.Ляшкевич"и"др."[12],"первый"этап" кайнозойского" вулканизма"характеризовался" ареально@трещиноватым" взрывным"поступлением" кислых" магм" и"максимально" проявился" в" Паннонской"и" Закарпатской" западинах," образовав"вулканические" толщи" игнимбритов,"

риолитовых" туфов" и" пемзо@шлаковых"потоков" (риодацитовая" формация)"мощностью" до" 700@1000м." Этими"породами" заполнена" значительная"часть" площади" указанных" западин."Второй" этап" характеризовался" более"спокойным" излиянием" андезитовых"лав," которые" сформировали" хребты"Выгорлат@Гутин," Оаш," Харгита" и" др."Существует" вероятность," что" второй"этап" проходил" уже" в" постколизийных"условиях," поскольку" вулканиты"Выгорлат@Гутинского" хребта" иногда"перекрывают" неогеновую" молассу" и"недислокованный"подгальський"флиш.""

Период" интенсивного"магматизма" в" Закарпатье" длился" от"гельвета" до" левантина" включительно."Используя" данные," полученные"В.С.Соболевым," В.П.Костюком,"Л.Г.Данилович," Е.Ф.Малеевим" и"другими" исследователями," Б.В.Мерлич"и" С.М.Спитковская" выделяют" четыре"

""


""


29"

магматические" фазы[9]." Однако,"основываясь" на" общих" данных" по"магматизму"всего"Карпатского"региона"и" Паннонской" впадины," а" также" на"сравнении" кайнозойских" вулканитов,"подсчетах" их" объемов" и" анализе"активности" неогенового" вулканизма"О.Ступка,"З.Ляшкевич"и"др." [12]"подали"общую"схему"эволюции"магматических"процессов" в" альпийской" истории"региона" и" выделили" только" три"основные" фазы" магматизма:"мезозойскую," миоценовую" и" плиоцен@плейстоценовую." В" мезозойской" фазе"проявились" преимущественно"ультраосновный" и" основный"магматизм,"в"миоценовой"—"средний"и"кислый," в" плиоцен@плейстоценовой" @"щелочной" базальтовый." Мелово@палеогеновый" вулканизм," известный" в"Балканидах" (Тимок@Середнегорская"зона)," не" получил" в" Украинских"Карпатах" существенного" развития," и" в"начале" кайнозоя" украинская" часть"Карпат"была"почти"амагматичной.""

В.Г.Николаев," на" основании"стратиграфического" положения" и"петрографического" состава," выделил"три"комплекса"вулканитов[10]."Нижний"комплекс," датированный" отнангом@"нижним" бадением" представлен"преимущественно" игнимбритами,"липаритами" и" их" туфами." Они"простираются" поперек" Паннонского"бассейна" полосой" северо@восточного"простирания" в" Закарпатский" прогиб,"где" объединяются" с" Новоселицкой"свитой." Средний" комплекс" относится"по" возрасту" к" среднему" бадению@паннону" и" представлен"преимущественно" андезитами,"андезито@базальтами," дацитами" и" их"туфами." Разновидности" среднего" и"кислого" состава" находятся" в"неоднозначных" соотношениях," что"требует" отдельного" исследования."Также" в" состав" данного" комплекса"относятся" гипабиссальные"образования" кислого" и" среднего"состава." По" В.Г.Николаеву," основная"

масса" вулканитов" среднего" комплекса"расположена" вдоль" северной" и"восточной" границы" Паннонского"бассейна" и" состоит" из" отдельных"субмеридионально" удлиненных"ареалов." Верхний" вулканический"комплекс" позднеплиоценового" @"раннеплейстоценового" возраста"представлен" исключительно"базальтами" и" их" туфами,"распространенными" по" всей" площади"Паннонского" массива," но" на" очень"локальных"участках.""

Сейчас" при" анализе"существующих" тектонических" схем,"схем" разломов" и" геологических" карт"обнаруживаются" значительные"расхождения"и"недостаточный"уровень"аргументации" в" смысле" определения"геометрии" и" генезиса" разноранговых"разрывных" нарушений" Паннонии" и"Закарпатского"прогиба."До" сих"пор"нет"единого" мнения" относительно"выделения" и" трассировки"глубинноразломных" структур." По"В.Г.Николаеву" из" всех" разломов"Паннонии" выделяется" всего" три"глубинных:" тектоническая" линия"Загреб@Кульч," линия" Балатон" (разлом"Балатон@Дарно)" и" Трансданубский"разлом."Остальные"крупные"разломы"к"категории" глубинных"В.Г." Николаев" не"относит[10]." Однако" существует"мнение"ряда"исследователей[9," 16," 14],"которые" относят" к" этой" категории"Закарпатский" и" Припаннонский"разломы"в"Закарпатье"и"ряд"разломов"в"прилегающей" к" Закарпатью"Припаннонии" (линии" Самош," Горнад" и"др.)." Следует" отметить," что" одним" из"важнейших" признаков" глубинности"разломов"считается"наличие"и"характер"магматических" проявлений" в" пределах"их" зон." Неоднозначный" характер"взаимосвязи" между" расположением"магматических" центров" и" крупными"разломами" и" является" причиной"сомнений"в"глубинности"последних."

Разнообразие" взглядов"относительно" тектонических"


""


30"

особенностей" и" эволюции" Паннонии" и"Закарпатского" прогиба" приводят" к"различным" представлениям" о"механизме" проявления" неогенового"магматизма"в"пределах"Закарптаття."

"

Магматизм,и,тектоника,региона,"

В" средине" XX" века" широко"распространялась" идея" по" аналогии"магматизма" Карпат" и" современных"островодужных" систем." Толчком" для"этой" идеи" служило" появление" и"развитие" плейт@тектонических"построений." Исследователи" пытались"изучить" механизм" и" направление"движений" плит," найти" в" структуре"региона" зону" субдукции" и" другие"элементы" тектоники" плит," однако"результаты" исследований" оказались"неоднозначными." Так," зона" субдукции"проводилась" в" Предкарпатском[2],"Закарпатском" прогибах[5]" и" в" зоне"Пеннинских" утесов[13,18]," но"геофизическое" изучение" этой"территории" не" зафиксировало" четких"признаков" глубоководного" желоба" в"данном"регионе[14].""

В" настоящее" время," как" для"Паннонии" в" целом," так" и" для"Закарпатского" прогиба" в" частности,"роль" крупных" разломов" в"формировании" и" размещении"магматических" образований" является"практически" общепризнанной"[8,9,10,16]." Однако," при" этом"отмечается," что" совмещение"магматических" центров" с" крупными," в"том" числе" и" глубинными" разломами,"является" лишь" частичным." По" данным"В.Г.Николаева," даже" самые" глубинные"базальты"трудно"увязать"с"глубинными"разломами." Большинство" вулканитов"связаны" лишь" с" региональными"разломами," или" вообще" не" связаны" с"крупными" разрывными"нарушениями[10]." Такая"неоднозначность" в" полной" мере"касается" Закарпатского" и"Припаннонского" глубинных" разломов."

Выгорлат@Гутинская" вулканическая"гряда,"которая"является"самой"мощной"в"Закарпатье,"частично"контролируется"северо@западным" фрагментом"Закарпатского," частично" @" юго@восточным" звеном" Припаннонского"глубинных" разломов." Также," кроме"указанных" структур" древнего"заложения," магмоконтролирующее"значение"в"Закарпатье"имеют"различно"ориентированные"молодые"разрывные"нарушения," возникшие"преимущественно" в" послетортонское"время." Один" из" таких" разломов"контролирует" центральное" звено"Выгорлат@Гутинской"гряды.""

По" данным[4,12]" в" середине@конце" миоцена" центры" вулканизма" в"пределах" Выгорлат@Гутинского" и"Кэлиман@Харгитського" хребтов,"сложенных" преимущественно"андезитами" (андезитовая" формация),"смещаются"на"восток"и"юго@восток."Это"подтверждается" исследованиями"А.М.Глевасской." Согласно" ее"исследований,"вулканические"породы"в"массивах" Выгорлат," Попричный,"Анталовский" и" Маковица" имеют"возраст" 12,7@11,4млн.р.," палеовулканы"Дехманив" Верх," Великий" Дил," Великий"Шоллес" датируются" 11,4@9,8млн.р.,"массив" Оаш@Гутин" имеет" возраст" 10@9,4млн.р," а" массивы" Кэлиман," Гургиу,"Харгита" датированны" 8,6@5,3млн.р.[4]."Наличие" игнимбритов," шлаковых" лав"свидетельствует"о"насыщенности"магм"флюидами" и" их" активном" извержении"вдоль" локальных" ослабленных" зон"разломов," возникающих" в" процессе"коллизии." Последовательное"раскрытие" разломов," их" углубление"стали" причиной" образования"магматических" очагов" сначала" в"гранитной" части" континентальной"коры" (риодацитовая" формация)," затем"в"базальтовой"(андезитовая"формация),"что" объясняет" антидромный" порядок"поступления" магм" и" состав"захваченных"коровых"ксенолитов.""


""


31"

Следует" отметить," что" особенно"интенсивное" развитие" молодых"разломов" зафиксировано" в" Чопской"западине." Чопская" цепь" похороненных"вулканов" в" целом" параллельна"Припаннонской" тектонической" зоне,"хотя" вулканические" центры" в" одних"случаях" тяготеют" к" Припаннонской"зоне," в" других" @" отдаленные" от" нее" в"сторону" прогиба," в" соответствии" с"расположением" молодых" разрывов[9]."Возраст" вулканитов" похороненных"вулканов" Чопской" впадины," в" целом,"более" ранний," чем" в" Выгорлат@Гутинской" гряды." Лишь" поздние" их"проявления" совпадают" во" времени."Достаточно" аргументированной"представляется" также" миграция"магматизма" в" центральном"(субмеридиональном)" звене" Выгорлат@Гуты" —" по" радиологическим" и"палеомагнитным" данным" возраст"магматитов"омолаживается"с"севера"на"юг"[4,"17].""

"" Обобщая" эмпирические"данные"по" развитию" во" времени" и"пространстве"разрывных"дислокаций"и"магматических" процессов" стоит"отметить," что" установление"генетических" связей" между" ними"требует" более" подробных" структурно@тектонических" и" динамо@кинематических" характеристик."Полезным" на" этом" пути" может" быть"анализ" определенных" динамических" и"кинематических" схем" и" моделей"тектоно@магматической" активизации"региона."

"

Схема,геодинамического,контроля,неогенового,магматизма,Закарпатья,

"

Предварительный" структурно@парагенетический" анализ" сетки"разнопорядковых" разломов" в" пределах"Закарпатья" и" прилегающих" районов"вместе" с" данными" о" распределении"магматических"центров"в"пространстве"и" времени," позволил" предложить"новую" динамо@кинематическую" схему"

неогеновой" тектоно@магматической"активизации[15]."Согласно"ей"в"связи"с"общим"для"всей"Карпатской"складчато@покровной" системы"субмеридиональным" сжатием" в"пределах" Закарпатского" прогиба"реализовывалась" правосторонняя" зона"скалывания," сформированная" в"условиях" структурного" парагенезиса"правого"сдвига."

На" рис.1" показана"принципиальная" схема" строения" зоны"правого" сдвига." Соотношение" между"разнотипными" разрывами" в" ее"пределах" соответствуют" условиям"гомогенной" и" непрерывной" среды" без"учета" внутренних" деформаций" при"типичном" угле" скалывания" 30°."Начальные" углы" между" этими"разрывами,"расчленяют"зону"сдвига"на"блоки," изменяются" в" процессе"межблочных" проскальзываний" и"вращений." Ширина" зоны" сдвига"является" функцией" величины"относительных" перемещений"породных" масс" в" ее" пределах."Плотность"разломов"и"перемещение"по"ним" растет" в" местах" реализации"идеального" срезания," которое"необязательно" совпадает" с" осевой"плоскостью"зоны"сдвига[19].""

Рассматривая" систему"активных" в" неогене" разломов"Закарпатья" и" прилегающих" районов,"стоит" отметить" близость" их"структурного" рисунка" к" парагенезису"разрывов" в" зоне" простого" сдвига." На"севере" зона" скалывания"ограничивается" прямолинейной" зоной"Закарпатского" глубинного" разлома" с"северо@западным" простиранием" и"субвертикальним" падением." Южная"граница" менее" четкая." Она" охватывает"зону" между" Припаннонским"глубинным" разломом" и" линией" Самош"(Сомеш)," где" сдвиговые" перемещения"усложнялись," вероятно," поворотом"тектонических" блоков." Указанные"ограничения" зоны" скалывания"соединены" S@образной" структурой"


""


32"

Выгорлат@Гутинского" вулканического"хребта." Центральное" звено" Выгорлат@Гуты" ориентировано" под" углом" около"50о" к" зоне" Закарпатского" глубинного"разлома." Примерно" такую" же" позицию"занимает" Прешовская" вулканическая"гряда." Высокая" магматическая"активность" характеризует" их" как"структуры" растяжения," которые"прогрессировали"с"севера"на"юг.""

Усиление" несоосных"перемещений" в" зоне" скалывания"приводит" к" повороту" как" структур"отрыва" с" последующим" их"

разрастанием,"так"и"сколов"Риделя."Эти"магмоактивные" структуры" вместе" с"обозначенными"фронтальными"зонами"сколового" типа" очерчивают" зону"простого"правого" сдвига," усложненную"густой" сеткой" разнопорядковых" и"генетически"разнотипных"разрывов.""

Данный" механизм" проявления"неогенового" магматизма" Закарпатье"является" следствием"мезокайнозойского" тектонического"развития" Паннонии" в" целом," поэтому"эти"два"процесса"нельзя"рассматривать"отдельно"друг"от"друга."

"

"

"Рис."1."Соотношение"между"разнотипными"эшелонированными"разломами"в"зоне"правого"

сдвига."Переориентация"кинематических"осей"в"середине"зоны:"σ1–"ось"максимального"сжатия;"σ3–"ось"максимального"растяжения;"R,"R'–"сопряженные"риделевские"системы;"Т@трещины"

отрыва;"Р–"система,"симметричная"к"R.""

Стадии,мезокайнозойского,тектонического,развития,Паннонии,

"

Альпийский" тектонический" цикл,"проявленный" в" пределах" Карпатского"региона," имел" непростой" характер."Сложность" процесса" и" недостаточное"количество" фактического" материала"являются" причинами" неоднозначных"результатов" реконструкций" как"дивергентного," так" и" конвергентного"

этапов" развития" территории."Рассматривая" процесс" раскрытия"Неотетиса" большинство" существующих"схем" демонстрируют" резкие" границы"между" юго@западным" ограничением"Восточноевропейской" платформы" (ВЕП)"и" Паннонией," практически" не" учитывая"слабо" исследованное," но" "a" priori""сложное"гетерогенное"строение"окраины"древней" платформы," и," прежде" всего,"масштабы" развития" и" тектонические"


""


33"

особенности"ее"рифейско@палеозойского"обрамления." Однако," во" время"раскрытия" Неотетиса" эти" особенности"могли" иметь" существенное" значение," в"частности" для" масштаба" этого"раскрытия" ведь" это" обрамление"значительно" слабее" консолидированно"по" сравнению" с" кристаллическим"фундаментом"платформы"и"Паннонского"срединного" массива" (вероятного"фрагмента" платформы)." Таким" образом,"раскрытие" Неотетиса" могло" повлечь" и"некоторое" время" сопровождаться"последовательным" истончением"континентальной" коры" по" системе"листрических" сбросов" с"рассредоточением" фрагментов," что"могло," в" свою" очередь," обусловить"резкое" преобладание" легкой"субокеаническим" коры" Неотетиса" в"пределах"его"Карпатского"фрагмента.""

При" общем" относительно"небольшом" растяжении[6]" это" могло"привести"к"следующему:""

а)"большая"часть"Неотетиса"имела"истонченную" субокеаническую," а" не"океаническую" кору," что" в" дальнейшем"обусловило"особенности"конвергентного"этапа;""

б)" прогибы" с" олистостромовым" и"флишоидным" наполнением"закладывались" на" субокеаническим"коре,"что"отразилось"на"редуцированном"развитии"офиолитовой"ассоциации;""

в)" весь" бассейн" имел" резко"выраженное" асимметричное" строение," а"проявления" океанической" коры"концентрировались" по" периферии"Паннонии.""

За" сближением" континентальных"массивов" последовал" деформационный"процесс," который" может" быть" разделен"на" несколько" стадий." Такое" разделение"достаточно" условно," поскольку"деформационный" процесс" был"дискретным" во" времени" и"неравномерным" в" пространстве," к" тому"же," события," на" основе" которых"выделялись" стадии," частично"перекрывались"во"времени.""

1)" Субдукционноcобдукционная%стадия." Название" ее" достаточно"условное," поскольку" достаточных"доказательств" существования"полноценной" субдукции" в" настоящее"время" найдено" недостаточно." Вместе" с"тем," допуская" наличие" даже" небольших"масштабов"формирования" океанической"коры" при" раскрытии" Неотетиса[6],"исключать" процессы" субдукционных" и"обдукционых" типов" было" бы"неуместным.""

На" этой" стадии," вероятно,"произошло" поглощение" океанической"коры" вследствие" ее" фрагментирования,"смешивание" ее" с" фрагментами"субокеанической"коры"круто"падающего"в" сторону" Паннонии" поддвига," а" также"выдавливание" вверх" с" формированием"на" рубеже" раннего" и" позднего" мела"субвертикальной" крутонадвижной"структуры" Внутренних" Карпат." В" то" же"время" морской" бассейн" мигрировал" в"сторону" платформы," где" начала"накапливаться" мощная" флишевая"формация.""

2)"Надвиговая% (раннеколлизийная)%стадия."Возникла"на"рубеже"палеогена"и"неогена,"когда"деформационный"процесс"субгоризонтального" сжатия"субмеридионального" направления"охватил" всю" субокеаническую" кору"между" Паннонией" и" кристаллическим"фундаментом" ВЕП," что" привело" к"закрытию" флишового" бассейна" и"формированию" складчато@надвижной"зоны"Скибових"Карпат."Указанные"выше"особенности"дивергентного"этапа"могли"обусловить" значительный" потенциал"хрупко@пластического" смятия"субокеаническим" коры," что" обусловило"увеличение" общей" мощности" коры" в"пределах" региона" до" аномальных"масштабов" (60@65км)." Особенности"строения" западного" (центрального)"сегмента" альпийского" пояса," его"гетерогенность" и" извилистость" в" свою"очередь" обусловили" неравномерное"сжатие" по" всему" "фронту"" молодой"складчато@надвижной"системы.""


""


34"

Одновременно" с" процессами"надвигоформирования" происходили"взаимные" вертикальные" перемещения"отдельных" блоков" фундамента"Закарпатского" прогиба" по" линии"Оашского" разлома," что" подтверждается"различиями" в" разрезе" неогеновых"отложений" Чоп@Мукачевской" и"Солотвинской" впадин[1]." Погружение"фундамента" вовремя" таких"перемещений" позволяло" морскому"бассейну" заходить"в"пределы"прогиба," о"чем" свидетельствуют"стратиграфические" и"палеонтологические"данные[3].""

3)" Позднеколлизийная% (надвигоcсдвиговая)% стадия." После" главной" фазы"надвигоформирования" в" миоцене"процесс" формирования" надвигов"продолжался," но" в" ослабленном" виде."Падение" интенсивности" формирования"надвигов" может" объясняться"утолщением" и" исчерпанием" потенциала"уплотнения" коры" при" сближении"континентальных" массивов." При"условии" продолжения" этого" сближения"по" достижении" определенного"критического" уровня" фронтального"сжатия," дальнейшие" импульсы"регионального" поля" напряжений"нуждались" в" новом" механизме"релаксации." В" связи" с" невозможностью"полноценной" разрядки" путем"надвигоформирования" дальнейшая"релаксация"происходила"путем"надвиго@сдиговых"перемещений.""

В" пользу" такого" механизма"свидетельствует"целый"ряд"структурных"признаков" преимущественно"правосторонних" сдвигов" прежде" всего" в"зоне" ЗГР" (зоны" меланжевания,"образование" складок" с"субвертикальными" шарнирами," зеркала"скольжения"и" т.д.)." Кроме" зоны"ЗГР," где"несоосные"деформации"имели"струйный,"но" концентрированный" характер," в"прилегающих" зонах" Внешних" Карпат"структурные"элементы"правосдвигового"парагенезиса" проявлены" в" ослабленном"виде." К" тому" же" они" ассоциируют" с"

равноценными"структурами,"формируют"надвижные" парагенезисы" и"парагенезисы"антикарпатских"сдвигов."

Появление" и" наращивание"правосдвиговой" компоненты" могли"произойти" еще" на" раннеколлизийной"стадии," но" резкий" рост" ее" значения"отмечается" уже" после" ее" завершения."Такое" наращивание" вероятно" связано" с"перемещением" Паннонского" массива" на"северо@запад," что" отразилось"выразительным" перегибом" складчато@надвижной" системы" Карпат"(коленоподобный" изгиб)." Если" до"раскрытия" Неотетиса" существовало"определенное" неравенство"(криволинейность)"линии"раскрытия,"то"на" позднеколлизийной" стадии" она"значительно" усилилась." Вполне"вероятно," что" в" северо@западном"ограничении" Паннонии" (Западные"Карпаты"и"Судеты?)"мог"формироваться"левый"сдвиг.""

Перемещение" по" пограничных"разломах" древнего" заложения" на"позднеколлизийной" стадии"сопровождалось" фрагментацией"фундамента"Паннонии"с"оформлением"в"миоцене" зоны" скалывания" (shearzone),"ограниченной" ЗГР" и" Припаннонским"разломом" с" формированием" структур"второго" порядка:" R" и" R`@сколов" и" Т@структур" растяжения." Субвертикальное"залегание" граничных" разломов" зоны"скалывания" и" разрывных" структур"второго" порядка" позволяет"идентифицировать" зону" несоосных"деформаций"как"зону"правого"сдвига.""

Геометрия" Т@структур"фиксируется" по" распорядку" центров"вулканических" извержений" миоцен@четвертичного" возраста(рис.2)." В"отличие" от" классической" схемы"развития" зон" скалывания," в" которых" Т@структуры" второго" порядка"закладываются" как" эшелонированная"система" трещин" отрыва" в" центральной"части" зоны" скалывания," судя" по"распространенности" и" возрастной"последовательности" вулканических"


""


35"

центров" в" пределах" Закарпатья," Т@структуры" в" первую" очередь" возникли"вблизи" наиболее" "ослабленных""граничных" разломов," а" уже" потом"раскрылись"насквозь"под"углом"45о@50о"к"граничным"разломам.""

Логичным" представляется"предположение" о" том," что" Т@структуры"не" только" контролировали"пространственное" расположение"вулканических"центров,"но"и"могли"быть"причиной" резкой" декомпрессии" на"разных,"в"том"числе"достаточно"больших"

глубинах" для" возникновения" очагов"плавления" различного" по" составу"субстрата" (нижняя" и" верхняя" кора)."Другими" словами," формирование" зоны"скалывания" могло" быть" одной" из"причин" неогенового" вулканизма"Закарпатья.""

Оформление" правосторонней"зоны" скалывания" –" единственное"объяснение" возникновения" структур"растяжения" в" пределах" Закарпатского"прогиба" в" условиях" регионального"субмеридионального"сжатия.""

"

""

Рис."2."Расположение"кайнозойских"магматических"пород"и"вулканических"центров"в"Закарпатском"прогибе"(Украина)"[11]."1–Закарпатский"прогиб;"2–Карпатская"скибовая"

зона;"3–границы"скиб;"4@6–"Миоценовые"магматические"породы(4–туфы"и"игнимбриты;"5–"вулканогенно@осадочные"породы;"6–"Выгорлат@Гутинский"вулканический"хребет);"7—границы"разных"магматических"комплексов"(a–на"

поверхности;"б–перекрытые);"8—интрузии(a–кислого"состава;"б–основного"состава);"9—"магматические"центры"на"поверхности;"10—"перекрытые"магматические"центры;"

11—расположение"скважин."


""


36"

Выводы,"

В" вопросе" неогенового" вулканизма"Закарпатья" и" других" сегментов"альпийского" пояса" (в" частности" в"вопросе"вулканизма"в"пределах"Кавказа)"решающими" факторами" считаются"тепловой" режим" тектоносферы" и"благоприятные" геодинамические"режимы." Высокий" температурный"уровень" тепловых" полей" на"конвергентном" этапе" развития"Паннонии," вероятно," можно" объяснить"значительными" объемами" и" высоким"стоянием"после"раскрытия"астеносферы,"и," соответственно," наличием"избыточного" относительно"стационарных" режимов" тепла" и"аномальных"тепловых"потоков.""

Еще" один" важный" фактор"вулканизма" —" степень" консолидации"литосферы" и" возможность"формирования" глубоких" разломов,"способных" проникать" в" достаточно"высокотемпературных" уровней" и"вызвать" плавление" за" счет" масштабной"декомпрессии." Таким" процессам"наиболее" способствуют" структуры"растяжения." В" пределах" конвергентных"зон"в"условиях"регионального"сжатия"Т@структура" зон" скалывания" чуть" ли" не"наиболее" распространенный" тип"структур"растяжения.""

Существенно" андезитовый" состав"вулканитов" Закарпатья" и" ВГГ" в"частности," а" также" совпадение" во"времени" вулканизма" и" конвергентного"этапа" развития" Неотетиса" обусловили"возникновение" и" развитие"представлений" о" субдукционной"природе" вулканизма." В" то" же" время"всегда" существовали" сомнения"относительно" таких" взглядов."Причинами" таких" сомнений" служат"нехватка" прямых" свидетельств"существования" субдукционных"процессов;" значительный" разрыв" во"времени" между" гипотетической"субдукцией" и" началом" вулканизма," тем"более," его" окончанием;" геометрия"

разрывов," содержащих" центры"извержений," которая" демонстрирует"лишь" частичную," а" возможно" и"непосредственную,"связь"этих"центров"с"разломами" домагматического"заложения." Эти" структуры" имеют"диагональное" расположение"относительно" вероятного" фронта"субдукции," причем" они" относятся" к"структурам" растяжения," которые"непосредственно" сочленяются" с"вероятным" фронтом" субдукции." Все" это"порождает" скептицизм" касательно"субдукционной"природы"вулканизма.""

Поиск" альтернативного" механизма"ведет" к" идее" о" формировании" на"заключительной" стадии" развития"Карпатской" складчатой" системы"закарпатской" зоны" скалывания" как"области" некоаксиальних" деформаций,"при" субвертикальной" ориентации"граничных" структур" и" при"субгоризонтальной" позиции" осей" max"сжатия" и" растяжения" (σ1" и" σ3)"идентифицируется" как" зона" правого"сдвига."

"


1. Андрєєва@Григорович" А.,"Пономарьова" Л.," Приходько" М.,"Семененко" В." Стратиграфія"неогенових" відкладів"Закарпатського"прогину"//"Геологія"і"геохімія"горючих"копалин,"2009,""№2,"С.58@68."

2. Бала" З." Проблема" неогеновых"вулканитов" и" их" значение" для"геодинамических" реконструкций" в"Карпатском" регионе" //"Геотектоника,1981,"№3,"С.79@93."

3. Венглинский" И.." Фораминиферы" и"биостратиграфия" миоцена" в"Закарпатском" прогибе." К.:Наукова"думка."1979.–264"с."

4. Глеваська" А.." Магнітостратиграфія,"геохронологія" та" деякі" особливості"неогенового" магматизму"Українських" Карпат." Геологічна"наука" та" освіта" в" Україні" на" межі"


""


37"

тисячоліть:" стан," проблеми,"перспективи." Мат@ли" наук." конфер."До" 55@річчя" геол." ф@ту" ЛНУ" ім." І."Франка.–Львів:"ЛНУ."2000.–"С.14"

5. Данилович" Л.." О" положении" зон"субдукции"в"Украинских"Карпатах"//"Геология" и" геохимия" горючих"ископаемых,"1976,"№47,"С.53@58."

6. Ляшкевич" З.," Медведев" А.," Крупский"Ю.,"Варичев"А.,"Тимощук"В.,"Ступка"О."Тектономагматическая" эволюция"Карпат." К.:Наукова" думка," 1995.–132с."

7. Ляшкевич" З.," Яцожинский" О."Альпийский" магматизм" Украинских"Карпат,"его"эволюция"и"геодинамика"//"Геофизический"журнал,"2005,"№6,"С.1005@1011."

8. Малеев" Е." Неогеновый" магматизм"Закарпатья."М.:Наука."1964.–"252c."

9. Мерлич" Б.," Спитковская" С."Глубинные" разломы," неогеновый"магматизм"и"оруденение"Закарпатья."Л.:Вища"школа."1984.–172c."

10. Николаев" В." Соотношение"неовулканитов" с" глубинными"разломами"в"Паннонском"бассейне"//"Блоковое" строение" и" разломы"геосинклинальных" областей," 1984,"С.23@34."

11. Павлюк"М.,"Ляшкевич"З.,"Медвєдєв"А."Українські" Карпати" в" структурі"Панкардії" (магматизм"і"геодинаміка)"//"Геодинамика,"2013,"№1,"С.45@59."

12. Ступка"О.,"Ляшкевич"З.,"Пономарьова"Л.," Гнилко"О.," Братусь"Л.," Ступка"Ок.,"Лемішко" О.," Кулянда" М.," Романів" Р.,"Тернавський"М.," Попова"Л." Еволюція"Українських" Карпат" і" суміжних"областей" з" позиції" регіональної"

геодинаміки" //" Геологія" і" геохімія"горючих" копалин," 2006," №3@4," С.58@75."

13. Утробин" В.," Линецкая" Л." О"взаимоотношениях" Карпатской" и"Динарской" геосинклинальных"складчастых" систем" //" Newsletter"MOIP,"1975,"№3,"С.17@21"

14. Чекунов" А.," Ливанова" Л.," Гейко" В.""Глубинное" строение" земной" коры" и"некоторые" особенности" тектоники"Закарпатского" прогиба" //" Советская"геология,"1969,"№10,"С.57@68"

15. Шевчук" В.," Волошин" О." Динамо@кінематичні" умови" неогенового"магматизму" Закарпаття" //" Вісник"Київ."ун@ту,"2002,"№21,"С.10@13."

16. Щерба" В.М.," Щерба" А." Разломная"тектоника" донеогенового"фундамента" Закарпатского" прогиба"и" ее" влияние" на" структуру" и"газоносность" неогенового" чехла" //"Геология" и" геохимия" горючих"ископаемых,"1976,""№47,"С.47@53."

17. Pecskay" Z.," Seghedi" I.," Downes" H.,"Prychodko"M.,"Mackiv"B."K/Ar"dating"of"Neogene" calc@alkaline" volcanic" rocks"from" Transcarpathian" Ukraine" //"Geologica" Carpathica," 2000," №2," р.83@89."

18. Radulescu"D.," Sandulescu"M."The"plate@tectonics" concept" and" the" geological"structure" of" the" Carpathians" //"Tectonophysics,"1973,"№16,"p.155–161."

19. Vialon"P.,"Ruhland"M.,"Grolier"J."Element"de" tektonique" analitique," Masson,"1976.–"p.118."

"©"Шевчук"В.В.,"Василенко"А.Ю.,"2014"

""""""""""

ГЕОДИНАМИКА"/"GEODINAMIC"""

""


38"

"

УДК" 551.24" "" Певнев"А.К."/"Pevnev"A.K."

Симонян"В.В."/"Simonyan"V.V.""

КОРОВЫЕ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ И ИХ ПРОГНОЗ """

FORECAST OF CRUSTAL EARTHQUAKES "

",

Аннотация:, На" примере" коровых" землетрясений"показана" необходимость" эффективного"использования" результатов" геодезических"наблюдений"для"их"прогноза."

, Abstract:,The"necessity"of"effective"use"of"geodetic"observations" for" the" prediction" of" crustal"earthquakes.,

"Ключевые, слова:, землетрясение," коровое"землетрясение," прогноз" землетрясений,"современные"движения"земной"коры"

" Keywords:" earthquakes," crustal" earthquakes,"forecast"of"earthquakes,"modern"crustal"movement"

""

""

«Динамическая% геодезия% сейчас%является% одним% из% основных%направлений% решения% задачи%огромной% научной% важности% и%сложности% –% прогноза%землетрясений»%

Л.А.Кашин,"1995.""

Что,такое,коровое,землетрясение?,"

Это" разрушение" очага"землетрясения," т.е." " того" или" иного"объема" горных" пород" сейсмогенного"слоя" земной" коры," в" которых""накопились" упругие" деформации"(напряжения)" большие" предела"прочности" этих" пород." Сейсмогенный"слой"земной"коры"это"ее"верхние"10@25"км," обладающий" упругими" свойствами,"позволяющими" накапливаться" в" нем"значительным" по" величине" упругим"деформациям." Расположенные" ниже"этого"слоя"горные"породы"земной"коры"из@за" высоких" температур" и" давления"являются"более"пластичными"и"в"них"не"могут" накапливаться" значительные"упругие" деформации," способные"порождать"сильные"землетрясения.""

"

Что,вызывает,накопление,таких,деформаций,в,очагах,землетрясений?,

"

Причина" в" следующем" –"происходящие" в" глубинах" Земли" так"называемые"эндогенные"тектонические"процессы" проявляются" на" земной"

поверхности" в" непрерывном" ее"движении."Эти"процессы"создают"горы"и"впадины," перемещают" в" пространстве"целые"континенты"и"огромные"участки"океанического" ложа." Они" разбили"земную" кору" на" множество" блоков" и"заставляют" смещаться" эти" блоки"относительно" друг" друга" по"разделяющим" их," так" называемым"глубинным" разломам." Скорости"относительных" смещений" блоков"существенно" различаются" для" разных"тектонических" структур" Земли."Наибольшую"скорость"смещения"имеют"блоки"в"тектонически"активных"горных"участках" Земли" –" в" орогенах." Здесь"скорости" измеряются" сантиметрами" в"год." Так" на" разломе" Сан@Андреас" в"Калифорнии" эта" скорость" равна"5см/год," а" в" зоне" сочленения"Памира" и"Тянь@Шаня" (Вахшский" надвиг)" –"2,5см/год.""

С" максимальной," измеренной"геодезическими"методами," скоростью" –"10см/год," смещается" ложе" Тихого"океана."

Существенно" меньшие" скорости"смещений" блоков" земной" коры" имеют"место" в" менее" тектонически" активных"структурах" Земли." К" таким" структурам"относятся" платформы" (тектонические"структуры" первого" порядка)" и" плиты."Площади" платформ" поражают" своими"размерами." Так" Восточно" Европейская"

""


""


39"

платформа," в" центре" которой"расположена" Москва," простирается" от"Карпат" до" Уральских" гор" и" от"Скандинавии" до" гор" Кавказа." Скорости"смещений" блоков" " на" платформах"примерно" на" порядок" меньше" чем" в"орогенах" и" измеряются" миллиметрами"и"даже"десятыми"долями"мм/год."

"

Каким,же,образом,смещения,блоков,земной,коры,относительно,друг,друга,порождают,землетрясения?,

"

Дело" в" том," что" " скорости"относительных" смещений" блоков" по"разделяющим" их" разломам" не"отличаются" постоянством." В" силу"разных" причин" в" некоторых" участках"разлома"может"происходить"полное"или"частичное" прекращение" " смещение"блоков"по"разделяющему"их"разлому.""

В"первую"очередь"можно"полагать,"что" главной" причиной" остановки"смещений" являются" механические"«зацепы»" блоков" из@за" неровностей" их"соприкасающихся" поверхностей." Если"поверхности" разделенных" разломом"блоков" не" препятствуют" их"перемещению," т.е." блоки" как" бы"«скользят»"относительно"друг"друга,"то""эта" ситуация" исключает" возможность"зарождения" очага" сильного" корового"землетрясения"на"этом"участке"разлома."Если"же"возникает"ситуация,"мешающая"на" каком" либо" участке" сейсмогенного"разлома" свободному" перемещению"блоков," то" на" этом" участке" разлома"появится" так" называемый"концентратор"напряжений.""

Выдающийся" советский" геофизик"20@о" века," разработавший" в" нашей"стране" первую" научно" обоснованную"программу" прогноза" землетрясений""академик" Григорий" Александрович"Гамбурцев" такие" консолидированные"участки"в"сейсмогенных"разломах"очень"метко" назвал" «спайками»." Он"прозорливо" полагал," что" в"сейсмогенных" разломах" «Наряду" с"процессом" разрушения" @" уменьшения"

прочности" отдельных" участков"сейсмических" швов,@" может" идти"обратный" процесс" «залечивания»"разрушенных" мест," образования" новых"«спаек»" между" соседними" блоками."Таким" образом," происходит"закономерная" смена" взаимосвязанных"процессов" медленных" и" быстрых"движений," накопления" и" разрушения"напряжений,"увеличения"и"уменьшения"прочности»% [Развитие" идей…," 1982,"с.306].""

Следует" отметить," что" реальность"существование" «гипотетических" спаек"Гамбурцева»" подтверждается" самим"фактом" существования" коровой"сейсмичности"–"возникновение"сильных"землетрясений" в" верхнем" слое" земной"коры"говорит"о"том,"что"в"сейсмогенных"разломах"этого"слоя,""в"тех"или"иных"их"участках," периодически" (появляются)"создаются" условия" " для" накопления" в"том" или" ином" объёме" горных" пород"предельных" упругих" сейсмогенных"деформаций."""

Таким" образом," непременным"условием" подготовки" очага"землетрясения"является"наличие"в"зоне"разлома" механически" прочного,"консолидированного" объёма" горных"пород" (спайки)," т.е." что" очаг" в" стадии"(фазе)" созидания" должен" представлять"тело," преобладающими" деформациями"которого" являются" упругие"деформации" " Ä, , это, условие, является,необходимым, и, достаточным, для,зарождения, и, формирования, очага,сильного,землетрясения.,

Эта" спайка" при"непрекращающемся" движении" двух"протяженных," взаимно" " смещающихся""систем" блоков" и" породит" на" этом"участке" поле" упругих" напряжений," т.е."этот" участок" явится" зародышем" очага"землетрясения."

"

Следующий,шаг,–,определение,вида,поля,упругих,напряжений,,

порождаемого,вышеуказанным,их,концентратором,


""


40"

"

Для" этого" воспользуемся"известным" в" теории" упругости"принципом" локальности"самоуравновешенных" внешних"нагрузок" –" принципом" Сен@Венана."Согласно"этому"принципу," если"в"какой"либо" малой" части" тела" приложена"уравновешенная" система" сил," то" она"вызывает" в" теле" напряжения," очень"быстро"убывающие"по"мере"удаления"от"этой" части" (экспоненциальный"характер" затухания" напряжений)" [Н.И"Безухов,"О.В.Лужин."1974]."

Использование" этого" принципа"для" наших" целей" вполне" оправдано" и"вот"почему."

Представьте" себе" следующую"картину" –" вы" пытаетесь" остановить"медленно" движущийся" поезд,"ухватившись" за" него." Конечно," у" вас"ничего" не" получится," так" как" слишком"несопоставимы"ваше"тормозящее"поезд"усилие" (Ваш" импульс" силы)" с"количеством"движения"поезда."

Аналогичная" ситуация" имеет"место" в" движении" системы" блоков" по"разделяющему" их" разлому." Размеры"очагов" (их" длины)" даже" очень" сильных"коровых" землетрясений" измеряются"несколькими" десятками" километров," в"то" время" как" " длины" разломов"составляют"сотни"и"тысячи"километров"и"поэтому"соображения"о"применимости"принципа" Сен@Венана" для"рассматриваемой" нами" цели" вполне"оправдано."

Согласно" этому" принципу" вокруг"возникшего"концентратора"напряжений"(спайки)" возникает" местное" поле"упругих" напряжений" максимальное" в"месте" зарождения" спайки" и"экспоненциально" уменьшающееся" с"удалением"от"этого"участка"разлома."""

Совершенно" очевидно," что"локальное" поле" упругих" напряжений" с"экспоненциальным" характером"затухания" напряжений" должно"порождать" изгибные" деформации"

горных" пород" в" готовящемся" " очаге"землетрясения."

Таким" образом," мы" получили"теоретическое" обоснование" вида"деформационного" " предвестника""землетрясения" @" это, упругий, изгиб,горных, пород, в, очаге, готовящегося,землетрясения.,

Проверить" справедливость" этих"теоретических" соображений" можно" с"помощью" имеющихся" в" настоящее"время" геодезических"экспериментальных" данных." Речь" идет"о"результатах"повторных"геодезических"измерений" в" эпицентральных" зонах""сильных" коровых" землетрясений,"выполненных" до" и" после" этих"землетрясений"(рис.1)."

На" этом" рисунке" представлены"данные" повторных" триангуляций,"выполненных" в" эпицентральных" зонах"после" случившихся" сильных"землетрясений." "Вертикальные"линии"–"сейсмогенные" разломы," по" которым"произошли" горизонтальные" подвижки"при" землетрясениях." Зафиксированные"смещения" пунктов" триангуляции"показаны" точками;" масштаб" смещений"показан" на" вертикальной" оси." На"горизонтальной" оси" отложены"расстояние"этих"пунктов"от"разлома.""

На всех пяти графиках прослеживается одна и та же закономерность – смещения максимальны вблизи разлома и очень быстро (экспоненциально) убывают с удалением от него. Этот факт убедительно говорит о том, что порождаемые при сильных землетрясениях смещения геодезических пунктов несут информацию о едином механизме подготовки этих землетрясений. Крайне важно и то, что этот механизм един для разных континентов. Следовательно, он является универсальным.

Причина" появления" указанной"закономерности" смещений" пунктов"триангуляции" при" землетрясении"демонстрируется"рис."2."

"


""


41"

"Рис.1."Реальное"распределение"смещений"

пунктов"триангуляции"(d)"в"зонах""сейсмогенных""разломов"при"сильных"коровых"землетрясениях"в"зависимости"от"удаления"геодезических"пунктов"от"разломов,"по:"

[Касахара,"1985].""

На" рис.2А" показан" один" и" то" же"участок" сейсмогенного" разлома"(вертикальная"линия)"в"три"момента:"t0,"t1" и" " t2.," соответствующих" различным"напряженным" состояниям" горных"пород." Направление" тектонических"смещений" на" разломе" показаны"стрелками." " Момент" " t0" @" " в" горных"породах" отсутствуют" сейсмогенные""напряжения," что" показано" прямой" " ab.""

Момент" t1" –" горные" породы" предельно"упруго" напряжены" (упругий" изгиб):""кривая" " " ab." " Момент" " " t2." –" положение"горных"пород"после"землетрясения,"при"котором" произошли" следующие"события:" магистральный" разрыв"горных"пород"в"очаге;"смещение"горных"пород" по" этому" разрыву" и" благодаря"этому" сброс" накопленных" в" них" ранее"изгибных" " сейсмогенных" деформаций" @"прямолинейные"отрезки""a,и,b.,,,"

""

Рис.2."Объяснение"явления"экспоненциального"распределения"смещений"геодезических"пунктов"в"эпицентральных"зонах"сильных"

коровых"землетрясений.""

Теперь" обратимся, к" рис.2Б,"который" отличается" от" рис.2А" лишь"тем," что" в" нем" добавлена" прямая" ek,,""представляющая" собой" прямолинейное"геодезическое" построение"(геодезический" профиль)," созданное" в"момент" " t1," над" зреющим" очагом"землетрясения." Вид" прямолинейного"геодезического" профиля" претерпел" на"первый" взгляд" парадоксальные"изменения," превратившись" в" два"искривленных" отрезка," смещенных"относительно"друг"друга."Однако"в"этом"нет" ничего" загадочного" –" по" условиям"задачи" профиль" был" создан" на" уже"деформированными" упругим" изгибом"горными" породами" готовящегося" очага"землетрясения." И," следовательно," при"сбросе" упругих" напряжений" горные"породы" сместились" по" разлому" и" при"этом" выпрямились," а" прямолинейный"геодезический" профиль" над" очагом"наоборот" превратился" в" два" изогнутых"


""


42"

отрезка," сохранивших"кривизну"кривой"ab."

Совершенно"очевидно,"что"эти"два"отрезка" являются" зеркальным"отображением" двух" половинок" упругой"кривой" ab,, так" как" в" результате"землетрясения" кривая" ab, и" прямая" ek,обменялись" своими" формами" и,"следовательно," в" этих" изогнутых"отрезках" сохранилась" информация" о"величине" упругих" деформаций,"накопленных" в" очаге" к" моменту"создания" этого" геодезического"профиля." Этот" факт" полностью"подтверждает" " правильность" ранее"высказанных" соображений" о" виде"упругой" сейсмогенной" деформации" в"готовящемся"очаге"землетрясения."

Таким" образом," нам" удалось"расшифровать" загадку" появления"кривых"на"рис.1."Выяснилось,"что"они"не"только" убедительно" подтвердили"высказанные"ранее" соображения" о" том,"что" процессом" подготовки" коровых"землетрясений" является" накопление" в"его" очаге" " упругих" изгибных"деформаций," но" и" несут" бесценную"информацию" о" величине" упругого"изгиба" горных" пород," накопленного" в"каждом"очаге"землетрясения"к"моменту"создания" над" ними" исходных"триангуляций.""

Кроме" того," по" данным" этого"рисунка" можно" определить" и" ширину"очага" землетрясения," " которую" можно"считать" равной" " ширине" зоны"проникновения" упругих" смещений" в"тела" контактирующих" по" разлому"блоков" земной" коры." " Для" этого" нужно"определить" расстояние" между" точками""выхода" на" асимптоты"экспоненциальных"кривых"этих"блоков."Согласно" "данным"рис.1"эти"расстояния"измеряются" несколькими" десятками"километров:"от"40"до"60."""

"

А,теперь,о,самом,главном,–,о,месте,геодезических,исследований,в,

прогнозе,землетрясений,"

Данные" повторных" геодезических"измерений" в" эпицентральных" зонах"сильных" землетрясений" позволяют"сделать""следующие"выводы."

"

1. Деформационным" предвестником"подготовки" очага" землетрясения"является," накапливаемый" упругий"изгиб"в"горных"породах""этого"очага."

2. В" процессе" накопления" упругого"изгиба" в" очаге" участвует" и" земная"поверхность," являющаяся" верхней"границей"сейсмогенного"слоя"земной"коры."

3. Благодаря" " участию" земной"поверхности" в" процессе" подготовки"очага" землетрясения" открывается"возможность" осуществления"методами" решения" прямой" задачи"точного,, детерминированного,прогноза, места, подготовки, этого,очага.,

4. Упругие" деформации" проникают" в"тела" контактирующих" по" разлому"блоков" на" 20" @30" км," т.е." полная"ширина" очага" сильного"землетрясения"составляет""40@60"км."

5. Так" как" ширина" зоны" подготовки"очагов" землетрясений" измеряется"десятками" километров," то"отслеживать" " процесс" подготовки"землетрясения," т.е." достоверно"определять" вид" упругой" кривой" на"всем"ее"продолжении"доступно,лишь,геодезическому,методу.,

"

Итак," использование"целенаправленных" геодезических"исследований" в" решении" проблемы"прогноза" землетрясений" необходимо"уже" потому," что" они" " позволяет" точно"определять" местоположение"готовящегося" очага" землетрясений," т.е."ответить" на" первый" из" трех" главных"вопросов" этой" проблемы" " @" где?" " какой"силы?"и"когда?"

Однако" возможности"геодезического" метода" не"ограничиваются" только" прогнозом"места" готовящегося" очага"


""


43"

землетрясения:" " он" позволяет" также"осуществлять" прогноз" максимально"возможной" силы" землетрясения,"которую" может" породить" этот" очаг."Таким" образом," геодезический" метод""позволяет" дать" ответы" на" два" главных"вопроса" в" проблеме" прогноза"землетрясений"–"где"и"какой"силы?"""

Для" решения" " вопроса" " о" силе""готовящегося" землетрясения," " прогноз"которой" возможен" геодезическим"методом," следует" воспользоваться"среднестатистическими" зависимостями"между" " силой" землетрясения" @"магнитудой"М"и""длиной"очага""L."Такие""данные" приведены" в" табл." 1"[Ризниченко,""1985]."""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""

"

""""""Таблица"1.""

Зависимость"силы"землетрясения"(М)"от"длины"очага"(L)"и"подвижки"в"очаге"(D)"

"

M, L,,км, D,,см,3" 1,1" 0,11"4" 3,0" 0,62"5" 8,3" 3,5"6" 23" 20"7" 62" 120"8" 170" 660"9" 470" 3800""Таким" образом," " если" будет"

известна" длина" " очага" готовящегося"землетрясения" " L," то" это" позволит"предсказать" и" максимальную" силу"землетрясения" (магнитуду"М)," которую"может" породить" зреющий" очаг."Совершенно" очевидно," что" это"достижимо"геодезическим"методом."Для"решения" этой" проблемы" необходимо" и"достаточно" определить" длину" упруго"деформированного" участка" земной"поверхности" над" обнаруженным" ранее"очагом"зреющего"землетрясения.""

Методики" реализации" указанных"прогнозов" места" и" силы" подробно"изложены"в"[Певнев"1988;"1998;"2003]""и"поэтому" здесь" " с" целью" сокращения"объема"статьи"не"рассматриваются.""

Говоря" о" прогнозе" времени"землетрясения," следует" ясно"представлять" себе," что" практический"интерес" может" иметь" лишь" прогноз"времени" разрушения" совершенно"конкретного" готовящегося" очага"землетрясения," местоположение"которого" точно" известно," т.е." прогноз"места"этого"очага"уже"осуществлен."Эта"проблема" впервые" была" рассмотрена"первым" российским" сейсмологом"А.П.Орловым"ещё"в"позапрошлом"веке"и"вот"что"он"написал"по"этому"поводу:"так"как"земная"кора"“потрясается"не"только"ежегодно," но" даже" ежемесячно,"ежесуточно," а" может" быть" даже" и"ежечасно" в" том" или" другом" месте," а"поэтому" всякое" предсказание" на"будущее" время," при" неопределённости"указания" места" относительно"землетрясения," исполнится"непременно”"[Орлов,"1887,"с.28]."""""

Известный" советский" геолог" и"сейсмотектонист" Г.П.Горшков" в" книге,"посвящённой" Александру" Петровичу"Орлову," придал" этим" соображениям"более" категоричный" оттенок:" “Можно"ещё" подкрепить" аргументацию"А.П.Орлова" современными" сведениями:"по"мере"развития"сейсмической"службы"количество" регистрируемых"землетрясений" быстро" возрастает," и"указание" момента" будущего"землетрясения"без"указания"места"явно"теряет"смысл”"[Горшков,"1955,"с."45]."

Действительно" кому" нужны" такие"прогнозы." Если" Землю" ежегодно"сотрясают" примерно" 20@ть" сильных" и"сильнейших" сейсмических" ударов"(М≥7)," то" почти" безошибочно"“предсказать”," что" в" том" или" ином"месяце" произойдет" сильное"землетрясение,"труда"не"представляет."

Таким" образом," геодезические"прогнозы"местоположений"готовящихся"очагов" землетрясений" совершенно"необходимы" для" исследований,"нацеленных" на" реализацию" прогноза"времени." Трудности" в" осуществлении"достоверных" прогнозов" времен"


""


44"

заключаются" в" первую" очередь" в" том,"что" нам" пока" еще" не" известны" законы"разрушения" очагов" землетрясений" в"реальных"природных"условиях."Поэтому"единственно" правильным" решением"поиска" таких" закономерностей""является" широкое" комплексирование"методов," т.е." создание" специальных""комплексных"прогнозных"систем.""

Совершенно" очевидно," что"создавать" такие" системы" нужно" над"обнаруженными" геодезическими"методами" очагами" готовящихся"землетрясений."Это"крайне"важно"еще"и"потому," что" лишь" " при" такой" системе"«очаговых»" исследований" возможна"регистрация" даже" очень" слабых" и"быстро" затухающих" с" удалением" от" их"источника" аномалий," порождаемых"этим" очагом" в" различных"геофизических" и" других" полях." " В" этом"случае," " еще" даже" " и" до" установления"законов" разрушения" очагов," " можно""рассчитывать" на" то," " что" коллективное""поведение" " аномалий" " в" " различных""полях" " явится" " достаточным"объективным" показателем""приближающейся" катастрофы" и"позволит" своевременно" принять"необходимые" меры" безопасности." В"подтверждение" такому" заключению"сошлёмся" на" следующее" высказывание"выдающегося," советского" геофизика""Г.А.Гамбурцева:" “Большинство" из"предвестников" землетрясений," по" всей"видимости," будет" проявляться" лишь" в"эпицентральной" области"землетрясения;" поэтому" они" будут"наблюдаться" очень" редко”" [Гамбурцев,"1960,"с."433]."

Имеются" все" основания" считать,""что"в"системах"комплексных""очаговых""наблюдений" непременно" должно"функционировать" слежение" за"разномасштабными"полями"смещений"и"деформаций" земной" " коры." " Здесь"крайне" уместно" сослаться" на"следующие" соображения" Г.А."Гамбурцева:" “Изыскание" методов"прогноза" времени" землетрясений"

следует"направить" " в"первую"очередь"в"сторону" поиска" механических"предвестников" " землетрясений." " Такие"поиски"могут"быть"успешными"только"в"том" " случае," " если" " они" будут"основываться" на" глубоком" изучении"всех" деталей" " механизма" быстрых" и"медленных" движений" блоков" земной"коры" " сейсмоактивных" районов”""[Гамбурцев,"1960,"с."306]."

Очевидно" исследования,"нацеленные" на" прогноз" времени,"должны" начинаться" сразу" после"обнаружения" готовящегося" очага"землетрясения." Это" диктуется" тем," что"накапливающий"сейсмогенную"энергию"очаг" может" по" разным" причинам"сбрасывать" ее"порциями," в" том"числе"и"большими" и," следовательно," эти"процессы" должны" быть"контролируемы."

Итак," если" иметь" в" виду"осуществление" практически" значимого"прогноза"землетрясений,"то"необходимо"приступить" к" организации"систематических" геодезических"исследований" (геодезического"мониторинга)," способных" обеспечить"однозначное" выделение" объемов"сейсмогенного" слоя" земной" коры," в"которых" идет" процесс" накопления"сейсмогенных" деформаций." Для" этого"нужны" специальные" геодезические"построения," вид" и" размеры" которых," а"также" количество" наблюдательных"пунктов" и" них" " и" их" взаимное"расположение" " в" " этих" построениях"должны" обеспечивать" достоверное"решение" поставленной" задачи." Такие"построения" можно" назвать"геодезическими" прогнозными"системами;"они"детально"рассмотрены"в"[Певнев"1988;"1998;"2003]""

"

Вместо,заключения,"

К"сожалению,"и"в"настоящее"время"многие" исследователи," " в" том" числе" и"геодезисты"традиционно" "считают," "что"геодезические"исследования"в"проблеме"


""


45"

прогноза" землетрясений"самостоятельного"значения"не"имеют"и"могут"быть"лишь"неким"дополнением"к"сейсмологическим" и" другим"геофизическим" исследованиям." Это,"конечно" же," настоящее" заблуждение."Вот" какие" соображения" " о" месте"геодезии" " в" науках" о" Земле""принадлежат" классику" геодезической"науки" Феодосию" Николаевичу"Красовскому."

”Существует" взгляд," что" дело"геодезистов" собирать" материалы,"которые" затем" используют" другие"учёные," т.е." что" в" самой" геодезии" нет"научных" проблем." Думается," что" когда"ежегодно"в"течение"десятков"лет"сотни"ученых" геодезистов" собирают"точнейшие" материалы" на" огромной"территории," то" уже" сама" программа"собирания" этого" материала" требует"весьма"тщательной"научной"разработки"…"

Почти" всегда" в" научной" геодезии"имеют" дело" с" установлением" очень"малых" величин," которые" однако"свидетельствуют" о" мощных"грандиозных"процессах"в"жизни"Земли…"Нам…необходимо" усвоить" взгляд," что"научная" картография" и" геодезия" есть"часть,"и" совсем"не"маловажная,"науки"о"Земле," от" развития" которой" зависит" и"развитие" других" частей" этой"важнейшей" науки”" " [Красовский" и" др.,"1938,"c.5].""И"ещё:"

”Мы" остановились" на" некоторых"задачах"физической"геодезии,"входящей"в" качестве" отдела" в" астрономо@геодезию." " Как" видно," геодезисты" за"последнее" время" подошли" к" новым"плодотворным" методам" исследования"строения" верхних" слоев" земной" коры;""связь" физической" геодезии" с"геофизикой" и" геологией" заметно"конкретизируется." Жизнь," очевидно,"требует" от" астрономо@геодезиста,"устремляющегося" в" работу" по"очерченным" в" настоящей" статье"задачам," соответственной"подготовки"в"области" геофизики" и" геологии."

Несомненна"важность"задач"физической"геодезии"и"в"научном"и"в"практическом"отношении." Но" в" соответствии" с" этим,"во@первых," важны" связь" и" контакт"астрономо@геодезиста" в" его" научной"работе" с" геофизиками" и" геологами," а" с"другой," важно" отражение" в" планах"государственных" астрономо@геодезических" и" гравиметрических"работ" запросов" физической" геодезии"как" в" смысле" обслуживания""триангуляциями," нивелировками,"астрономическими" определениями" и"гравиметрическими" станциями"определенных" районов," так" и" в" смысле"проведения" полевых" геодезических,"гравиметрических" и" астрономических"работ" по" специально" установленным"программам”""[Красовский,"1953,"с.269]."

Нам" не" следует" забывать" эти"прозорливые" соображения" Ф.Н."Красовского"о"месте"геодезии"в"науках"о"Земле," а" также"и" соображения"бывшего"первого" заместителя" начальника" ГУГК"при" " СМ" " СССР" Леонида" Андреевича"Кашина,"приведенные"в"эпиграфе.""

Нет" никаких" сомнений" в" том," что"грамотно" поставленные" " геодезические"исследования" " помогут" приблизить"решение" древнейшей" мечты"Человечества" @""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""проблемы"прогноза"землетрясений.""

"


1. Безухов" Н.И.," Лужин" О.В." Приложение"методов" теории" упругости" и"пластичности" к" решению" инженерных"задач."М.:"Высшая"школа.""1974.""200"с.""

2. Гамбурцев" " Г.А." "Избранные"труды." "М.:"Изд@во"АН"СССР."1960.""461с."

3. Горшков" Г.П." " Александр" Петрович"Орлов" (из" истории" русской""сейсмологии)." Изд@во" АН" СССР," 1955,"с.62."

4. Касахара" К." " Механика" землетрясений.""М.:"Мир,"1985.""264"с.""

5. Кашин"Л.А."Отечественная"геодезия"как"система" наук" в" историко@науковедческом" и" практическом"понимании"//"Геодезия"и"картография."1995."N10."С.48."


""


46"

6. Красовский" Ф.Н." О" некоторых" научных"задачах" астрономо@геодезии" в" связи" с"изучением" строения" твердой" оболочки"Земли:" Изб." соч." Т.2." М.:"Геодезиздат,1953," с.261@269." (Доклад,"сделанный"в"мае"1944"г."Ученому"совету"Института" теоретической" геофизики"Академии"наук"СССР)."

7. Орлов" А.П." Землетрясения" и" их"соотношения" с" другими" явлениями"природы."Казань,"1887.""""""""""

8. Певнев" А.К." Прогноз" землетрясений" @"геодезические" аспекты" проблемы" //"Изв.АН"СССР."Физика"Земли."1988." "N12.""С.88@98."

9. Певнев" А.К." Предсказывать"землетрясения" можно." Вестник" РАН,"1998,"том"68,"№"11,"с.999@1006.""

10. Певнев" А.К." Пути" к" практическому"прогнозу" землетрясений.М.:" ГЕОС."2003.153с.""

11. Развитие" идей" Г.А.Гамбурцева" в"геофизике."К"80@летию"со"дня"рождения"академика" Григория" Александровича"Гамбурцева." Изд@во" «Наука»," М.:1982,"320"с."

12. Ризниченко" Ю.В." " Проблемы""сейсмологии."М.:"Наука,"1985.""408"с."

"

©"Певнев"А.К.,"Симонян"В.В.,"2014""

"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""


""


47"

УДК" 551.24" "" Татаринов"В.Н."/"Tatarinov"V.N."

Морозов"В.Н."/"Morozov"V.N."Кафтан"В.И."/"Kaftan"V.I."Каган"А.Я."/"Kagan"A.Ya."

"

ГЕОДИНАМИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ КАК ОСНОВА СОХРАНЕНИЯ БИОСФЕРЫ ПРИ ЗАХОРОНЕНИИ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ

"""GEODYNAMICAL MONITORING AS A BASIS FOR CONSERVATION BIOSPHERE AT

DISPOSAL OF RADIOACTIVE WASTE "

",

Аннотация:, Рассмотрены" результаты" изучения"современных" движений" земной" коры" в" пределах"Нижнеканского" гранитоидного" массива"(Красноярский" край)," где" планируется"строительство" первого" в" России" объекта"подземной" изоляции" высокоактивных"радиоактивных" отходов" в" геологические"формации." Эффективным" инструментом" при"решении" подобных" задач" является"геодинамический" мониторинг" на" основе"спутниковых"систем"GPS/ГЛОНАСС."Проведенные"в"2010@2014" гг." наблюдения" позволили" получить"новую" информацию" о" режиме" современных"движений" на" стыке" крупнейших" тектонических"структур" региона" @" Сибирской" платформы" и"Западно@Сибирской"плиты."

, Abstract:, The" results" of" the" study" of" modern"crustal" movements" within" Nizhnekanskiy"granitoid"massif" (Krasnoyarsk" region)," where" the"construction" of" Russia's" first" object" underground"isolation" of" high@level" radioactive" waste" in"geological"formations."Effective"tool"in"solving"such"problems" is" the" geodynamic" monitoring" satellite@based" GPS" /" GLONASS." Carried" out" in" the" 2010@2014." observations" have" provided" new" insights"into" the" mode" of" modern" movements" at" the"junction"of"major"tectonic"structures"of"the"region"@"the"Siberian"Platform"and"the"West"Siberian"Plain.,

"Ключевые, слова:, геодинамический" мониторинг,"современные" движения" земной" коры,"GPS/ГЛОНАСС," радиоактивные" отходы,"экологическая"безопасность"биосферы"

" Keywords:" geodynamic" monitoring" modern"crustal" movement," GPS" /" GLONASS," radioactive"waste,"environmental"safety"of"the"biosphere"

"

"""

Введение,"

Интенсивная" деятельность" по"созданию" атомного" оружия" и" развитию"ядерной"энергетики"во"второй"половине"ХХ" века" в" кратчайшие" сроки" постоянно"отодвигала" на" будущее" вопросы"радиационной" безопасности" биосферы."За" этот" период" интенсивного" развития"атомной" промышленности" на"территории" России" были" накоплены"радиоактивные" отходы" (РАО)" объемом"свыше"510"млн."м3"и" активностью"более"5,9х109" Ки." До" недавнего" времени"преобладала"идеология"хранения"РАО"на"земной" поверхности" и" отложенного"решения"об"их"окончательной"изоляции."Масштабное" решение" проблемы"началось"только"в"последние"годы,"когда"в" российском" обществе" сформировалось"

понимание" того," что" безопасность"обращения" с" РАО," является"приоритетным" условием" дальнейшего"развития" экономики" страны" и"предотвращения"загрязнения"биосферы.""

Наиболее" токсичными" и"опасными" являются" тепловыделяющие"высокоактивные" радиоактивные"отходы 10 ." Удаление" их" из" среды"обитания" человека" при" существующем"научно@техническом"уровне"может"быть"реализовано" единственным"осуществимым"способом"–"захоронением"в" глубокие" геологические" формации."Для" этого" необходимо" выбрать" такие"

""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""10К" высокоактивным" отходам" относятся" РАО," " в"которых" " удельная" активность" бета@," гамма"излучающих" " нуклидов" более" 107" кБк/кг," а"трансурановых"@"более"105"кБк/кг"

""


""


48"

участки" земной" коры," где" будет"гарантирована" их" изоляция" в" течение"всего" срока" радиобиологической"опасности"104–105"лет.""

Обоснование" пригодности"геологической" среды" важнейшая"экологическая" проблема," стоящая" перед"Россией"и"другими"развитыми"странами,"использующими" ядерные" технологии." В"настоящее" время" изучаются"возможности"подземной"изоляции"РАО"в"различных" геологических" формациях:" в%солях" (Германия," США)," в% гранитах"(Швеция," Финляндия," Швейцария,"Канада," Россия)," в% глинах% (Франция,"Швейцария," Бельгия)" и"туфах" (США)." И"хотя" сама"идея" глубинного" захоронения"РАО" проста" и" очевидна," пока" еще" ни" в"одной" стране" не" начата" промышленная"эксплуатация" геологического"хранилища." В" конце" 90@х" годов" было"принято" решение" о" строительстве"первого" в" России" пункта" глубинного"захоронения" радиоактивных" отходов"(ПГЗРО)" в" пределах" Нижнеканского"гранитоидного" массива" в" Красноярском"крае." Итогом" многолетних" инженерно@геологических" изысканий" стал" выбор" в"его" пределах" участка" «Енисейский»," в"пределах" которого" в" настоящее" время"ведутся"интенсивные"работы."

Согласно" требованиям" МАГАТЭ,"обязательным" этапом" является"строительство" подземной"исследовательской" лаборатории" (ПИЛ),"необходимой" для" уточнения"характеристик" вмещающего" массива"горных" пород." Научно@исследовательские" работы" по" созданию"ПИЛ" велись" в" США" (Yucca" Mountain),"Швеции" (Äspö)," Финляндии" (Onkalo),"Швейцарии" (Grimsel)," Франции" (Fanay@Augeres)," Японии" (Mizunami" и" Hornobe),"Германии"(Горлебен)"и"др.""

Нижнеканский"массив"относится"к"зоне" активного" орогенеза," т.е." процесс"его" формирования" как" горного"сооружения" еще" не" закончен." Поэтому,"«подходящие»" условия," установленные"по" данным" инженерно@геологических"

изысканий" на" момент" начала"строительства" ПГЗРО," не" могут" быть"автоматически" распространены" на" весь"срок" его" эксплуатации." За" столь"длительный" период" тектонические"движения" могут" кардинально" изменить"гидрогеологический" режим" (уровень"подземных" вод," напор" водоносных"горизонтов,"вызвать"образование"новых"и" раскрытие" старых" каналов"инфильтрации" флюидов" и" т.д.)." Но"наибольшую" угрозу" представляет"вероятность" тектонической" деструкции"структурно@тектонических"блоков"(СТБ),"которые" находятся" во" внешнем" поле"нелинейно" изменяющихся" во" времени"тектонических" сил." Внутри" СТБ"существует"потенциальная"возможность"образования" новых" тектонических"разломов"или" активизации"«пассивных»"разломов" с" проникновением" подземных"вод"к"контейнерам"с"РАО"и"последующим"выносом"радионуклидов"в" окружающую"среду.""

Именно" нерешенность" вопроса"прогноза" длительной" тектонической"стабильности" и" влияния" на" биосферу"негативно" повлияла" на" общественное"мнение,"и"стало"причиной"отказа"от"уже"выбранных" площадок" на"заключительной" стадии," когда" была"создана" вся" инфраструктура" и" пройден"подземный" комплекс" выработок." Яркий"пример" @" ситуация" с" хранилищем" Yucca%Mountain," когда" строительство" было"свернуто," при" том," что" затраты" на" его"реализацию" за" прошедшие" десятилетия"составили" почти" 10" млрд." долларов."Высшая" экспертная" комиссия" по"ядерному" будущему" (США)" расценила"это" как" «национальный" провал»,"который" «уже" привел" к" крупным"материальным" потерям»" и"рекомендовала" выбрать" новое" место."Вторым" примером" является" хранилище"Горлебен% в" Германии." Активные"протесты" жителей" Нижней" Саксонии,"привели" к" приостановке" всех" работ" на"заключительной" стадии" и" по" данным"немецкой" компании" DBE% TECHNOLOGY%


""


49"

GmbH" в" Германии" планируются"исследования" по" выбору" места"захоронения" РАО" в" кристаллических"породах," аналогичных" породам"Нижнеканского"массива."

В" рамках" решения" этой"фундаментальной" задачи"специалистами"ГЦ"РАН,"ОАО"«Геолоком»"и" ФГУП" «ГХК»" был" создан"геодинамический" полигон" для"наблюдений" за" современными"движениями" земной" коры" (СДЗК)" на"основе" современных" спутниковых"систем" GPS/ГЛОНАСС." В" данной" статье"представлены"результаты"выполняемых"исследований." Необходимо" отметить,"что" приведенные" выводы" являются"промежуточными," т.к." в" геодинамике"инструментальные" наблюдений" могут"длиться" десятилетия," но" в" тоже" время"проектные" решения" о" строительстве"ПГЗРО" необходимо" принимать," как"говорится,"«уже"вчера»."

"

Характеристика,района,исследований,"

Район" располагается" на" стыке"крупнейших" тектонических" структур" @""Сибирской" платформы" и" Западно@Сибирской" плиты." В" геологическом"строении" выделяется" два" структурных"этажа." Нижний" структурный" этаж" –"фундамент," сложен" метаморфическими"породами" архея" и" изверженными"породами" Нижнеканского" массива." На"поверхность" породы" фундамента" не"выходят," т.к." повсеместно" перекрыты"породами" верхнего" структурного" этажа,"представленного" локально"распространенными" отложениями"юрского" возраста," корами"выветривания," развитыми" по"докембрийским" породам,"аллювиальными" террасовыми"отложениями" долины" р." Енисей."Разрывные" нарушения" имеют," как"правило," субширотную" и"субмеридиональную" ориентировки,"причем" последние" считаются" более"молодыми"(рис."1).""

Несмотря" на" сложность"геологического" строения" и"современного" рельефа," район" в" течение"очень" длительного" периода"характеризуется" стабильным"тектоническим" режимом." Суммарная"амплитуда" поднятия" территории" за"новейший" период" оценивается" в" 400@500"м." Средняя" скорость" воздымания"составляет" 0,2@0,3" мм/год." Река" Енисей"делит" район" на" левобережную" зону"преимущественно" отрицательных"вертикальных" движений" и"правобережную" –" положительных"движений." Основными" тектоническими"нарушениями" являются"субмеридиональные" разломы:"Муратовский," Атамановский,"Правобережный"и"Большетельский"[2]."В"соответствии" с" генеральным"направлением" ориентировки"тектонических"нарушений"при"создании"геодинамической" сети" была" выбрана"оптимальная"схема"размещения"пунктов"наблюдений" в" виде" профиля,"вытянутого" с" запада" на" восток,"пересекающего" крупные" разломы" зоны"сочленения" Сибирской" платформы" и"Западно@Сибирской" плиты." До" начала"работ" инструментально"подтвержденных" результатов"наблюдений" за" горизонтальными" СДЗК"для" района" исследования" не" было."Известны" работы" по" изучению"современных" вертикальных" движений"[3," 4]," согласно" которым" скорости"максимальных" движений" в" регионе" не"превышали" 2@6" мм/год." Тектоническая"позиция" участка" «Енисейский»"следующая." Восточный" край" участка"отсекается"древним,"активированным"на"современном" этапе" Правобережным"разломом." Он" формирует" северо@восточный" склон"Атамановского" хребта."Максимальная" амплитуда" сброса,"возникшего" в" триасе@юре," в" пределах"Енисейского"участка"оценивается"в"400@580"м"при"длине"разлома"около"20"км.""

"


""


50"

""

Рис."1."Неотектоническая"карта@схема"района"исследований""

Амплитуда" послеюрского" смещения"оценивается" в" среднем" в" 300"м." Разлом"был"подновлен"на"новейшем"этапе"–"был"активен" в" голоцене" и" продолжает" свои"смещения" в" настоящее" время." Ширина"зоны" динамического" влияния"Правобережного" разлома" варьирует" от"

300"м"до"3"км."Перпендикулярно"к"нему"расположен" Шумихинский" сдвиг,"отделяющий" пониженный"неотектонический" блок" от" центральной"части" Енисейского" участка." Таким"образом," два" разрывных" нарушения"делят" Енисейский" участок" на" три"


""


51"

разновысотных" неотектонических"блока." В" 3@х" километрах" к" западу" от"границы" участка" находится"Муратовский" разлом," по" которому"проходит" современная" граница"Сибирской" платформы" и" Западно@Сибирской" плиты." Предполагается," что"по" разлому" плита" опускается," а"платформа" медленно" воздымается."Суммарная" амплитуда" вертикальных"смещений"превышает"3"мм/год"[1]."

"

Результаты,геодезических,исследований,

"

Начало" работ" по" изучению"вертикальных"движений" земной" коры"в"районе" датируется" серединой" прошлого"века." Повторные" высокоточные"нивелирования" (за" период" с" 1938" по"1986" гг.)" позволили" установить"гипотетическую" нулевую" изолинию"скоростей"движений,"которая"пересекает"р."Енисей"в"районе"пос."Белорусский"и"р."Кан" в" районе" дер." Шивера." К" югу" от"нулевой" изолинии" зарегистрирована"зона" поднятий" со" скоростью" 0,8@1,0"мм/год." Расстояние" между" нулевой"изолинией" и" линией" поднятий" 0,8c1,0%мм/год"достигает"100"км."К"северу"от"нулевой" изолинии" на" расстоянии" 80@150"км" зарегистрированы" опускания" со"скоростью"0,6c2,5%мм/год%[7]."

С"1976"года"силами"Красноярского"филиала" ОАО" ГСПИ" «КПИИ" «ВНИПИЭТ»"высоты" пунктов" определены" из"нивелирования" III" класса," в"последующие" годы" (1998," 1999," 2009)" –"из" нивелирования" II" класса."Зафиксированы" незначительные"вертикальные" смещения" со" средней," за"время" наблюдений," скоростью"0,08%мм/год.""

Алма@Атинским" архитектурно@строительным" институтом" были"выполнено" 3" цикла" (1989," 1990" и" 1991"гг.)" наблюдений" за" вертикальными"движениями" по" маршрутам,"пересекающим" Муратовский" и" Первый"Красноярский" разломы." Измерения"

выполнялись" «по" программе" 1" класса"повышенной" точности»." Наибольшие"расхождения" между" прямыми" и"обратными" ходами" не" превышали"±0,7"мм"на"1"км"хода."Длина"профилей"от"1,0" до" 3,0"км," количество" реперов" в"профиле"от"4"до"5."По"результатам" этих"измерений" в" 1991"г." было" сделано"заключение," что" расхождение" в"превышениях" между" реперами" не"превышают"предел"точности"измерений,"т.е."0,5@0,7"мм"[1]."

В" 2002" году" в" составе" работ" по"договору" с" ФГУП" «ГХК»" («Обоснование"использования" строительных"конструкций" зданий" №№"3,"3,"3а" и" 3б"завода"РТ@2»)"ФГУП"«КГПИИ"«ВНИПИЭТ»"были" реконструированы" все" созданные"ранее"пункты"прецизионных"измерений"и" по" реконструированным" профилям"были" выполнены" геодезические"наблюдения" за" СДЗК." Длина"нивелирного" хода" более" 33"км." Он"пересекает" основные" тектонические"нарушения" района:" Муратовский,"Первый" Красноярский," Атамановский" и"Правобережный" разломы." Методика"нивелирования"позволила"оценить"СДЗК"с" точностью" ±" 0,5"мм" на" 1" км" хода."Получены" вертикальные" смещения" со"средней"скоростью"1,2%мм/год."

"

Метод,,исследований,"

Геофизический" центр" РАН"совместно"со"специалистами"ФГУП"«ГХК»"начиная"с""2005"г."занимается""изучением"геодинамического" режима" в" районе"размещения" объектов" ФГУП" «ГХК»" с"использованием" глобальных"навигационных" спутниковых" систем"GPS/ГЛОНАСС." В" 2005@2008" гг." был"выполнен" пилотный" проект" по" научно@методическому" обоснованию"применения"систем"и"построены"модели"напряженно@деформированного"состояния" Нижнеканского" массива" и"участка"«Енисейский»"[1].""

В"2010" г." были"начаты"постоянные"работы" по" наблюдению" за" СДЗК" и"


""


52"

установлены" фундаментальные" пункты"геодинамической" сети." В" 2010" г." (эпоха"0)" наблюдения" проводились" на" 10"пунктах" в" пределах" участка"«Енисейский»," затем" были" продолжены"в"2012@2014"гг."(эпоха"1,"эпоха"2,"эпоха"3)"на" созданном" полномасштабном"геодинамическом" полигоне,"включающем" 27" пунктов" наблюдений."На" " рис." 2" показан" внешний" вид" одного"из"пунктов"геодинамической"сети."

При"проведении"наблюдений"время"записи" сигналов"на"одном"пункте"около"6@10" часов." Измерения" проводятся" в"режиме" статики." Маска" угла" отсечения"150," дискретность" записи" –" 10" секунд."Обработка" спутниковых" измерений"выполнена" с" использованием"уточненных" эфемерид," полученных" из"службы% SOPAC," по" сертифицированной"программе" «Magnet% Tools»." Для" записи"спутниковых" сигналов" использовалась"геодезическая"спутниковая"аппаратура"–"двухчастотные" GPS/ГЛОНАСС"приемники" «Hiper»" (6" шт.)" с" антеннами"MarAnt+"и"«Topcon"GR@3»"(3"шт.).""

Во" время" полевых" измерений,"порядок" перемещений" между" пунктами"старались"повторять"для"обоснованного"сравнения" изменения" длин" базисных"линий."

Известно," что" определение"расстояний" между" пунктами"наблюдений" считается" более" точным"при" изучении" геодинамических"движений," чем" координат" пунктов." В"2014" г." были" измерены" 194" базисные"линии." Такая" представительность" с"одной" стороны" позволяет"детализировать" движения" по" всей"территории," но" с" другой" существенно"затрудняет" анализ," т.к." пока" имеется"только"два"цикла"наблюдений"и"на"фоне"малых"движений,"которые"соизмеримы"с"ошибкой" метода," картина" движений"получается" мозаичная" и"противоречивая.""

"

""

Рис."2."Внешний"вид"пункта"геодинамической"сети"№1401"

"

На" рис." 3" показана" фактическая"схема" измеренных" базисных" линий" в"2014"г."

"

Анализ,результатов,наблюдений,за,СДЗК,

"

Ввиду" малого" интервала" наблюдений" и"низкой" природной" геодинамической"активности" территории," детальная"оценка"деформаций"земной"поверхности"будет" возможно" после" накопления"достаточного" объема" данных." Тем" не"менее," имеется" возможность" оценки"характера" деформирования" территории"в" пределах" наблюдательной" сети" в"целом." Для" этого" были"проанализированы" изменения" длин"базовых"линий,"измеренных"в"2012@2013"гг."

""

""


""


53"

""

Рис.%3.%%Структура%сети%наблюдений%(эпоха%3)""

Визуальный" анализ" гистограммы"распределения" разностей" длин" базовых"линий"(рис."4)"показывает"преобладание"отрицательных" разностей" над"положительными." Медиана"гистограммы" смещена" в" область"отрицательных" значений." Средняя"разность" составляет" –"1,3" мм." Средняя"квадратическая" погрешность"полученной" средней" разности" равна" 0,5"мм," нормированное" значение" средней"разности" t% =" @2,6." Пользуясь" таблицей"квантилей" распределения" Стьюдента,"получим" для" выборки" 100" и" более"значений" (в" нашем" случае" k=103)"критическое" значение" 2,6259" при"доверительной" вероятности" Р=0,99." Так"как" полученная" оценка" t" практически"достигает" критического" значения,"можно" отклонить" гипотезу" об"отсутствии" значимых" деформаций" с"доверительной"вероятностью"0,99.""

Полученную" обобщенную" оценку" @2,6" можно" отождествить" с" общей"

тенденцией" деформации% сжатия%территории" во" временном" интервале" с"2012"по"2013"гг."

В" 2010," 2012," 2013" гг."максимальные" изменения" длин" базисов"не"превышали"10@11"мм,"а"в"период"2013@2014" г." резко" возросло" количество"базисов" для" которых" изменения" длин"лежат" в" интервале" 10" до" 20" мм."Возникает" вопрос" за" счет" чего" это"произошло:" как" результат" возможных"технических" ошибок" в" расчете" или"наблюдениях" или" это" вызвано"естественными"природными"причинами,"связанными" с" геодинамическими"смещениями"земной"поверхности."

Для" ответа"на" этот" вопрос" с" целью"контроля" качества" и" оценки" точности"результатов" измерений" эпох" 2012@2014"гг." было" выполнено" свободное"уравнивание" сети" GPS" наблюдений."Уравнивание" сетей" обычно" проводится"для"устранения"невязок,"обусловленных"наличием" ошибок" в" избыточно"


""


54"

измеренных" величинах," и" для"определения" вероятнейших" значений"искомых" неизвестных" или" их" значений,"близких" к" вероятнейшим." Оценка"точности," выполняемая" на"заключительном" этапе" уравнительных"вычислений,"дает"наиболее"достоверные"данные" о" реальной" точности" элементов"построенной" на" местности"геодезической" сети." Уравнивание"выполнено" с" использованием"программного" пакета" MAGNET% Office%Tools.%"

При" уравнивании" не"использовались" опорные" значения"координат." Такая" сеть" в" геодезической"литературе" именуется" нуль@свободной."При" этом" на" поправки" в" неизвестные"координаты" накладывается" условие"минимума" суммы" их" квадратов"[δX2]=min." В" результате" уравнивания"наблюдений" получены" уравненные"компоненты" векторов" базовых" линий" и"средние"квадратических"ошибки"(СКО)."

"

"Рис."4."Гистограмма"распределения"разностей"длин"базовых"линий"в"2012@2013"гг."

"Оценка"СКО"положения"пунктов"в"

плане" для" эпохи" 2014" г." показала," что"основная"масса"группируется"в"области"3"мм" (рис." 5)." Средние" значения" СКО" в"плане"и"по"высоте"составили"3,7"и"6,3"мм,"соответственно." Результаты"аналогичного" уравнивания" для" эпохи"2013" г." показали," что" средние" значения"СКО" в" плане" и" по" высоте" составляли"приблизительно"такие"же"величины"@"3,9"и"6,6"мм,"соответственно."В"2012"г."@"3,0"и"6,0" соответственно." Таким" образом,"очевиден" вывод," что" относительно"высокие" изменения" длин" базисов,"

полученные" в" 2014" г." вызваны" именно"природными% причинами," а" не" помехами"или" возможными" техническими"ошибками" в" выполнении" наблюдений"или"расчетов.""

Наиболее" вероятной" причиной"увеличения" диапазона" изменения" длин"базисов" " в" 2014" г." является" известное"фундаментальное" свойство"геодинамических" процессов" @"циклический" характер" развития"геодинамических"движений"во" времени,"когда" периоды" затишья" сменяются"короткими" периодами" интенсификации"


""


55"

движений." Цикличность" (вызванная"тектоническими" факторами" или"поверхностными" экзогенными"процессами)" видна" при" рассмотрении"изменения" длин" отдельных" базисов.""Например," длина" базисной" линии" LP05@LP09" за" период" 2010@2012" гг."уменьшилась" на" 10"мм," но" затем" с" 2012"по"2013"г."изменилась"также"на"10"мм,"но"

уже" сторону" удлинения." В" итоге"среднегодовая" скорость" изменения"длины" базиса" LP05@LP09" за" 3" года"оказалась"равной"0."Или"линия"1207@ОР2"@"в"первый"год"изменилась"на"@10"мм,"во"второй" год" "на"+11." "В"итоге" за"два" года"практически"не"изменилась"и" составила"+1"мм."И"таких"примеров"очень"много.""

"Распределение"средних"квадратических"ошибок"положения"пунктов"в"плане"

Распределение"средних"квадратических"ошибок"положения"пунктов"по"высоте"

""

2012"год"

" "2013"год"

" "2014"год"

Рис."5.""Результаты"уравнивания"геодинамической"сети"и"оценки"СКО""

Это" подтверждает" тезис" о"необходимости" учета" цикличности"движений" при" окончательных" выводах"об" активности" структурных" блоков" в"районе." Это" можно" сделать," увеличив"общий" интервал" наблюдений," т.е." для"

каждого" пункта" наблюдений"необходимо" получить" временной" ряд"длин" базисов," состоящего" минимум" из"10@15" точек" (5@6" лет" наблюдений" при"двух"разовых"наблюдениях"в"год)."


""


56"

Более" детальный" анализ"расположения" базисных" линий," для"которых" по" итогам" 4@х" летнего" периода"были"получены"максимальные"скорости"изменения" базисов" (удлинения" или"укорочения)" позволил" увидеть"важнейшую" закономерность," которая""расширяет" наши" знания" о"геодинамическом" режиме" данного"региона.""

На" рис." 6" нанесены" скорости"изменения" длин" базисных" линий" за"интервал"наблюдений"2010@2014"гг."При"этом" черным" цветом" выделены" те"базисы," длина" которых" не" изменилась"или"увеличилась"(растяжение),"красным"

цветом" –" длина" линий" уменьшилась"(сжатие)." Как" видно," общая" картина"достаточно" «размазанная»" и" не"позволяет" сделать" каких@то" надежных"выводов"о"преобладающем"направлении"движений." Хотя" видно," что"максимальные" скорости" зафиксированы"с" линиями," связанными" с" пунктами,"расположенными" на" берегу" р." Енисей" –"пункты" 1205," 1204," 1206," 1214," 1215,"1216"и"пункт"ОР02."Все"они"оказываются"в" зоне" динамического" влияния"Муратовского" разлома," который"является" границей" Сибирской"платформы"и"Западно@Сибирской"плиты.

"

""

Рис."6.""Обобщенные"скорости"изменения"длин"базисных"линий"за"интервал"наблюдений"2010@2014"гг."Черный"цвет"длина"линий"не"изменилась"или"увеличилась"

(растяжение),"красный"цвет"–"длина"линий"уменьшилась"(сжатие)"


""


57"

""

Рис."7.""Изменения"длин"базисных"линий"за"2012@2013"г."Черный"цвет"длина"линий"не"изменилась"или"увеличилась"(растяжение),"красный"цвет"–"длина"линий"уменьшилась"(сжатие)"

%

"%

Рис."8.""Изменения"длин"базисных"линий"за"2013@2014"г."Черный"цвет"длина"линий"не"изменилась"или"увеличилась"(растяжение),"красный"цвет"–"длина"линий"уменьшилась"(сжатие)"


""


58"

Более" четкая" закономерность"видна"на"рис."7"и"8."Из"рис."7"следует,"что"на" всей" правобережной" части" района"базовые"линии"за"период"с"2012"по"2013"год" уменьшились," т.е." имелась"тенденция" к" сжатию" верхней" части"геологической" среды," а" в" левобережной"части" наоборот" почти" все" линии"увеличили" свою" длину," т.е." среда"испытывала"растяжение."Через"год"(рис."8)" картина" полностью" сменилась" на"противоположную." На" правом" берегу"зарегистрированы" растяжения" почти"для" всех" линий," а" на" левом" –" сжатие"среды.""

В" качестве" гипотезы" объяснения"этого" факта," можно" предположить," что"это" следствие" циклического" развития"природных" процессов" в" регионе," и"является" ярким" подтверждением"фундаментальных" закономерностей"геодинамических" процессов,"неоднократно" установленных" в"различных" (активных" и"платформенных)" регионах" земного"шара." Именно" в" период" 2013@2014" гг."произошел"очередной"цикл"активизации"тектонического" режима" территории." С"другой" стороны" это" подтверждает"существующее" мнение," что"тектонические" зоны," связанные" с"положением" р." Енисей," активны" в"настоящее" время"и" делят" регион"на" две"тектонические" провинции." Это" было"подтверждено" и" в" результатах"моделирования" напряженно@деформированного" состояния" пород" и"геоморфологического" изучения"территории"[5]."

Этот" вывод" согласуется" с" хорошо"известными" геоморфологическими"особенностями" региона." Енисейский"кряж" четко" делит" территорию" на" две"провинции"–"спокойную"левобережную"и"воздымающуюся"правобережную."В"этом"случае" становится" особенно" важными" и"необходимыми" анализ" данных"повторного" нивелирования" по"профильным" линиям," ориентированных"с" запада" на" восток," которые" по" идее"

должны"подтвердить"факт"смены"знаков"движений" в" районе," прилегающем" к" р."Енисей."

На" рис." 9" показан" поперечный"разрез" с" востока" на" запад," на" котором"показана" гипотеза" развития"геодинамической" обстановки" в" районе"Енисейского" кряжа," объясняющая"данные" наблюдений" за" СДЗК"(вертикальный" масштаб" сильно"увеличен" по" отношению" к"горизонтальному)." Уменьшение" длин"линий" в" восточной" части" территории" в"2012@2013" гг." могло" быть" обусловлено"сдвиговыми" движениями" по"Муратовскому" разлому," которые"приводили" к" относительному" сжатию"края" Сибирской" платформы."Одновременно" прилегающая" часть"Западно@Сибирской" плиты" испытывала"относительное" уменьшение"напряжений," что" в" результате"проявилось" в" увеличении" длин" базисов"(рис."9).""

В" интервале" 2013@2014" гг."произошла" активизация" тектонической"активности" в" результате" сдвига" по"Муратовскому"разлому"или"активизации"вертикальных" положительных"движений"глыбы"Сибирской"платформы,"что" стало" причиной" растягивающих"напряжений" на" земной" поверхности" в"восточной" части" и" сжимающих" в"западной"части"района"исследований.""

При" этом" независимо" от" причин,"которые" можно" обсуждать," совершенно"очевидна" современная" тектоническая"активность" Муратовского" (и" возможно"Правобережного)" разломов," так" как"именно" по" их" границам" происходит"смена" направленности" изменения" длин"базисов"двух"тектонических"районов."

"

Выводы,"

В" зоне" сочленения" Сибирской"платформы"и"Западно@Сибирской"плиты,"в"районе"строительства"первого"в"России"пункта" глубинного" захоронения"высокоактивных" радиоактивных"


""


59"

отходов," создан" геодинамический"полигон" для" наблюдений" за"современными" смещениями" блоков"земной" коры" на" основе" глобальных"навигационных" спутниковых" систем"GPS/ГЛОНАСС." Геодинамическая" сеть"включает" в" себя" 27" фундаментальных"пунктов" наблюдений." Разработана" и"опробована" система" обработки" и"интерпретации" данных"геодинамических" наблюдений,"учитывающая" масштабный"пространственно@временной" эффект" [6],"

которая" позволяет" проводить"районирование" территории" по"скоростям" деформаций" и" градиентам"земной" поверхности," в" соответствии" с"существующими" нормативными"требованиями" и" нормами" МАГАТЭ" для"объектов"ядерного"топливного"цикла."

За"период"2010@2014"гг."получены"скорости" изменения" длин" базисных"линий," как" элементов," измерение"которых"с"использованием"спутниковых"систем" считается" наиболее" точным."

"

"Рис."9."Геодинамическая"обстановка"в"районе"Енисейского"кряжа"на"основе"

наблюдений"за"СДЗК"в"2010@2014"гг."(вертикальный"масштаб"сильно"увеличен"по"отношению"к"горизонтальному)."Коричневая"линия"@"рельеф,"красная"–"активные"

разломы,"голубой"пунктир"позднеплиоценовая"поверхность"выравнивания."Красная"пунктирная"линия"@"граница"двух"тектонических"районов:"Западно@Сибирской"плиты"и"

Сибирской"платформы.""

Во@первых," зафиксирована"активизация"изменения"длин"базисов"за"интервал" 2013@2014" гг." до" ±15" мм/год,"при" среднегодовых" значениях" ±5" мм."Наиболее" вероятной" причиной"активизации" увеличения" длин" базисов"в" 2014" г." является" циклический"

характер" пространственно@временного"развития" геодинамических" движений,"когда" периоды" затишья" сменяются"короткими"периодами"интенсификации"движений.""

Во@вторых," на" правобережной"части"р."Енисей"длины"базисных"линий"


""


60"

между"пунктами"наблюдений"за"период"201" @2013" гг." укорачивались," т.е."существовала" тенденция" к" сжатию"верхней"части"среды,"а"в"левобережной"части" наоборот" почти" все" базисы"удлинились," т.е." среда" испытывала"растяжение." Через" год" картина"сменилась" абсолютно" на"противоположную." Таким" образом"существует" закономерность" поведения"прилегающих" частей" Сибирской"платформы"и"Западно@Сибирской"плиты"как" единых" частей," имеющих"глубинные" силовые" геодинамические"источники." Этот" факт" является"инструментально" зафиксированным"подтверждением" существующего" среди"геологов" представления" о" активности"Муратовского" разлома" на" современном"этапе" тектонического" развития"региона."

Полученные" результаты"являются" важными" для" понимания"фундаментальных" особенностей"геодинамики" района," но," в" тоже" время,"не" могут" быть" основанием" для"«скороспелых»" выводов" о"геодинамической" опасности" для"существующих" в" этом" районе"промышленных" объектов," т.к."среднегодовые" деформации" верхней"части" земной" коры" не" относятся" к"категории"опасных.""

Необходимо" дальнейшее"накопление" информации." Более"обоснованные" выводы" о" возможности"подземной" изоляции" РАО" в" этом"регионе" будут" возможны" при"зарегистрированных" скоростях" СДЗК,"как" минимум" превышающих"паспортную" точность" метода."Необходим" также" комплексный" анализ"данных" о" горизонтальных" движениях,"полученных" на" основе" применения"GPS/ГЛОНАСС" систем," с" результатами"повторного" нивелирования" и" других"геолого@геофизических" методов"исследования."

"


1. Андерсон" Е.Б.," Белов" С.В.," Камнев" Е.Н.,"Колесников" И.Ю.," Лобанов" Н.Ф.,"Морозов"В.Н.,"Татаринов"В.Н."Подземная"изоляция" радиоактивных" отходов." М.:"Издательство"«Горная"книга»,"2011."592"с.:"ил."(АТОМНАЯ"ЭНЕРГЕТИКА)."

2. Белов"С.В.,"Морозов"В.Н.,"Татаринов"В.Н.,"Камнев" Е.Н.," Хаммер" Й." Изучение"строения"и"геодинамической"эволюции"Нижнеканского" массива" в" связи" с"захоронением" высокоактивных"радиоактивных" отходов" //"Геоэкология."2007."№2."С.""248@266."

3. Колмогоров" П.П.," Колмогоров" В.Г."Современные" вертикальные" движения"Алтае@Саянской" области" и" их" связь" с"новейшими" движениями" и"сейсмичностью." Геология" и" геофизика,"2002,"т.43,"№6,"с.567@578."

4. Колмогоров" П.П.," Колмогоров" В.Г."Современные" вертикальные" движения"земной" коры" Енисейского" кряжа" //"Геология"и" геофизика," 2004," т.45,"№."C."455@466."

5. Морозов" В.Н.," Колесников" И.Ю.,"Татаринов"В.Н.,Моделирование"уровней"опасности" напряженно@деформированного" состояния" в"структурных" блоках" Нижнеканского"гранитоидного" массива" (к" выбору"участков" захоронения" радиоактивных"отходов)" //" Геоэкология." №6." 2011." С."524@542."

6. Татаринов" В.Н." Геодинамическая"безопасность" на" объектах" ядерного"топливного" цикла" //" Бюллетень"«Использование" и" охрана" природных"ресурсов"в"России»."№"1."2006."С."46@51."

7. Татаринов" В.Н.," Морозов" В.В.,"Колесников" И.Ю.," Каган" А.И.,"Татаринова" Т.А." Устойчивость"геологической" среды" как" основа"безопасной" подземной" изоляции"радиоактивных" отходов" и"отработавшего" ядерного" топлива" //"Надежность" и" безопасность"энергетики."2014."№1(24)."С."25@29."

"

©"Татаринов"В.Н.,"Морозов"В.Н.,"Кафтан"В.И.,"Каган"А.Я.,"2014

""

ГЕОИНФОРМАТИКА"/"GEOINFORMATICS"""

""


61"

УДК" 528;"004.9" "" Цветков"В.Я."/"Tsvetkov"V.Ya."

"

ПРИМЕНЕНИЕ ГЛОБАЛЬНЫХ НАВИГАЦИОННЫХ СПУТНИКОВЫХ СИСТЕМ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫМ ТРАНСПОРТОМ

"""

APPLICATIONS OF GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEMS FOR RAIL "

",

Аннотация:, Рассмотрено" применение" глобальных"навигационных" спутниковых" систем" " для"управления" железнодорожным" " транспортом."Раскрыты" особенности" ГНСС." Статья" описывает"системы" дифференциальной" коррекции," которые""предназначены" для" улучшения" характеристик"работы" ГНСС." Описаны" основные" принципы"управления" с" помощью" спутниковых" технологий."Описано" применение" интеллектуальных"транспортных" систем" в" среде" ГНСС." Показаны"условия" применения" интеллектуальных"транспортных" систем" в" среде" глобальных"навигационных"спутниковых"систем.,

, Abstract:, It" described" the" application" of" global"navigation" satellite" systems" to" control" rail." The"features"of"GNSS."This"article"describes"a"system"of"differential" correction," which" are" designed" to"improve" the" performance" of" the" GNSS." The" basic"principles"of"management"with"the"help"of"satellite"technology." Describes" the" use" of" intelligent"transport"systems"in"the"environment"of"GNSS."The"conditions" of" application" of" intelligent" transport"systems" in" the" environment" of" global" navigation"satellite"systems.,

"Ключевые, слова:, геоинформатика," навигация,"транспорт," управление" ГНСС," интеллектуальные"транспортные"системы.""

" "Keywords:" geoinformatics," navigation," transport,"management" of" GNSS," intelligent" transport"systems,

""

""

Введение""

В" настоящее" время" расширяются"методы" применения" спутниковых"технологий" для" управления." [1," 2]."Основой" этих" технологий" являются"глобальные" навигационные"спутниковые" системы." Глобальная"навигационная" спутниковая" система"(ГНСС)"состоит"из"четырех"сегментов:""

"

• космический"сегмент"(навигационные"спутники),"

• сегмент"управления"• и"сегмент"пользователей"

(аппаратура"потребителей)"• система"дифференциальных"

поправок.""

Сущность" спутниковой"технологии" " управления" состоит" в"использовании" ГНСС" и" системы"наземных" центров" управления"транспортом" " для" получения" координат"и" точек" подвижных" объектов" и"управления" ими." " В" настоящее" время" в"мире" для" управления" транспотром"существуют" и" развиваются" четыре"

системы" ГНСС" −" GPS" (Global% Positioning%System)," ГЛОНАСС" (Глобальная%Навигационная% Спутниковая% Система),"Галилео"(Galileo),"Beidou"(COMPASS)."

Глобальная" навигационная"спутниковая"система"GPS""–"спутниковая"система" навигации," обеспечивающая"измерение" расстояния," времени" и"определяющая" местоположение."Позволяет" в" любом" месте" Земли"(исключая"приполярные"области),"почти"при" любой" погоде," а" также" в"космическом" пространстве" вблизи"планеты" определить" местоположение" и"скорость"объектов."Система"разработана,"реализована" и" эксплуатируется"Министерством" обороны" США." Система"включает" 24" основных" спутников"движущиеся" вокруг" Земли" с" частотой" 2"оборота" в" сутки" по" шести" круговым"орбитальным" траекториям" (по" 4"спутника" в" каждой)," высотой" примерно"20180" км." В" GPS" используется" система"координат"WGS@84."

Глобальная" навигационная"спутниковая" система" ГЛОНАСС" –спутниковая" система" навигации,"

""


""


62"

предназначеная" для" оперативного"навигационно@временного" обеспечения"пользователей" наземного," морского,"воздушного" и" космического"базирования." Доступ" к" гражданским"сигналам" ГЛОНАСС" в" любой" точке"земного" шара" предоставляется"российским" и" иностранным"потребителям" на" безвозмездной" основе"и"без"ограничений."Система"разработана"по"заказу"Министерства"обороны"СССР."В"настоящее" время" развитием" проекта"ГЛОНАСС" занимается" Федеральное"космическое"агентство"(Роскосмос),"ОАО"«Российские" космические" системы»" и"ОАО" «Навигационно@информационные"системы»." Система" включает24"основных" спутника," движущихся" вокруг"Земли" с" частотой" 2" оборота" в" сутки" по"трем" круговым" орбитальным"траекториям"(по"8"спутников"в"каждой),"высотой"примерно"19"100"км."В"системе"ГЛОНАСС" используется" система"координат"ПЗ@90.02."

Глобальная" навигационная"спутниковая"система«Галилео»"(Galileo)–"совместный" проект" спутниковой"системы"навигации"Европейского" союза"и"Европейского"космического"агентства,"является"частью"транспортного"проекта"Трансъевропейские" сети." Система"предназначена" для" решения"навигационных" задач" для" любых"подвижных"объектов"с"точностью"менее"одного" метра.Ожидается," что" «Галилео»"войдёт"в"строй"в"2014–2016"годах,"когда"на" орбиту" будут" выведены" все" 30"запланированных" спутников" (27"операционных" и" 3" резервных)." После"полного" развертывания" система" будет"включать27" основных" спутника,"движущихся" вокруг" Земли" с" частотой"один" виток" за" 14" ч" 4" мин." и" 42,по" трем"круговым" орбитальным" траекториям"(по" 9" спутников" в" каждой)," высотой"примерно"23222"км."

Глобальная" навигационная"спутниковая"система"Beidou"(COMPASS)–китайская" система" спутниковой"навигации." Первая" Beidou" официально"

называвшаяся" «экспериментальной»,"или" «Beidou@1»," состоит" из" трёх"спутников" и" имеет" ограниченную" зону"покрытия" и" возможности" применения."Она" обеспечивала" навигационными"услугами"пользователей"внутри"Китая"и"приграничных" территорий" с" 2000" года."Beidou" второго" поколения," или" «Beidou@2»," официально" называемая" также"«Навигационная"система"Компас»."Будет"предлагать" свои" услуги" потребителям" в"Азиатско@тихоокеанском"регионе" с" 2012"года."Полная"группировка"спутников"для"покрытия"всего"земного"шара"в"числе"30"будет"выведена"к"2020"году."

"

Системы,дифференциальной,коррекции,

"

Системы" дифференциальной"коррекции" [3]" предназначены" для"улучшения" характеристик" работы"навигационной" системы," такие," как"точность," надежность" и" доступность,"через" интеграцию" внешних" данных" в"процессе" расчета." Они" делятся" на"спутниковые" и" наземные" системы"дифференциальной"коррекции."Системы"дифференциальной" коррекции""обеспечивают" обслуживаемую"территорию" информацией" о"дифференциальных" поправках."Спутниковые" системы" коррекции"обычно" используют" геостационарные"спутники."

Можно"выделить" стационарные"и"мобильные"системы"дифференциальной"коррекции," системы" работающие" в"режиме" реального" времени" и" в" режиме"постобработки," передающие"информацию" по" каналам" радиосвязи,"GSM,"интернет,"ГНСС"и"др."

Стационарные" системы"реализуются"в"виде"спутниковых"систем"дифференциальной" коррекции" (англ."SBAS" —" Space" Based" Augmentation"System)," наземных" систем"дифференциальной" коррекции" и" их"комбинаций."

Мобильные" системы"


""


63"

дифференциальной" коррекции" –"представляют"собой"системы"коррекции,"развертываемые" исполнителями" при"производстве" работ," наиболее"распространённая"система"–"RTK@режим."По" масштабу" охвата" территории"различают" три" уровня" подсистем"дифференциальной" коррекции:"широкозонная," региональная,"локальная.""

Выделение" в" структуре" единой"дифференциальной" системы" трех"иерархических" уровней" связано" с"необходимостью" удовлетворения"требований" различных" типов"потребителей" и" с" особенностями"организации" соответствующих" средств"функциональных" дополнений."Структура" и" состав" различных" уровней"существенно" различаются," также" как" и"способы" и" средства" получения" и"доставки" потребителям"корректирующей" информации."Корректирующие" сигналы" в" системах"ГНСС" в" основном" распространяются" в"формате"RTCM"SC@104."

Широкозонная" подсистема"дифференциальной" коррекции"использует" сеть" специальных"контрольно@корректирующих" станций"(ККС)," координаты" расположения"которых" известны" с" высокой" степенью"точности," информация" о" которых"передается" на" главную" станцию." После"дополнительной" проверки" на" главной"станции" вырабатывается" комплекс"общих"поправок"и"сигналов"целостности."Выработанные"сигналы"передаются,"как"правило," на" геостационарные" спутники,"с"которых"транслируются"на"приемники"потребителей." Применение"геостационарных" спутников" позволяет"обеспечить" радиус" рабочей" зоны"5000...6000" км." Достаточно" часто" ККС"входящие" в" состав" широкозонной"подсистемы" обеспечивают" и" локальный"сервис" с" применением" дополнительных"каналов" передачи" данных."Широкозонная" подсистема" является"спутниковой" системой"

дифференциальной" коррекции" (англ."SBAS" —" Space" Based" Augmentation"System)."В"настоящее"время"наибольшую"известность" получили" следующие"проекты"широкозонной"подсистемы:"

WAAS" (англ."WideAreaAugmentationSystem)" —"поддерживается" Федеральным"управлением"гражданской"авиации"США;"

MSAS, (англ." Multi@functionalSatelliteAugmentationSystem)" —"поддерживается" Японским"Министерством"земли,"инфраструктуры,"транспорта"и"туризма;"

GAGAN" (англ." GPS" Aided" Geo"Augmented" Navigation)" —"предоставляетсяИндией;"

SNAS" (англ." Satellite" Navigation"Augmentation" System)" —"предоставляется"Китаем"

Региональная" подсистема"дифференциальной" коррекции" имеет"зону" обслуживания" региональных"подсистем" " от" 400" до" 2000" км." " Эта"подсистема" предназначена" для"навигационного"обеспечения"отдельных"регионов" континента" или" моря/океана."В" состав" регионально@"дифференциальной" подсистемы" входят"одна" или" несколько" ККС," а" также"аппаратура" контроля" целостности" и"средства"передачи"данных"потребителю."Эти" данные" вырабатываются" либо" на"главной" станции,"либо"непосредственно"на"ККС."

Локальные" подсистемы"функционирует" при" дальностях" до"потребителя" в" диапазоне" 50...200" км" и"обычно" имеют" в" своем" составе" одну"контрольно@корректирующую" станцию,"аппаратуру" управления" и" контроля"целостности" и" средства" передачи"данных." В" качестве" аппаратуры"передачи" данных" в" локальной"дифференциальной" подсистеме" (ЛДПС)"часто" применяют" имеющиеся"радиомаяки," уплотняя" их" сигнал" и"включая" в" него" данные" от" ЛДПС." Такое"решение" обосновано" экономически," но"сигнал" радиомаяков," часто" работающих"


""


64"

в" средневолновом" диапазоне," весьма"подвержен" помехам" и" не" позволяет"передавать" данные" с" большой"скоростью." Дополнительным" элементом"передачи" корректирующей"информации"может"выступать"мобильная"связь."ЛДПС"обычно" делятся" на" морские,"авиационные" и" геодезические."Локальная" подсистема"дифференциальной" коррекции" может"быть"представлена:"

"

• сетью" постоянно@действующих"референцных"станций;"

• временно@установленных" в" районе"работ" базовых" станций" с"известными"координатами."

"

Общие,принципы,применения,ГНСС,для,управления"

"

Следует" напомнить" что" основная"функция"ГНСС"–"навигационная."Поэтому"для" использовании" ее" в" качестве"поддержки" управления" нужных"дополнительные" информационные"ресурсы" и" информационные" модели."Основная" идея" управления" с"использованием" спутниковых"технологий" состоит" в" создании"информационного" управляющего"пространства" [4," 5]." " Дополнительными"условиями" управления" являются"применение" методов" геоинформатики"[6]" и" конкретно" ГИС" [7," 8]" для"управления" транспортом." Для"управления" транспортом" нужны"специальные" информационные" ресурсы"[9]" и" модели" геоданных" [10]." При" этом"необходимо" разрабатывать"специальные" технологи" управления"распределенными" потоками" [11]."Основой" управления" являются"интеллектуальные" транспортные"системы" [12]," которые" требуют" в"качестве" ресурса" специальных" знаний"[13]." В" качестве" основы" управления"применяют" модели" информационной"ситуации" и" информационной" позиции"[14]." При" этом" система" управления"решает"две"дополняюие"задачи."С"одной"

стороны" она" определяет"местоположение"объектов"[15],"с"другой"устраняет" информационную"неопределенность" [16]," что" является"принципиально" новым" в" технологии""управления."

"

Использование,спутниковой,навигации,на,транспорте,

"

Использование" спутниковой"навигации" на" железнодорожном" и"автомобильном" транспорте" не"ограничивается" технологией"определения" местоположения" объектов"(локализацией" положения)." Основные""задачи" применения" спутниковой"навигации"на"транспорте"это:"""

• определение" местоположения" и"состояния" @" подвижных" и"неподвижных"объектов;""

• контроль" и" управление"транспортными"объектами;"

• решение" оптимизационных" задач,"связанных"с"транспортом;""

• учет" и" ведение" кадастра"транспортных"систем,""

• решение"логистических"задач;""• повышение" безопасности"

движения"и"пр.""

Характерным" для" развития"спутниковых" навигационных" систем"является" их" интеграция" на" различных"уровнях." В" первую" очередь" это"интеграция" на" уровне" реализации" для"систем"GPS/ГЛОНАСС."По"этой"причине"в"литературе" часто" используют"обобщенный" термин" глобальные"навигационные" спутниковые" системы"(ГНСС).""

На" уровне" концепции,""проектирования" и" стратегическом"уровне" применения" ГНСС" используются"при"создании"единого"информационного"пространства," причем" это" пространство"создается" на" основе" динамической"модели" геоданных." На" операционном"уровне" применения" ГНСС"интегрируются" и" реализуются" через"


""


65"

технологии" и" средства" телематики."Кроме" того," для" ГНСС" характерна"интеграция" на" технологическом" уровне"с" другими" системами," такими" как"мобильная" связь," видеонаблюдения,"системы" связи" по" радиоканалам"оптоволоконные"линии"связи"и"др."

Наиболее" перспективной" формой"применения" ГНСС" на" транспорте"являются" интеллектуальные"транспортные"системы"(ИТС)."

Использование" спутниковой"навигации" на" железнодорожном"транспорте" имеет" ряд" особенностей."Прежде" всего," это" связано" с" созданием"цифровых" моделей" неподвижных" и"подвижных" объектов." Поэтому" в" ИТС,"применяемых" при" управлении"железнодорожным" " транспортом,"используют" два" вида" моделей"геоданных:" статический" для" описания"

трассы"и"динамический"для"управления"движением."

Для" применения" ИТС""железнодорожного" транспорта" создают""единое" координатно@временное"пространство" для" выполнения"различных" работ:" инженерных"изысканий," управления" строительными"машинами"и"механизмами,"мониторинга"состояния" земляного" полотна," верхнего"строения" пути" и" искусственных"сооружений," обеспечения" безопасности"железнодорожного" движения,"оптимизации"грузопоток.""

Для" повышения" точности"локализации" подвижных" объектов"применяют"дифференциальные"станции"глобальной"навигационной"спутниковой"системы" " (ДСГНСС)."На"рис." 1"приведена"схема" дифференциального" определения"местоположения."

"

"Рис."1."Дифференциальное"определение"местоположения"подвижного"объекта"на"Ж/Д"

"


""


66"

Возможно" создание" постоянных"(для" постоянного" мониторинга)" и"временных"референцных"станций"(ВРС)."Эти" ВРС" позволяют" с" необходимой"точностью" обеспечивать"информационную" поддержку" при""решении" задач" локального" контроля,"мониторинга," строительства," ведения"геодезических"работ,"для"использования"путеизмерительных" средств"диагностики."ДГНСС"также"обеспечивает"контроль" стабильности" главных" и"рабочих" пунктов" реперной" сети" на"участках" ЖД." Системы" используются" в"инфраструктуре" пространственных"данных"при"создании"цифровых"моделей"разного"назначения.""

Бортовое" оборудование"

транспортных" средств" включает," как"правило,"приемник"ГНСС"и"модуль"GSM@R"мобильной"связи"(рис."2)."

Приемники"позиционирования"не"могут" использоваться" как" автономная"технология," чтобы" удовлетворить" всем"требования" расположения" в"окружающей" среде," поэтому" они"дополняются" приемниками" мобильной"связи." Транспортные" средства" имеют"оборудование" , OBT" (On" Board" Terminal),"они" включают" " ГНСС" и" GSM" антенны" и"модули," а" также" сенсорные" датчики." На"рис."2"имеются"следующие"обозначения."

"БК" –" бортовой" компьютер;" ПР" –"приемник" ГНСС;" ММ" –" монитор"машиниста."

"

Мобильная сеть

ПРБК

ГНСС

ММ

""

Рис."2."Оборудование"транспортного"средства"при"автоматизированном"контроле"и"управлении"с"использованием"мобильных"и"спутниковых"технологий"

"

Дифференциальная" коррекция" от"сети" ДГНСС" позволяет" существенно"повысить" точность" определения"координат"объектов.""

На" рис.3" приведена" схема" работы"ИТС" на" железнодорожном" транспорте."

Основой" является" единое"информационное" пространство,"построенное" на" основе" динамической"модели" геоданных." ИТС" интегрирует"различные"центры"и"службы.""


""


67"

"

Центры финансового мониторинга и оптимизации расходов

Центры ситуационного управления и

прогнозирования критических ситуаций

Центры оперативного

контроля и прогноза динамического

состояния вагонов и локомотивов

Спутниковые технологии мониторинга объектов

Системы интегрированной связи со всеми объектами транспортной

инфраструктуры

Системы управления

движением поездов на основе ГНСС и мобильной связи

Системы контроля местоположения

вагонов, локомотивов и эксплуатационного персонала с их автоматической идентификацией

Интеллектуальные системы управления

эксплуатационной работой

Интеллектуальные логистические системы

ИТС РЖД

ГИС и ГБД

Единое защищенное информационное пространство транспорта

"

Рис."3."Структурная"схема"работы"ИТС"на"железнодорожном"транспорте""

При" этом," учитывая"распределенный" и" пространственный"характер" управленческой" информации,"одним" из" важнейших" компонент" ИТС"является"ГИС"и"геоинформационная"база"данных" (ГБД)." Напомним," что" эта" база"включает" картографическую" базу"данных," базу" данных" изображений""полученных" со" спутника" и" базу"геоданных."

Верхний" уровень" ИТС" составляют"различные" центры." На" рисунке" 3" их"всего"три,"но"на"практике"их"может"быть"

больше." Это" подчеркивает" взаимосвязь"участия" человека" как" лица"принимающего" решения" с" комплексом"ИТС." Нижний" уровень" ИТС" составляют"операционные" и" исполнительские"системы."

По"зарубежному"и"отечественному"опыту" минимальный" эффект" от"применения" ИТС" оценивается" в"следующих"показателях""

Информированность" персонала"повышается" вдвое," особенно" для"удаленных" пунктов." Применение" ИТС"


""


68"

позволяет" экономить" применяемые"технические"средства" "и"сокращает"парк"вагонов" и" локомотивов" на" 10–15%."Увеличивается" ресурс" подвижного"состава"на"20–30%"за"счет"мониторинга,"прогнозирования" и" раннего" выявления"дефектов" оборудования." Имеет" место"сокращение" потребления"электроэнергии" и" материальных"ресурсов"до"10%.""

Кроме" того," появляется"возможность" мониторинга" и" контроля"перевозки" особо" опасных" грузов" и"дополнительный" контроль" за"использованием" вагонов" на"разгрузочных"станциях.""

Заключение""

Использование" спутниковых"технологий" для" управления"транспортом" практикуется" с" 80@х" годов."Однако" с" каждым" пятилетием"технологии" управления" меняются"радикально"и"требуют"новых"подходов"и"новой" аппаратуры." Наиболее"перспективным" направлением" является"применение" интеллектуальных"транспортных" систем." Однако" они" как"обязательное"условие""требуют"создания"единого"информационного"пространства"и"навигационного"поля"измерений.""


1. Dow" J." M.," Neilan" R." E.," Rizos" C." The"international" GNSS" service" in" a" changing"landscape"of"global"navigation"satellite"systems"//Journal"of"Geodesy."–"2009."–"Т."83."–"№."3@4."–"С."191@198."

2. Майоров" А.А." Применение" космических"технологий" для" управления" //"Государственный" советник." –" 2014." @"№3." –"с38@41"

3. Whitehead"M."L."Relative"GPS"positioning"using"a"single"GPS"receiver"with" internally"generated"differential" correction" terms" :" пат." 6397147"США."–"2002."

4. Соловьёв" И.В.," Цветков" В." Я."Информационное" пространство" как"инструмент" управления" в" транспортной"сфере"//"Государственный"советник."–"2014."@"№2(6)."–"с.58@63"

5. Tsvetkov,"V."Yа."Information"Space,"Information"Field," Information" Environment" " //" European"Researcher," 2014," Vol.(80)," №" 8@1," pр.1416@1422"

6. Майоров"А.А.,""Куприянов"А.О.,"Корчагин"А.С.""Построение" модели" комплексной" системы"автоматизированной" обработки" и" анализа"мультичастотных" ГНСС" –измерений" //"Известия" высших" учебных" заведений."Геодезия" и" аэрофотосъемка." @" 2013.@" №5." @"с.86@91"

7. Цветков" В." Я.," Кужелев" П." Д."Геоинформационные"системы"и"технологии"как" новый" метод" изучения" транспортных"сетей" //" Геодезия" и" аэрофотосъемка," 2002,"№5."С.155@161"

8. Маркелов"В.М."ГИС"как"системы"управления"транспортом." //" Известия" высших" учебных"заведений." Геодезия" и" аэрофотосъемка."2013."–"№2."–"с.85.@87"

9. Савиных"В."П."Информационное"обеспечение"космических" исследований" //" Перспективы"науки"и"образования@"2014."@"№2."–"с.9@14."

10. Цветков" В.Я." Модель" геоданных" для"управления" транспортом" //Успехи"современного" естествознания." –2009." –"№4."–"с."50@51"

11. Цветков" В.Я.," Алпатов" А." Н." Управление"распределенными" транспортными"потоками" //" Государственный" советник." –"2014."@"№3."–"с55@60"

12. Маркелов"В."М.," Соловьёв"И."В.,"Цветков"В.Я."Интеллектуальные" транспортные" системы"как" инструмент" управления" //"Государственный" советник." –" 2014." @"№3." –"с42@49."

13. Коваленко" Н.И." Извлечение" знаний" для"интеллектуальных" транспортных" систем" //"Перспективы" науки" и" образования@" 2014." @"№5."–"с.45@52."

14. Tsvetkov" V." Ya." Information" Situation" and"Information"Position"as"a"Management"Tool"//"European" Researcher," 2012," Vol.(36),"№" 12@1,"p.2166@"2170"

15. Коваленко" Н.И.," Коваленко" Н.А.," Учёт"неопределённости" и" риска" в" управлении"железнодорожным" " транспортным"комплексом"//"Вестник"МГТУ"МИРЭА"«MSTU"MIREA"HERALD»"2014"@"№"3"(4)"@"с."189@194"

16. Аникин," А." " Определение" местоположения"мобильного" объекта" с" помощью"приемопередатчиков" nanoLOC" фирмы"Nanotron." //" Беспроводные" технологии,"2007"@"(3),"@"p.32@35."

"

©"Цветков"В.Я.,"2014""

"


""


69"

УДК" 004.041" "" Лобанов"А.А."/"Lobanov"A.A."

"

ПРОБЛЕМА БОЛЬШИХ ДАННЫХ В НАУКАХ О ЗЕМЛЕ """

THE PROBLEM BIG DATA IN THE EARTH SCIENCE "

",

Аннотация:, Раскрывается" " проблема" «больших"данных»"в"области"наук"о"Земле."Статья"описывает"причины"проблемы"и"факторы,"которые"ведут"к"ее"появлению." Дается" сравнение" больших" данных" и"обычных"данных."Показано,"что"проблема"больших"данных" состоит" не" только" в" больших" объемах"коллекций" данных," но" и" в" оперативности"обработке." Важными" факторами" являются:"ограничения" на" время" обработки" и" анализа"данных," а" также" в" рост" сложности"информационных" моделей" и" информационных"коллекций." Описан" методический" и"алгоритмический" инструментарий," применяемый"при"обработке"больших"данных.,

, Abstract:,Reveals"the"problem"of""big"data""in"the"field" of" Earth" Sciences." This" article" describes" the"causes"of"the"problem"and"the"factors"that"led"to"its"emergence."Provides"a"comparison"of"big"data"and"normal" data." It" is" shown" that" the" problem" of" big"data" is"not"only" large"amounts"of"data"collections,"but" also" in" the"efficiency"of"processing." Important"factors" are:" restrictions" on" the" processing" and"analysis" of" data," as" well" as" to" the" growth" of" the"complexity"of"information"models"and"information"collections." A" methodical" and" algorithmic" tools"used"in"the"processing"of"big"data.,

"Ключевые, слова:, информация, данные, большие данные, информационные объемы, методы обработки, сложность, информационные технологии, анализ."

" "Keywords:" information," data," big" data,"information" volumes," processing" methods," the"complexity"of"information"technology,"analysis,

""

""

Введение""

Проблема" «больших" данных»"(BigData)" [1," 2," 3," 4]" интенсивно"обсуждается" в" последние" годы." Ее"связывают" в" первую" очередь," с"необходимостью" обработки"структурированных" и"неструктурированных" данных" больших"объёмов."Формально"появление"термина"соотносят"с"2008"годом,"когда"Клиффорд"Линч" –" " редактор" журнала" Nature" [5],"подготовил""серию"работ"на"эту"тему."Де"факто" это" " обозначает" признание""данной" проблемы" в" некомпьютерных"сферах." Однако" с" проблемой" больших"данных" впервые" столкнулись""специалисты" в" области" дистанционного"зондирования"Земли"более"50"лет"назад"[6," 7]," затем" ее" отметили" программисты"40@50"лет"назад."Затем"ее"зафиксировали"аналитики" 20@30" лет" назад." И" только" в"последние"десять"лет"она"открылась"для"бизнес@аналитиков"и"журналистов,"что"и"привело"к"их"повышенному"вниманию"к"этому" явлению" и" появлению"соответствующего"термина."

"В" какой" @" то" степени" проблема"

больших"данных"является"условной."Она"отражает" невозможность" обработки"данных" существующими"теоретическими" и" технологическими"средствами" [4]." " На" протяжении" всего"развития" человечество" изучает"окружающий" мир" и" " получает""информацию"в"информационном"поле"[8,"9]."По"мере"накопления"данных"и"опыта"происходит" формирование" описаний"объектов," явлений" и" процессов."Первичное" описание" объектов"окружающего" мира" состояло" в"формировании" количественных" и"качественныхсвойств," характеристик,"признаков" и" отношений" между" ними."Это" описание" представляет" собой"информационные"коллекции.%Вторичное"описание" состояло" в" формировании"моделей" и" систем," формируемых" на"основе" анализа" первичных" коллекций"данных." Чем" сложнее" объект"исследования," тембольшего" количества"информации"требует"его"описание"и"тем"объемнее" и" сложнее" информационные"коллекции," составляющие" такое"описание.""

""


""


70"

Рост" объемов" собираемой"информации"и"требование""ее"обработки"и" хранения" делают" актуальным""исследования" в" области" методов" и"алгоритмов" анализа" больших" и"сверхбольших" наборовданных." В" работе"[10]" высказано" предположение," что"выявление" закономерностей" вбольших"массивах" данных" становится" основным"инструментом" исследования" и"получения" новых" знаний." Рост" объемов"данных" характеризует" не" только" IT@компании," но" и" научную" сферу[11]," а"также" широкий" спектр" организаций" в"самых" различных" областях" [12]." В"современной" науке" возникло" новое"направление," связанное" с" анализом"больших" и" сверхбольших" наборов"данных,"BigData"[2]."""

Описание,больших,данных""

Описания" " больших" " данных""применяемых"в"разных"сферах"являются""аргументом" в" пользу" проведения"исследований" и" разработок,"направленных" на" создание"масштабируемых" аппаратных" и"программных" решений" проблем." Пока""пределом" возможностей" приложений,"

ориентированных"на"обработку"больших"объемов"данных,"являются"петабайтные"наборы" и" гигабайтные" потоки" данных."Но" в" соответствии" с" тенденцией"ожидаются" еще" большие" масштабы" и"объемы"данных"

При" " создании" приложений,"работающих" с" большими" данными,"приходится" сталкиваться" со"следующими" проблемами:" большие"объемы" данных[1],"интенсифицированные" потоки" данных"[12]," существенное" сокращение"допустимого" времени" " анализа" данных"[2]," предел" времени" принятия" решений"при" любом" количестве" данных" [4],"возрастание" морфологической"сложности" моделей," возрастание"структурной" сложности[13]" моделей" и"систем," возрастание" вычислительной"сложности" [3]," относительный" рост"слабоструктурированной" исходной"информации," относительный" рост"нечеткой" информации," рост"потребностей" в" параллельных"вычислениях"[5]"и"т.д."

Упрощенно" " проблемы" работы" с""данными"большого"объема"приведены"в"табл."1."

"

Таблица"1."Сравнительные"характеристики"обычных"и"больших"данных"

"

Характеристика, Обычные,данные, Большие,данные,

Формат" Однородный" Неоднородный"

Объем" Мегабайты"гигабайты" Петабайты"

Распределенность"данных" нет" есть"

Тип"задачи" Первого"рода" Второго"рода"

Тип"моделей"решателей" Алгоритмические" Статистические"

Тип"моделирования"Имитационное"моделирование"

Стохастическое"

Топологическая"сложность"

Приемлемая" Высокая"

Вычислительные"ресурсы" Обычные" Повышенной"мощности"


""


71"

Приложения," ориентированные"исключительно" на" обработку" больших"объемов"данных,"имеют"дело"с"наборами"данных"объемом"от"нескольких"терабайт"до" петабайта." Как" правило," эти" данные"поступают" в" нескольких" разных"форматах" и" часто" распределены" между"несколькими" местоположениями."Обработка" подобных" наборов" данных"обычно" происходит" в" режиме"многошагового" аналитического"конвейера," включающего" стадии"преобразования"и"интеграции"данных.""

Требования" к" вычислениям"обычно" почти" линейно" возрастают" при"росте" объема" данных," и" вычисления"часто" поддаются" простому"распараллеливанию." К" основным"исследовательским" проблемам"относятся"управление"данными,"методы"фильтрации" и" интеграции" данных,"эффективная" поддержка" запросов" и"распределенности"данных.""

Особо" следует" подчеркнуть"распределенность""данных,"которая"сама"по" себе" создает" проблемы" даже" при" не"очень" большом" объеме." Это"мотивирует"разработку" специальных"пространственных"моделей"данных"[14],"которые" часто" отображают" свойства"информационного" пространства" или"свойства"поля"[9]."

"

Методики,и,методы,работы,с,большими,данными"

"

Для" приложений,"ориентированных" на" суперобработку"больших" объемов" данных," характерны"потребность" в" обработке" сверхбольших"наборов" данных" и" возрастающая"вычислительная" сложность." Требования"к" вычислениям" нелинейно" возрастают"при" росте" объемов" данных;" для"обеспечения" правильного" вида" данных"требуется"применение"сложных"методов"поиска" и" интеграции." Ключевыми"исследовательскими" проблемами"являются"разработка"новых"алгоритмов,"генерация" сигнатур" данных" и" создание"

специализированных" вычислительных"платформ," включающих" аппаратные"ускорители." К" числу" приложений,"которым"свойственны"соответствующие"характеристики,"относятся"следующие.""

A/B" testing." Методика," в" которой"контрольная" выборка" поочередно"сравнивается" с" другими." Тем" самым"удается" выявить" оптимальную"комбинацию" показателей" для"достижения," например," наилучшей"ответной" реакции" потребителей" на"маркетинговое" предложение." Большие"данные" позволяют" провести" огромное"количество" итераций" и" таким" образом"получить" статистически" достоверный"результат.""

Ad@hoc" GRID" @" непосредственное"формирование" сотрудничающих"гетерогенных" вычислительных" узлов" в"логическое" сообщество" без"предварительно" сконфигурированной"фиксированной" инфраструктуры" и" c"минимальными" административными"требованиями."

Association" rule" learning." Набор"методик" для" выявления" взаимосвязей,"т.е." ассоциативных" правил," между"переменными" величинами" в" больших"массивах" данных." Используется" в"datamining.""

BOINC@грид." Как" правило," для"обработки" больших" массивов" данных"используются" суперкомпьютерыили"вычислительные" кластеры." Для"достижения" большей"производительности" вычислительные"кластерыобъединяются"высокоскоростными" каналами" связи" в"специализированные" ГРИД@системы."Однако" с" развитиемсети" Интернет"появился"и"другой"подход"в"построении"ГРИД@систем," позволяющий" объединить"значительноечисло" источников"сравнительно" небольших"вычислительных" ресурсов" для" решения"задач" обработки" больших"исверхбольших" объемов" данных." В"большинстве" случаев" такие" системы"построены" на" использовании"


""


72"

свободныхвычислительных" ресурсов"частных" лиц" и" организаций,"добровольно" присоединяющихся" к" этим"системам(volunteer" computing)." Однако"существуют" и" примеры" построения"подобных" частных" (в" масштабах"организацииили" группы" организаций)"распределенных" систем" [15]." Наиболее"эффективно" использованиетаких"распределенных" систем"для" проведения"серий" независимых" вычислительных"экспериментов"[16]."

Calculation"acceleration"@"ускорение"вычислений" @" изменение" скорости"вычислений" в" одной" системе" при"сравнении" со" скоростью" вычислений" в"другой"системе."

Classification." Набор" методик,"которые" позволяет" предсказать"поведение" потребителей" в"определенном" сегменте" рынка"(принятие" решений" о" покупке," отток,"объем" потребления" и" проч.)."Используется"в"datamining.""

Global" GRID" @" глобальные" ГРИД" @"устанавливаются" в" Интернете,"предоставляя"отдельным"пользователям"или" организациям" мощность" ГРИД"независимо" от" того," где" в" мире" эти"пользователи" находятся." Это" также"называют"Интернет@компьютингом"

Clusteran" alysis." Статистический"метод" классификации" объектов" по"группам" за" счет" выявления" наперед" не"известных" общих" признаков."Используется"в"datamining.""

Cluster" @" кластер" @" доступная" по"сети" группа" рабочих" узлов" (при"необходимости" вместе" с" головным"узлом)," размещённая" на" некотором"сайте." Согласно" определению" в" схеме"GLUE," кластер" это" контейнер," который"группирует" вместе" подкластеры" или"компьютерные"узлы."

Cluster" and" multi@cluster" GRIDs"model" @"кластернаяимультикластернаямодельГРИД."

Crowd" sourcing.Методика" сбора"данных" из" большого" количества"

источников.""Data" GRID" @" проект,"

финансируемый" Европейским" Союзом."Цель" проекта" @" создание" следующего"поколения" вычислительной"инфраструктуры" обеспечения"интенсивных" вычислений" и" анализа"общих" крупномасштабных" баз" данных"(от" сотен" терабайт" до" петабайт)" для"международных"научных"сообщ"

Data" fusion" and" data"integration.Набор" методик," который"позволяет" анализировать" комментарии"пользователей" социальных" сетей" и"сопоставлять" с" результатами" продаж" в"режиме"реального"времени.""

Datamining." Процессы" поиска"данных" большого" объема" по" образцам."Называется" также" извлечение" знания"для" баз" данных" (Knowledge@Discovery" in"Databases–" KDD)." Нетривиальное"извлечение" информации" из" явных"первичных" данных" или" использование"потенциальной" информации" и" зданных."Схема"извлечения"полезной"информации"из" больших" наборов" данных" или"больших"баз"данных"

Ensemblelearning." В" этом" методе"задействуется" множество"предикативных" моделей" за" счет" чего"повышается" качество" сделанных"прогнозов.""

Geneticalgorithms."В"этой"методике"возможные" решения" представляют" в"виде" `хромосом`," которые" могут"комбинироваться"и"мутировать."Как"и" в"процессе" естественной" эволюции,"выживает" наиболее" приспособленная"особь.""

GRID" (грид," сеть)" @" географически"распределенная" информационная"система" @" технология" распределённых"вычислений," в" которой" вычислительная"система" («суперкомпьютер»)"представлена" в" виде" соединенных"сетьювычислительных" узлов,"слабосвязанных," гомогенных" или"гетерогенных" компьютеров,"работающих" вместе" для" выполнения"большого" количества" заданий." ГРИД@


""


73"

технология" применяется" для" решения"разного"рода"научных"задач,"требующих"значительных" вычислительных"ресурсов."

GRID" infrastructure" @"инфраструктура" ГРИД" @" географически"распределённая" инфраструктура,"объединяющая" множество" ресурсов"разных" типов" (процессоры,"долговременная" и" оперативная" память,"хранилища"и"базы"данных,"сети),"доступ"к" которым" пользователь" может"получить"из"любой"точки,"независимо"от"места"их"расположения."

Machinelearning." Направление" в"информатике" (исторически" за" ним"закрепилось" название" `искусственный"интеллект`)," которое" преследует" цель"создания" алгоритмов" самообучения" на"основе"анализа"эмпирических"данных.""

MIMD," Multiple" Instruction" Multiple"Data" @" Вычислительная" система" со"множественным" потоком" команд" и"множественным"потоком"данных"

Natural" language" processing" (NLP)."Набор" заимствованных"из"информатики"и" лингвистики" методик" распознавания"естественного"языка"человека.""

Networkanalysis." Набор" методик"анализа" связей" между" узлами" в" сетях."Применительно" к" социальным" сетям"позволяет" анализировать" взаимосвязи"между" отдельными" пользователями,"компаниями,"сообществами"и"т.п.""

Optimization." Набор" численных"методов"для"редизайна" сложных" систем"и" процессов" для" улучшения" одного" или"нескольких" показателей." Помогает" в"принятии" стратегических" решений,"например," состава" выводимой"на" рынок"продуктовой" линейки," проведении"инвестиционного"анализа"и"проч.""

Patternrecognition." Набор" методик"с" элементами" самообучения" для"предсказания" поведенческой" модели"потребителей.""

Predictive" modeling." Набор"методик," которые" позволяют" создать"математическую" модель" наперед"заданного" вероятного" сценария"

развития" событий." Например," анализ"базы" данных" CRM@системы" на" предмет"возможных" условий," которые"подтолкнут" абоненты" сменить"провайдера.""

Regression." Набор" статистических"методов"для"выявления"закономерности"между" изменением" зависимой"переменной" и" одной" или" несколькими"независимыми." Часто" применяется" для"прогнозирования" и" предсказаний."Используется"в"datamining.""

Sentiment" analysis." В" основе"методик" оценки" настроений"потребителей" лежат" технологии"распознавания" естественного" языка"человека." Они" позволяют" вычленить" из"общего" информационного" потока"сообщения," связанные" с" интересующим"предметом"(например,"потребительским"продуктом)." Далее" оценить" полярность"суждения" (позитивное" или" негативное),"степень"эмоциональности"и"проч.""

Signal" processing." Заимствованный"из" радиотехники" набор" методик,"который"преследует"цель"распознавания"сигнала"на"фоне"шума"и"его"дальнейшего"анализа.""

Spatial" analysis." Набор" отчасти"заимствованных" из" статистики"методик"анализа" пространственных" данных" –"топологии" местности," географических"координат," геометрии" объектов."Источником" больших" данных" в" этом"случае" часто" выступают"геоинформационные"системы"(ГИС).""

Statistics." Наука" о" сборе,"организации" и" интерпретации" данных,"включая" разработку" опросников" и"проведение" экспериментов."Статистические" методы" часто"применяются"для"оценочных"суждений"о"взаимосвязях" между" теми" или" иными"событиями.""

Supervised" learning." Набор"основанных" на" технологиях" машинного"обучения" методик," которые" позволяют"выявить" функциональные" взаимосвязи"в"анализируемых"массивах"данных.""

Simulation." Моделирование"


""


74"

поведения" сложных" систем" часто"используется" для" прогнозирования,"предсказания" и" проработки" различных"сценариев"при"планировании.""

Timeseries" analysis." Набор"заимствованных" из" статистики" и"цифровой" обработки" сигналов" методов"анализа" повторяющихся" с" течением"времени" последовательностей" данных."Одни" из" очевидных" применений" –"отслеживание" рынка" ценных" бумаг" или"заболеваемости"пациентов.""

Unsupervised" learning." Набор"основанных" на" технологиях" машинного"обучения" методик," которые" позволяют"выявить" скрытые" функциональные"взаимосвязи" в" анализируемых" массивах"данных." Имеет" общие" черты" с"ClusterAnalysis.""

Visualization." Методы"графического" представления"результатов" анализа" больших" данных" в"виде" диаграмм" или" анимированных"изображений" для" упрощения"интерпретации" облегчения" понимания"полученных"результатов.""

Для" " " характеристики" «больших"данных»" можно" применять" " критерий"«три" V»:" объём" (volume% cv1)," скорость"(velocity%–%v2),"многообразие" (varietyc%v3),"К"этому"необходимо"добавить"сложность""(covplex%–c1)."

Критерий" " v1" проявляется" в"области" наук" о" Земле" при" хранении"гигабайтных" и" террабайтных" файлов."Это" встречается" при" работе" с"мультимасштабными"картами"[17]."

Критерий" " v2% проявляется" в"области" наук" о" Земле" при" уравнивании"больших" систем" уравнений" [18]." Этот"критерий" проявляется" также" при"оперативном" управлении" подвижными"объектами.""

Критерий" " v3" проявляется" в"области" наук" о" Земле" при"моделировании" сложных" систем" " [19]"большого" территориального" охвата." Он"также" проявляется" при" семантическом"анализе"информационных"объектов"[20]."

Критерий" c1" проявляется" в"

области" наук" о" Земле" при"топологическом" анализе" сложных"транспортных"и"иных"сетей"[21].""

"

Выводы""

Возникновение" проблемы"больших" данных" можно" рассматривать"как" отражение" процессов" глобализации"[22]." " Анализ" данных" больших" объемов"требует" привлечения" технологий" и"средств" реализации"высокопроизводительных" вычислений."Основными" факторами" проблемы"являются"в"первую"очередь"сложность"и"во" вторую" физическийобъем"информационной" коллекции." Большие"объемы" данных" порождают" проблемы"при" формировании" информационных"ресурсов" из" таких" данных" " [16]." По"существу" большие" данные" являются"новой" формой" информационного"барьера" [4]." Большие" данные"качественно" отличаются" от" обычных"данных"тем,"что"создают"семантический"разрыв"[23]"при"их"обработке"и"анализе."

Большие"данные"с"одной"стороны"обуславливают" постановку" и" решение"новых" задач" [24]." С" другой" стороны"они"обуславливают" развитие"интегрированных"и"комплексных"систем"и"технологий."Преувеличенное"внимание"к" «большим" данным»" со" стороны"журналистов" и" бизнесменов"обусловлено" отсутствием" практики"преодоления"информационных"барьеров"и" рассмотрением" этого" явления" как"совершенно" нового," в" то" время" как" оно"периодически" появляется" в" развитии"человечества" и" «новым»" является" не"само" явление," а" «новое" качество»"известного" явления." С" познавательной"точки" зрения" преодоление"информационного" барьера" «большие"данные»" способствует" развитию"познания" окружающего" мира" и"построению"его"целостной"картины."

"


1. Майер@Шенбергер" В.," Кукьер" К." Большие"


""


75"

данные:" Революция," которая" изменит" то,"как"мы"живем," работаем"и"мыслим." –"Манн,"Иванов"и"Фербер,"2014"@240c."

2. Черняк"Л." Большие" данные–новая" теория" и"практика" //Открытые" системы." " СУБД" –"2011."–"№10."–"с.18@25."

3. Jacobs,A." The" pathologies" of" big" data"//CommunicationsoftheACM."–"2009."–"Т."52."–"№."8."–"р.36@44."

4. V." Yа." Tsvetkov," A." A." Lobanov.Big" Data" as"Information" Barrier" //" European" Researcher,"2014,"Vol.(78),"№"7@1,"p."1237@1242"

5. LynchC." Bigdata:" Howdoyourdatagrow?"//Nature." –" 2008." –"Т." 455." –"№."7209." –" р.28@29."

6. Космические" исследования" земных"ресурсов." Методы" и" средства" измерений" и"обработки" информации.М.:" Наука," 1976." @"386с."

7. Цветков"В.Я."Методы"и"системы"обработки"и"представления" видеонформации." @" М.:ГКНТ,"ВНТИЦентр,"1991."@"113с."

8. Цветков" В.Я." Естественное" и" искусственное"информационное" поле//" Международный"журнал" прикладных" и" фундаментальных"исследований."@2014."@"№5,"ч.2."–"с.178"@180."

9. Tsvetkov"V.Ya."Information"field.,//,Life"Science"Journal2014@"11(5)."–рр.551@554."

10. The" Fourth" Paradigm:"Data@Intensive" Scientific"Discovery," 2009," URL:"http://research.microsoft.com/enus/collaboration/fourthparadigm"

11. LoekEssers:" CERN" pushes" storage" limits" as" it"probes" secrets" of" universe," URL:"http://news.idg.no/cw/art.cfm?id=FF726AD5@1A64@6A71@CE987454D9028BDF."

12. Казенников" А.О.," Соловьев" И.В." Извлечение"структурированного" новостного" сообщения"из" веб@страниц" при" использовании"дополнительной" информации" RSS.//"Вестник"МГТУ"МИРЭА"«MSTUMIREAHERALD»"2014"@"№"2"(3)"@"с.276@288."

13. Tsvetkov" V.Ya." " Complexity" Index" //" European"Journal"of"Technology"and"Design,"2013,"Vol.(1),"№"1,"p.64@69."

14. V." Yа." Tsvetkov." Spatial" Information"Models" //"

EuropeanResearcher," 2013," Vol.(60)," №" 10@1,"p.2386@"2392."

15. Прорывная" технология" машинного"перевода" и" вокруг" нее." PC" WEEK," №9," 12"апреля"2011."

16. Е." Е." Ивашко," Н." Н." Никитина." Организация"квантовохимических" расчетов" с"использованием" пакета" Fireflyв"гетерогенной"грид@системе"на"базе"BOINC"//"Вычислительные" методы" и"программирование,"Том"13,"2012,"с."8"—"12."

17. Матчин" В.Т." Информационные" ресурсы" как"инструмент" научного" исследования" и"развития" //" Вестник"МГТУ"МИРЭА." @" 2014" @"№"2"(3)"@"с.235@256."

18. Цветков" В." Я.," Железняков" В." А."Мультимасштабная" электронная" карта" как"основа" системы" учёта" земель" //"Государственный" советник." –" 2014." @" №1." –"с28@37."

19. Михайлович" К." Геодезия" (уравнительные"вычисления)."Пер."С.В."Лебедева."Под"ред."ВД"Большакова"//Недра."–"1984."

20. Бусленко" В." Н." Автоматизация"имитационного" моделирования" сложных"систем."–"Наука,"1977."

21. Цветков" В.Я." Семиотический" подход" к"построению" моделей" данных" в"автоматизированных" информационных"системах" //" Геодезия" и" аэрофотосъемка,"2000,"№5,"с."142@145."

22. Свами" М.," Тхуласираман" К." Графы," сети" и"алгоритмы."–"М.:"Мир,"1984."–"Т."198."

23. Цветков" В.Я." Глобализация" и"информатизация" //" Информационные"технологии,"2005,"@"№2"@"с.2@4."

24. Tsvetkov" V." Ya." Information" Interaction" as" a"Mechanism" of" Semantic" Gap" Elimination" //"European" Researcher," 2013," Vol.(45)," №" 4@1,"p.782@"786."

25. Herodotou" H." et" al." Starfish:" A" Self@tuning"System"for"Big"Data"Analytics"//CIDR."–"2011."–"Т."11."–"р.261@272."

"

©"Лобанов"А.А.,"2014""

"""""""""""


""


76"

УДК" 528;"004.9" "" Майоров"А.А."/"Maiorov"A.A."

"

НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ГЕОИНФОРМАТИКИ """

DIRECTION DEVELOPMENT OF GEOINORMATICS "

",

Аннотация:,Дается"анализ"современного"развития"направлений" " геоинформатики." Отражена" связь"геоинформатики" и" информатики." Показано"сходство" и" различие" геоинформатики" и"информатики." Описаны" геоинформационные"технологии." Раскрыты" особенности" геоданных,"которые"являются"основой"обработки"и"хранения"в"геоинформатике." Раскрывается" содержание"цифрового" моделирования." Раскрывается"применение" геоинформатики" в" управлении."Описано" взаимодействие" геоинформатики" и"методов"искусственного"интеллекта.,

, Abstract:, The" article" analyzes" the" current"development" direction" of" geoinformatics." This"article"describes"the"relationship"of"Geoinformatics"and" informatics." This" article" describes" the"similarity" and" difference" of" Geoinformatics" and"informatics."The"article" reveals" the" characteristics"and" applications" of" geographic" information"technologies."This"article"describes"the" features"of"geodata," which" are" the" basis" of" processing" and"storage" in" geoinformatics." The" article" reveals" the"content"of"the"digital"simulation"as"a"special"type"of"modeling." Discloses" the" use" of" geoinformatics" in"management."This"article"describes"the"interaction"of" Geoinformatics" and" artificial" intelligence"methods.,

"Ключевые, слова:, информация," данные,"геоинформатика,"геоинформационные"технологии,"информационные" технологии," моделирование,"цифровое"моделирование."

" Keywords: information," data," geo@informatics,"geographic" information" technology," information"technology,"modeling,"digital"simulation"

"

"""

Введение""

Геоинформатика" является" новой"наукой," которая" динамически"развивается" и" взаимодействует" с"другими"науками" [1," 2]." " Первоначально"она" развивалась" как" технологическое"направление." Но" в" дальнейшем"геоинформатика" получила"теоретическую" базу" стала" развиваться"на" основе" междисциплинарного"переноса" знаний." Геоинформатика,"имеет"""три"направления"развития"[3]."

1." Теоретическое" направление,"основанное" на" интеграции" математики,"информатики"и"наук"о"Земле,"изучающее"пространственно" временные" явления"(структуру," связи," элементы," динамику)"на" Земле" и" применимое" для"аналогичных" исследований" других"объектов"космического"происхождения.""

2." Прикладное" направление,"связанное" с" " разработкой"технологий" "и"систем" для" изучения" и" управления"процессами" и" явлениями" окружающего"мира.""

3."Производственное"направление,"связанное" с" созданием""информационных" продуктов"специального" и" коммерческого"назначения," используемых" в"картографическом" производстве" и" в"других"сферах"как"инструмент"анализа"и"поддержки" принятия" решений."Центральным" элементом"геоинформатики"является"исследование"и" использование" пространственных"отношений" [4," 5]." Согласно"международному" стандарту" ISO" OSI/TC"211:" Geographic" Information/" Geomatics,"International" Draft" Standart""геоинформатика" направлена" на"развитие" и" приложение" методов" и"концепций" информатики" для"исследования" пространственных"объектов"и"явлений.""

Геоинформатика" "имеет"основную"область"исследований"и"основной"метод"исследований." Первая" часть" термина""гео"" определяет" область" исследования"науки" @" " объекты" и" явления,"происходящие"на""земной"поверхности"и"

""


""


77"

в" околоземном" пространстве."Информатика" в" слове" геоинформатика"определяет" основной" метод"исследования.",

Геоинформатика,и,информатика""

Геоинформатика" занимается"изучением" и" развитием" систем" сбора,"передачи," обработки" и" хранения"информации" с" помощью"автоматизированных" методов"обработки" и" автоматизированных"систем." Геоинформатика" ближе" к"информатике," чем," например," к"географии." Подобно" биоинформатике,"информатике" окружающей" среды,"экономической" информатике"геоинформатика" оперирует" с"современными" концепциями"информатики" и" переносит" их" в"прикладные"области.""

Геоинформатика" основывается" на"геоинформации" с" ее" представлением" в"форме" геоданных." Геоинформатика"имеет" " разнообразные"приложения."При"этом" полученные" знания" используются"и" реализуются" в" геоинформационных"технологиях" и" геоинформационных"системах." Существенное" развитие" и"взаимный" перенос" знаний"геоинформатики" инициирует" не" только"за" счет" методов" информатики," но" и" " за"счет"дисциплин"из"области"наук"о"Земле,""геодезия,"фотограмметрия,"картография."Таким" образом," " информатика" как"составная" часть" геоинформатики" дает"инструментарий" исследования" в"геоинформатике"[6].""

"

Данные,"

Геоинформатика" применяет"специфические" данные" @" геоданные."Довольно"часто"специалисты,"далекие"от"геоинформатики," вводят" термин"«геопространственные" данные»" как"синоним" геоданных." Это" некорректно,"поскольку"геопространственные"данные"являются" подмножеством" геоданных" и"отражают" только" их" пространственную"

составляющую" и" в" соответствии" с"определением" не" могут" отражать"временную"часть."

Геоданные" —" это" данные,"содержащие" пространственные,"временные" и" тематические" свойства"объектов," процессов" и" явлений,"происходящих"на"Земле"и"в"околоземном"пространстве" [3]." Геоданные" включают""данные"о"предметах,"формах"территории"и" инфраструктурах" " на" поверхности"Земли," причем" как" существенный"элемент" в" них" должны" обязательно"присутствовать" пространственные"отношения" [5]." Геоданные" являются"системным" информационным" ресурсом"[7," 8]." Геоданные" разделяют" на" две"большие" группы," а" именно" базисные"геоданные" (Geobasisdaten)"(координатные" геоданные)" и"специальные" или" тематические""геоданные" (Geofachdaten" нем.," Spatial"thematic" data" анг.)" (атрибутивные"геоданные).""

Геоданные" описывают" объекты,"через" их" положение" в" пространстве"непосредственно" (например,"координатами)"или"косвенно"(например,"геореференцией)." При" обработке"геоданные" делят" на" следующие"категории:" геометрические" данные"(положение" и" форма" объектов),"топология" (определенные"пространственные" связи)," графически"характеристики," такие" " как" сигнатура,"цвет," отображение," метаданные"(алфавитно@цифровые" данные" описания"семантики)." " По" аспекту" происхождения"разделяют" естественные" и"искусственные""описания"геоданных"[9]."

"

Технологии""

Основными" технологиями" в"геоинформатики" являются"геоинформационные"технологии."Но"это"не" исключает" применение" других"технологий" из" радиотехники,"коммуникаций," моделирования,"системного" анализа," искусственного"


""


78"

интеллекта." Геоинформационные"технологии" –" это" набор" приемов" сбора,"хранения," поиска," преобразований" и"отображения" пространственных"характеристик" реального" мира" для"решения" практических" задач" [10]." В"связи" с" широким" развитием" сетевых"технологий" появилась" разновидность"геоинформационных" технологий" @"WebGIS"технологии.""

WebGIS" технологии" " –" технологии"передачи" и" обработки" геоинформации,"основанные" на" интеграции" методов" и"технологий" геоинформатики" и" сетевых"технологий."Достоинство"подхода"в"том,"что" эта" технология" "связывает"" между"собой"и"делает"доступной"для"широкого"и" совместного" использования"геоданные," рассредоточенные" по"различным" точкам" Земного" шара."Основным" инструментом" работы"остаются" только" Интернет@навигаторы,"оснащенные"некоторыми"стандартными"или" специализированными"программными" приложениями." Таким"образом," WebGIS@технологии" позволяют"практически" добавить"геоинформационные" функции"широкому" спектру" приложений,"основанных" на" технологиях" и"архитектуре" "клиент@сервер"" в" бизнесе,"управлении,"образовании."

Геоинформационные" технологии"интегрируют" различные" виды""моделирования"и" " включают"различные"методы" построения" " моделей" за" счет"набора" специализированных" пакетов."Это"позволяет"конечному"пользователю,"не" прибегая" к" услугам" специалиста"математика," " осуществлять"моделирование" и" проводить" различные"модельные"эксперименты"

В" геоинформатике" существует"широкий" спектр" обрабатываемых"данных." Причем" он" смещен" в" сторону"графической" информации," что" дает"основание" считать"геоинформационные" технологии"близкими" к" технологиям" визуальной"обработки" данных." В" настоящее" время""

геоинформационные" технологии"используют" для" поддержки" принятия"решений"[11]"при"мониторинге"[12],""при"изучении" окружающей" среды" [13]." При"этом" всегда" используют" базы" данных"для" хранений" пространственной"информации" и" пространственные"информационные"модели"[14]."

"

Цифровое,моделирование""

Цифровое" моделирование,"которое" возникло" в" " системах" передачи"информации" [15]" является" одной" из"базовых" технологий" в" геоинформатике."Этот" вид" моделирования" широко"опирается" на" цифровые" модели." В"геоинформатике" термин" "цифровые"модели"" содержит" как" свойства"дискретных" моделей" (по" форме"организации" данных)," так" и" свойства"аналоговых" моделей" (по" принципу"подобия)."Цифровая"модель"@"это"модель"трехмерной" реальности" гомомформнаz"объекту" моделирования." В" отличие" от"нее" цифровая" карта" гомеоморфна"объекту"моделирования"[16].""

Методология" цифровых" моделей"основана" на" концепции" моделирования"аналогов." В" них" сохраняется"трехмерность." " Прототипом" для"построения" цифровой" модели" может"быть" " исходный" реальный" объект" и"модель" представляет" в" этом" случае"пространственную" аналогию" этого"объекта." Цифровая" модель" может" быть"преобразована" в" карту," но" карта" далеко"не" всегда" может" быть" преобразована" в"цифровую"модель."Поэтому"эти"понятия"не"равнозначны."

Цифровая" модель," в" зависимости"от" способа" ее" построения" и" выбора"основы," может" в" большей" степени"сохранять" геометрические"характеристики" исходной" поверхности"Земли" или" другого" небесного" тела,"пространственным" " аналогом" которого"она" является." Ряд" технологий"построения" пространственных"цифровых" моделей" " создают" близкое" к"


""


79"

реальному" расположение" точек" модели."Цифровые" модели" широко" применяют"при"мониторинге."

"

Управление""

Геоинформационные" методы" и"технологии" одним" из" своих" основных"назначений" предполагают"проектирование," управление" и"поддержку" принятия" решений.""Геоинформатику"применяют"при"разных"видах" управления:" " муниципальное,"региональное," отраслевое" и"государственное" управление,"управление" транспортными" объектами"[17]" и" т.д." Кроме" того" методы"геоинформатики" широко" применяют"при" землепользовании" и" управлении"земельными""ресурсами"[18,"19]"

Для" решения" задач" оперативного"управления" на" больших" территориях"необходим"глобальный"мониторинг"[20]"который" эффективен" только" за" счет"применения"навигационных"систем"[21].""Интеграция" различных"информационных" потоков" и" систем"данных" позволило" создать"интегрированную" информационную"основу" единого" информационного"пространства." Эта" основа" создала"возможность" нового" комплексного"анализа"информации,"что"в"свою"очередь"создало" возможность" повышения"качества"и"планирования"перевозочным"процессом." Статистика" и" геостатистика"[22]" дают" основу" изучения" массовых"явлений" и" обработки" статистической"информации," которая" используется" в"управлении."

Управление" с" помощью" методов""геоинформатики" на" локальном" уровне"осуществляется" через"автоматизированное" рабочее" место,"которое" создается" на" базе" ГИС." На"глобальном" уровне" для" управления"используют" информационное"пространство." Земельные"информационные" и" земельные"кадастровые"системы"являются"важным"

аспектом" приложения" геоинформатики"в" управлении." Геомаркетинг" является"бизнес" @" приложением" геоинформатики"[23," 24]" в" сфере" поддержки" принятия"решений.""

"

Мониторинг,,

Современный"геоинформационный" мониторинг""является" " интегрированной"технологией," которая" объединяет"разные" технологии:" " наблюдения,"обработки" и" анализа" [11]." Современный"геоинформационный" мониторинг" [3]"включает" в" общем" случае" четыре"основные"функции:"наблюдение;"анализ,"прогнозирование,"управление."Не"всегда"эти" функции" используют" в" полном"объеме," но" принципиальная"возможность" их" реализации" имеется."Таким" образом," первой" особенностью"геоинформационного" мониторинга"является"интеграция"разных"технологий"в" единую" технологию." Второй"особенностью" геоинформационного"мониторинга" является" возможность"комплексной" обработки" данных"получаемых" из" разных" источников" и" от"разных"технологий."

На" практике" широко" применяют"геодезический"мониторинг." Необходимо"различать" геодезический" мониторинг" и"геоинформационный" мониторинг."Геодезический" мониторинг" –" это"мониторинг," который" осуществляют" с"помощью" геодезических" средств"измерений," используют" геодезические"технологии" и" окончательный" результат"получают" в" рамках" методик" обработки"геодезической"информации."

Геоинформатика" интегрирует"науки" о" Земле," отсюда" и""геоинформационный" мониторинг"является" интегрированным" понятием."Геоинформационный" мониторинг"включает" большее" число" технологий"наблюдения," решает" большее" число"задач" и" позволяет" обрабатывать" более"разнообразные" данные," чем" те" которые"


""


80"

получают" в" рамках" геодезических"технологий.""

Геоинформационный" мониторинг"применяют"при"решении""разных""задач."Например," " мониторинг" городских"территорий," мониторинг"пожароопасных" зон," мониторинг"чрезвычайных" ситуаций," мониторинг"подвижных" объектов," экологический""мониторинг," " мониторинг" земель,"мониторинг"транспортных"объектов."

Для" " мониторинга" цель" –"исследование" состояния"пространственного" объекта,"измеряемого" с" помощью" геодезических"методов," " технологий" и" аппаратуры.""Объект" мониторинга" –"пространственный" " процесс." Поле"мониторинга"–"набор"средств"измерения,"диапазон"набор"значений"геодезических"измерений" по" величинам" и" точностным"характеристикам." Основные" данные" –"геодезические" данные." Геоинформатика"интегрирует" науки" о" Земле," поэтому"геоинформационный" мониторинг"является" " широким" понятием"интегрирующим" другие" виды"мониторинга." Геоинформационные""мониторинг" применяют" как"экологический" мониторинг,""мониторинг" в" военной" разведке,"мониторинг" чрезвычайных" ситуаций" " и"др.""При"этом"слово"геоинформационный"часто" опускают," но" сущность" такого"мониторинга" определяется" как"геоинформационный."

"

Искусственный,интеллект,"

Методы" искусственного"интеллекта" применяют" в"геоинформатике" посредством"интеллектуальных" технологий" и"интеллектуальных"систем"[25,"26].""

Интеллектуальная" система"—" это"техническая" или" программно@техническая" система," способная"получать" творческие" решения" задач,"принадлежащие" конкретной"предметной" области," знания" о" которой"

хранятся" в" памяти" такой" системы."Упрощенно" структура"интеллектуальной" системы" включает"три" основных" блока" —" базу" знаний,"решатель" и" интеллектуальный"интерфейс"[26]."

Можно" сравнить"информационные" системы" и"интеллектуальные" системы."Информационные" системы" и"представляют" собой" решатель,"основанный" на" алгоритмах" обработки,"заранее" составленных" человеком."Информационные" системы" (ИС)"обрабатывают" и" в" итоге" упрощают"исходную" информационную" коллекцию"и" подготавливают" ее" для"окончательного" использования" другой"интеллектуальной" системой," которая"называется" «человек»." ИС" являются"помощниками" человека" в" принятии"решений." Свойством" интеллектуальных"систем" является" возможность"выполнения" творческих" функций,"которые" традиционно" считаются"прерогативой" человека." Другими"словами," интеллектуальная" система," в"отличие" от" информационной" системы,"способна" проявлять" активность" при"отсутствии" воздействия" или" прямых"указаний"человека."

С"этих"позиций"интеллектуальные"системы" можно" рассматривать" как"средство" преодоления"информационного" барьера,"обусловленного" в" первую" очередь"сложностью," во" вторую" объемом"информации"и"неспособностью"человека"как" системы" обработки" и" анализа" в"заданный" период" времени" ее"проанализировать" и" получить"адекватное"решение."

Интеллектуальные" системы" не"только" обрабатывают" и" упрощают"исходную" информационную" коллекцию,"но" в" ряде" случаев" решают" сложные"задачи" и" в" столь" короткое" время,"которые" человек" принципиально"решить" не" способен" или" не" способен"решить" оперативно." Интеллектуальные"


""


81"

системы" также" используют" алгоритмы"обработки," заранее" составленные"человеком."Но"в"дополнении"к"этому"и"в"основном," они" используют" системы"правил," которые" формируют" новые"алгоритмы,"неизвестные"человеку"в"ходе"появления"новых"условий"задач."Именно"появление" новых" условий," которые" не"могут" быть" обработаны" системой"известных" алгоритмов" и" определяет"преимущество" интеллектуальной"системы" перед" информационной."Интеллектуальные" системы" не" только"помогают" человеку," но" и" принимают" за"него" решения," включая" ту" область"решений,"в"которой"он"не"адекватен."

Методы" искусственного"интеллекта," теория" управления" дают"основу" для" извлечения" знаний" и"принятия" решений" с" использованием"методов" геоинформатики" [27]."Использование" " ГИС" и" ГИС@технологий"создает" возможность" производить"новые"знания."

"

Геоинформационные,системы""

В" геоинформатике"геоинформационные" системы" (ГИС)"являются" базовой" информационной"системой," поскольку" ориентированы" на"геоданные."

Геоинформационная" система""(ГИС)" @" автоматизированная"информационная" система,"предназначенная" для" обработки"пространственно@временных" данных,"основой" интеграции" которых" служит"пространственная" информация" [3]."Интегрирующим" аспектом" организации"данных" в" ГИС" является" " использование"существующих" в" реальном" мире"пространственных" отношений" между"объектами" " конкретной" области"приложений.""

Согласно" международному"стандарту" ISO" OSI/TC" 211:" Geographic"Information/"Geomatics,"International"Draft"Standart," геоинформационная" система"является" синонимом" географической"

информационной" системы." В"Encyclopædia" Britannica," Inc." 2002"отмечается," что" возможности" ГИС" и," в"частности," " реализация" " оверлейных"процедур" " используется," прежде" всего,"для" проведения" исследований" и"принятия" " решений," связанных" с"геологией," экологией,"землепользованием," демографией,"транспортом" и" другими" областями,"большинство" которых" касаются"использования" человеком" " окружающей"среды."

"

Заключение,"

Геоинформатика"является"наукой,"интегрирующей" науки" о" Земле,"аналитические" научные" направления,""прикладные" науки" и" управление."Геоинформатика" имеет" сходство" с"синергетикой" " тем," что" обладает"обобщенностью"по"отношению"к"другим"наукам" и" позволяет" осуществлять"междисциплинарный" перенос" знаний." В"прикладном" плане" геоинформатика"направлена"на"решение"технологических"задач." В" плане" познания" окружающего"мира" геоинформатика" направлена" на"получение"новых"знаний."

"


1. Майоров" А.А." Развитие" информатики" в"научном" направлении" геоинформатика" //"Вестник" МГТУ" МИРЭА" «MSTU" MIREA"HERALD»"2014"@"№"1"(2)"@"с.42@57"

2. Майоров" А.А." Современное" состояние"геоинформатики" //" " Инженерные"изыскания.@""2012."@"№"7."@"С."12@15"

3. Геодезия," картография," геоинформатика,"кадастр:" Энциклопедия." В" 2@х" т." /Под" ред."А.В." Бородко," В.П." Савиных." –" М.:" ООО"«Геодезкартиздат»,"2008."–"Т."I"–"496"с."

4. Майоров" А.А.," Цветков" В.Я." Геореференция"как" применение" пространственных"отношений"в"геоинформатике"//"Геодезия"и"аэрофотосъемка,"@"2012.@"№3."@"с."87"@89."

5. Goovaerts" P." Study" of" spatial" relationships"between" two" sets" of" variables" using"multivariate" geostatistics" //Geoderma." –" 1994."–"Т."62."–"№."1."–"С."93@107."

6. Майоров"А.А.," Цветков"В.Я." Геоинформатика"как" важнейшее" направление" развития"информатики" //" Информационные"


""


82"

технологии."2013."№"11."С."2@7."7. Савиных" В.П.," Цветков" В.Я." Геоданные" как"

системный" информационный" ресурс" " //"ВЕСТНИК" РОССИЙСКОЙ" АКАДЕМИИ" НАУК,"2014,"том"84,"№"9,"с."826–829."

8. V." P." Savinykh," V." Ya." Tsvetkov." Geodata" As" a"Systemic" Information" Resource." //" " Herald" of"the"Russian"Academy"of"Sciences,"2014,"Vol."84,"No."5,"pp."365–368"

9. Цветков"В."Я.""Естественное"и"искусственное"информационное" поле//" Международный"журнал" прикладных" и" фундаментальных"исследований."@2014."@"№5,"ч.2."–"с.178"@180"

10. Fuhrmann" S.," MacEachren" A.," Cai" G."Geoinformation" technologies" to" support"collaborative"emergency"management"//Digital"Government."–"Springer"US,"2008."–"С."395@420."

11. Цветков" В.Я." Применение"геоинформационных" технологий" для"поддержки" принятия" решений" //" Известия"высших" учебных" заведений." Геодезия" и"аэрофотосъемка."@""2001."@""№4."@с.128@138"

12. Naydenova" V.," Roumenina" E." Monitoring" the"mining" effect" at" drainage" basin" level" using"geoinformation" technologies" //Central"European"Journal"of"Geosciences."–"2009."–"Т."1."–"№."3."–"С."318@339."

13. Jerrett" M." et" al." A" GIS@environmental" justice"analysis"of"particulate"air"pollution"in"Hamilton,"Canada"//Environment"and"Planning"A."–"2001."–"Т."33."–"№."6."–"С."955@974"

14. Tsvetkov,"V."Ya." "Spatial" Information"Models"//"European"Researcher,"2013,"Vol.(60),"№"10@1" ,"p.2386@"2392."

15. Цветков" В." Я." Клод" Элвуд" Шеннон," как"основоположник"цифрового"моделирования"//"Перспективы"науки"и"образования@"2014."@"№1."–"с44@50"

16. Цветков" В.Я." Цифровые" карты" и" цифровые"модели" //" Известия" высших" учебных"заведений." Геодезия" и" аэрофотосъемка."2000,"№2."с.147@155"

17. Майоров" А.А.," Цветков" В.Я.," Маркелов" В.М."Геоинформационный"подход"в"логистике"//"Известия" высших" учебных" заведений."

Геодезия"и"аэрофотосъемка," @"2012.@"№6."@"с."93@97."

18. Turner" M." G." et" al." Usefulness" of" spatially"explicit"population"models"in"land"management"//Ecological"Applications."–"1995."–"С."12@16."

19. Майоров" А.А.," Цветков" В.Я." Хранение" и"защита"информационных"ресурсов"кадастра."–" М.:" Московский" государственный"университет" геодезии"и" картографии," 2009."–"126"с."

20. Tsvetkov"V."Ya.""Global"Monitoring"//"European"Researcher," 2012," Vol.(33)," №" 11@1," p.1843@"1851"

21. Савиных"В.П."Решение"экономических"задач"с" помощью" системы" ГЛОНАСС" //" Вестник"МГТУ"МИРЭА"«MSTU"MIREA"HERALD»"2013" @"№"1"(1)"@"с.164@174."

22. Matheron" G." Principles" of" geostatistics"//Economic"geology."–"1963."–"Т."58."–"№."8."–"С."1246@1266."

23. Schüssler" F." Geomarketing:" Anwendungen"Geographischer" Informationssysteme" im"Einzelhandel."–"Tectum@Verlag,"2000"

24. Цветков" В.Я." Задачи" геомаркетинга" //"Известия" высших" учебных" заведений."Геодезия"и"аэрофотосъемка,"2000,"№5,"с.146@154"

25. Савиных"В.П.,"Цветков"В.Я."Развитие"методов"искусственного" интеллекта" в"геоинформатике" " " //" Транспорт"Российской"Федерации."–"2010."–№"5."–"с.41@43."

26. Цветков" В.Я.," Маркелов" В.М."Интеллектуализация" логистики" с"применением" геоинформатики" //"Международный" журнал"экспериментального" образования." –" 2012." @"№6."–"с.111@112"

27. Hill" Linda" L." Georeferencing:" The" Geographic"Associations" of" Information" –" MIT" Press"Cambridge," Massachusetts," London," England@"2009,"@"272"p"

"

©"Майоров"А.А.,"2014""

""""""""""""


""


83"

УДК" 528;"004.9" "" Кужелев"П.Д."/"Kugelev"P.D."

"

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЙ МОНИТОРИНГ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ GEONFORMATION MONITORING

OF THE RAILWAYS """

GEONFORMATION MONITORING OF THE RAILWAYS "

",

Аннотация:, Описан" геоинформационный"мониторинг" транспортной" системы." Показаны" его"особенности" и" возможности." Показано" что"геоинформационный" мониторинг" строится" на"интеграции" данных" и" технологий." Показано"значение" методов" дистанционного" зондирования"для" мониторинга" транспорта." Показано," что"геоинформационный" мониторинг" позволяет"решать" задачи" управления" транспортной" сферой."Показана" роль" ГИС" в" системе" мониторинга"транспорта." Раскрывается" содержание" данных"геоинформационного"мониторинга.,

, Abstract:, This" article" describes" the" geo@information" monitoring" of" the" transport" system."Showing" its" features" and" capabilities." It" is" shown"that"geoin@formational"monitoring" is"based"on"the"integration" of" data" and" technology." Shows" the"value" of" remote" sensing" techniques" to" monitor"traffic."It"is"shown"that"geo@information"monitoring"allows" to" solve" the" control" problem" of" the"transport"sphere."The"role"of"GIS"in"the"monitoring"system" of" transport." The" content" of" the" data"geoinformation"monitoring.,

"Ключевые, слова:, геоинформатика,"геоинформационный" мониторинг," мониторинг"транспорта," геоинформатика" транспортных"объектов,"пространственная"информация."

" Keywords: geoinformatics," geoinformation"monitoring," monitoring" of" transport," transport"facilities"geoinformatics,"spatial"information."

"

"""

Введение""

Железнодорожная" транспортная"система" любой" страны" является"пространственно" распределенной"системой," для" которой" существенное"значение" имеют" пространственные"отношения" [1]" и" пространственные"модели" [2," 3]." Железнодорожная"транспортная" система" России" является"одной" из" наиболее" больших" по"пространственной" протяженности" и" по"пространственному" распределению."Протяженность" дорог" составляет" 87"тысяч" км," что" практически"соответствует" двум" экваторам" Земли."Железнодорожный" транспорт" наиболее"развит" в" России" (на" него" по" данным" на"2013"год"приходилось"85"%"внутреннего"грузооборота)" [4]." По" протяжённости"железнодорожного" полотна" Россия"находится"на"втором"месте"после"США."В"России" железнодорожный" транспорт"подразделяется" на:" железнодорожный"транспорт" общего" пользования,"железнодорожный" транспорт"не" общего"

пользования" и" технологический"железнодорожный"транспорт"[5]."

Железнодорожный" транспорт" и"инфраструктура" железнодорожного"транспорта"может"быть"рассмотрена"как"геотехническая" система" [6]," которая"размещается" на" большой" территории." В"разных" регионах" этой" территории"существуют" разные" климатические,"энергетические" и" экономические"факторы." Анализ" и" использование"динамики" этих" факторов" возможны"только" за" счет" выявления" связи" этих"факторов" с" пространственной"информацией." Другими" словами,"необходим" комплексный" учет" факторов"для" эффективного" использования"ресурсов" в" сфере" железнодорожного"транспорта." Особенно" важен" учет"неопределенности" при" эксплуатации" и"управлении" транспортной" системы." Для"управления" транспортной" системой"необходим" интегрированный"мониторинг."Анализ"показывает,"что"для"этой" цели" необходимо" применение"методов" геоинформатики" [7]" и"

""


""


84"

геоинформационного"мониторинга"[8].",

Особенности,мониторинга,транспортных,систем"

"

Учет" многообразия" разных"факторов" возможен" только" на" основе"мониторинга." Среди" разных" видов"мониторинга" наиболее" подходящим"является" геоинформационный"мониторинг" [8]." Основными" причинами"преимуществ" геоинформационного"мониторинга" являются:" интеграция"данных"[9],"интеграция"технологий"[10],"возможность" применения" методов"искусственного" интеллекта" [11," 12]" в"геоинформатике," возможность"комплексной" обработки" данных" [13],"глобальность" охвата" территории" [14]" и"возможность" интеграции" разных" видов"мониторинга" в" глобальный"мониторинг"[15]."

"Одной" из" основных" задач"мониторинга" транспорта" является"необходимость"управления"подвижными"объектами" [16," 17]," создание"обеспечивающей" подсистемы"управления" [18]," многоцелевое"управление" [19]." При" визуальной"обработке" данных" мониторинга"использует" в" качестве" многослойной"организации" геоданных" идеологию"тайлов" ." Проблема" мониторинга"приобрела" в" наше" время" глобальное"значение" и" определяется" не" только"научными,"но"во"все"возрастающей"мере"экономическими," социальными" и"политическим" факторами." По" этой"причине" возрастающее" значение" для"мониторинга" транспорта" имеет"дистанционное" зондирование,"опирающееся" на" сеть" наземных"наблюдений"[20].""

Особенностью" мониторинга"транспорта" является" то," что" он"использует" распределенную"пространственную" информацию" [21]" и"служит" не" только" для" наблюдения," а"главным" образом" для" управления"транспортной" сферой" [22," 23]." Кроме"

того," в" современном" мониторинге" и"управлении" транcпортом" большое"значение" имеет" инновационная"составляющая." Геоинформатика" и"геоинформационные"технологии"играют"в"этом"важную"роль"[24,"25].""

"

Геоинформационный,мониторинг,как,интегрированный,мониторинг."

"

Геоинформатика" дает" новое"развитие" теории"мониторинга" [7," 8," 10]."Оно" заключается" в" том," что"геоинформатика" основана" на"применении" интегрированных" систем"данных" и" интегрированных"информационных" систем" обработки"данных." Это" дает" возможность"проводить" комплексную" обработку"информации" и" приводит" к" понятию"комплексного" мониторинга." Кроме" того"ГИС," как" автоматизированная"интегрированная" информационная"система," интегрирует" в" себя" свойства"других"систем"и"в"частности"АСУ."

Это" приводит" к" определению"геоинформационного" мониторинга" как"технологии" включающую" функции:"наблюдение," интеграцию" данных,"комплексную" обработку," прогноз" и"автоматизированное" управление."Выделяют" четыре" признака,"характеризующих"мониторинг"[14,"26]:"

Целенаправленность" @" наличие"целевой"программы"мониторинга;"

Комплексность" @"многоаспектность" наблюдений" и"методов"анализа"по"заданной"цели;"

Системность" @" рассмотрение"объекта"мониторинга"и"среды,"в"которой"он" находится," как" единой" системы" с"заданным" множеством" связей" и"отношений;"

Наличие% информационной% базы" @"хранение" и" обновление" информации" в"некой" системе" (базе" данных" или"экспертной"системе)."

Геоинформационный" мониторинг"основан" на" реализации" технологий"мониторинга"через"геоинформационные"


""


85"

технологии" и" системы" (ГИС)." Для" этой"цели" необходима" интеграция" данных" и"их" пространственная" локализация."Практическая" реализация" мониторинга"осуществляется" через"функционирование"ГИС."Ее"назначение"@"упорядочение" информации," ее"обработка," накопление" и" хранение,"использование" потребителем." ГИС"должна"включать"в"свой"состав:"""

• средства"приема"информации"контактных"данных"и"дистанционного"зондирования"земной"поверхности;""

• информационно@вычислительный"комплекс"приема"и"обработки"информации;""

• комплекс"накопления,"хранения,"тиражирования"информации.""

"

Геоинформационный" мониторинг"позволяет" принимать" оперативные" и"стратегические"решения."В"частности"он"позволяет" решать" две" качественно"различных" задачи:" поисковое"(исследовательское)" и" нормативное"прогнозирование."

Поисковое% прогнозирование" @" это"анализ" перспектив" развития"существующих" тенденций" на"определенный"период"и"определение"на"этой" основе" вероятных" состояний"объектов" управления" в" будущем" при"условии" сохранения" существующих"тенденций"в"неизменном"состоянии"или"проведения"тех"или"иных"мероприятий"с"помощью"управленческих"воздействий.""

Нормативное% прогнозирование"заключается" в" рациональном"организованном" анализе" путей"оптимального" развития" объектов"мониторинга." Предметом" нормативного"прогнозирования"выступают"инновации"и"инвестиции."

В" ходе" мониторинга"осуществляют" сбор" и" совместную"обработку" данных," относящихся" к"различным" природным" средам,"моделирование" и" анализ"

технологических"процессов"и"тенденций"их" развития," а" также" использование"данных" при" принятии" решений" по"управлению" качеством" окружающей"среды."

"

Данные,геоинформационного,мониторинга,и,их,обработка"

"

Результат" мониторинга," как"правило," представляет" оперативные"данные"трех"типов:""• Констатирующие,"измеренные"

параметры"состояния"обстановки"в"момент"обследования.%

• Оценочные,%результаты"обработки"измерений"и"получение"на"этой"основе"оценок"экологической"ситуации.%

• Прогнозные,%прогнозирующие"развитие"обстановки"на"заданный"период"времени.%

"Из" этого" следует," что" в" ГИС,"

настроенной" на" мониторинг,"применяются" в" первую" очередь"динамические" модели." Актуальность"использования" ГИС" для" мониторинга"определяется" тем," что" значительная"часть" обрабатываемой" и"интерпретируемой" информации"представляется" в" виде"картографического"материала"или"имеет"пространственную"привязку."С"помощью"ГИС@технологий" и" систем" можно"обеспечивать" ввод," обработку," анализ"данных"и"создание"электронных"карт"на"основе" информационного"моделирования" [27]." Методологической"основой" процессов" обработки"информации" в" ГИС" является" цифровое"моделирование" местности,"объединяющей" процессы" сбора"первичной" информации," ее"моделирования" и" обновления,"обработки"и"формирования"документов.""

Системы" и" технологии,"применяемые" для" мониторинга,"позволяют" создавать" программные" и"


""


86"

технические" средства" формирования" и"анализа" геоинформационных" баз"данных." Используемые" модули" в"системах" включают" обработку" данных"геодезических" измерений,"векторизацию"и"архивизацию"карт,"схем"чертежей," преобразования"картографических" проекций,"совмещение"пространственных"данных."

Особенностью" организации"данных" мониторинга" [14]" является"подразделение" их" на" три" класса" при"сборе" (место," время," тема)" и" два" класса"при" обработке" (координатные" и"атрибутивные)." Местоположение" и"визуальное" отображение"пространственных" объектов" задается"классом" координатных" данных." Этот"класс" отображается" графовыми" или"графическими" моделями," которые"хранятся" в" виде" связанных"индексированных"файлов."Для"описания"временных" параметров" и" тематической"информации" используется" класс"атрибутивных" данных." Этот" класс"отображается"в"виде"табличных"моделей"и" служит" основой" для" хранения" во"встроенной"базе"данных"ГИС."Кроме"того"в" ГИС" имеются" так" называемые"метаданные," которые" играют"вспомогательную" роль," в" том" числе"служат" основой" связи" между"графическими"и"табличными"моделями.""

Координатные" данные" –"отражают"пространственные"отношения"о" размерах" и" площадях"пространственных" объектов" и" о"топологии" объектов." Последнее" очень"важно" для" железнодорожных"магистралей," которые" образуют"пространственную" сетевую" модель" на"поверхности" земли" ." Для" визуализации"координатных" данных" используются"графические" модели." Класс"атрибутивных" данных% –" содержит"дополнительную" информацию" о"пространственных" объектах," включая"геореференцные"связи"[1]."

Результат" обработки" данных"мониторинга" представляют" в" виде"

двухмерных" электронных" карт" или" в"виде" трехмерных" цифровых" моделей"[28]." Цифровые" модели" –" основная"форма" хранения" данных" мониторинга."Они" могут" служить" основой" для"построения"электронных"карт"или"быть"визуализированы" с" помощью" 3D"моделирования."

Графические" модели"координатных" данных" мониторинга"организованы" в" виде" трех" типов"растровых," векторных" или" гибридных"моделей." Соответственно"модели"имеют"растровые" или" векторные" форматы." В"зависимости"от" того"какой"тип"моделей"является" основным," т.е." приспособлен"для" моделирования" и" обработки,"выбирают" тип" ГИС" как" основной"информационной" системы"представления" данных"геоинформационного" мониторинга.""Большинство" ГИС" являются"векторными," основной" графической"информацией"в"них"является"векторная,"а" растровая" играет" вспомогательную"роль." По" этой" причине" одной" важных"процедур"преобразования"данных"в"ГИС"является" векторизация@" перевод"растровой"информации"в"векторную."

Особенностью" графических"данных" в" геоинформационном"мониторинге"является"организации"их"в"виде" многослойных" (оверлейных)"структур." Оверлейные" процедуры"выполняют" топологические"преобразования" над" объектами"содержащими" топологические"структуры" и" распложенными" в" разных"слоях." Сущность" оверлейных" операций"состоит" в" наложении" разноименных" но"только" однотипных" слоев" с" генерацией"производных"объектов"и"наследованием"атрибутов." Для" того," чтобы" задачи"управления" могли" быть" решены" в" ЖТ,"необходимо" преобразовывать" их" в"форму"допускающую"их"использование"в"информационно" аналитических"системах" и" системах" управления."Применение" аналитической" системы"требует" разработки" лингвистического"


""


87"

обеспечения" и" методов"информационного" поиска" с"использованием"ГИС@технологий."

"

Применение,системы,ГЛОНАС,при,геоинформационном,мониторинге,и,

управлении,транспортом,"

Назначение"системы"ГЛОНАСС"для"управления""кратко"можно"определить"с"помощью" как" «Just" in" time»" @" «точно" и"вовремя»." Наряду" с" видимыми" и"понятными" для" большинства"образованных" людей" задачами" эта"система" решает" ряд" сервисных" (или"специальных)," но" необходимых" для"мониторинга"и"управления""задач"[20]."

Современное" управление"объектами" транспорта" характеризуется"увеличением" пространственных"масштабов" управляемых" объектов,"возрастанием" сложности" этих" объектов,"а" также" систем" управления." Одним" из"подходов" современного" управления"является" широкое" использование"информационных" и"телекоммуникационных" технологий."Общеизвестным" является" факт," что" в"современном" управлении"информационные" ресурсы" занимают"доминирующее" место." Однако" менее"известным" является" появление" нового"фактора" управления" и" мониторинга,"связанного" с" пространственным"распределением." Этот" фактор" приводит"к" с" необходимости" учета" и"использования" пространственных"связей"и"пространственных"отношений"в"сфере" транспорта" и" управления."Распределение" транспортной" системы"по" огромной" территории" России," с"учетом" дальнейшего" развития,"обуславливает" ряд" специальных"требований."В"первую"очередь"это:"

Требования" по" повышению"оперативности" принятия" решений" и"управлению."

Требования"по" переносу"нагрузки"с" лица," принимающего" решение," (ЛПР)"на"интеллектуальную"систему."

Требования" по" синхронизации"управляющих" воздействий" на" отрасли,"отдельные" предприятия" и" экономику"страны"в"целом."

Требования" учета"неоднородности" экономического"развития" и" ресурсного" обеспечения"(одна" из" форм" пространственных"отношений)."

Требования" к" оптимизации"внутренних" и" внешних" грузопотоков,"обеспечивающих" потребности"экономического"развития"страны.""

Требования" к" устойчивости"развития" экономики" в" условиях"финансовой" нестабильности,"экологических" факторов" и"чрезвычайных"ситуаций."

Совокупность" перечисленных"требований" приводит" к" проблеме"обеспечения" пространственной"информацией"национальной,"отраслевой"экономики" и" науки." Анализ" данной"проблемы" требует" решения" ряда"специальных" задач," таких" как"обеспечение" единого" координатного" и"временного" пространства," единого"информационного" пространства." Одним"из" ключевых" для" решения" отмеченных"требований" является" применение"ГЛОНАСС.."

Техника" навигационных"определений" по" сигналам"искусственных" спутников" Земли" (ИСЗ)"стала" развиваться" в" СССР" с" 1957" г."Фундаментальное" значение" для"радиоопределений" имела" работа" по"использованию" эффекта" Доплера,"выполненная" под" руководством"академика" В." А." Котельникова" и"опубликованная"в"1958"г"

Глобальная" навигационная"спутниковая"система"второго"поколения"ГЛОНАСС" является" советским" аналогом"системы" GPS" NAVSTAR." Система"ГЛОНАСС" создавалась" с" начала" 70@х" гг."при" тесном" сотрудничестве" ряда"научных" гражданских" и" военных"организаций""

Глобальная" навигационная"


""


88"

спутниковая" система" ГЛОНАСС"предназначена" для" определения"местоположения," скорости" движения" и"точного" времени" морских," воздушных,"сухопутных" транспортных" средств" и"других" видов" потребителей" [20]." Она"разрабатывалась" и" внедрялась" как"система" двойного" назначения," в" первую"очередь,"для"обеспечения"национальной"безопасности" России," а" также" для"решения" гражданских" научных" и"производственных"задач."

Первые" космические" аппараты"серии" ГЛОНАСС" ("Космос—1413",""Космос—1414"," "Космос—1415")" были"выведены"на"орбиты"12"октября"1982"г."Запуск" осуществлялся"ракетоносителями" "Протон"" с"космодрома"Байконур."Различают"4"типа"этих" навигационных" искусственных"спутников" Земли" (НИСЗ):" ГЛОНАСС"(1982@2007)," ГЛОНАСС@М" (2003@2015),"ГЛОНАСС@К" (2008@2015)," ГЛОНАСС@КМ"(2015"и"далее),""

Основные" работы" в" этой" области"выполняли" ряд" отечественных"организаций:" Научно@производственное"объединение" прикладной" механики" им."академика" М.Ф." Решетнева" (НПО" ПМ)" @"головной" разработчик" системы,"спутника" ГЛОНАСС,"автоматизированной" системы"управления" спутниками" и" ее"математического" обеспечения."Российский" научно@исследовательский"институт" космического"приборостроения" (РНИИ"КП)" @" головной"разработчик" наземного" комплекса"управления" и" бортовой" аппаратуры"спутника" ГЛОНАСС." Российский"институт" радионавигации" и" времени"(РИРВ)" @" головной" разработчик"спутниковой" и" наземной" аппаратуры"системы" синхронизации" и" времени;"Производственное"объединение" "Полет""(ПО" "Полет")" @" разработчик" и"изготовитель" спутника" ГЛОНАСС," а"также"ряд"других"российских"научных"и"производственных"организаций.""

Основой" применения" ГЛОНАСС"

является" единое" оперативное"информационное" пространство,"включающее" навигационное" поле."Навигационное% поле" –" информационное"пространство,"в"каждой"точке"которого"с"помощью" специальной" приемной"аппаратуры" можно" определять" не"только" местоположение," но" и" время%определения" этого" местоположения."Таким" образом," навигационное" поле"представляет" собой" пространственно@временной"геоинформационный"объект."Такая" связь" пространства" и" времени"создает" условия" не" только" для"оперативного" определения"местоположения," но" условия" для"управления" состоянием" (движением)"объекта"в"реальном"времени."

Таким" образом," навигационное"поле" GPS/" ГЛОНАСС" формируется" на"основе" совокупности"стандартизованных"информационных" единиц"посылаемых" регулярно" и"формирующих" пространственно@временное" информационное"пространство" на" земной"поверхности"

Для"решения"задач"мониторинга"и"управления" система" ГЛОНАСС"осуществляет" координатно—временное"обеспечение:" международной" службы"вращения" Земли;" процесса"дистанционного" зондирования" Земли,"осуществляемого" в" интересах"картографирования" планеты,"мониторинга" экологического" состояния"ее" поверхности" и" атмосферы;" работ,"реализуемых" методом" спутниковой"альтиметрии" с" целью" слежения" за"уровнем"Мирового" океана," изучения" его"физической" поверхности," в" частности"морской" топографической" поверхности"и" ее" отличий" от" поверхности" геоида"(квазигеоида)," а" также" изучения"закономерностей" глобальной"циркуляции"водных"масс."

В"качестве" специальных"проектов"следует"отметить"разработки"ОАО"«НПК"«РЕКОД»,"которое"в"рамках"федеральных"


""


89"

целевых" программ" разрабатывает" и"реализует"следующие"проекты""

«Космический" мост»" –" система"спутникового" мониторинга" и"прогнозирования" состояния" крупных"мостовых"сооружений"с"использованием"систем" ГЛОНАСС/GPS" (на" примере"автомобильного"моста"через"р."Енисей"в"районе"г."Красноярска)."

«Космическая"железная"дорога»" –"система" спутникового" мониторинга" и"прогнозирования" природно@техногенных" опасностей" (в" том" числе"оползней," лавин," селей" и" горных"обвалов)" при" эксплуатации" железной"дороги" с" использованием" систем"ГЛОНАСС/GPS" (на" примере" участка"Северо@Кавказской" железной" дороги"Туапсе"–"Адлер»)."

"

Заключение,"

Геоинформационный" мониторинг"транспорта" является" комплексной"технологией," которая" наиболее"эффективно" позволяет" осуществлять"мониторинг" транспорта." Важной"компонентой" геоинформационного"мониторинга" является"пространственная" составляющая,"которая" реализуется" только" его"средствами." Геоинформационные"мониторинг" является" инструментом"управления" транспортными" системами"на" больших" территориях." " Система"геоинформационного" мониторинга"образует" замкнутую"самоорганизующуюся" систему." Эффект"самоорганизации" очень" важен,"поскольку" с" современных" позиций" он"отвечает" требованиям" и" эволюции" и"является" обязательным" для" увеличения"жизненного"цикла"любой"системы"и"для"приспособления" ее" к" постоянно"меняющимся"условиям"внешней"среды."

"


1. Майоров" А.А.," Цветков" В.Я."Геореференция" как" применение"пространственных" отношений" в"

геоинформатике" //" Геодезия" и"аэрофотосъемка,"@"2012.@"№3."@"с."87"@89"

2. Зайцева" О." В." Применение"геостатистики" при" управлении"территориями" //" Науки" о" Земле""№"1@2013"–"с.69@73"

3. Tsvetkov," V." Ya." Spatial" Information"Models" //" European"Researcher," 2013,"Vol.(60),"№"10@1","p.2386@"2392"

4. Основные" показатели" транспорта" //"Росстат."

5. ФЗ"«О"железнодорожном"транспорте"в"Российской"федерации»."

6. Цветков"В.Я.,"Кужелев"П.Д."Железная"дорога" как" геотехническая" система"//" Успехи" современного"естествознания."–2009."–"№4."–"с."52."

7. Kuzhelev" P.D." Geoinformation"Technology" for" the" Control" of"Transportation" Objects" //" European"Journal" of" Technology" and" Design,"2013,"Vol.(2),"№"2,"p.129@133."

8. Markelov," V.M." Application" of"Geoinformation"Monitoring" in"Logistics,//" European" Researcher," 2012,"Vol.(31),"№"10@1,"p.1632@"1634."

9. Цветков" В.Я." Создание"интегрированной" информационной"основы" ГИС//" Геодезия" и"аэрофотосъемка."–"2000."@"№4."@"с.150@154."

10. Кудж" С.А." Исследование"окружающего" мира" методами"геоинформатики" //" Вестник" МГТУ"МИРЭА"«MSTU"MIREA"HERALD»"2013"@"№"1"(1)"@"с.95@102."

11. Савиных" В.П.," Цветков" В.Я." Развитие"методов" искусственного" интеллекта"в" геоинформатике" //" Транспорт"Российской"Федерации."–"2010."–№"5."–"с.41@43."

12. 14." Цветков" В.Я.," Маркелов" В.М."Интеллектуализация" логистики" с"применением" геоинформатики" //"Международный" журнал"экспериментального" образования." –"2012."@"№6."–"с.111@112"

13. Kudzh"S."A."Geoinformation"Analysis,//"European" Researcher," 2013," Vol.(60),"


""


90"

№"10@1","p.2358@"2365."14. Дулин" С.К.," Якушев" Д.А"

Автоматизированные"дистанционные" методы" анализа"состояния" протяженных"инфраструктурных" объектов" //"Вестник"МГТУ"МИРЭА" «MSTU"MIREA"HERALD»"2014"@"№"2"(3)"@"с.156@175."

15. Tsvetkov," V." Ya." Global" Monitoring" //"European" Researcher," 2012," Vol.(33),"№"11@1,"p.1843@"1851."

16. Tsvetkov," V." Ya." Information"Management" of" Mobile" Object" //"European" Journal" of" Economic" Studies,"2012,"Vol.(1),"№1."P."40@44."

17. Цветков" В.Я." Применение"геоинформационных"технологий"для"поддержки" принятия" решений" //"Известия" высших" учебных"заведений." Геодезия" и"аэрофотосъемка," 2001," №4." с.128@138."

18. Маркелов" В.М." ГИС" как" системы"управления" транспортом" ." //"Известия" высших" учебных"заведений." Геодезия" и"аэрофотосъемка." 2013." –"№2." –" с.85.@87."

19. Tsvetkov" V.Ya." Multipurpose"Management//" European" Journal" of"Economic" Studies2012," Vol.(2)," №" 2"р.140@143."

20. Савиных" В.П." Решение"экономических" задач" с" помощью"системы" ГЛОНАСС" //" Вестник" МГТУ"МИРЭА"«MSTU"MIREA"HERALD»"2013"@"№"1"(1)"@"с.164@174."

21. Кудж." С.А." Добыча" геоданных" //"

Науки"о"Земле"№"2@3,"2013"–"с"82@84."22. Цветков" В.Я." Модель" геоданных" для"

управления" транспортом" //Успехи"современного" естествознания." –2009."–"№4."–"с."50@51."

23. Коваленко" Н.И." Теоретические"представления" об" оценке" состояния"элементов" пути" в" процессе" их"эксплуатации" //" Транспортные"проблемы" Сибирского" региона." Сб."науч."тр."Иркутск:"ИрИИТ,"2000,"часть"I.@"С."73@78."

24. Цветков" В." Я." Информатизация,"инновационные" процессы" и"геоинформационные" технологии." //"Известия" высших" учебных"заведений." Геодезия" и"аэрофотосъемка" @" 2006.@"№4" @" с.112@118."

25. Маркелов" В.М." ," Романов" И.А."Инноватика" и" геоинформатика" //"Дистанционное" и" виртуальное"обучение."2012."№"12."С."53@57."

26. Цветков" В.Я." Геоинформационное"моделирование"//"Информационные"технологии.@"1999."@"№3."с."@"23@27"

27. Цветков" В.Я." Информационные"модели" как" основа" обработки"информации" в" ГИС" //" Геодезия" и"аэрофотосъемка,"@2005."@"№2."@"с."118@123."

28. Дышленко" С.Г." Трехмерное"моделирование" в" ГИС" //"Перспективы" науки" и" образования@"2014."@"№2."–"с.28@33."

"

©"Кужелев"П.Д.,"2014""

""""""""""

"

ДИСТАНЦИОННОЕ"ЗОНДИРОВАНИЕ"/"REMOTE"SENSING"""

""


91"

УДК" 504.064;"535.31" "" Алиева"А.Дж."/"Aliyeva"A.J."

Алиева"Е.Н."/"Aliyeva"E.N."Сафаралиев"З.Г."/"Safaraliyev"Z.G."

"

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ АТМОСФЕРНЫХ ФАКТОРОВ НА РЕЗУЛЬТАТ ДИСТАНЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ ФЛУОРЕСЦЕНТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

ХЛОРОФИЛЛА РАСТЕНИЙ """

ESTIMATE OF EFFECT OF ATMOSPHERIC FACTORS ON RESULTS OF REMOTE MEASUREMENTS OF FLUORESCENT EMISSION OF VEGETATION’S

CHLOROPHYLL "

",

Аннотация:,В"данной"статье"дана"оценка"влияния"атмосферных" факторов" на" результат"дистанционного" зондирования" флуоресцентного"излучения" хлорофилла" растений." Проведенный"анализ"показал,"что"в"существующей"литературе"по"исследованию" величины" зондируемого"флуоресцентного" сигнала" отсутствует" учет"влияния"кислорода"на"флуоресцентное"излучение,"исходящее" из" хлорофилла" растений."Проанализирована" применимость" известного"метода"дискриминации"на"базе"линии"Фраунговера"для" дистанционного" зондирования"флуоресцентного"излучения" хлорофилла"растения"на"линии"поглощения"кислорода."

, Abstract:, In" the" paper" the" effect" of" the"atmospheric"factors"on"results"of"remote"sensing"of"fluorescent" radiation" of" vegetation" chlorophyll" is"assessed."The"carried"out"analysis"has"shown,"that"in"the"scientific"publications,"dedicated"on"value"of"sensed" fluorescent" signal" the" effect" of" oxygen" on"fluorescent" emission" from" vegetation" chlorophyll"is" not" taken" into" account." Usability" of" known"method" of" discrimination" on" the" basis" of"Fraunhofer"lines"for"remote"sensing"of"fluorescent"emission" of" vegetation" chlorophyll" at" the" oxygen"absorption"line"has"been"analyzed.,

"Ключевые, слова:, дистанционное" зондирование;"флуоресцентное" излучение;" хлорофилл;" кислород;"линии"поглощения"

" Keywords:" remote" sensing;" fluorescent" radiation;"chlorophyll;"oxygen;"absorption"lines"

"

"""

Как" сообщается" в" работе" [1],"существующая" связь" между" солнечно@"индуцированной" флуоресценцией" и"фотосинтетической" эффективности" в"растениях" вызвала" интерес" к" вопросу"дистанционного" измерения"флуоресценции" хлорофилла" растений."Согласно" [1]," в" настоящее" время"существует" возможность"дистанционного" зондирования"флуоресценции" хлорофилла" как"наземными" средствами," так" и"бортовыми," т.е." самолетными" и"спутниковыми" средствами." Отмечается,"что" интенсивность" флуоресцентного"излучения" хлорофилла" растений"является"более"достоверным"признаком"фотосинтетической" активности"растений," чем" индексы" LAI," NDVI" и" др."Особенность" индуцированного"флуоресцентного" излучения" такова," что"

длина" волны" флуоресцентного"излучения" всегда" больше," чем" длина"волны" возбуждающего" солнечного"излучения." Флуоресцентное" излучение"имеет"два"пика"на"длинах"волн"690"нм"и"740"нм"(рис."1)."

"

"Рис."1."Спектр"индуцированного"

флуоресцентного"излучения"хлорофилла"растений"

""


""


92"

В" настоящее" время" базовым"принципом" лежащем" в" основе"дистанционных" измерений"флуоресцентного"излучения"хлорофилла"является" принцип" дискриминации" на"сильных"линиях"поглощения."

Известно," что" принцип" FLD"(принцип"дискриминации"на"базе"линий"Фраунгофера)" впервые" был" предложен"Плащуком" [2]." В" дальнейшем" этот"принцип" был" применен" к" линиям"поглощения" атмосферного" кислорода"[3]."

Как" отмечается" в" работе" [4],"энергия" флуоресцентной" эмиссии"хлорофилла" в" обычных" условиях"солнечного"освещения" составляет"более"3" %" энергии" всей" отраженной" от"растений" радиации" в" близкой"инфракрасной" области" спектра." По" этой"причине," для" регистрации"флуоресцентного"излучения"используют"длину" волны" 760" нм," совпадающую" с"линией"абсорбции"кислорода.""

В" работе" [2]" сообщается" о"разработке"во"Франции"измерительного"устройства" для" дистанционного"мониторинга" флуоресценции"хлорофилла." Отмечается," что" солнечное"излучение" имеет" три" основные" области"поглощения" в" красной" и" в" близкой"инфракрасной" зоне:" 1)" линия"поглощения" αH "находится"за"пределами"

максимума" флуоресцентной" эмиссии"хлорофилла" и" не" используется" в" целях"измерения" флуоресцентного" излучения"растений." Измерения" флуоресцентного"излучения" в" настоящее" время" могут"проводится" бортовыми"спектрорадиометрами," валидация"результатов" которых" осуществляется" с"помощью" наземных" средств." Например,"как" отмечается" в" работе" [5]," для"наземных" измерений" флуоресценции"растений" разработано" специальное"оборудование" в" виде" крана" высотой" 21"м," оборудованное" специальной"аппаратурой," предназначенной" для"флуоресцентных" измерений." Кран"

установлен" на" рельсах" длиной" 100" м" и"может"передвигаться"по"полю"растений."Указанная" платформа" предназначена"для" тестирования" и" валидации"самолетных" и" спутниковых" сенсоров,"предназначенных" для" исследования"растений." Установка" позволяет"проводить" измерения" на" линиях" А" и" В"поглощения" кислорода." Измерения"флуоресцентного" потока"осуществляется"на"длинах"волн"687"нм"и"760"нм."

Как" отмечается" в" работе" [6],"самолетные" измерения"флуоресцентного" излучения" растений"впервые" были" осуществлены" летом"2005@го" года" (компания" SEN2FLEX)."Измерялось" флуоресцентное" излучение"хлорофилла," используя" принцип"дискриминации" линий" поглощения"Фраунгофера" на" длинах" волн"поглощения"кислорода"687"нм"и"760"нм."Высота" полета" самолета" измерялась" в"пределах" 300" –" 3000" м." С" увеличением"высоты"полета"наблюдалось"увеличение"оптической" толщины" на" выбранных"длинах" волн." Влияние" атмосферы"учитывалось" с" применением" модели"MODTRAN"4."Для"валидации"результатов"самолетных" измерений" синхронно"проводились" наземные" измерения"кислорода"на"длинах"волн"687"нм"и"760"нм."

Как" отмечается" в" работе" [6],"воздушная" масса," имеющаяся" между"растительностью" и" измерителем"поглощает" часть" сигнала" (за" счет"изменения" 2O )." Анализ," проведенный" в"

[2],"показал,"что"на"длинах"волн"687"нм"и"760" нм" влияние" озона" и" водяных" паров"незначительно." Графики" изменения"измеренной" величины" оптической"толщины" атмосферы" в" зависимости" от"высоты"полета"показаны"на"рис."2"а,"б."

Согласно" работе" [6]," атмосферная"коррекция" при" самолетных" измерениях"флуоресцентного" излучения"предусматривает" проведение" высотной"и"временной"коррекции."В"общем"случае,"


""


93"

предлагается" применить" коэффициент"коррекции,"определяемый"как""

( )( )λτλτ

.

.

выс

земвC = ,"" " (1)"

"

где" .земτ @" оптическая" толщина"

атмосферы," измеренная" на" земле," на"длине" волны" ( )λτλ выс; @" оптическая"

толщина" атмосферы," измеренная" на"определенной"высоте"полета."

"

"а)" " " " """""""""""""""""""""""" б)"

"

Рис."2."Изменение"оптической"толщины"атмосферы"в"зависимости"от"высоты"полета"на"длинах"волны"687"нм"(а)"и"760"нм"(б)."

"

Временная" коррекция"предусматривает" компенсацию"временных" изменений" различных"составляющих" суммарной" оптической"толщины" атмосферы." Однако," как" нам"представляется" применение" коррекции"в"виде"выражения"(1)"является"слишком"упрощенной" и" может" привести" к"значительной" потере" измерительной"информации." Для" подробного" анализа"атмосферной" коррекции" результатов"самолетных" измерений"флуоресцентного" излучения"растительности" методом" FLD" следует"учесть," что" наиболее" значительными"факторами" воздействия" атмосферы"является" атмосферный" аэрозоль" и"кислород."" Для" подробного" анализа" влияния"атмосферных" факторов" на" результаты"флуоресцентных" измерений" на"выбранной" длине" волны" 760" нм"подробно" рассмотрим" процедуры"одноволновых"измерений."" При" попадании" солнечного"излучения" на" растительность" радиация,"излучаемая" растением" содержит"следующие"составляющие:"

"

1. Флуоресцентное"излучение;"2. Солнечное" излучение," отраженное" от"поверхности"растительности."

" "

Как" отмечается" в" работе" [1]," на"практике" для" реализации" метода" FLD"метода" требуется" проведение" двух"измерений," один" в" пределах" линии"поглощения" ( )inλ ," другой" вне" линии""

( )outλ ."

Общий" вид" спектра" солнечной"радиации," попадающей" на" поверхность"растительности" показан" на" рис." 3а." На"рис." 3б" показано" суммирование"относительно"широкополосного"сигнала"флуоресценции" и" отраженного"солнечного"излучения."

Далее" составляется" следующая"система"уравнений:"

" " " "

" ( ) ( ) ( ) ( )inininin FErL λ

πλλ

λ +⋅

= ,"""""""""""(2)"

" " " "

" ( ) ( ) ( ) ( )outoutout

out FEr

L λπ

λλλ +

⋅= .""""""""""(3)"

"


""


94"

" Для" решения" системы" (2)," (3)"считаем," что" ( )inr λ "и" ( )inF λ "в" узкой"

полосе" длин" волн" проведенных"измерений" не" изменяется."Предположение" о" постоянстве" ( )inr λ "и"

( )inF λ "позволяет" получить" следующее"

решение"[1]"" " " "

"( ) ( )[ ]( ) ( )inout

inout

EELL

rλλπλλ

−

−= ," """""""(4)"

"

"( ) ( ) ( ) ( )

( ) ( )inout

inoutinout

EEEELE

Fλλ

λλλλ−

⋅−⋅= .""""(5)"

"

Вместе" с" тем," решение" (5)" не"учитывает" вышеуказанные"атмосферные" факторы" и" служит" для"упрощенного" объяснения" метода" FLD."Далее," в" настоящей" статье" мы"рассмотрим" предлагаемый" вариант"учета" атмосферных" факторов" в" системе"самолетных" измерений"флуоресцентного" излучения"растительности" применительно" к"гомогенной" модели" атмосферы." Общая"схема" проводимых" измерений" показан"на"рис."4."" Для" проведения" дальнейшего"анализа" воспользуемся" схематическим"представлением" линии" поглощения" на"длине"волны"760"нм"и"флуоресцентного"излучения" доходящего" до" измерителя"(рис."5"а"и"б)."" Для" дальнейшего" анализа"рассмотрим" упрошенную" форму" записи"уравнений" (2)"и" (3)"приведенной"в" [2]"в"несколько" некорректной" форме."Применительно" к" обозначениям,"показанным" на" рис." 5" а," б," уравнения"приведенные" в" [2]" имеют" следующий"вид""

fac IIRI +⋅= ," """""""""""(6)"

fbd IIRI +⋅= ." """""""""""(7)"" "

Заметим," что" некорректность"уравнений" (6)" и" (7)" заключается" в" том,"что" сигналы" флуоресцентного"

излучения"входящие"в"состав"суммарных"сигналов" должны" быть" различны," так"как" составляющая" входящая" в" cI "не"

ослабляется" из@за" влияния" кислорода," а"составляющая," входящая" в" dI "

подвергается"такому"ослаблению."" С" учетом" ослабляющего"воздействия" атмосферного" аэрозоля" и"кислорода" уравнения" (6)" и" (7)" могут"быть"записаны"в"следующем"виде""

( ) aaa kf

kc eIeIRI τττ 11

0−+− ⋅+⋅⋅= ,""""(8)"

Id = R ⋅ I0 ⋅e− τ a+k1τ a+τO2+k2τO2( ) +

+I f ⋅e− k1τ a+k2τO2( ) ," (9)"

где"( )( )haera

sensa

hhk

ττ

=1 ,"

( )( )

22

22

OO

sensO

hh

kτ

τ= ,"

"

где" 1k @" относительный" коэффициент,"

показывающий" долю" суммарной"оптической" толщины" атмосферного"аэрозоля," влияющего" на" результат"

измерения"на"трассе"объект"–"сенсор;" 2k@" относительный" коэффициент,"показывающий" долю" суммарной"оптической" толщины" атмосферного"кислорода," влияющего" на" результат"измерения"на"трассе"объект"–"сенсор."" Решение" системы" уравнений" (8)" и"(9)"дает""

( )

( )!!"

#

$$%

& ⋅−−⋅= ++−

+−

2221

221

1OOa

Oa

akk

kkfdk

cf eeII

eII τττ

ττ

τ .""(14)"

"

Отметим," что" для" проверки"полученного" выражения" достаточно"принять"нулевые" атмосферные"условия,"т.е." 0=aτ "и" 0

2=Oτ ." В" этом" случае" из"

выражения" (10)" получим" равенство"

dc II = ," что" справедливо" для" условий"


""


95"

полного" отсутствия" кислорода" в"атмосфере."

График" зависимостей" df II=γ "от""

для" случая" 5,021 == kk "и" 12== Oa ττ "

показан"на"рис."6."Как"видно"из"приведенного"на"рис."

6" графика" функции" ( )dcdf IIfII = "

при" увеличении" количества" кислорода"относительная" величина" сигнала"флуоресценции" будет" уменьшаться."Такой" результат" является" прямым"следствием" учета" ослабления"флуоресцентного" излучения" самим"кислородом," которое" не" было" учтено" в"работе"[2]."

Отметим," что" информативность" и"достоверность" приведенного" графика,"несмотря" на" его" приблизительность" не"вызывает" сомнений." Так," например,"условие" dc II → ," т.е." 1→dc II "

означает" уменьшение" содержания"кислорода" до" нуля," что" должно"сопровождаться" увеличением" df II ." С"

другой" стороны" рост" dc II "будет"

означать" чрезмерное" увеличение"кислорода" в" атмосфере," что" приведет" к"уменьшению" флуоресцентного" сигнала"до" уровня" шумового" сигнала." Таким"образом," заштрихованная" область" на"графике," показанном" на" рис." 6"определяет" рабочую" область"применимости"метода"FLD."

В" заключение" сформулируем"основные" выводы" и" положения"проведенного"исследования:"

"

1. Проанализирована" применимость"известного"метода"дискриминации"на"базе" линии" Фраунговера" для"дистанционного" зондирования"флуоресцентного" излучения"хлорофилла" растения" на" линии"поглощения"кислорода."

2. Проведенный" анализ" показал," что" в"существующей" литературе" по"исследованию" величины"зондируемого" флуоресцентного"сигнала" отсутствует" учет" влияния"кислорода" на" флуоресцентное"излучение," исходящее" из" хлорофилла"растений."

3. Совместный" учет" таких" атмосферных"факторов" как" атмосферный" аэрозоль"и" кислород" позволило" определить"рабочую" область" применимости"метода"FLD."

"


1. Meroni" M.," Rossini" M.," Guanter" L.," Alonso" L.,"Rascher"U.,"Colombo"R.,"" Moreno" J." R."Remote" sensing" of" solar@induced" chlorophyll"fluorescence:"Review"" of" methods" and"applications" //" Remote" Sensing" of"Environment,"2009,"Vol."113,"pp."2037@2051"

2. Plaschyk" J.A." The" MKII" Fraunhofer" line"discriminator" (FLD@II)" for" airborne" and"" orbital" remote" sensing" of" solar@stimulated"lumimescence"//"Opt."Eng.,"1975,"Vol."" 14,"pp."113@120"

3. Moya"I.,"Camenen"L.,"Evain"S.,"Goulas"Y.,"Cerovic"Z.G.,"Latouche"G.,"Flexas"" J.," Ounis" A." A" new"instrument" for" passive" remote" sensing."Measurements"of"" sunlight@induced"chlorophyll" fluorescence" //" Remote" Sensing" of"Environment,"" 2004,"Vol."91,"pp."186@197"

4. Moya" I.," Camenen" L.," Latouche" G.," Mauxion" C.,"Evain" S.," Cerovic" Z.G." An" instrument" for" the"measurement" of" sunlight" excited" plant"fluorescence."" Photosynthesis:"Mechanisms" and" Effects" //" Dordrecht," Kluwer"Acad."Pub.,"1998,"" pp."4265@4270"

5. Daumard"F.,"Champagne"S.," Fournier"A.,"Goulas"Y.,"Ounis"A.,"Hanocq"J.@F.,"" Moya" I." A" field"platform" for" continuous" measurement" of"canopy"fluorescence"" //" IEEE"Transactions"on"geoscience"and"remote"sensing,"2010,"Vol."48,"No."9,"" pp."3358@3368"

6. Daumard"F.,"Goulas"Y.,"Ounis"A.,"Pedros"R.,"Moya"I." Atmospheric" correction" of" airborne" passive"measurements"of"fluorescence"

"©"Алиева"А.Д.,"Алиева"Е.Н.,"Сафаралиев"З.Г.,"2014

"""


""


96"

УДК" 528.85;"519.2" "" Агаев"Ф.Г."/"Agayev"F.G."

Халафов"Р.В."/"Khalafov"R.V."Джавадов"Н.Г."/"Javadov"N.G."

"

ОПТИМАЛЬНАЯ ПОФРАГМЕНТНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ЗАШУМЛЕННЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ ДИСТАНЦИОННОГО

ЗОНДИРОВАНИЯ ПО РАЗНОСТНОМУ ИНФОРМАЦИОННОМУ КРИТЕРИЮ

"""

OPTIMAL FRAGMENTARY CLASSIFICATION OF NOISY IMAGES OF REMOTE SENSING ON SUBTRACT TYPE INFORMATION CRITERION

"

,

Аннотация:,В"настоящей"статье"сформулирована"и"решена" задача" оптимальной" пофрагментальной"классификации" зашумленных" изображений"дистанционного" зондирования" по" разностному"информационному" критерию." Предложен" метод"пофрагментной" классификации" изображений" с"использованием" меры" Манхеттена" в" той"модификации," когда" раздельно" по" элементарным"признаковым" подпространствам" осуществляется"классификация" по" классам" информативности."Сформулирована" и" решена" задача" оптимизации"предложенного" метода" в" смысле" нахождения"такого" правила" классификации," при" которой"мера"Манхеттена" для" выбранного" элементарного"подпространства" применительно" к"рассматриваемому" фрагменту" достигает"минимальной"величины."

, Abstract:, In" the" paper" the" task" of" optimum"fragmentary" classification" of" noisy" images" of"remote" sensing" on" subtraction" based" information"criterion"is"formulated"and"solved."The"method"for"fragmentary" classification" of" images" using" the"Manhattan" dimension" is" suggested." The"modification" of" used" dimension" provides" for"classification" on" information" classes" differentially"on" elementary" signature" subspaces." The" task" of"optimization" of" suggested" method" is" formulated"and"solved."The"solution"allows"to"determine"such"a" rule" of" classification"upon"which" the"Manhattan"dimension" for" chosen" elementary" subspace" in"application" to" studied" fragment" reaches" the"minimum"value."

"Ключевые, слова:, оптимизация;" классификация;"информативность;" дистанционное" зондирование;"изображения;"шумы"

" Keywords:" optimization;" classification;"informativeness;"remote"sensing;"images;"noises"

""

""

Одна" из" основных" особенностей"дистанционного" зондирования"заключается" в" рутинной" обработке"большого" количества" изображений,"полученных" различными" техническими"средствами."При"этом"важным"вопросом"является" уменьшение" длительности"компьютерной" обработки" при"проведении" классификации." Такая"постановка" задачи" приводит" к"необходимости" повышения"эффективности" используемых" методов"классификации," одновременно"обеспечивая"их"высокую"точность."" При" проведении" классификации"данных" дистанционного" зондирования"применительно" к" фрагментам"изображения," характеризирующийся"

определенной"степенью"зашумленности,"могут" быть" использованы" как"обучаемые," так" и" необучаемые"процедуры," а" также" классификатор"работающий" по" принципу"группирования" элементов" с"минимальной" межэлементной"дистанцией" [1]." При" этом" каждый"фрагмент" изображения" относится" к"одному" из"K "классов." Выбранный" класс"должен" обладать" свойством" близости"входящих" в" него" фрагментов" в"спектральном" пространстве,"содержащем" N "диапазонов." При" этом"имеется" ввиду" близость" между"информационными" оценками" степени"зашумленности" фрагментов." Известны"ряд" эффективных" алгоритмов"

""


""


97"

определения"наиболее"близкого"класса"в"2@х" мерном" пространстве" [2," 3]." Для"уменьшения" размерности"используемого" пространства" часто"используется"метод"главных"компонент,"однако," это" может" привести" к" утрате"некоторой"исходной"информации."" Как" указывается" в" работе" [4],"классификация" изображений" включает"два"необходимых"этапа:"на"первом"этапе"определяется" основной"классификационный"признак,"например,"цвет," форма" или" текстура." Во" втором"этапе" осуществляется" обучение"классификатора." В" качестве"классификатора" могут" быть"использованы" мульти@классовые"классификаторы," например"классификатор" с" K количеством"наиболее" близких" классов;"Поддерживающая" Векторная" Машина;"Искусственная" Нейронная" сеть;"Генетические" алгоритмы" и" т.д." Далее,"для" составления" классов" мы" будем"использовать" информационные" оценки"для" проведения" классификации" и"классификатор" по" расстоянию."Очевидно," что" для" точной"классификации" необходимо" выбрать"меру" близости" в" смысле" меры"расстояния" между" сравниваемыми"фрагментами" изображения." При"классический" постановке" задачи"классификации" общепринято," что" если"векторы" изображений" тестирования" и"обучения"принадлежат"к" одному"и" тому"же" классу," то" расстояние" между" двумя"этими" векторами" должно" быть"минимальным," а" в" случае"принадлежности" к" разным" классам" –"максимальным."" Вкратце" рассмотрим" некоторые"меры" расстояний," которые" могли" бы"быть" использованы" при" применении"информационных" оценок" в" целях"классификации."Согласно"[4],"существует"целое" семейство" мер" расстояния,"которые" сформированы" на" базе" меры"Минковского,"определяемой"следующим"

образом." Если" ( )nPPPPP ...,, 21= "и"

( )nQQQQQ ...,,, 21= "являются"

векторами" признаков" в" n @" мерном"пространстве" признаков" (здесь" и" далее"n "@" количество" спектральных"диапазонов),"то"расстояние"Минковского"степени" P "между" двумя" этими"векторами"определится"как""

( ) Sn

i

SiiMink QPQPD ∑

=

−=1

, ." "(1)"

"при" этом," если" 1=P ," то" получаем" меру"Манхеттена;" при" 2=P "получим" меру"Эвклида;" при" ∞→P "получаем" меру"Чебышева."" Далее," в" настоящей" статье" мы"рассмотрим" возможность"классификации" фрагментов"изображений" дистанционного"зондирования" по" информационным"оценкам"в"признаковом""пространстве"на"базе" меры" Манхеттена," который" в"соответствии"с"(1)"при" 1=S "имеет"вид:"

" " " "

" ( ) ∑=

−=n

iiiMan QPQPD

1, ." """""(2)"

" "Задача" классификации" фрагментов"

изображения"по"классам" miKi ,1; = "в""n @"мерном" признаковом" пространстве"схематически"иллюстрирована" на" рис." 1"(показан" случай" одномерного"признакового" пространства" при" 4=m ;"для"классификации"используется"оценка"информативности" на" i @м"измерительном" диапазоне,"определяемая"как"

" " " " "" ( ) ( )miii LMMM −= 0Δ ,""""""""""""(3)"

"где" ( )0iM @" исходное" количество"

информации" в" фрагменте" изображений"при" нулевом" значении" искажающего"фактора" " L "(т.е." 0=L );" " ( )mi LM @"

количество" информации" во" фрагменте"


""


98"

изображения," при" максимальном"воздействии" искажающего" фактора." На"рис."1"классы"классификации"показаны"в"виде" заштрихованных" зон." Здесь" зона" 1"соответствует" такому" классу," где"искажения"сигнала"максимальны,"а"зона"4" соответствует" классу," где" искажения"максимальны."

"

"Рис."1."Графическая"интерпретация"классификации"в"однопризнаковом"

пространстве"на"основе"информационных"оценок"

"

" Как" было" отмечено" выше,"используемая" мера" Манхеттена"предполагает" вычисления" разности"

ii QP − "в" n @" мерном" признаковом"

пространстве," где" n @" количество"измерительных" диапазонов." Далее," в"настоящей" статье" предлагается"модификация" этой" меры," при" которой"осуществляются"следующие"операции:"

"

1. n @"мерное"признаковое"пространство"условно" разбивается" на" одномерные"подпространства"в"количестве"n ."

2. В" каждом" подпространстве" для"классификации" фрагментов"изображения" вычисляется" разность"(3)."

3. Вычисляется"сумма"разностей"по"всем"фрагментам"изображений."

4. Находится" условие" минимизации"вычисленной"суммы"разностей."

" "

На" основе" известной" теории" Шеннона"показатели" ( )0iM "и"" ( )mi LM "могут"быть"

оценены"как"" " " " "

" ( )UU

golNMi Δ0

20 ⋅= ," """""""(4)"

"

где" N @" количество" отсчетов" во"фрагменте" изображения;" 0U @"

максимально" возможная" величина"сигнала;" UΔ @"величина"кванта.""

" ( )ULUU

golNLM mLmi Δ

⋅#−⋅= 0

2"""""""

"(5)"

"

где" L @" фактор," вызывающий"зашумленность" сигнала" с"максимальной"величиной""" mL ;" LU ! @" показатель"

подверженности" сигнала" воздействию"шумо@" генерирующего" параметра" mL "в"

рассматриваемом"диапазоне."" С" учетом" выражений" (3)," (4)," (5)"получим"" " "

mLi LUU

UgolNM

⋅"−=

0

02Δ ."" (6)"

"

" В" качестве" шумового" фактора"может" выступать" аэрозольная"загрязненность" " атмосферы" или"насыщенность" атмосферы" водными"парами"и"т.д."Допустим,"что"оценка"(6)"вычислена"для"всех" фрагментов" изображения." Также"допускаем," что" существует" взаимно"однозначное" соответствие" между"номером" фрагмента" изображения" и"величиной" N ." В" простейшем" случае"можно" считать," что" во" фрагменте"изображения" с" порядковым"номером"N "осуществляется" N "отсчетов." Суммируя"по"всем"N "получим:" "

"

i

imim

mL

N

ii

N

ii LUU

UgolNM

⋅"−=∑∑

== 0

02

11Δ ,""(7)"

"


""


99"

где"im

L @" максимальная" величина"

фактора,"вызывающего"зашумленность"в"i @"м"фрагменте"изображения."" Введем"на"рассмотрение"функцию"

" " " " "" ( )im NfL

i= ," " """"""""(8)"

"

которая" характеризует" взаимосвязь" iN "

и"im

L." Переходя" на" непрерывную"форму"

записи"выражение"(7)"запишем"в"виде""

( )dN

NLUUU

golNMmL

N xam

⋅"−⋅= ∫

0

02

00

"""""(9)"

" "

Введем" на" рассмотрение"ограничительное"условие"" " "

( ) constCСdNNLxamN

m ==∫ ;0

." "(10)"

"

" Условие" (10)" физически"обуславливает" суммарное" ограничение,"налагаемое" на" шумогенерирующий"фактор" mL ." ""

" Учитывая" выражения" (9)" и" (10)"можно"составить"уравнение"безусловной"вариационной"оптимизации""

M01 = N ⋅0

Nmax

∫ l og2U0

U0 − $UL ⋅Lm N( )dN +

+λ Lm0

Nmax

∫ N( )dN

" "(11)"

"где""λ @"множитель"Лагранжа."" Согласно"условию"Эйлера,"функция"

( )NLm "приводящая" 01M "к"

экстремальной" величине" должна"удовлетворять"условию""

d N ⋅ l og2U0

U0 − #UL ⋅Lm N( )+λ Lm N( )

$

%&&

'

())

d Lm N( )= 0 ."""(12)"

"

С" учетом" выражений" (11)" и" (12)"получим"

"

−N ⋅#UL

U0 − #UL ⋅Lm N( )$% &'l n2+λ = 0 .""""(13)"

"

" Из"выражения"(13)"имеем""

( )L

m UU

nlNNL

!+

⋅−= 0

2λ.""""""""""(14)"

"

" С" учетом" выражений" (10)" и" (14)"получим"

" " "

"[ ] 220

2

nlNUCUNU

mL

mL

⋅⋅+⋅"−

⋅"=λ ."""""(15)"

" "

Из"выражений"(15)"и"(13)"получим"""

LLmmm U

UUNU

NCNL

!+""#

$%%&

'

!−= 00

22"""""

(16)"

" "

Можно" показать," что" при" решении"(16)" функционал" (11)" достигает"минимума." Для" этого" достаточно" взять"производную"выражения" (13)"по" ( )NLm "

и" убедиться," что" она" всегда"положительна."" Таким" образом," при" решении" (16)"предлагаемая" модификация" меры"Манхеттена" достигает" минимальной"величины," т.е." (16)" является" правилом"классификации."Согласно,"этому"правилу"эффективная" классификация" всех"фрагментов," в" смысле" достижения"минимальной" величины" функционала"(11)"может"быть"достигнута"при"условии"выполнения"условия"(16)."" Классификация" фрагментов"изображения" в" других" признаковых"подпространствах" по" информативному"признаку" может" быть" осуществлено" в"аналогичном" порядке," предварительно"

определив"для"этого"показатель" LU ! "для"данного" диапазона." Очевидно," что" в"каждом" диапазоне" будет" получено"собственное" правило" оптимальной"классификации" по" информационному"признаку," обеспечивающее"


""


100"

минимальное" значение" функционала"(11)"в"данном"диапазоне."" В" заключение" сформулируем"основные" выводы" и" положения"проведенного"исследования:"

"

1. Предложен" метод" пофрагментной"классификации" изображений" с"использованием" меры" Манхеттена" в"той"модификации,"когда"раздельно"по"элементарным" признаковым"подпространствам" осуществляется"классификация" по" классам"информативности."

2. Сформулирована" и" решена" задача"оптимизации" предложенного" метода"в" смысле" нахождения" такого" правила"классификации," при" которой" мера"Манхеттена" для" выбранного"элементарного" подпространства"применительно" к" рассматриваемому"фрагменту" достигает" минимальной"величины."

3. Дано" математическое" обоснование"предлагаемого" метода"пофрагментной"классификации."

"


1. Jensen" J.R." Unsuper" classification," in"Inductory" digital" Image" Processing" //" A"Remote" Sensing" Perspective," Prentice@Hall," Englewood"Cliffs,"NJ," 1986," pp." 215@222"

2. George" N.," Sharad" W." Commutational"geometry" and" geography" //" Prof." Geog."1984,"Vol."32,"No."3,"pp."343@354"

3. Hodgson"M.E."Reducing"the"computational"requirements" of" the" minimum@distance"classifier" //" Remote" Sensing" of"Environment"1988,"Vol."25,"pp."117@128"

4. Kekre"N.B.,"Sarode"T.K.,"Save"J.K."Effect"of"distance" measures" on" transform" based"image" classification" //" International"Journal" of" Engineering" Science" and"Technology" (IJEST)," 2012," Vol." 4," No." 8,"pp."3729@3742"

"©"Агаев"Ф.Г.,"Халафов"Р.В.,"Джавадов"Н.Г.,"2014

""

"%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%


""


101"

УДК" 551."463" "" Магеррамов"Э.И."/"Magerramov"E.I."

Исмайлов"К.Х."/"Ismaylov"K.Kh."Джавадов"Н.Г."/"Javadov"N.G."

"

АППРОКСИМАЦИОННЫЙ МЕТОД КОРРЕКЦИИ АЭРОЗОЛЬНОЙ ПОГРЕШНОСТИ ПРИ ИЗМЕРЕНИЯХ ОБЩЕГО КОЛИЧЕСТВА ВОДЯНЫХ ПАРОВ В АТМОСФЕРЕ С ПОМОЩЬЮ

СОЛНЕЧНЫХ ФОТОМЕТРОВ """

APPROXIMATIVE METHOD OF CORRECTION OF AEROSOL ERROR UPON MEASUREMENTS OF TOTAL AMOUNT WATER VAPORS IN ATMOSPHERE BY

MEANS SUN PHOTOMETERS

",

Аннотация:,В"данной"статье"рассмотрены"вопросы"коррекции" аэрозольной" погрешности" при"измерениях" общего" количества" водяных" паров" в"атмосфере" с" помощью" солнечных" фотометров."Предложен" аппроксимационный" способ"определения" коэффициентов" коррекции" в"трехволновых" солнечных" фотометрах." Показан"описательный" пример" применения"интерполяционного" и" экстраполяционного"методов" для" вычисления" корректирующих"коэффициентов."

, Abstract:,In"the"paper"the"questions"on"correction"of" aerosol" error" upon" measurements" of" total"amount" of" water" vapors" in" atmosphere" using" are"considered." The" approximative" technique" for"determining" of" correction" coefficients" in" three"wavelengths"sun"photometers"has"been"suggested."The" explanative" example" of" utilization" of"interpolation" and" extrapolation" for" calculation" of"correction"coefficients"is"given."

"Ключевые, слова:, солнечные" фотометры;"аэрозоль;" водяные" пары;" коррекция;"интерполяция;"экстраполяция."

" Keywords:" sun" photometer;" aerosol;" water"vapors;"correction;"interpolation;"extrapolation."

"

"""

Хорошо" известно," что" водяные"пары"в"атмосфере"играют"значительную"роль" в" климатообразовании," в"энергетическом" балансе" атмосферы," а"также" в" общем" гидрологическом" цикле"планеты." Кроме" вышеуказанных"«нормальных»" функций," водяные" пары"являются" основным" фактором,"приводящим" к" образованию"«парникового" эффекта»." Водяные" пары"также" являются" мощным" мешающим"фактором" при" проведении"дистанционного" зондирования" как"активным,"так"и"пассивными"способами."Все" вышеуказанное" показывает"насущную" необходимость" и"актуальность" проведения" измерений"общего" количества" водяных" паров" в"атмосфере."

Измерение" водяных" паров"дистанционным" методом" может" быть"

осуществлено" с" помощью" следующих"устройств"и"систем:"

"

1. Микроволновые"радиометры;"2. GPS"системы;"3. Солнечные"фотометры.""

Основополагающим" физическим"принципом," используемым" в"микроволеовых"радиометрических"и"GPS"измерениях" является" задержка"электромагнитной" волны"микроволнового" диапазона" в" упругой"среде," каковой" являются" водяные" пары."Что" касается" солнечных" фотометров," то"здесь" базовым" физическим" принципом"является" абсорбционная" спектрометрия"с" использованием" длин" волн"поглощения"водяных"паров."

Хорошо"известно,"что"в"видимом"и"в"близком" инфракрасном" диапазонах"такими" длинами" волн" являются"следующие:"630"нм;"860"нм"и"940"нм."

""


""


102"

Наиболее" широкомасштабным"мероприятием" по" измерению" общего"количества" водяных" паров" является"измерения," проводимые" в" пределах"всемирной"сети"аэрозольных"измерений"AERONET," состоящий" из" более," чем" 300"наземных" автоматических" станций,"оснащенных" многоканальным"солнечным" фотометром" французского"производства" CIMEL." Измерения" общего"количества" паров" воды"в" сети"AERONET"осуществляются" " с" использованием"линии" поглощения" водяных" паров" на"длине"волны"940"нм"(рис."1)."

"

"Рис."1."Пояснение"принципа"измерения"общего"количества"водяных"паров"в"

атмосфере""

Принцип" измерения" общего" количества"водяных" паров" в" сети" AERONET" с"помощью" солнечных" фотометров"схематически" показан" на" рис." 1."Осуществляются" солнечно@фотометрические"измерения"оптической"толщины"атмосферы"на"длинах"волн"940"нм"и"942"нм." Соответствующие" сигналы"на" выходе" фотометра" могут" быть"оценены"как"

"

( ) ( ) ( ) ( )[ ]9409400 940940 wvaeIkI ττ +−⋅= ,""""(1)"

( ) ( ) ( ) ( )[ ]9429420 942942 ττ +−⋅= aeIkI ,""""(2)"

"

где" ( ) ( )942,940 II @" соответственно,"

сигналы" на" выходе" солнечного"

фотометра"на"длинах"волн"940"нм"и"942"нм;" " k @" постоянный" коэффициент;"( ) ( )942,940 aa ττ @" оптическая" толщина"

аэрозоля"на"длинах"волн"соответственно"940" нм" и" 942" нм;" ( )940wvτ @" оптическая"

толщина"водяных"паров"в" атмосфере"на"длине" волны" " " " " 940" нм;" ( )942τ @"оптическая" толщина" атмосферы," за"исключением" аэрозоля," на" длине" волны"942"нм."

Далее,"вычисляется"отношение""

γ =I 940( )I 942( )

=I0 940( )I0 942( )

⋅

⋅e− τ a 940( )−τ a 942( )+τwv 940( )−τ 942( )#$ %&

." """"""(3)"

"

Учитывая,"что"" ( ) ( )942940 aa ττ ≈ ,"а"

также" ( ) ( ) ]1[940 bwv Wma ⋅⋅=τ ,""где" a "и"

b @" постоянные" коэффициенты;" W @"общее" количество" водяных" паров;"( ) 0942 ≈τ ,"получим"

" "

( ) ( )( )942940

0

0

IInlmWa b

⋅=

τ," """""""""(4)"

"

Из" выражения" (4)" окончательно"получаем""

( )( )

bIInl

amW

942940110

0

⋅=

γ." "(5)"

"

Таким" образом," формула" (5)"позволяет" проводить" двухволновые"измерения" общего" количества" водяных"паров"в"атмосфере."

Следует" отметить," что" точность"вычислений"значения"W "по"формуле"(5)"является" невысокой" и" одной" из" причин"тому" является" ненадлежащий" учет"влияния"атмосферного"аэрозоля."

Наиболее" точный" учет" влияния"аэрозоля" достигается" в" трехволновых"солнечных" фотометрах" с"двухпараметрической" коррекцией,"впервые"предложенных"а"работах"[2"–"4]."Вкратце," общая" идея" построения"


""


103"

трехволновых" солнечных" фотометров" с"двухпараметрической" коррекцией"заключается" в" следующем." Проводятся"солнечно@фотометрические" измерения"на"длинах"волн" 321 ,, λλλ "(рис."2)."

Далее," осуществляется" следующее"параметрическое"преобразование"

"

,"""""""""""""""(6)"

"

где" "и" @" корректирующие"

коэффициенты."" "

Рис."2."Схематическое"представление"выбора"длин"волн"в"трехволновом"

фотометре""

Написав" уравнения," подобное" (1),"(2)" для" длины" волны" 321 ,, λλλ "с" учетом"

выражения"(6)"при" 1=k "получим"

"

"

( ) ( ) ( )[ ] ( ) ( ) ( )[ ]

( ) ( ) ( )[ ]9404090

9429420

9399390

940942939 2211

wa

aa

eIeIeIz

kkkk

ττ

ττττ

+−

+−+−

⋅

⋅⋅⋅= ." " (7)"

"Для"удобства"дальнейшего"анализа"

примем" следующие" упрощающие"предположения:""

( ) ( ) 0942939 ==ττ .""""""""""""(8)""

Далее," в" первом" приближении,"полагаем," что" имеет" место" следующее"разложение"

"

acafa τττ += ,"""""""""""""""""""""(9)""

где" afτ @" оптическая" толщина"

мелкодисперсной"фракции"аэрозоля;" acτ@" оптическая" толщина"крупнодисперсной"фракции"аэрозоля."

С" учетом" условий" (8)" и" (9),"выражение" (7)" приобретает" следующий"вид"

"

( ) ( )( )

( ) ( ) ( ) ( )940942942939

0

00 2121

940942939 awaa kk

kk

eI

IIz ττττ ++−⋅−⋅

⋅= ." """"""""(10)"

"

В" полученном" выражении" (10)"условие" взаимной" компенсации"измеренных" значений" атмосферного"аэрозоля"имеет"следующий"вид""

( ) ( ) ( )940942939 21 aaa kk τττ =+ "(11)"

"

С" учетом" выражений" (9)" и" (11)"получим"следующую"систему"уравнений"

( ) ( )( )22

331121

λλλ

IIIzkk ⋅

=

1k 2k


""


104"

" " " "

" ( ) ( ) ( )940942939 21 afafaf kk τττ =+," " " (12)"" " " "

" ( ) ( ) ( )940942939 21 acacac kk τττ =+." " " (13)"" "

Заметим," что" уравнения" (12)," (13)"являются" математическим" условием"взаимной" компенсации" отдельных"дисперсных"составляющих"аэрозоля."

Хорошо" известно," что" оптическая"толщина" атмосферного" аэрозоля" ( )λτ a "

может" быть" вычислена" по" формуле"Ангстрома"

"

( ) αλβλτ −⋅=a ,"""""""""""""""""(14)""

где" β @" аэрозольная" мутность"атмосферы,"определяемая"как""

( ) 1; == λλτβ a мкм," """(15)""

где λ @" длина" волны" в" мкм," α @"показатель"Ангстрома."

Формулу" (14)" запишем" раздельно"для" мелкодисперсных" и"крупнодисперсных"составляющих"

" " "

" ( ) ffaf

αλβλτ −⋅= ," """""""""""""""""(16)"

" ( ) ccac

αλβλτ −⋅= ." """""""""""""""""(17)""

С"учетом"выражений"(12),"(13),"(16),"(17)" нетрудно" получить" следующую"систему"уравнений"

" " " " "

" fff kk ααα λλλ −−−=+ 23211 ," """"""(18)"

" ccc kk ααα λλλ −−− =+ 23211 ." """""(19)""

Рассмотрим" предлагаемый"аппроксимационный" метод" коррекции"влияния" аэрозоля" при" проведении"измерений" общего" количества" водяных"паров" на" длинах" волн" 7201 =λ "нм;"

8202 =λ "нм;" 9403 =λ "нм." Согласно"

предлагаемому" аппроксимационному"вычисления" корректирующих"

коэффициентов," при" проведении"последовательных"измерений"на"длинах"

волн" ( )njj ,1, =λ "следует" осуществить"

следующие"операции:"" 1." Устанавливаются" длины" волн"

ijλ ;" где" 3,2,1=i ;" ( )nj ,1= ;" при" этом"

индекс" i "показывает" номер" трех" длин"волн," необходимых" для" проведения" на"длине"волны"поглощения"водяных"паров"под" номером" j ." Порядок" выбора" длин"волн"для"случая" 3=n "показана"в"табл."1."

"Таблица"1"

Таблица"значений"длин"волн" ijλ "

"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""j "

i "

1"

720=λ "нм"

2"

820=λ "нм"

3"

940=λ "нм"

1" 710"нм" 810"нм" 930"нм"2" 720"нм" 820"нм" 940"нм"3" 730"нм" 830"нм" 950"нм"

"" 2." Приведен" поясняющий" пример"использования" fα "и" cα решается"

система" уравнений" (20)," (21)" для" длин"волн" столбца" (табл." 1)" 1=j "и"

определяются"значения" 11k "и" 21k ."" "

" fff kk ααα λλλ −−−=⋅+⋅ 2131211111 ,"""""(20)"

" ccc kk ααα λλλ −−− =⋅+⋅ 2131211111 ."""""""(21)"" "

3." Осуществляется" переход" на"длины" волн" столбца" 2" или" 3." Для"определения" корректирующих"коэффициентов" 12k "и" 22k "составляется"

система"уравнений,"аналогичная"системе"(20),"(21)."

В" случае" применения"экстраполяционного"аппроксимационного" метода"составляется" система" уравнений,"аналогичная"(20),"(21).""

" fff kk ααα λλλ −−−=⋅+⋅ 2232221212 ,""""(22)"

" ccc kk ααα λλλ −−− =⋅+⋅ 2232221212 .""""""(23)"" "


""


105"

После"решения"системы"уравнений"(22)," (23)" строятся" графики"корректирующих" коэффициентов" в"зависимости" от" номера" текущей" длины"волны"поглощения"водяных"паров."

В" качестве" примера" на" рис." 3"показан" применение"экстраполяционного" метода"определения" корректирующих"коэффициентов." Как" видно" из"представленного" рисунка," вычисленные"точки" 1s "и" 2s ," где" ( )1;111 == jks ;"

( )2;122 == jks "образуют" прямую"

линию" 1," экстраполяция" которого" до"значения" 3=j "позволяет" вычислить"

корректирующие" коэффициенты" 13k "и"

23k ."

Аналогично" вышеописанному" при"применении" интерполяционного"аппроксимационного" метода"составляется"система"уравнений""

fff kk ααα λλλ −−−=⋅+⋅ 2333231313 ," (24)"

ccc kk ααα λλλ −−− =⋅+⋅ 2333231313 ."""""""""""(25)"

"

""

Рис."3."Графическая"интерпретация"аппроксимационного"метода"

вычисления"коэффициентов"коррекции""

После"решения"системы"уравнений"(24)," (25)" вычисляются" коэффициенты"коррекции" 13k "и" 23k ." Далее," строятся"

кривые" 1" и" 2" путем" соединения" точек"

31, ss "и" 64 , ss "прямыми" линиями" 1" и" 2"

(рис." 3)." По" пересечению" этих" линий"перпендикуляром" 2=j "находятся"

интерполяционные" точки" 52 , ss ,"

ординаты" которых" являются" искомыми"коэффициентами"коррекции.""

Таким" образом," использование"операций" интерполяции" и"экстраполяции" позволяет" существенно"уменьшить" объем" вычислений,"необходимых"для"определения"значений"корректирующих"коэффициентов."

В" заключение" сформулируем"основные" выводы" и" положения"проведенного""исследования:""

1. Предложен" аппроксимационный"способ" определения" коэффициентов"коррекции" в" трехволновых"солнечных"фотометрах."

2. Показан" описательный" пример"применения" интерполяционного" и"экстраполяционного" методов" для"вычисления" корректирующих"коэффициентов."

"


1. Alexandrov" M.D.," Scimid" B.," Turner" D.D.,"Cairus" B.," Oines" X.," Lacis" A.A.," Gutman" S.I.,"Westwater" E.R.," Smirnov" A.," Eilers" J."Columnar" water" vapor" retrievals" from"multifilter"rotating"shadow"band"radiometer"data" //" Journal" of" Geophysical" Research," v."114," D02306," doi:" 10.1029/2008JD010543,"2009"

2. Асадов" Х.Г.," Исаев" А.А." Общая" теория"трехволновых" озонометрических"измерений" //" Измерительная" техника,"2005,"№"8,"с."66@68."

3. Асадов" Х.Г.," Сулейманов" Ш.Т." Синтез"трехволновых" измерителей" малых"компонентов" атмосферы" //" Метрология,"2007,"№"9,"с."3@10."

4. Asadov" H.H.," Syleymanov" Sh.." Synthesis" of"multi@wavelengths" corrected" meters" of" low"gas" components" in" UV" band" /" XIV"International" Symposium." Atmospheric" and"Ocean" Optics." Atmospheric" physics."Buryatiya"2007."Abstracts"–"Tomsk:"Institute"of"Atmospheric"Optic"SB"RAS,"2007,"p."162."

"

©"Магеррамов"Э.И.,"Исмайлов"К.Х.,"Джавадов"Н.Г.,"2014"

%


""


106"

УДК" 551.510;"535" "" Мамедбейли"А.Г."/"Mamedbeyli"A.G."

Исмайлов"К.Х."/"Ismaylov"K.Kh."Сафаралиев"З.Г."/"Safaraliev"Z.G."

"

ВОПРОСЫ ОПТИМИЗАЦИИ АДАПТИВНЫХ СОЛНЕЧНЫХ ФОТОМЕТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ АЭРОЗОЛЯ

И ВОДЯНЫХ ПАРОВ В АТМОСФЕРЕ """

QUESTIONS ON OPTIMIZATION OF ADAPTIVE SUN PHOTOMETRIC MEASUREMENTS OF AEROSOL AND WATER VAPORS IN ATMOSPHERE

"

,

Аннотация:, В" настоящей" статье" рассмотрены"некоторые" вопросы" оптимизации" адаптивных"солнечных" фотометрических" измерений" аэрозоля"и" водяных" паров" в" атмосфере." Осуществлена"оптимизация" процесса" адаптивного" измерения"оптической" толщины" атмосферного" аэрозоля" с"помощью" солнечного" фотометра" с" учетом"наложенных" ресурсных" ограничений." Также"оптимизирован" процесс" адаптивного" измерения"водяных"паров"в"атмосфере"с"помощью"солнечного"фотометра" с" учетом" наложенных" ресурсных"ограничений."

, Abstract:, In" the" paper" some" questions" on"optimization" of" adaptive" sun" photometric"measurements" of" aerosol" and" water" vapors" in"atmosphere" are" considered." The" optimization" of"the" process" of" measurement" of" atmospheric"aerosol’s"optical"depth"by"help"of" sun"photometer"taking" into" account" the" imposed" resource"limitations"has"been"carried"out."The"optimization"of"the"process"of"adaptive"measurements"of"water"vapors" in" atmosphere" by" help" of" sun" photometer"taking" into" account" the" imposed" resource"limitations"has"been"carried"out."

"Ключевые, слова:, оптимизация;" аэрозоль;"водяные"пары;"солнечный"фотометр;"измерения"

" Keywords:" optimization;" aerosol;" water" vapors;"sun"photometer;"measurements"

""

""

Хорошо"известно,"что"процесс"сбора"измерительных" данных" во" времени"всегда" сопровождается" определенными"ограничениями," накладываемыми" или"на" время" проведения" измерительного"эксперимента," или" на" материально@технические" средства," используемые" в"процессе" измерения." Система"дистанционного" зондирования,"работающая" в" адаптивном" режиме,"изменяет" скорость" сбора" данных" для"регистрации" наиболее" интересных" и"аномальных"данных,"соблюдая"при"этом"ограничения," наложенные" на"энергетические" и" другие" ресурсные"показатели." При" этом" реализация"адаптивного" режима" всегда" связана" с"определенными" трудностями,"вызванными" отсутствием" в" системе"данных" о" характере" исследуемого"объекта," а" также" ограниченными"возможностями" " управления" процессом"измерения." Часто" указанная" проблема"рассматривается" с" точки" зрения" теории"

информации" или" разрабатывается"вероятностная" модель" процесса" сбора"данных"и"процедура"оптимизации"этого"процесса."

При" этом" учитывается"стационарные" и" нестационарные"свойства" процесса," зашумленность"получаемого" сигнала" дистанционного"зондирования" и" др." факторы." Для"построения" адаптивных" сенсоров" для"работы" в" сетевых" структурах"мониторинга" окружающей" среды"обычно" применяются" измерители" с"возможностью" самоперестройки" и"самоограничения."В"этом"случае"высокая"эффективность"работы"мониторинговых"сетей" достигается" за" счет" адаптивного"измерения" при" соблюдении"ограничений" на" выделенные"энергетические" ресурсы"или" на"ширину"полосы" используемых" частот." При" этом"во" временных" промежутках" отсутствия"интересных" или" аномальных" признаков"в" изучаемой" сцене" скорость" сбора"

""


""


107"

информации" уменьшается," а" при"появлении" таких" признаков"увеличивается."

Адаптивный" метод" сбора" данных"также" включает" проблему" «активного"обучения»," применения" статистических"моделей"для"выработки"таких"решений,"при" которых" можно" было" бы" достичь"максимального" количества"измерительной"информации."

Адаптивное" управление"фотометрическими" устройствами"широко" применяются" в" дистанционном"зондировании"атмосферы"[1@3]."

В" работе" [1]" рассматривается"возможность" построения" адаптивного"Фурье@спектрометра" с" применением"предложенного" принципа" адаптивно"сменяемой" характеристики" фильтрации"в" различных" временных" промежутках."Такое" построение" устройства" позволяет"значительно" уменьшить" объем"вычислений," необходимых" для" работы"устройства" и" построить"интегрированные" конструкции" систем"выделения"спектральных"сигнатур."

В" работе" [2]" рассматривается"возможность" построения" адаптивных"двухрешатчатых" систем" лазерной"спектроскопии," применяемых" в"молекулярных" исследованиях."Адаптивное" построение" системы"позволяет" исключить" апостериорную"обработку" данных," сложную"фазочувствительную" электронику,"требуемую"экспертную"оценку"в"области"частотной"метрологии."

В" работе" [3]" сообщается" о"разработке" адаптивного" фотометра,"предназначенного" для" анализа"эмиссионного" спектра" пламени"исследуемого" вещества." В" этом"устройстве" применен" адаптивный"алгоритм" фильтрации," позволяющий"достичь" высокого" отношения"сигнал/шум" на" выходе" фотометра"несмотря" на" большую" величину"постоянного" времени" фотоприемника" и"значительного" временного" дрейфа"сигнала."

Принципы" адаптивного"управления"также"находят"применение"в"солнечной"фотометрии."Как"указывается"в" работе" [4]," в" целях" адаптивного"управления"режимом"работы"фотометра,"измеряющего" оптическую" толщину"облаков" используется" принцип"адаптивного" выделения" порогов" в"отношении"характеристик"ослабленного"сигнала"рассеяния."

Таким" образом," как" видно" из"вышеизложенного" краткого" обзора"областей" применения" принципа"адаптивного" управления" в" фотометрии,"такое" управление" позволяет" достичь"высокой" эффективности" опто@электронных" средств" фотометрии" и"спектрометрии."

Далее," в" настоящей" статье" мы"рассмотрим" возможность" проведения"адаптивных" измерений" различных"компонентов" атмосферы" с" помощью"солнечного"фотометра."

В" общем" случае" процесс" солнечно@фотометрических" измерений" может"быть" выражен" с" помощью" следующего"интегрального"уравнения"

"

"Φ1 m( ) = E0 λ( )

λ1

λ2

∫ ⋅

⋅S λ( )e x p −m⋅τ λ( )%& '(dλ," """""(1)"

"

где" ( )λ0E @" внеатмосферное" излучение"

на" длине" волны" λ ;" ( )λS @" аппаратная"функция" или" чувствительность;" m @"оптическая" воздушная" масса;" ( )λτ @"

оптическая" толщина" атмосферы;" 21,λλ @"

пределы" полосы" длин" волн," в" пределах"которого"осуществляются"измерения."

Допустим," что" солнечным"фотометром" следует" проводить"измерения" оптической" толщины"аэрозоля,"значения"которой"изменяются"в" широких" пределах." Примем," что" с"целью" ограничения" появления"избыточных"разрядов"кодовых"слов"при"преобразовании" достаточно" сильных"входных" световых" сигналов" задается"


""


108"

интегральное" ограничение" на"чувствительность"фотометра"

" " " " "

" ( ) constCCdSaxm

==∫ 110

;τττ

."""""""""(2)"

"

Если" ( )τS "является" монотонной" и"непрерывной"функцией,"то"верно"также"

" " " " "

" ( ) constCCdSSaxmS

==∫ 220

;τ ,"""(3)"

где"

" ( ) ( )[ ]1−= ττ SS ." " "(4)""

С" учетом" выражений" (2)" –" (4)"формулу" (1)" при" работе" фотометра" на"фиксированной"длине"волны"напишем"в"следующем"виде"

" " " "

( ) ( )[ ]dSSmpxeSEmxamS

τΦ ⋅−⋅= ∫0

01 .""(5)"

"

Используя" выражения" (3)" и" (5)"составим" уравнение" безусловной"вариационной"оптимизации""

Φ11 m( ) = E00

Sma x

∫ ⋅Se x p −m⋅τ S( )%& '(dS +

+γ τ S( )0

Sma x

∫ dS

""(6)"

"

где"γ @"множитель"Лагранжа."Уравнение" (6)" запишем" в"

следующем"виде""

( ) ( )dSmSEFmxamS

,,,,00

111 τΦ ∫= ." """""(7)"

"

Хорошо" известно," что" функционал"( )m1Φ "достигает" экстремума" по"

функции" ( )optsτ ," удовлетворяющей"

следующему"условию"" " " " "

"( )

( )0,,,,01 =

SdmSEdF

τγτ

." """"(8)"

С" учетом" выражений" (6)" и" (8)"имеем""

( )[ ] 00 =+⋅−⋅− γτ SESmpxem .""""(9)""

Из"выражения"(9)"находим""

( ) ( )[ ]γτ nlSmEnlm

s −= 01

."""""""(10)"

"

Обозначив"" " " " "

" ( )∫ ⋅⋅=xamS

SEmnlm

A0

11

," """"(11)"

"

с"учетом"ограничительного"условия"(3)"и"выражения"(10)"находим""

( )!!"

#

$$%

& −=

xamSmCA

pxe 21γ ." """""""(12)"

"

С" учетом" выражений" (12)" и" (9)"получаем""

( )( )[ ]!"

#$%

&

−=

21

01CApxeSEm

nlm

Sτ .""(13)"

"

Для" выяснения" типа" экстремума,"получаемого"при"решении" (13)"находим"2@ю"производную"(6)."Имеем""

( )( )

( )[ ]SmpxemSdmSEFd

ττ

γτ−⋅= 2

20

2 ,,,, ."""""(14)"

" "

Таким" образом," решение" (13)"приводит" функционал" (6)" к" его"минимальной" величине." Отсюда" можно"сделать" качественный" вывод" о" том," что"функционал" ( )m1Φ "при" проведении"

адаптивных" измерений" достигнет"наибольшей" величины" в" том" случае,"если" между" τ "и" S "будет" установлена"обратная"зависимость."

Рассмотрим" аналогичную" задачу"адаптивного" измерения" водяных" паров."Хорошо" известно," что" оптическая"толщина" водяных" паров" в" атмосфере"определяется"как""


""


109"

( ) ( )bw mWa=λτ ,"""""" "(15)""

где" a "и"b @" постоянные" коэффициенты,"характеризующие" опто@электронный"тракт"фотометре.""

С" учетом" выражения" (15)" запишем"функционал," аналогичный" выражению"(5)"для"случая"измерения"водяных"паров""

( ) ( )[ ][ ]dSSWmapxeSEm bS xam

⋅−⋅⋅∫0

02Φ ."(16)"

"

Аналогично" выражению" (3),"ограничительное" условие" имеет"следующий"вид:"

" " " "

" ( ) 30

CdSSWxamS

=∫ ."""""""""""""""(17)"

" "

С" учетом" выражений" (16)" и" (17)"функционал" безусловной" оптимизации"имеет"вид"

"

( ) ( )[ ][ ] ( )dSSWdSSWmapxeSEmxamxam S

bS

∫∫ +⋅−⋅⋅00

021 γΦ ." ""(18)"

"Подобно" выражениям" (7)" и" (8)"

имеем""

( ) ( )dSbWmaSEFmxamS

γΦ ,,,,,,00

221 ∫= ."(19)""

( )( )

0,,,,,,02

=SdW

bWmaSEFd γ ."""""""""(20)"

"

Из" условия" (20)" получаем"следующее"трансцендентное"уравнение"

"

( ) ( )[ ][ ] 001 =+−⋅⋅⋅⋅⋅⋅− − γbbb SWmapxeSESWbma .""""""""""(21)"

"

Решение" трансцендентного"уравнения" (21)" относительно" ( )SW "приближенными" методами" и"интегрирование"этого"решения"с"учетом"выражения" (17)" позволяет" вычислить"величину" γ ," значение" которой"

обозначим" как" 0γ ." В" этом" случае"

уравнение" (21)"приобретает" следующий"вид:""

( )[ ][ ]( ) 10

1 −=−⋅⋅ bb

SWSWmapxeSA

γ ," "(22)"

"

где" constEbamA b =⋅⋅= 01 ."

Уравнение" (22)" является"трансцендентным"уравнением"и"не"имея"точное" аналитическое" выражение"невозможно" судить" об" оптимальном"виде" функции" ( )SW ." Однако," если"учесть," что" для" случая" проведения"измерений" водяных" паров" на" длине"волны" 870" нм" верна" оценка" 1≈b ," то"

выражение" (22)" значительно"упрощается" и" принимает" следующий"вид:""

( )[ ] 01 γ=⋅⋅−⋅⋅ SWmapxeSA ." "(23)""

Из"выражения"(23)"находим""

( ) !!"

#$$%

&

⋅=⋅⋅−

SAnlSWma

1

0γ ." "(24)"

( ) !!"

#$$%

& ⋅=

0

11γSAnl

amSW ." " "(25)"

" "

Нетрудно" проверить," что" при"решении" (25)" функционал" (18)"достигает" минимальной" величины."Следовательно," при" проведении"адаптивных" фотометрических"измерений" водяных" паров" на" длине"волны" 870" нм" оптимальным" следует"считать" установление" обратной"


""


110"

зависимости" между" параметрами"W "и"S ."

"Таким" образом," проведенное"исследование"позволяет"выявить"общую"закономерность," заключающуюся" в" том,"что" при" проведении" адаптивных"аэрозольных" измерений," а" также" при"измерении" водяных" паров" следует"обеспечить" обратную" зависимость"между" чувствительностью" фотометра" и"измеряемым"параметром."

В" заключении" сформулируем"основные" выводы" и" положения"проведенного"исследования:"

"

1. Осуществлена" оптимизация" процесса"адаптивного" измерения" оптической"толщины" атмосферного" аэрозоля" с"помощью" солнечного" фотометра" с"учетом" наложенных" ресурсных"ограничений."

2. Осуществлена" оптимизация" процесса"адаптивного" измерения" водяных"паров" в" атмосфере" с" помощью"солнечного" фотометра" с" учетом"наложенных"ресурсных"ограничений."

3. Выявлена" общая" закономерность,"заключающаяся" в" том," что" при"проведении"измерений" атмосферного"аэрозоля" и" водяных" паров" с"применением" адаптивного"

солнечного" фотометра" следует"обеспечить" обратную" зависимость"между" чувствительностью"фотометра"и"измеряемым"параметром."

"

Литература,,

1. Jiao" Y.," Bhalotra" S.R.," Kung" H.L.," Miller"D.A.B."Adaptive"imaging""spectrometer" in"a" time@domain" filtering" architecture" //"Optics"Exspress,"2003,"" Vol." 11," No." 17,"pp."1960@1965"

2. Ideguchi" T.," Poisson" A.," Guelachvili" G.,"Picque" N.," Hansch" T.W." Adaptive" real@time"dual@comb"spectroscopy."

3. Holiczer" A." Adaptive" filter" for"measurement"data"processing" in"a" flame"photometer."http://proceedings.spidigitallibrary.org/procesing.aspx?articleid=862924"

4. Barja" B.," Bennouna" Y.," Toledano" C.,"Antuna"J.C.,"Cachorro"V.,"Hernandez"C.,"de"Frutos"A.,"Estevan"R."Cloud"optical"depth"measurements" with" sun@photometer" in"Camaguey" Cuba" //" Optica" Pura" Y"Aplicada," 2012," Vol." 45," No." 4," " pp." 389@396"

"

©"Мамедбейли"А.Г.,"Исмайлов"К.Х.,"Сафаралиев"З.Г.,"2014

""""%%%%%

%%%%%%%%%

С"ЮБИЛЕЕМ"/"CONGRATULATIONS"ON"THE"ANNIVERSARY"""

""


111"

ПОЗДРАВЛЯЕМ,С,75ÄЛЕТНИМ,ЮБИЛЕЕМ,ЕФИМОВА,ГЕННАДИЯ,НИКОЛАЕВИЧА,,

,

""

14" ноября" 2014" г." исполнилось" 75" лет"Геннадию" Николаевичу" Ефимову" –"известному" российскому" геодезисту,"специалисту" в" области" математической"обработки"наблюдений.""

Геннадий" Николаевич" родился" в"Севастополе" в" семье" служащих," в" 1963" г."окончил" МИИГАиК," получив" специальность"астрономо@геодезист." Несколько" позднее" по"завершении" специальных" курсов" получил"квалификацию" программиста" и" в" 1998" году"специалиста"по"компьютерным"сетям.""

Начальная" стадия" трудовой"деятельности" Геннадия" Николаевича"протекала" в" Алма@Атинском"аэрогеодезическом" предприятии"(Предприятии" №6)" Главного" Управления"Геодезии" и" Картографии" при" Совете"Министров" СССР." Здесь" он" прошел" трудовой"путь" от" инженера" до" ведущего" разработчика"алгоритмов" и" программ" для" ЭВМ." Первым"важным" итогом" его" деятельности" явилась"программа" уравнивания" линейно@угловых"геодезических" сетей" объемом" до" 2000"пунктов.""

В" 1971" году" Геннадий" Николаевич"переводится"в"Московское"аэрогеодезическое"предприятие" (Предприятие" №7)" на"должность" главного" инженера" Головного"информационно@вычислительного" центра."Здесь"он"начинает"координировать"работы"по"формированию" и" уравниванию" Европейской"астрономо@геодезической" сети" (ЕАГС),"включавшей" в" себя" сети" Восточно@Европейской" части" СССР" и" социалистических"государств" Восточной" Европы." Его" усилиями"разработаны" методика," технология" и"алгоритм" уравнивания" ЕАГС." Решая" эту"

важную" задачу," Геннадий" Николаевич"получил" широкую" международную"известность." Следующим" важнейшим"результатом" его" деятельности" явились"уравнивания" Астрономо@геодезической" сети"(АГС)"и"Главной"высотной"основы"(ГВО)"СССР,"а" позднее" России." В" это" период" Геннадий"Николаевич" являлся" заместителем"начальника" вычислительного" цеха," а" с" 1992"года" –" его" начальником." С" момента" начала"образования" Российской" Федерации"Геннадий" Николаевич" организует" и"осуществляет" работу" по" уравниванию" ГВО"стран" СНГ." Разработанная" им" программа"имеет" возможность" уравнивать" нивелирные"сети"практически"неограниченного"размера."С"2004" по" 2010" гг." Геннадий" Николаевич"проводит" исследования" картографических"проекций" и" систем" координат" в" Институте"географии" РАН." Одновременно" он" решает"задачи" методического" и" программного"обеспечения" создания" и" поддержки" местных"систем"координат"для"линейно@протяженных"объектов." Важнейшим" результатом" работ"Геннадия" Николаевича," является" каталог"координат" АГС" в" новой" государственной"системе" СК@95." Другими" словами" Геннадий"Николаевич" является" одним" из" основных"создателей"этой" системы."В"настоящее"время"Геннадий" Николаевич" выполняет"ответственные" работы" по" определению"пунктов" АГС" в" государственной" системе"координат"ГСК@2011."

Геннадий"Николаевич"Ефимов"является"Лауреатом"Премии"Ф.Н.Красовского"1983"года"и" лучшим" рационализатором" геодезии" и"картографии." За" плодотворный" труд"Геннадий" Николаевич" награжден"правительственными" наградами"Заслуженный" работник" геодезии" и"картографии" РСФСР," медалью" «850@летия"Москвы»." " За" высокие" достижения" в"производственной" и" научно@исследовательской" деятельности,"позволившей" существенным" образом"улучшить" условия" жизни" людей," он"награжден"Орденом"Почета.""

Редакция" журнала" и" вся" геодезическая"общественность" от" всего" сердца" поздравляет"Геннадия" Николаевича" с" его" замечательным"юбилеем," желает" ему" крепкого" здоровья," как"физического,"так"и"творческого"долголетия,"а"также" продолжения" славных" дел" на" благо"российской"геодезии"и"картографии."

НАШИ"АВТОРЫ"/"AUTHORS"""

""


112"

Агаев, Фахраддин, Гюльяли, оглы,"д.т.н.," проф.," директор" Института"Космических" Исследований" Природных"Ресурсов," г." Баку" /" Agaev" Fahraddin," prof.,"Director" of" the" Space" Research" Institute" of"Natural" Resources," Baku," e@mail:"[email protected]"

Алиева, Амида, Джабраил, гызы,"аспирант" Национального"Аэрокосмического" Агентства," г." Баку" /"Aliyeva" Amida," graduate" student" of" the"National" Aerospace" Agency," Baku," e@mail:"[email protected]"

Алиева, Егана, Новруз, гызы," к.т.н.,"нач." отдела" Института" Космических"Исследований" Природных" ресурсов," г."Баку" /" Aliyeva" Yegana," Ph.D.," beg."Department" of" Space" Research" Institute" of"Natural" Resources," Baku," e@mail:"[email protected]"

Василенко,А.Ю.," аспирант" кафедры"общей" и" исторической" геологии"Геологического" факультета" Киевского"национального" университета" имени"Тараса" Шевченко" /" Vasylenko"A.U.,"postgraduate" student" ," The" department" of"general"and"historical"geology,"The"Faculty"of"Geology," Taras" Shevchenko" National"University"of"Kyiv,"e@mail:"[email protected]"

Джавадов, Натиг, Гаджиага, оглы,"д.т.н.," профессор," Генеральный" директор"ПО" «Промавтоматика»," г." Баку" /" Javadov"Natig," Ph.D.," Professor," Director" General""Promavtomatika"," Baku," e@mail:"[email protected]"

Исмайлов, Камал, Хейраддин, оглы,"д.т.н.," доцент" Национальной" Академии"Авиации," г." Баку" /" Ismailov" Heyraddin,"Ph.D.," associate" professor" of" the" National"Aviation" Academy," Baku," e@mail:"[email protected]"

Исмайлов, Наги, Явер, оглы,"диссертант" Азербайджанской"Государственной" Нефтяной" Академии" /"Ismailov"Nagi,"dissertator"of"Azerbaijan"State"Oil" Academy," Baku," г." Баку," e@mail:"[email protected]"

Каган, Александр, Яковлевич, –"ведущий" научный" сотрудник."Геофизический" центр" РАН" /" " Kagan"

Alexandr" Yakovlevith" –" Leading" Researcher."Geophysical" Center," Russian" Academy" of"Sciences," Тел.:" +7" (495)" 930@51@39." E@mail:"[email protected]"

Капцюг, Виталий, Борисович,"секретарь" правления" общественной"организации" «Санкт@Петербургское"общество" геодезии" и" картографии»" /"Kaptüg"Vitali"B.,"Secretary"to"the"Board"of"the"Public" organization" (NGO)" «The" St."Petersburg" Society" for" Surveying" &"Mapping»," ntk:" " " " " 8@911@706@13@28," E@mail:"vbk@[email protected]""

Кафтан, Владимир, Иванович,"доктор" технических" наук," главный"научный" сотрудник" Геофизического"центра"Российской"академии"наук"/"Кaftan"Vladimir,"Doctor"of"Technical" Sciences,"Chief"Researcher." Geophysical" Center," Russian"Academy"of"Sciences,"Тел.:"+7"(495)"930@51@39."E@mail:"[email protected]"""

Кужелев, П.Д.," доцент," к.т.н"Московского" государственного"университета" геодезии" и" картографии" /"Kugelev" P.D.," Associate" Professor," PhD,"Moscow" State" University" of" Geodesy" and"Cartography,"E-mail:"[email protected]"

Лобанов, Александр, Анатольевич,,к.т.н.," доцент," Московский"государственный" технический"университет" радиотехники," электроники"и" автоматики" (МГТУ" МИРЭА)" /" Lobanov"Alexandr,"Ph.D.,"Associate"Professor,"Moscow"State" Technical" University" of" Radio"Engineering," Electronics" and" Automation"(MSTU"MIREA),"E@mail:"[email protected]"""

Магеррамов, Эльчин, Ибад, оглы,"директор" Института" аэрогеодезии" и"картографии," г." Баку," Maharramov" Elchin,"director"of"the"Institute"of"Aerial"Geodesy"and"Cartography," Baku," e@mail:"[email protected]"

Майоров, Андрей, Александрович,"доктор" технических" наук," профессор,"ректор" Московского" государственного"университета" геодезии" и" картографии" /"Ph.D." Professor," Rector" of" Moscow" State"University" of" Geodesy" and" Cartography" of"Russia,"E@mail:"[email protected]""

НАШИ"АВТОРЫ"/"AUTHORS"""

""


113"

Мамедбейли, Ателлай, Габибулла,оглы," нач." отдела" НИИ" Аэрокосмической"Информатики," г." Баку" /" Mamedbeyli"Atellan," Department" of" Aerospace" Research"Institute" of" Informatics," Baku," e@mail:"[email protected]"

Морозов, Владислав, Николаевич,"доктор" технических" наук," главный"научный" сотрудник." Геофизический"центр"РАН"/""Morozov"Vladislav"Nikolaevith"–" Doctor" of" Technical" Sciences," Chief"Researcher." Geophysical" Center," Russian"Academy"of"Sciences,"Тел.:"+7"(495)"930@51@39."E@mail:"[email protected]""

Певнев, Анатолий, Кузьмич," доктор"технических" наук," профессор" " кафедры""инженерной" геодезии" МГСУ," главный"научный" сотрудник" Института" физики"Земли" РАН" /" Pevnev" Anatoly," Ph.D.,"professor" of" engineering" geodesy," MGSU,"chief"researcher"at"the"Institute"of"Physics"of"the" Earth," тел.:" 8@916@912@77@54," e@mail:"[email protected]"

Сафаралиев, Зульфигар, Гусейнага,оглы," аспирант" Национального"Аэрокосмического" Агентства," г." Баку" /"Safaraliev" Zulfugar," graduate" student" of" the"National" Aerospace" Agency," Baku," e@mail:"[email protected]"

Симонян, Владимир, Викторович,"доцент," кандидат" технических" наук,"доцент" кафедры" инженерной" геодезии"МГСУ" /" Simonyan" Vladimir," Associate"Professor," Ph.D.," assistant" professor" of"engineering"geodesy,"MGSU,"тел.:"8@915@284@32@47,"e@mail:"simonyan@[email protected]"

Татаринов, Виктор, Николаевич, –"доктор" технических" наук," заведующий"лабораторией." Геофизический" центр" РАН"/" " Tatarinov" Viktor" Nikolaevith," Doctor" of"

Technical" Sciences," Head" of" the" Laboratory."Geophysical" Center," Russian" Academy" of"Sciences," nел.:" +7" (495)" 930@51@39." E@mail:"[email protected]"

Тустановская, Л.В.," Геологический"факультет" Киевского" национального"университета" имени" Тараса" Шевченко," г."Киев" /" " Tustanovskaya" L.," Geological"Department" of" the" Kiev" National" Taras"Shevchenko" University," Kiev,"[email protected]""

Халафов, Рашад, Вахид, оглы,"аспирант" Национального"Аэрокосмического" Агентства," г." Баку" /"Khalafov" Rashad," graduate" student" of" the"National" Aerospace" Agency," Baku," e@mail:"[email protected]""

Цветков, Виктор, Яковлевич,"доктор" технических" наук," профессор,"советник" ректората," Московский"государственный" технический"университет" радиотехники," электроники"и" автоматики" (МГТУ" МИРЭА)" /" Tsvetkov"Victor," doctor" of" Technical" Sciences,"Professor," Advisor" to" the" Rectorat" " of" the"Moscow" State" Technical" University" of" Radio"Engineering," Electronics" and" Automation"(MSTU"MIREA),"E-mail:"[email protected]"

Шевчук,В.В.," доктор" геолого@минералогических" наук," профессор"кафедры"общей"и"исторической"геологии"Геологического" факультета" Киевского"национального" университета" имени"Тараса"Шевченко" /Shevchuk"V.V.," doctor" of"Geological" and" Mineralogical" Sci.," Professor,"The" department" of" general" and" historical"geology," The" Faculty" of" Geology," Taras"Shevchenko" National" University" of" Kyiv," e@mail:"[email protected]""

"

geoscience №3-2014

Documents