Информативность геоинформационной вычислительной визуализации процессов формирования природных объектов

DOI: 10.35595/2414-9179-2022-1-28-508-522

Посмотреть или загрузить статью (Rus)

Об авторах

Т.П. Варшанина

Адыгейский государственный университет, НИИ комплексных проблем АГУ, Центр интеллектуальных геоинформационных технологий,
ул. Гагарина, 13, 385000 Майкоп, Россия;
E-mail: vtp01@mail.ru

Р.Д. Хунагов

Адыгейский государственный университет, НИИ комплексных проблем АГУ,
ул. Гагарина, 13, 385000 Майкоп, Россия;
E-mail: khunagov-rd@mail.ru

В.Н. Коробков

Адыгейский государственный университет, НИИ комплексных проблем АГУ, Центр интеллектуальных геоинформационных технологий,
ул. Гагарина, 13, 385000 Майкоп, Россия;
E-mail: gic-info@yandex.ru

Аннотация

Обсуждаются информативные возможности и перспективы применения цифровой природоподобной методологии вычислительной визуализации естественных процессов формирования природных систем на основе предложенного параметра порядка — напряженности интегрального геофизического поля, создаваемого вмещающим структурообразующим космическим пространством. Так как обозначенный параметр порядка определяет структуру и свойства природных систем и процессов, градиент параметра определяющего структуру природного объекта является мерой его параметра порядка и, следовательно, может служить предиктором прогнозирования изменения его свойств и структуры. Декларируемый подход апробирован на примере прогнозирования процесса формирования паводков и процессов визуализации полей тектонических напряжений. Разработаны способ точечного прогнозирования времени наступления и уровня паводка на основе трехуровневой нейросетевой модели и способ векторной пространственно-временной визуализации иерархии полей тектонических напряжений на территорию неограниченной площади. Показано, что вычислительные операции с параметром регионального градиента температуры наряду с интеллектуальными методами прогнозирования, иллюстрируют перспективы точечного средне- и долгосрочного прогнозирования гидрометеорологических процессов, обеспеченных длинными рядами данных инструментальных наблюдений.

Вычислительная визуализация генерального, фонового и локального полей тектонических напряжений на территориях неограниченной площади служит источником параметрических данных для геоинформационно-математического моделирования перестройки полей тектонических напряжений в процессах самоорганизации тектоносферы, вычисления положения локусов геодинамической неустойчивости — эпицентров возможных землетрясений, визуализации тектонических течений в земной коре. Мониторинг геофизических данных в локусах геодинамической неустойчивости открывает перспективы точечного прогнозирования землетрясений. Вычисление параметров порядка природных объектов и процессов открывает перспективы их вычислительного моделирования, выведения численных законов их сопряженного развития и масштабного ряда взаимодействия, а также прогнозирования состояния геообъектов и геопроцессов в заданной точке геопространства в условиях нарастания глобальной природной изменчивости.

Ключ. слова

природоподобная вычислительная цифровая модель, точечное прогнозирование гидрометеорологических процессов, тектоно-геодинамическая модель, локусы геодинамической неустойчивости

Список литературы

  1. Андреев В.К., Баранов Г.И., Греков И.И. и др. Тектоническая карта Северо-Западного Кавказа: Ессентуки, 1999. 104 с.
  2. Варшанина Т.П., Плисенко О.А., Солодухин А.А., Коробков В.Н. Структурно подобная геодинамическая модель Краснодарского края и Республики Адыгея. Москва–Майкоп: Издательский дом «Камертон», 2011. 128 с.
  3. Варшанина Т.П. Разработка хорошо структурированной модели геопространства на основе метода структурной маски энергетических геополей. Вестник Адыгейского государственного университета. Серия 4: Естественно-математические и технические науки, 2012. № 4 (110). С. 176–179.
  4. Варшанина Т.П., Плисенко О.А., Коробков В.Н. Методология и научно-практическое значение визуализации интегральных геофизических полей. Электронный журнал МИФИ «Научная визуализация», 2017. Т. 9. № 4. С. 108–117. DOI: 10.26583/sv.9.4.11.
  5. Годзиковская А.А. Каталог землетрясений Кавказа, 2010 Электронный ресурс: http://www.wdcb.ru/sep/seismology/method/Caucasus/index.ru.html (дата обращения 19.06.2013).
  6. Гончаров М.А., Талицкий В.Г., Фролова Н.С. Введение в тектонофизику. М.: Книжный дом «Университет», 2005. 496 с.
  7. Лукьянов А.В. Пластические деформации и тектоническое течение в литосфере. М.: Наука, 1991. 144 с.
  8. Малинецкий Г.Г. Математические основы синергетики: хаос, структуры, вычислительный эксперимент. М.: Изд-во ЛКИ. 2007.
  9. Назаров А.В., Лоскутов А.И. Нейросетевые алгоритмы прогнозирования и оптимизации систем. СПб: Наука и Техника, 2003. 384 с.
  10. Олемской А.И. Синергетика сложных систем: феноменология и статистическая теория. М.: URSS. 2009. 378 с.
  11. Осовский С. Нейронные сети для обработки информации. М.: Финансы и статистика, 2002. 344 с.
  12. Прибылова Н.Е., Бесстрашнов В.М., Годзиковская А.А. Принадлежит ли очаг землетрясения 23.XI.1899 г. камчатской сейсмоактивной зоне. Вулканология и сейсмология, 2006. № 2. С. 46–54.
  13. Талицкий В.Г. Моделирование тектонических деформаций с учетом неоднородностей геологической среды. В кн. «Введение в тектонофизику». М.А. Гончаров и др., М.: Книжный дом «Университет», 2005. С. 204–247.
  14. Философов В.П. Краткое руководство по морфометрическому методу поиска тектонических структур. Саратов: Издательство Саратовского университета, 1960. 69 с.
  15. Философов В.П. Основы морфометрического метода поисков тектонических структур. Саратов: Издательство Саратовского университета, 1975. 232 с.
  16. Varshanina T.P., Korobkov V.N. Spatial-Temporal Geodynamic Model of Adygea. The Republic of Adygea Environment, 2020. P. 85–112. DOI: 10.1007/698_2020_500.

Для цитирования: Варшанина Т.П., Хунагов Р.Д., Коробков В.Н. Информативность геоинформационной вычислительной визуализации процессов формирования природных объектов. ИнтерКарто. ИнтерГИС. Геоинформационное обеспечение устойчивого развития территорий: Материалы Междунар. конф. M: Географический факультет МГУ, 2022. Т. 28. Ч. 1. С. 508–522 DOI: 10.35595/2414-9179-2022-1-28-508-522

For citation: Varshanina T.P., Khunagov R.D., Korobkov V.N. Information content of geoinformation computational visualization of natural object formation processes. InterCarto. InterGIS. GI support of sustainable development of territories: Proceedings of the International conference. Moscow: MSU, Faculty of Geography, 2022. V. 28. Part 1. P. 508–522. DOI: 10.35595/2414-9179-2022-1-28-508-522 (in Russian)