Сторінка
15

Задачі і методи аналізу забруднень в ГІС

У загальному виді роль ГІС-технологій у лавинних дослідженнях зводиться до синтезу знань про рельєф, клімат і попередніх події, з метою визначення можливості сходу сніжних лавин. Для цього в середовищі ГІС відцифровуються вже готові карти або створюються нові проекти. Аналіз робіт, присвячених використанню ГІС у лавинних дослідженнях, показав, що ГІС-технологій у даний час застосовуються для рішення наступних задач:

Виявлення зон зародження лавин

Вихідний масштаб цифрової моделі рельєфу, використовуваної при створенні проекту, визначається фахівцями у відповідності зі специфікою розв'язуваних задач. Матриця абсолютних висот рельєфу має крок на місцевості від 25 м (16) при великомасштабній основі до 200 і більш метрів (5). Виділення лавинонебезпечних територій виробляється шляхом аналізу відповідності умов території визначеним критеріям. У першу чергу оцінюється рельєф місцевості.

M.Mases з колегами (18) моделюють розподіл снігу на лавинонебезпечному схилі з використанням емпіричного «вітрового коефіцієнта», що представляє собою відношення акумульованого на ділянці протягом заметілі снігу до знесеного. «Вітрові коефіцієнти» розраховані для 20 типових сніжнометеорологічних ситуацій (сполучення швидкості вітру, кількості і форми опадів, що випадають,) змінюються в залежності від пануючого напрямку вітру і можуть бути отримані для кожної заметілі.

R.S.Purves і його колеги (20) з використанням цифрової моделі рельєфу визначають місця зносу й акумуляції снігу в залежності від напрямку й експозиції схилів, характеру поверхні снігу. Ділянки схилів представляються у виді осередків, переміщення матеріалу (снігу) походить від осередку до осередку.

По статистичних залежностях з використанням ГІС-технологій здійснюється розрахунок товщини снігу і щільності на вилучених ділянках у Льодовиковому національному парку в Монтане (8).

Визначення зон забрудненя

При визначенні максимальної дальності викиду

засобами ГІС подовжніх профілів вогнищ використовуються відомі моделі руху лавин (14), проводиться типізація профілів за формою і розрахунок із застосуванням регресійного аналізу (11).

Границі зон поразки уточнюються при польових дослідженнях, за результатами свердловин.

Значною підмогою при виділенні лавинонебезпечних територій могло б стати наявність у ГІС шаруючи ландшафтів (рослинності). В даний час ландшафтний метод використовується спрощено - залісені ділянки виключаються з числа потенційних зон зародження лавин (21), що методично не завжди і не скрізь виправдано.

Кінцевим продуктом операції виділення лавинонебезпечних територій є карти регіонів із границями лавинонебезпечних площ, зон поразки лавинами з різним ступенем імовірності(10).

Створення кадастрів лавинних вогнищ, баз даних про лавини

Створення всіх проектів лавинних ГІС передбачає наявність статистичних даних. Сучасні програмні засоби (системи керування базами даних) ідеально підходять для збереження й обробки інформації. Функція запитів до бази даних дозволяє здійснювати вибірки будь-якої необхідної інформації і представляти її в необхідному виді (9). Акумульовані в кадастрі дані використовуються для одержання довідок про режимну інформацію, створення методик прогнозу сходу лавин (21). З застосуванням ГІС -технологій, забезпечується візуалізація даних про минулі подіях.

Прогноз лавинної небезпеки

Досить широко ГІС - технології застосовуються при створенні прогнозів сходу сніжних лавин по методу подоби образів. Швейцарські дослідники (21) склали базу даних про сход лавин - їхніх розмірах і метеорологічних умовах, що супроводжують обвалення, визначили і наклали на генеровану карту лавинонебезпечних територій частоту і дальність викиду лавин. Прогноз виробляється при порівнянні поточних метеоумов із критичними, обумовленими по базі даних. При цьому прогнозується час обвалення і розмір лавин.

Канадський дослідник (23) також використовує банк метеорологічних даних, зв'язаних з обваленням лавин. Метеодані корелюються зі структурою поверхневого шару снігу. Вивчення структури виробляється на репрезентативних ділянках - отримані результати апроксимуються на всі подібні ландшафти (у даній моделі виділення ландшафтів здійснюється за допомогою космічних знімків).

Для складання прогнозу лавинної небезпеки співробітники Цеху протилавинного захисту ОАО «Апатит» (7) з використанням цифрової моделі поширення сніжного покриву одержують розподіл напруг у сніжній товщі на схилі.

Оригінальна методика прогнозу сходу сніжних лавин із застосуванням ГІС-технологій запропонована для створення Національного сніголавинного бюлетеня Швейцарії (16). Топографічною основою служить цифрова модель рельєфу масштабу 1:25 000. Методика передбачає надходження оперативної снігометеорологічної інформації. Усім факторам лавиноутворення (геоморфологічним, що розраховується по цифровій моделі, і метеорологічним, отриманим за результатами спостережень) привласнюється в залежності від значення свій ваговий коефіцієнт. У залежності від напрямку вологонесучого потоку міняється ваговий коефіцієнт орієнтації схилу. За значенням добутку вагових коефіцієнтів визначається ступінь лавинної небезпеки відповідно до європейської шкали лавинної небезпеки (http://www.slf.ch/) - кожної ступіні відповідають визначені експертами граничні значення добутку. Кінцевим продуктом є генеруючими засобами ГІС карти товщини сніжного покриву, приросту снігу (за останню добу), суми снігу, що свіжовипали, за останні 3 дня, і, нарешті, карти прогнозу лавинної небезпеки на окремі гірські масиви і на всю територію країни (мал.7). Уточнення прогнозу здійснюється спеціалістами-лавинщиками.

У найближчій перспективі створення методик прогнозу мокрих лавин. Цифрова модель рельєфу і генеровані шари кутів нахилу й експозиції схилів використовуються для розрахунку характеристик сніготанення. Отримані по цифровій моделі параметри схилів застосовуються для розрахунків, приміром, надходження сонячної радіації (12).