Геопространственное веб-приложение для поддержки исследований изменения климата Казахстана

https://doi.org/10.35595/2414-9179-2021-3-27-108-119

Посмотреть или загрузить статью (Rus)

Об авторах

Д.К. Абиева

АО «Институт географии и водной безопасности» Министерства образования и науки Республики Казахстан, Центр геоинформационных технологий,
ул. Пушкина, д. 99, 050010, Алматы, Казахстан;
E-mail: dabiyeva@gmail.com

Р.К. Карагулова

АО «Институт географии и водной безопасности» Министерства образования и науки Республики Казахстан, Центр геоинформационных технологий,
ул. Пушкина, д. 99, 050010, Алматы, Казахстан;

А.С. Нысанбаева

Казахский национальный университет им. аль-Фараби, Географический факультет,
пр. аль-Фараби, 71, 050040, Алматы, Казахстан;
E-mail: аyman.nysanbaeva@kaznu.kz

Н.Н. Абаев

РГП «КАЗГИДРОМЕТ», Министерство экологии, геологии и природных ресурсов Республики Казахстан,
проспект Мәңгілік ел 11/1, 010000, Нур-Султан, Казахстан;
E-mail: abayev.nurlan@gmail.com

Г.М. Уразбаева

АО «Институт географии и водной безопасности» Министерства образования и науки Республики Казахстан, Центр геоинформационных технологий,
ул. Пушкина, д. 99, 050010, Алматы, Казахстан;

О.В. Радуснова

АО «Институт географии и водной безопасности» Министерства образования и науки Республики Казахстан, Центр геоинформационных технологий,
ул. Пушкина, д. 99, 050010, Алматы, Казахстан;

Ж.М. Шарапханова

АО «Институт географии и водной безопасности» Министерства образования и науки Республики Казахстан, Центр геоинформационных технологий,
ул. Пушкина, д. 99, 050010, Алматы, Казахстан;

А.К. Толепбаева

АО «Институт географии и водной безопасности» Министерства образования и науки Республики Казахстан, Центр геоинформационных технологий,
ул. Пушкина, д. 99, 050010, Алматы, Казахстан;

Аннотация

Данные моделирования по изменению климата представляют собой большие массивы данных, требующие определенных компетенций и вычислительных ресурсов для их преобразования и адаптации к потребностям пользователей. В качестве решения проблемы в статье рассматриваются геопространственные веб-приложения и геопорталы. Глобальные веб-ресурсы не предоставляют геоинформационную поддержку исследованиям изменения климата Казахстана в силу агрегирования или низкого разрешения исходных данных и ограниченности функционала для интерактивной геовизуализации и анализа данных.
В статье приводится описание разработанного авторами веб-приложения «Kazakhstan Climate Change», цель которого — поддержка исследований пространственно-временных особенностей изменения климата Казахстана. В качестве исходных данных используются данные моделей CMIP5 (Coupled Model Intercomparison Project — Проект сравнения объединенных моделей). На основе исходных показателей по температуре и осадкам с помощью разработанных скриптов Python и климатических пакетов скриптов R Climpact рассчитаны дополнительные показатели для определения влияния изменения климата на водные ресурсы и сельское хозяйство — эвапотранспирация, индексы засушливости, теплообеспеченности и продолжительности вегетационного периода. К ключевым преимуществам приложения отнесены геовизуализация time-series, интерактивность формирования диаграмм и таблиц для проведения анализа, в том числе для выбранных единиц водохозяйственного районирования.
Геопространственное веб-приложение «Kazakhstan Climate Change» решает задачу представления пользователям большого массива климатических данных в виде информации легкой для восприятия и геовизуального анализа. Функционал веб-приложения позволяет пользователям, без навыков работы в ГИС, самостоятельно исследовать сценарии изменения климата, что представляет практическую ценность для научного и образовательного сообщества, для лиц, определяющих политику в области изменения климата, управления водными ресурсами.

Ключ. слова

геопространственное веб-приложение, изменение климата, временной ряд, геовизуализация, веб-сервис покрытий WCS.

Список литературы

  1. Белдеубаев Е., Смирнова Е., Долгих С. Подходы и результаты оценки вероятного изменения климата Казахстана. Международная молодежная школа и конференция по вычислительно-информационным технологиям для наук об окружающей среде. CITES’2019, 27 мая–6 июня 2019. Москва, Россия. С. 321–323.
  2. Bennett R., Senot H., Pettit C.J., Aurambout J.-P., Sheth F., Soste L., Sposito V. Using digital globes to visualize climate change impact. Advances in geo-spatial information science (ISPRS book series). CRC Press, 2012. P. 205–218.
  3. Bourdeau‐Goulet S., Hassanzadeh E. Comparisons Between CMIP5 and CMIP6 Models: Simulations of Climate Indices Influencing Food Security, Infrastructure Resilience, and Human Health in Canada. Earth’s Future, 2021. V. 9. DOI: 10.1029/2021EF001995.
  4. Buontempo C., Hutjes R., Beavis P., Berckmans J., Cagnazzo C., Vamborg F., Thépaut J., Bergeron C., Almond S., Amici A., Ramasamy S., Dee D. Fostering the development of climate services through Copernicus Climate Change Service (C3S) for agriculture applications. Weather and Climate Extremes, 2020. V. 27:100226. DOI: 10.1016/j.wace.2019.100226.
  5. Hong Shu. Big data analytics: six techniques. Geo-spatial Information Science, 2016. V. 19. P. 119–128. DOI: 10.1080/10095020.2016.1182307.
  6. Katpatal Y.B. Geospatial Applications in Water Resource Management with Special Reference to Climate Change. Geospatial Technologies in Land Resources Mapping, Monitoring and Management book series (GEOTECH, volume 21). 2018. P. 587–601.
  7. Kitka G., Kovács-Győri A., Tátrai J., Oroszi V.G. Application of GIS for a Climate Change Prepared Disaster Management in Csongrád County, Hungary. Journal of Environmental Geography, 2018. V. 11 (3–4). P. 49–56. DOI: 10.2478/jengeo-2018-0012.
  8. Luo N., Guo Y., Gao Zh., Chen K., Chou J. Assessment of CMIP6 and CMIP5 model performance for extreme temperature in China. Atmospheric and Oceanic Science Letters, 2020. V. 13:6. P. 589–597. DOI: 10.1080/16742834.2020.1808430.
  9. Nkoana E.M., Verbruggen A., Hugé J. Climate Change Adaptation Tools at the Community Level: An Integrated Literature Review. Journal of Sustainability, 2018. V. 10, 796. DOI: 10.3390/su10030796.
  10. Ojha A., Pattnaik A., Rout J. Climate change impacts on natural resources and communities: A geospatial approach for management. Lakes & Reservoirs: Science, Policy and Management for Sustainable Use, 2018. V. 23 (1). P. 34–42. DOI: 10.1111/lre.12209.
  11. Siles G., Voirin Y., Bénié G.B. Open-source based geo-platform to support management of wetlands and biodiversity in Quebec. Journal of Ecological Informatics, 2018. V. 43. P. 84–95. DOI: 10.1016/j.ecoinf.2017.11.005.

Для цитирования: Абиева Д.К., Карагулова Р.К., Нысанбаева А.С., Абаев Н.Н., Уразбаева Г.М., Радуснова О.В., Шарапханова Ж.М., Толепбаева А.К. Геопространственное веб-приложение для поддержки исследований изменения климата Казахстана ИнтерКарто. ИнтерГИС. Геоинформационное обеспечение устойчивого развития территорий: Материалы Междунар. конф. M: Географический факультет МГУ, 2021. Т. 27. Ч. 3. С. 108–119. DOI: 10.35595/2414-9179-2021-3-27-108-119

For citation: Abiyeva D.K., Karagulova Р.К., Nysanbaeva A.S., Abayev N.N., Urazbayeva G.M., Radusnova O.V., Sharapkhanova Z.M., Tolepbaeva A.K. Geospatial web application to support climate change research in Кazakhstan InterCarto. InterGIS. GI support of sustainable development of territories: Proceedings of the International conference. Moscow: MSU, Faculty of Geography, 2021. V. 27. Part 3. P. 108–119. DOI: 10.35595/2414-9179-2021-3-27-108-119 (In Russian)