Требования к геоинформационной системе для сбора, обработки, визуализации и анализа экспериментальных геофизических наземных и спутниковых данных

  • S. N. Mukasheva Институт ионосферы, г. Алматы, Республика Казахстан
  • A. M. Malimbayev Институт ионосферы Казахский национальный университет им. аль-Фараби, г. Алматы, Республика Казахстан
  • G. Sharipova Институт ионосферы, г. Алматы, Республика Казахстан
Ключевые слова: геоинформационная система, литосфера, ионосфера, землетрясение

Аннотация

Информационные и компьютерные технологии широко используются для решения актуальных задач, стоящих перед современной наукой. Целью настоящей работы является обоснование и подготовка рекомендаций к требованиям геоинформационной системе (ГИС) для сбора, обработки и визуализации экспериментальных геофизических наземных и спутниковых данных в периоды сейсмической активизации на Северном Тянь-Шане. На основе современных информационных технологий с использованием экспериментальных данных, математического моделирования и средств вычислительной техники рекомендуется реализовать функциональные возможности геоинформационной системы. В едином геоинформационном пространстве рекомендуется организовать доступ к необходимым ресурсам: спутниковые измерения параметров межпланетного магнитного поля (скорость, температура, плотность, давление, концентрация потоков частиц солнечного ветра); GPS-измерения (полное электронное содержание); наземные измерения параметров геомагнитного поля; доступ к международным и казахстанским сейсмологическим каталогам. С помощью компьютерных программных средств, портлетов (внутренних служебных программ), рекомендуется реализовать графическое представление данных для конкретного сейсмического события в необходимом временном интервале. Создаваемая ГИС позволит для конкретного сейсмического события в регионе Северного Тянь-Шаня проанализировать эффекты в геофизических полях на стадии подготовки и во время землетрясений.

Литература

[1] Adushkin, V. V., S. A. Ryabova, A. A. Spivak, and V. A. Kharlamov. 2012. “Response of the Seismic Background to Geomagnetic Variations.” In Doklady Earth Sciences, 444:642–646. Springer. http://link.springer.com/content/pdf/10.1134/S1028334X12050157.pdf.
[2] Afraimovich, E. L., N. P. Perevalova, A. V. Plotnikov, and A. M. Uralov. 2000. “The Shock-Acoustic Waves Generated by Earthquakes.” arXiv Preprint Physics/0007041. https://arxiv.org/abs/physics/0007041.
[3] Chen, Kuang-Jung, Bonbbon Chiu, Jee-Shiang Wang, Cheng-Yu Lee, Cheng-Horng Lin, and Kevin Chao. 2011. “Geomagnetic Anomaly at Lunping before the 1999 Chi-Chi Earthquake (Mw= 7.6) in Taiwan.” Natural Hazards 58 (3): 1233–1252.
[4] Gershenzon, Naum, and Gust Bambakidis. 2001a. “Modeling of Seismo-Electromagnetic Phenomena.” Russ. J. Earth Sci 3 (4): 247–275.
[5] Hattori, Katsumi, Peng Han, Chie Yoshino, Febty Febriani, Hiroki Yamaguchi, and Chieh-Hung Chen. 2013. “Investigation of ULF Seismo-Magnetic Phenomena in Kanto, Japan during 2000–2010: Case Studies and Statistical Studies.” Surveys in Geophysics 34 (3): 293–316.
[6] Hayakawa, Masashi. 1999a. Atmospheric and Ionospheric Electromagnetic Phenomena Associated with Earthquakes. Terra Scientific Pub. Co.
[7] Hayakawa, Masashi. 2011b. “On the Fluctuation Spectra of Seismo-Electromagnetic Phenomena.” Natural Hazards and Earth System Sciences 11 (2): 301–308.
[8] Hobara, Y., and M. Parrot. 2005. “Ionospheric Perturbations Linked to a Very Powerful Seismic Event.” Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics 67 (7): 677–685.
[9] Korsunova, L. P., and V. V. Khegai. 2006. “Medium-Term Ionospheric Precursors to Strong Earthquakes.” Int. J. Geomagn. Aeron 6. http://elpub.wdcb.ru/journals/ijga/gi0611/2005GI000122/2005GI000122.pdf.
[10] Larkina, V. I., V. V. Migulin, O. A. Molchanov, I. P. Kharkov, A. S. Inchin, and V. B. Schvetcova. 1989. “Some Statistical Results on Very Low Frequency Radiowave Emissions in the Upper Ionosphere over Earthquake Zones.” Physics of the Earth and Planetary Interiors 57 (1–2): 100–109.
[11] Liu, JANN-YENQ, Y. I. Chen, Y. J. Chuo, and Chun-Shu Chen. 2006. of Preearthquake Ionospheric Anomaly.” Journal of Geophysical Research: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2005JA011333/full. “A Statistical Investigation Space Physics 111 (A5).
[12] Molchanov, O., A. Rozhnoi, M. Solovieva, O. Akentieva, J. J. Berthelier, M. Parrot, F. Lefeuvre, P. F. Biagi, L. Castellana, and M. Hayakawa. 2006. “Global Diagnostics of the Ionospheric Perturbations Related to the Seismic Activity Using the VLF Radio Signals Collected on the DEMETER Satellite.” Natural Hazards and Earth System Science 6 (5): 745–753.
[13] Pulinets, S. A. 2006a. “Space Technologies for Short-Term Earthquake Warning.” Advances in Space Research 37 (4): 643–652.
[14] Pulinets S.A., Boyarchuk K.A. Ionospheric Precursors of Earthquakes / Springer, 2003a. –312p.
[15] Zotov, O. D., A. V. Guglielmi, and A. L. Sobisevich. 2013. “On Magnetic Precursors of Earthquakes.” Izvestiya, Physics of the Solid Earth 49 (6): 882–889.
[16] Aleksandrov V.N., Bazina M.A., Zhurkin I.G., Kornilova L.V., Pleshkov V.G., Pobedinskiy G.G., Rebriy A.V., Timkina O.V. (2007) Spravochnik standartnykh i upotreblyayemykh (rasprostranonnykh) terminov) po geodezii i kartografii, topografii, geoinformatsionnym sistemam, prostranstvennym dannym [Reference book of standard and used (common) terms) on geodesy and cartography, topography, geoinformation systems, spatial data].–M.: Bratishka, 736 p.
[17] Baranov YU.B., Berlyant A.M., Kapralov Ye.G., Koshkarev A.V., Serapinas B.B., Filippov YU.A. (1999) Geoinformatika. Tolkovyy slovar’ osnovnykh terminov [Geoinformatics. Explanatory dictionary of basic terms].– M.: GIS-Assotsiatsiya YU, 750p. http://gisa.ru/geoinfoslovar.html
[18] Gulyelmi A.V., Zotov O.D. (2012a) O magnitnykh vozmushcheniyakh pered sil’nymi zemletryaseniyami [About magnetic disturbances before strong earthquakes]. Physics of Eart, No 2, pp. 84-87.
[19] Gulyelmi A.V., Zotov O.D. (2012b) Yavleniye sinkhronizma v dinamicheskoy sisteme magnitosfera-tekhnosfera-litosfera [The phenomenon of synchronism in the dynamic magnetosphere-technosphere-lithosphere system]. Physics of Eart, No 6, pp. 23-33.
[20] Gulyelmi A.V., Lavrov I.P., Sobisevich A.L. (2015c) Vnezapnyye nachala magnitnykh bur’ i zemletryaseniya [Sudden beginnings of magnetic storms and earthquakes]. Solar-terrestrial physics, vol. 1, No. 1, pp. 98-103. DOI: 10.12737 / 5694.
[21] Dovbnya B.V. (2014) Elektromagnitnyye predvestniki zemletryaseniy i ikh povtoryayemost’ [Electromagnetic precursors of earthquakes and their frequency]. Geofizicheskiy zhurnal, vol.36, No 3, pp.160-165.
[22] Zakrzhevskaya N.A., Sobolev G.A., Kharin Ye.P. (2001) O svyazi seysmichnosti s magnitnymi buryami [On the connection of seismicity with magnetic storms]. Physics of Eart, No 11, pp. 6-15.
[23] Ivanov K.G., Kharshiladze A.F. (2014) Priroda sil’nykh zemletryaseniy na Zemle i moshchnykh koronal’nykh vybrosov massy Solntsem. Leto 2012 g. [The nature of strong earthquakes on Earth and powerful coronal mass ejections of the Sun. Summer 2012]. Geomagnetism and aeronomy. vol. 54, No. 6, pp. 738-743.
[24] Liperovskiy V.A., Pokhotelov O.A., Meyster K.-V., Liperovskaya Ye.V. (2008) Fizicheskiye modeli svyazey v sisteme litosfera-atmosfera-ionosfera pered zemletryaseniyami [Physical models of connections in the lithosphere-atmosphere-ionosphere system before earthquakes]. Geomagnetism and aeronomy, vol. 48, No. 6, pp. 831-843.
[25] Rogozhin Ye.A., Sobisevich L.Ye. (2014) Volnovyye vozmushcheniya, navedennyye korovymi zemletryaseniyami (na primere dvukh sil’nykh zemletryaseniy v Kavkazsko-Anatoliyskom sektore Al’piyskogo Sredizemnomorskogo podvizhnogogo poyasa [The wave disturbance induced crustal earthquakes (for example, two strong quakes in the Caucasus-Anatolian sector podvizhnogogo Alpine Mediterranean belt] // Physics of Eart, No 2, pp. 148-156.
[26] Starzhinskiy S.S., Nikifirov V.M. (2012) Reaktsiya v elektromagnitnom pole na katastroficheskoye zemletryaseniye 11 marta 2011 g. [Reaction in the electromagnetic field to a catastrophic earthquake March 11, 2011]. Physics of Eart, No 11-12, pp. 24-34.
[27] Sobolev G.A., Zakrzhevskaya N.A. (2002a) O vozmozhnosti vliyaniya magnitnykh bur’ na seysmichnost’ [On the possibility of the effect of magnetic storms on seismicity]. Physics of Eart, No 4, pp. 3-15.
[28] Sobolev G.A., Ponomarev A.V. (2003b) Fizika zemletryaseniy i predvestniki. [The physics of earthquakes and predvestniki]. M .: Nauka, 282 p.
[29] Tertyshnikov A.V. (2013) Otsenki prakticheskoy znachimosti geomagnitnykh predvestnikov sil’nykh zemletryaseniy [Estimates of the practical importance of geomagnetic precursors of strong earthquakes]. Geliogeofizicheskiye issledovaniya. Rezul’taty issledovaniy geofizicheskikh riskov, No 3. pp. 63–70.
[30] Uzbekov N.B. (2011) Variatsii geomagnitnogo polya v svyazi s prognozom zemletryaseniy v severnom Tyan’-Shane [Variations of the geomagnetic field in connection with the forecast of earthquakes in the northern Tien Shan]: dis. . . . kand. fiz.-mat. nauk: 25.00.29 / Institut seysmologii.–Almaty, 120p.
Опубликован
2018-06-27