Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Системный анализ, управление и обработка информации

Диссертационная работа:

Шарафутдинов Рашид Рустэмович. Обработка пространственной информации об объектах речной сети для определения характеристик подтопления промышленных объектов при паводках : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.01 / Шарафутдинов Рашид Рустэмович; [Место защиты: Уфим. гос. авиац.-техн. ун-т]. - Уфа, 2009. - 232 с. : ил. РГБ ОД, 61:10-5/758

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 5

ВВЕДЕНИЕ 7

Глава 1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМ, СВЯЗАННЫХ С ОБРАБОТКОЙ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ИНФОРМАЦИИ ОБ ОБЪЕКТАХ РЕЧНОЙ СЕТИ И ПРОМЫШЛЕННОСТИ В ПЕРИОД ПАВОДКОВ

1.1 Анализ проблем, связанных с обработкой пространственной информации при мониторинге паводковой ситуации

1.2 Анализ подходов к автоматизации информационного обеспечения управления природными ресурсами в паводковый период

1.3 Анализ моделей и методов определения характеристик подтопления промышленных объектов при паводках

1.4 Анализ информационных систем определения характеристик подтопления промышленных объектов при паводках

Выводы по 1-й главе 68

Глава 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПОДТОПЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ В ПЕРИОД ПАВОДКОВ НА ОСНОВЕ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ 69 ТЕХНОЛОГИЙ

2.1 Постановка задачи определения характеристик подтопления промышленных объектов при паводках

2.2 Разработка метода совместного описания пространственной информации об объектах речной сети, инфраструктуры системы контроля (гидрологической сети) и промышленности

2.3 Разработка метода определения характеристик подтопления промышленных объектов в паводковый период

Выводы по 2-й главе 103

Глава 3. РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПОДТОПЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ 104 ОБЪЕКТОВ В ПЕРИОД ПАВОДКОВ

3.1 Разработка функциональной модели определения характеристик подтопления промышленных объектов при паводках

3.2 Разработка информационной модели объектов речной сети, инфраструктуры контроля (гидрологической сети контроля) и промышленности

3.3 Разработка алгоритмов определения характеристик подтопления промышленных объектов при паводках

Выводы по 3-й главе 133

Глава 4. ВНЕДРЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПОДТОПЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ ПРИ ПАВОДКАХ В 134 АВТОМАТИЗИРОВАННУЮ СИСТЕМУ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПО УПРАВЛЕНИЮ ПРИРОДНЫМИ РЕСУРСАМИ И ОХРАНОЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА ОСНОВЕ КОМПЛЕКСНОГО МОНИТОРИНГА И ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И АНАЛИЗ ЕЁ ЭФФЕКТИВНОСТИ

4.1 Анализ организационной структуры и деятельности Министерства природопользования и экологии РБ

4.2. Основные требования к информационной системе определения характеристик подтопления промышленных объектов в весенний паводок

4.3 Основные результаты внедрения информационной системы определения характеристик подтопления промышленных объектов при паводках

4.4 Анализ эффективности внедрения информационной системы 1определения характеристик подтопления промышленных объектов в паводковый период в Министерстве природопользования и экологии РБ

Выводы по 4-й главе 147

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

ПРИЛОЖЕНИЕ Е

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж

ПРИЛОЖЕНИЕ 3  

Введение к работе:

Актуальность работы

Регулярность весенних паводков, оказывающих негативное воздействие на объекты промышленности (предприятия нефтяной, газовой, угольной, металлургической промышленности, заводы, склады, транспортные средства и др.), является важнейшей особенностью мониторинга состояния окружающей среды (в том числе технического состояния промышленных объектов). В связи с этим планирование противопаводковых мероприятий для снижения вредного воздействия на объекты промышленности, зависит от достоверного определения характеристик зон подтопления: границ, площади, глубины подтопления и перечня промышленных объектов, попавших в неё.

Объекты речной сети и промышленности характеризуются большим объёмом разнородной пространственной и атрибутивной информации из различных источников (картографической, табличной, графической и др.), находящейся в компетенции различных государственных органов, заинтересованных в предотвращении или смягчении последствий паводков (строительство гидротехнических сооружений по регулированию стока, создание оградительных дамб и др.). Учёт взаимосвязи всего набора информации об объектах речной сети и промышленности приводит к необходимости в автоматизации процессов её структурированной обработки для последующего определения характеристик зон подтопления, что в свою очередь позволит реализовать информационную поддержку принятия решений по предотвращению нежелательного развития событий и преодолению последствий паводка, в частности снижению вредного воздействия, оказанного на промышленные объекты в зоне подтопления.

Существуют различные подходы для определения характеристик подтопления промышленных объектов при паводках, которые основываются на обработке пространственной информации о рельефе местности и анализе гидрогеологических и гидродинамических параметров состояния водных объектов. Геоинформационные технологии являются ключевыми при автоматизации процессов, связанных с определением характеристик подтопления, ввиду пространственной привязки объектов речной сети и промышленности. Различным аспектам разработки методов в данной области посвящен ряд работ отечественных и зарубежных авторов, в частности работы С. Е. Беднарука, В. И. Васильева, В. Е. Гвоздева, Л. А. Гриневича, В. И. Данилова-Данильяна, Б. Г. Ильясова, В. Г. Крымского, Л. К. Левит-Гуревича, В. Г. Пряжинской, Р. 3. Хамитова, Д. М. Ярошевского, А. Бисваса, X. Кардуэлла, Д. Мэйдмента, В. Халла, М. Хатчинсона, М. Эбота, Д. Эгенхофера и др. Однако в данных трудах задаче определения характеристик зон подтопления на основе обработки пространственной информации об объектах речной сети и промышленности в совокупности с методами анализа топографических и гидрологических данных, уделялось недостаточно внимания, в связи с чем, разработка методов и алгоритмов определения характеристик подтопления промышленных объектов при паводках на основе обработки пространственной информации об объектах речной сети и промышленности является актуальной как в теоретическом, так и в практическом плане.

Цель работы и задачи исследования

Целью работы является разработка методов, алгоритмов и программного обеспечения для определения характеристик подтопления промышленных объектов в паводковый период на основе совместной обработки пространственной информации об объектах речной сети и промышленности для последующей поддержки принятия решений по снижению вредного воздействия, оказанного паводком на промышленные объекты.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе необходимо решить следующие задачи:

  1. На основе системного анализа процессов, связанных с прохождением паводка и оказывающих вредное воздействие на промышленные объекты, сформулировать требования к видам, формам и источникам информации, на основе которой будет осуществляться определение характеристик подтопления промышленных объектов в паводковый период.

  2. Разработать метод совместного описания пространственной информации об объектах речной сети, инфраструктуры контроля (гидрологической сети контроля) и промышленности для последующего определения характеристик подтопления промышленных объектов в паводковый период.

  3. Разработать метод определения характеристик подтопления промышленных объектов при паводках (границ, площади, глубины подтопления, перечня промышленных объектов, оказавшихся в зоне подтопления) на основе обработки пространственной информации об объектах речной сети, гидрологической сети контроля и дополнительной информации, привлеченной из различных источников (топографическая карта местности, продольный профиль рек и речная сеть).

  4. Разработать информационную модель объектов речной сети, инфраструктуры контроля (гидрологической сети контроля) и промышленности для определения характеристик подтопления промышленных объектов в паводковый период.

  5. Разработать алгоритмы определения характеристик подтопления промышленных объектов при паводках и их программную реализацию для планирования противопаводковых мероприятий по предотвращению или смягчению последствий паводков на промышленные объекты.

Методика исследования

В работе использовались методы системного анализа сложных систем, структурного анализа и проектирования информационных систем (SADT), методология унифицированного процесса разработки программного обеспечения (RUP), методология унифицированного языка моделирования (UML), математического и геоинформационного моделирования, теория пространственных и реляционных баз данных и принципы объектно-ориентированного программирования.

Научная новизна работы

Научная новизна работы заключается в следующих результатах:

1. Метод совместного описания пространственной информации об объектах речной сети, инфраструктуры контроля (гидрологической сети контроля) и промышленности предложен впервые и заключается в совместном описании

данных объектов на топографической карте местности, продольном профиле водных объектов и речной сети; применение метода позволяет отобразить взаимосвязь данных для последующего определения характеристик подтопления промышленных объектов при паводках.

  1. Метод определения характеристик зон подтопления промышленных объектов в паводковый период, основанный на обработке пространственной информации об объектах речной сети, гидрологической сети контроля и дополнительной информации, привлеченной из различных документальных источников; метод позволяет количественно определить параметры подтопления (граница, площадь, глубина подтопления, перечень промышленных объектов, оказавшихся в зоне подтопления).

  2. Информационная модель объектов речной сети, инфраструктуры контроля (гидрологической сети контроля) и промышленности отличающаяся использованием пространственных данных из различных документальных источников и учитывающая их взаимосвязь, позволяет разработать алгоритмы обработки данной информации для автоматизации процесса определения характеристик зон подтопления промышленных объектов при паводках.

Практическая значимость

Практическую значимость работы представляют следующие результаты:

1. Метод определения характеристик зон подтопления промышленных
объектов в паводковый период на основе обработки пространственной инфор
мации об объектах речной сети, гидрологической сети контроля и дополнитель
ной информации, привлеченной из различных документальных источников, по
зволяет определять характеристики подтопления для последующего снижения
тяжести последствий для промышленных объектов в области подтопления.

  1. Информационная модель объектов речной сети, инфраструктуры контроля (гидрологической сети контроля) и промышленности, основанная на стандартной гидрологической модели данных и доработанная с учётом дополнительной информации, привлеченной из различных документальных источников позволяет разработать алгоритмы обработки пространственной информации для реализации программного обеспечения определения характеристик подтопления промышленных объектов при паводках.

  2. Алгоритмы и программное обеспечение определения характеристик подтопления промышленных объектов в паводковый период на основе обработки пространственной информации об объектах речной сети, инфраструктуры контроля (гидрологической сети контроля) и промышленности позволяет осуществлять процессы поддержки принятия решений по проведению противопаводковых мероприятий, направленных на устранение последствий прошедшего и прогнозирование будущего паводков.

Основные результаты работы внедрены в Министерстве природопользования и экологии Республики Башкортостан (свид. об офиц. per. программы для ЭВМ №2008614884 и №2008614885, от 10.10.2008 года).

На защиту выносятся:

1. Метод совместного описания пространственной информации об объектах речной сети, инфраструктуры контроля (гидрологической сети контроля) и промышленности.

  1. Метод определения характеристик зон подтопления в паводковый период (граница, площадь, глубина подтопления, перечень промышленных объектов, оказавшихся в зоне подтопления), на основе обработки пространственной информации об объектах речной сети, гидрологической сети контроля и дополнительной информации, привлеченной из различных источников (топографическая карта местности, продольный профиль водных объектов и речная сеть).

  2. Информационная модель объектов речной сети, инфраструктуры контроля (гидрологической сети контроля) и промышленности.

  3. Алгоритмы определения характеристик подтопления промышленных объектов при паводках и их программная реализация в масштабе информационной системы обработки пространственной информации об объектах речной сети, инфраструктуры контроля (гидрологической сети контроля) и промышленности.

Апробация работы. Основные теоретические и практические результаты работы докладывались на следующих конференциях, форумах и семинарах: Европейской конференции пользователей программного обеспечения ESRI (Лондон, 2008), Международной конференции "Управление водно-ресурсными системами в экстремальных условиях" (Москва, 2008), ежегодной конференции пользователей программных продуктов ESRI и ERDAS (Голицыно, 2008), Всероссийской конференции "Геоинформационные технологии в муниципальном управлении" (Уфа, 2009), "Компьютерные науки и информационные технологии" SIT'2007-2008), Региональной зимней школе-семинаре аспирантов и молодых ученых (Уфа, 2007-2009), Всероссийской молодёжной научной конференции "Мавлютовские чтения" (Уфа, 2007-2008).

Публикации. Основные положения и результаты диссертационной работы опубликованы в 13 источниках, включающих 8 статей, 3 материала конференций и семинаров, 2 свидетельства о регистрации программ и баз данных. Результаты работы опубликованы в 1-м рецензируемом научном журнале из списка ВАК.

Структура и объем работы

Работа включает введение, 4 главы основного материала, заключение, библиографический список и приложения. Работа без библиографического списка и приложений изложена на 149 страницах машинописного текста. Библиографический список включает 138 наименований.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net