Ученые создают ГИС-систему для мониторинга землетрясений и экологии на Кубани
Краснодарский край – один из самых сейсмоактивных регионов России. Подземные колебания приборы регистрируют практически ежедневно. В регионе даже обсуждается создание центра прогнозирования землетрясений.
Сейчас же ученые Южного научного центра РАН и Кубанского государственного университета разрабатывают геоинформационную систему, которая объединит разрозненные данные о природных рисках в единую цифровую платформу. Работа ведется в рамках проектов Российского фонда фундаментальных исследований.
Цифровая основа
Ученые уже создали цифровую модель рельефа Краснодарского края. Теперь ее дополнят геопространственными данными, математическими моделями и авторскими алгоритмами. Все эти компоненты объединят со стандартными функциями ГИС в единой аналитической среде. Система будет не только анализировать региональную сейсмичность и строить физико-геологические модели, но и картографировать пожары, моделировать распространение загрязняющих веществ. Такая цифровая основа поможет принимать решения о размещении инфраструктуры, градостроительных проектах и мерах по снижению природных рисков.
В 2022 году ученые КубГУ и ЮНЦ РАН опубликовали работу об использовании ГИС и цифровой модели рельефа Краснодарского края для экологического мониторинга. Уже тогда результаты математического моделирования миграции загрязнителей представили непосредственно на карте местности. Новая разработка объединяет сразу два важнейших направления мониторинга – сейсмический и экологический. Одни и те же пространственные данные и цифровая модель территории могут использоваться для оценки нескольких типов природных рисков, что существенно повышает эффективность системы и снижает затраты на ее эксплуатацию.
Толчки для принятия решений
В рамках проекта Российского научного фонда для Северной Осетии была создана ГИС-база объемом 8,38 ГБ, которая объединила данные о землетрясениях, геодезических измерениях и тектонических нарушениях. Визуализация выполнялась в открытой системе QGIS, а разработка была предназначена для повышения детализации оценки сейсмической опасности Большого Кавказа. ГИС-базу планируют распространить и на другие сейсмоопасные регионы России.
Подобные ГИС позволяют объединять сведения о землетрясениях, рельефе, разломах, геодезических измерениях и использовать их при градостроительном планировании и оценке природных рисков. Например, в Иркутской области и Республике Бурятия обновление показателей сейсмического риска с использованием геоинформационной системы «Экстремум» снижает возможные социально-экономические потери на 20–30%.
А на федеральной территории «Сириус» ученые создали мультисенсорную систему геодинамического мониторинга с сетью сейсмических и спутниковых геодезических пунктов. Данные автоматически собираются, хранятся и визуализируются в едином дата-центре, а для анализа результатов используется машинная обработка.
Все эти разработки формируют единую цифровую среду. Природные данные собираются автоматически, обрабатываются с помощью математических алгоритмов и становятся доступными для принятия управленческих решений.
Мониторинг без границ
Вопрос сейсмической безопасности для Краснодарского края требует постоянного внимания. Анализ сильных землетрясений за последние 30 лет показывает, что сейсмический потенциал Кавказа может достигать магнитуды M=7,2 и более. Разрабатываемая ГИС-платформа должна стать инструментом, который поможет не только фиксировать текущую ситуацию, но и прогнозировать развитие событий.
Разработка кубанских ученых технологически близка к федеральной ФГИС «Экомониторинг», которая строится по схожему принципу – сбор информации из различных источников с последующей обработкой и моделированием. Подход с объединением цифровой модели местности, математического моделирования и ГИС может быть адаптирован для других сейсмоактивных территорий – как в России, так и за рубежом.
