Новости ЕСИМО

Новости ЕСИМО Электронное периодическое издание Newsletter вып.14. 2003 г.

Свидетельство о регистрации Эл. N 77-2093 от 17 ноября 1999 г.

Учредители журнала: Росгидромет и секция Межведомственного научно-технического совета Подпрограмма 10 Единая система информации об обстановке в Мировом океане (ЕСИМО) ФЦП «Мировой океан» Издатель: Всероссийский НИИ гидрометеорологической информации — Мировой центр данных Росгидромета Редакционный совет 1. Шаймарданов Марсель Зарифович, д.г.н., ВНИИГМИ-МЦД (wdcb@meteo.ru) 2. Лапшин Владимир Борисович, д.ф.-м.н., ГОИН (lapshin@soi.msk.ru) 3. Воронцов Александр Анатольевич, к.ф.-м.н. ВНИИГМИ-МЦД (vorn@meteo.ru) 4. Веселов Валерий Михайлович, к.ф.-м.н., ВНИИГМИ-МЦД (veselov@meteo.ru) 5. Бритков Владимир Борисович, к.ф.м.н., ИСА РАН (britkov@isa.ru) Обнинск 2003

Содержание

Краткие статьи А.А.Постнов, В.Б.Лапшин, Н.В.Овинова (ГОИН). Многолетние тренды океанографических характеристик и потока СО2 в северо-западной Атлантике по данным наблюдений на океанской станции погоды “С” в 1971-1991 г.г. Е.В. Анашкин (ААНИИ). Построение ледовых карт в среде ARCVIEW Е.В. Анашкин (ААНИИ). Использование GIS при создании гидрологических карт В.И. Ростов, Н.И. Рудых (ТОИ ДВО РАН). База данных инструментальных наблюдений над течениями на АБС в Северной части Тихого океана А.А. Воронцов, А.Л. Белинских, С.А. Олейников (ВНИИГМИ-МЦД). Подход к проблемам создания электронных справочных пособий по морской природной среде с применением новых информационных технологий в рамках ЕСИМО Мероприятия ЕСИМО Комиссия по приемке отчетов о НИР

Извещение о проведении открытых конкурсов на право заключения государственных контрактов на выполнение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в рамках подпрограмм “Создание единой системы информации об обстановке в Мировом океане” и “Изучение и исследование Антарктики” федеральной целевой программы “Мировой океан” на 2003 год и II этап ее реализации (2003-2007 годы) (опубликовано в газете “Поиск”, N 10 от 14.03.2003 Новые публикации ТИНРО 75 лет: от ТОНС до ТИНРО — Центра Изменчивость ледовых условий Дальневосточных морей России и их прогноз Конференции VII международный конгресс по истории океанографии Всемирная конференция по изменению климата Инструкции для авторов

---

А.А.Постнов, В.Б.Лапшин, Н.В.Овинова (ГОИН)

МНОГОЛЕТНИЕ Тренды океанографических характеристик и потокА СО₂ В СЕВЕРО-ЗАПАДНОЙ АТЛАНТИКЕ ПО ДАННЫМ НАБЛЮДЕНИЙ НА ОКЕАНСКОЙ СТАНЦИИ ПОГОДЫ “С” в 1971-1991 г.г.

В данной работе исследуются параметры линейных трендов океанографических характеристик в различных слоях океана, а также потоков СО₂ в атмосферу в северо-западной части Северной Атлантики – районе океанской станции погоды “С”. Исходный массив содержал данные регулярных судовые наблюдений температуры, солености, рН с 1971 по 1991г.г. По ним рассчитывались средние значения и средние квадратические отклонения для каждого года, а также тренды в межгодовой изменчивости средних значений. Полученные тренды океанографических характеристик различны на разных глубинах. Максимальный климатический сигнал (тренд) температуры обнаружен в верхнем стометровом слое, а солености — на глубине 300 м. Многолетнее уменьшение рН наблюдалось во всем верхнем 500-метровом слое океана. При оценке потоков СО₂ была выявлена тенденция к изменению потока с отрицательного в начале 70х годов до нулевого в начале 90х годов, что означает прекращение поглощения атмосферного СО₂ океаном в рассматриваемом районе Северной Атлантики.. Причиной этого явления был тот факт, что рост парциального давления СО₂ в океане происходил значительно быстрее, чем в атмосфере.

Параметры многолетней изменчивости океанографических характеристик являются важными индикаторами изменений в процессах климатообразования. К настоящему времени имеются сведения о трендах температуры в поверхностных водах Атлантического океана (по данным попутных судовых наблюдений) на сетке до 1 град. Сведения о многолетних трендах океанографических характеристик в толще океана гораздо менее обширны.

Многолетняя изменчивость подразделяется на систематическую (линейный тренд), периодическую или квазипериодическую (различные циклы) и случайную. В данной работе объектом исследования являются параметры линейных трендов океанографических характеристик в различных слоях океана, а также потоков СО₂ в атмосферу в северо-западной части Северной Атлантики – районе океанской станции погоды (ОСП) “С” (около град с.ш. и град з.д.). Наблюдения на этой станции погоды проводились практически непрерывно в течение 20 лет – с 1971 по 1991 г.г. Массив данных, по которому проводились оценки, включал в себя средние значения, средние квадратические отклонения для каждого года, по которым оценивались тренды в многолетней изменчивости средних значений.

Под линейным трендом понимался тангенс угла наклона линии регрессии в координатах “океанографическая характеристика – год наблюдения”. Расчеты линейных трендов температуры, солености и рН проводились для поверхности океана и горизонтов 100, 200, 300, 400 и 500 м. Оценивались также стандартная ошибка тренда и его статистическая значимость (характеризующая вероятность ошибки при принятии статистической гипотезы о существовании линейного тренда) – в долях единицы. В соответствии с общепринятым в гидрометеорологии подходом, статистически значимыми считались тренды с уровнем значимости не более 0.05. Определялся также тренд парциального давления СО₂ (р СО₂₎) и его потоков на поверхности океана.

Район ОСП “С” расположен на границе областей подъема и опускания приповерхностных водных масс и характеризуется сравнительно невысокой биологической продуктивностью. Большое влияние на гидрологию и гидрохимию этого района оказывает соседство с субарктическим фронтом, который разделяет две водные массы, различные по гидрологическим и гидрохимическим показателям. Фронт часто мигрирует через рассматриваемый, определяя смену водных масс.

В таблице 1 приведены значения и их стандартные ошибки многолетних трендов температуры, солености, рН и концентрации кислорода на нескольких горизонтах в верхнем полукилометровом слое океана. Напомним, что 95% доверительные интервалы вдвое превосходят стандартную ошибку.

Таблица 1

Многолетние линейные тренды океанографических характеристик в районе ОСП “С”
в период с 1971 по 1991 г.г.

Горизонт	Температура	Соленость	рН
Поверхность	-0.08 (0.02)	0.006 (0.004)	-0.006 (0.0016)
100 м	-0.08 (0.006)	0.0016 (0.0006)	-0.0077 (0.0002)
200 м	-0.05 (0.007)	0.004 (0.005)	-0.005 (0.0002)
300 м	-0.01 (0.004)	0.0034 (0.003)	-0.005 (0.0002)
400 м	-0.005 (0.02)	0.001 (0.0003)	-0.005 (0.0002
500 м	-0.02 (0.002)	-0.002 (0.004)	-0.006 (0.0002)

На рис. 1 представлен вертикальный профиль линейных многолетних трендов температуры воды в верхнем полукилометровом слое. Как видно, наибольшие значения тренда , достигающие 0.08 град С/год наблюдались на поверхности океана. С глубиной абсолютные значения тренда уменьшались и на глубине 300 м незначимо отличались от нуля. Такой характер вертикального распределения многолетних трендов температуры воды указывает на то, что, скорее всего, понижение температуры в приповерхностных слоях было связано с выхолаживанием за счет увеличения теплоотдачи в атмосферу. Вглубь океана похолодание распространялось за счет конвективного и ветрового перемешивания. Такое предположение подтверждается положительным трендом скорости ветра в районе ОСП “С” (рис. ).

Тренд солености, хотя и был положительным в верхнем 400-метровом слое, незначимо отличался от нуля на всех горизонтах, за исключением горизонта 300 м (рис. 3) , где его значение составило 0.003 е.п.с./год.

Тренд рН во всем слое был значимо отрицательным и составлял от -0.005 до 0.0077 ед. рН/ год, причем наибольшие по модулю значения наблюдались на горизонте 100 м.

Рис. 1 Многолетний линейный тренд температуры воды в верхнем полукилометровом слое в районе ОСП “С”. Горизонтальные линии – 95% доверительные интервалы

Одной из задач нашего исследования являлась оценка многолетнего тренда потока СО₂ на поверхности океана в районе ОСП “С”. Поскольку большое влияние на формирование потоков СО₂ оказывает скорость ветра [2], оценивался также тренд скорости ветра в районе ОСП “С”[6], который составил за упомянутый период около 0.05 м/с год (рис. 4 ). Данные о ветре были взяты из массива COADS за 1975 – 1994 г.г.

По имеющимся данным о температуре, солености, рН и щелочности были рассчитаны в соответствии с теорией карбонатной системы [1] по выбранной методике [3] значения парциального давления СО₂ (рСО₂ ) на поверхности океана (рис.5 а ). Полученные значения рСО₂ указывали на наличие положительного линейного тренда в многолетней изменчивости рСО₂ на поверхности океана, равного 2.8 мкатм/год. При этом тренд парциального давления углекислого газа в атмосфере, по данным станций мониторинга атмосферного СО₂ [5], составил только 1.6 мкатм/год. В результате разность парциальных давлений СО₂ в воде и воздухе постепенно уменьшалась, к концу 80х годов стала фактически нулевой, а потом сменила знак на положительный. С учетом усиления газообмена за счет увеличения средней скорости ветра, потоки СО₂ изменились от – 30 моль/м² сут в 1975 г. до нуля к 1990 г. (рис.5 б). Таким образом, рассматриваемый район Северной Атлантики, являвшийся активным поглотителем углекислого газа в 1970х годах [2,4], к началу 90х годов перестал активно поглощать углекислый газ. Этот вывод является весьма важным, поскольку уменьшение скорости поглощения СО₂ океаном является дополнительным фактором накопления его в атмосфере [5].

Рис. 2 Многолетний линейный тренд солености воды в верхнем полукилометровом слое в районе ОСП “С” в период 1971 – 1991 г.г.. Горизонтальные линии – 95% доверительные интервалы

Рис. 3 Многолетний линейный тренд рН воды в верхнем полукилометровом слое океана в районе ОСП “С” в период 1971 – 1991 г.г.. Горизонтальные линии – 95% доверительные интервалы

Рис. 4. Многолетняя изменчивость скорости ветра в районе ОСП “С” в период с 1975 по 1994 г.г. по данным гидрометеорологических наблюдений на попутных судах

а) б)

Рис. 5. Многолетняя изменчивость рСО₂ в атмосфере и океане (а) и потоки СО₂ (ммоль/м² сут) (б) в районе ОСП “С” в период с 1971 по 1991 г.г.

Выводы

В период с 1971 г. по 1991 г. в Северо- Западной Атлантике наблюдалось систематическое понижение температуры поверхностных слоев океана до глубины в 300 м. При этом статистически значимого линейного тренда солености не обнаруживалось. Скорее всего, изменение температуры было вызвано увеличением теплоотдачи океана в атмосферу на фоне постепенного увеличения скорости ветра, что указывает на изменение условий циркуляции. Понижение температуры поверхности океана и повышение скорости ветра, по-видимому, приводило к интенсификации конвективного и турбулентного вертикального перемешивания и выносу обогащенных СО₂ вод из глубинных слоев океана в приповерхностные. В результате этого скорость роста парциального давления СО₂ на поверхности океана значительно превысила таковую в атмосфере. Вследствие этого способность океана в этом районе поглощать СО₂ значительно уменьшилась – океан фактически перестал поглощать СО₂ из атмосферы.

Таким образом, полученный нами результат свидетельствует о том, что в результате изменения циркуляции атмосферы и условий теплообмена океана и атмосферы может происходить изменение интенсивности газообмена между океаном и атмосферой.

Литература

1.Алекин О.А., Ляхин Ю.Н. Химия океана, Л., Гидрометеоиздат, 1984

2. Ариель Н.З., Бютнер Э.К., Л.А.Строкина. Пространственно-временная изменчивость потока СО₂ между океаном и атмосферой.- Метеорология и гидрология, №2, 1991

3. Овинова Н.В., Постнов А.А., Лапшин В.Б. “Сопоставление расчетных значений парциального давления двуокиси углерода с результатами его прямых измерений для Северной Атлантики”. Тр.ГОИН, 2002.вып.208

4. Семилетов И.П. “Углеродный цикл и глобальные изменения в прошлом и настоящем”. Химия морей и океанов, М.. Наука, 1995, 130-154.

5. WMO. Global Atmosphere watch. WorldData center for greenhouse gases/March 1997

6. NOAA Atlas NESDIS 1. World Ocean atlas 1994. US Department of Commerce, NOAA, Washington, 1994.

Анашкин Е.В. (ААНИИ)

<ПОСТРОЕНИЕ ЛЕДОВЫХ КАРТ В СРЕДЕ ARCVIEW

Программная оболочка ArcView версии 8.1 может быть использована, причём достаточно успешно, для решения такой задачи как создание электронного варианта ледовой карты. Главная особенность тут заключается в том, что её базовое приложение ArcMap обладает специальным встроенным инструментом привязки растрового изображения к выбранной географической системе координат.

Т.о., привязка изображения, наличие расширенного инструментария для рисования графических объектов, а также возможность создания собственных приложений для оболочки в виде т.н. МАКРОСОВ – всё это позволяет весь процесс дешифровки и построения векторной ледовой карты осуществлять внутри одной единственной оболочки – ArcMap. Это имеет большое значение для специалиста-дешифровщика, как удобный инструмент для работы. Нет необходимости при этом одновременно открывать сразу несколько приложений.

В настоящее время в нашем институте Арктики и Антарктики, в коллективе центра ледовой и гидрометеорологической информации (ЦЛГМИ), создан программный продукт в виде взаимосвязанных модулей и одной пользовательской формы, работающих в оболочке ArcMap. Этот продукт предназначен для решения задач, связанных с построением электронной ледовой карты, а также её редактирования.

Весь программный продукт создан в среде встроенного в ArcMap интерпретатора языка Visual Basic. Всего подготовлено 57 процедур и 34 функции, включая 44 процедуры и 7 функций, обеспечивающих работу пользовательской формы, а также одной процедуры и двух функций – для управления пользовательским контекстным меню.

Общая схема создания карты такова, что условно можно выделить 5 основных этапов работы:

• Привязка спутникового снимка
• Обрисовка ледовых зон
• Преобразование набора графических объектов в векторный слой карты
• Редактирование векторного слоя
• Подготовка ледовой карты для её передачи потребителю

Что касается привязки снимка, то, как было отмечено выше, оболочка ArcMap снабжена довольно удобным инструментом, позволяющим в интерактивном режиме осуществлять привязку растрового изображения.

Рис.1. Оригинал спутникового снимка

Рис.2. После географической привязки

Поскольку процесс дешифрования спутниковых снимков остаётся прерогативой специалистов-экспертов, то обрисовка ледовых зон в нашем проекте остаётся ручная. После привязки снимка, т.е. растрового изображения, к выбранной географической системе координат, специалист-дешифровщик обводит зоны при помощи встроенного инструмента рисования графических объектов. Для этого он может воспользоваться одним из 2-х вариантов рисования: либо обводить зоны при помощи инструмента “ПОЛИГОН”, отмечая мышкой узловые точки как вершины полигона, либо при помощи инструмента “ЛИНИЯ”, проводя границы между зонами в рамках некоторого контура. В любом случае программа обеспечит построение полигональных объектов.

Рис.3. Привязанный снимок с обрисовкой ледовых зон

Третий этап работы осуществляется при запуске основного Макроса программного пакета. Он позволяет преобразовать нарисованные по снимку ледовые зоны в полноценный векторный слой, т.е. создаёт электронную ледовую карту.

Программа последовательно выделяет на экране каждую нарисованную зону и предлагает при помощи модального окна ввести её ледовые характеристики. В результате создаётся шейп-файл, имя которого и местонахождение на компьютере программой выбирается автоматически. Это делается с той целью, чтобы не загружать специалиста лишними вопросами, и не отвлекать его от основной работы – дешифровки. Одновременно с подготовкой шейп-файла в проекте ArcMap создаётся соответствующий векторный слой со специальной легендой, которая раскрашивает ледовую карту согласно принятой номенклатуре. Добавление ледовых зон или их вставка в векторную карту осуществляется аналогичным образом.

Дополнительно следует добавить, что любая очередная ледовая зона при добавлении к векторному слою ледовой карты претерпевает некоторую корректировку. А именно, программа проверяет её на предмет пересечения с берегом и с другими зонами векторного слоя. В результате происходит её вырезание по линии берега и границам других зон. Исключение составляет т.н. “ВСТАВКА” ледовой зоны, которая добавляется в векторный слой ледовой карты, изменяя границы соседних с ней зон. Если соседние зоны имеют одинаковые ледовые характеристики, то они программой объединяются в одну зону.

Редактирование векторного слоя представляет собой важный (четвертый) этап работы при создании ледовой карты.

С помощью специально подготовленных программ любую выбранную зону можно отредактировать, т.е. изменить её границы, изменить ледовые характеристики, или вообще удалить её из карты. Для удобства работы все эти возможности реализуются благодаря пользовательскому контекстному меню, которое вызывается правой клавишей мышки. В момент нажатия этой клавиши указатель мышки должен находиться на зоне, выбранной для редактирования. Это позволяет объединить сразу 2-е операции: выбор зоны и вызов контекстного меню.

Пятый этап работы обеспечивает внешнее оформление карты. Оно включает в себя, прежде всего, основные картографические элементы – выбор проекции карты и её главного масштаба.

Приложение ArcMap поддерживает множество проекций, в том числе и те, которые обычно используются для карт ледовой обстановки. Масштаб карты выбирается произвольно и зависит от характера решаемой задачи. Наложение географической сетки осуществляется при помощи соответствующего инструмента из стандартного набора оболочки ArcMap.

Кроме этого, оформление карты включает в себя специфическую информацию. К ней относятся условные обозначения ледовых зон и раскраска карты. Подготовленный пакет программ обеспечивает автоматическую реализацию этого оформления через пользовательское контекстное меню.

Условные обозначения зон наносятся на карту в виде специальных значков согласно принятой номенклатуре.

Раскраска карты осуществляется в различных вариантах в зависимости от решаемых задач. Контекстное меню позволяет выбрать вместо стандартной раскраски, которая используется при создании векторного слоя, следующие четыре варианта:

• раскраска по общей сплоченности льдов
• раскраска по возрасту
• специальная раскраска с выделением старых льдов
• без раскраски с выделением только границ зон, что, в свою очередь, бывает очень полезно в рабочем порядке

Каждый пункт оформления карты может быть с лёгкостью изменён в любой момент создания ледовой карты и не влияет на характеристики её векторной основы.

Рис.4. Раскраска ледовой карты по возрасту льда

Рис.5. Раскраска ледовой карты по сплоченности льда

Создание полного пакета программ для подготовки ледовой карты было сопряжено с определёнными трудностями. Это связано с особенностями самой оболочки ArcView версии 8.1., которая, несмотря на свои большие возможности, имеет некоторые ограничения в использовании ряда функций топологического плана. Создатели этой системы планируют в ближайшем будущем исправить этот недостаток уже в версии 8.3. Поэтому сейчас для окончательного решения нашей задачи пришлось написать дополнительные функции, позволяющие избежать возможные ошибки при геообработке данных. Выход в свет новой версии ArcView позволит отказаться от использования этих функций и ускорит работу программы. В настоящее время описанный проект проходит первоначальные испытания в рамках ЦЛГМИ для выявления особенностей удобства и правильности дальнейшей работы с этим продуктом.

Рис.6. Окончательный вид готовой ледовой карты

Е.В.Анашкин (ААНИИ)

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ GIS ПРИ СОЗДАНИИ ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ КАРТ

Работа специалиста–океанолога, как правило, неразрывно связана с построением специальных гидрологических карт, поскольку сам предмет изучения имеет географическую основу. Построенные карты фактической обстановки, анализа или прогноза представляет собой окончательный результат кропотливой работы целого коллектива. А если это связано с оперативной работой, то время подготовки карты становится одним из определяющих условий её качества. Таким образом, автоматизация отдельных процессов позволяет ускорить работу и повысить качество конечного продукта, поэтому современные географические информационные системы, к которым относится программа–оболочка ArcView, представляют собой реальную помощь для океанолога. Имея на вооружении мощную инструментальную базу на географической основе, решение текущих гидрологических задач приобретает новые, более прогрессивные формы. Картину текущего пространственного распределения отдельных характеристик водной оболочки Земли для анализа и дальнейшего прогноза можно создать путём выполнения несложных последовательных операций, либо благодаря специально подготовленной программе в среде GIS ArcView. Реализация этой цели была положена в основу при создании отдельных скриптов, представленных в данной статье. Работа над созданием программ велась по двум основным направлениям, объединённых общей темой – применение географических информационных систем для решения текущих задач в Арктике. Первое направление можно охарактеризовать как “обрисовка” имеющейся географической основы, и представить её описание в виде трёх основных разделов: “привязка”, “обрисовка” и “пространственные операции”. Второе направление связано с реализацией возможностей подготовки карты на основе данных текстового файла. Все приведённые в статье примеры являются абстрактными и не содержат точной географической и гидрологической обстановки.

Альтернативная “привязка”

Работа с географическими картами в системе ArcView подразумевает отображение имеющейся картографической информации любой основы в жестко закреплённой системе координат рабочей модели ArcView, которую принято называть “Видом”. Как правило, основой такой информации являются растровые изображения, которые могут быть получены с аэро-космических снимков, со сканированных географических карт, планов и других источников и форматов. Программная же оболочка ArcView предусматривает работу с векторным изображением, для чего имеется мощный пакет инструментов. Именно поэтому ключевым моментом в данной ситуации является преобразование растровой картинки в векторную основу с заданной системой географических координат, то есть, необходима так называемая “привязка” карты.

В ранних версиях ArcView само понятие “привязка” отсутствует, поскольку эта программная оболочка не снабжена соответствующим инструментом, позволяющим трансформировать растровую картинку – выполнить геометрические искажения. В этих условиях решить задачу привязки растрового изображения сложно, но возможно, причём в два этапа.

Первый этап является подготовительным, но он, как показывает практика не всегда требуется. Задача этого этапа – подготовить растровое изображение с известными параметрами географической проекции. Количество параметров зависит от самой проекции. Если растровое изображение представляет собой сканированную географическую карту или её часть, то предварительный этап не нужен, поскольку название географической проекции и её параметры обычно подписаны на самой карте. Единственной ошибкой в данном случае может оказаться некачественное сканирование с элементами сдвига. Если растровым изображением является, например, снимок, то задача осложняется тем, что следует применить известные программы и трансформировать изображение, придав ему вид какой-либо географической проекции, после чего считать координаты его четырёх углов. Полученная информация о проекции обрабатываемого изображения потребуется на следующем этапе привязки.

Второй этап привязки осуществляется непосредственно в среде программной оболочки ArcView. Для этой цели был написан специальный скрипт, который следует запускать с панели инструментов при помощи соответствующей кнопки со свойством “apply”. Суть предлагаемого метода привязки, закреплённого в данном скрипте, заключается в том, чтобы на фоне растрового изображения нарисовать прямоугольник, координаты точек двух противоположных углов которого известны. Программа обеспечивает два режима привязки: автоматический и ручной. Первый из них предназначен для привязки трансформированных снимков, а второй – общий для всех. Перед привязкой необходимо подготовить рабочую модель – “Вид”. Для этого, при помощи встроенного инструментария следует выбрать соответствующую растровому изображению географическую проекцию и указать соответствующие её параметры. Затем, необходимо выбрать единицы измерения карты. После этого, можно загружать в “Вид” само растровое изображение. Чтобы исключить возможную ошибку во время привязки, “Тема” растрового изображения должна быть единственной активной “Темой” в “Виде”, а все остальные, если таковые имеются, должны оставаться неактивными. При выборе автоматического режима привязки достаточно указать фактические координаты любых двух противоположных углов растрового изображения в появляющемся диалоговом окне координат, после чего программа совместит изображение с координатной системой “Вида”. Ручной режим привязки предусматривает присутствие на изображении двух диагонально расположенных характерных точек, координаты которых известны. В большинстве случаев можно воспользоваться нанесённой на изображении координатной сеткой, и в качестве опорных точек выбрать диагонально расположенные её узлы. Затем, ориентируясь на эти выбранные точки при помощи мышки нарисовать прямоугольник таким образом, чтобы его противоположные углы как можно точнее совпали с ними (рис 1).

Рис 1. Опорные точки выбраны в узлах географической сетки: в верхнем правом и нижнем левом углах

Далее, как и при автоматическом режиме, следует ввести фактические координаты опорных точек. Диалоговое окно координат предусматривает их ввод двумя различными способами: в виде десятичных координат, когда они представлены как обычное десятичное число, целая часть которого соответствует градусам; и в виде обыкновенных географических координат с минутами и секундами, применяя при этом любые общеизвестные разделители. Такой ввод координат предусмотрен в программе специально, чтобы исключить лишний этап их преобразования.

Описанный скрипт создан на встроенном языке Avenue и может быть использован, при неточной привязке, повторно любое количество раз. Ошибку неточности следует искать либо в недостаточном совмещении рисуемого прямоугольника с опорными точками, либо в неверно выбранной проекции или её параметрах.

Векторная карта по растровой основе

Инструментарий географической программы–оболочки ArcView достаточно разнообразен. С его помощью пользователь имеет возможность рисовать различные объекты: точечные, линейные, площадные. Однако, для работы с картографической информацией этого недостаточно. В настоящее время, когда осуществляется массовый переход на работу с электронными картами, одна из основных задач заключается в том, чтобы как можно точнее и оперативнее переносить имеющуюся информацию растрового изображения в векторное. Поэтому наноска графики – ручная обводка картографических объектов – должна быть сопряжена с созданием соответствующей “Темы” – векторного представления копируемого объекта. Именно это послужило основой для создания программного пакета, состоящего из пяти скриптов.

Первые три скрипта предназначены для ручной обрисовки картографических объектов: соответственно точечных, линейных и полигональных. Для удобства запуска этих программ, на панель инструментов следует вывести соответствующие кнопки со свойством “apply”. Обрисовка объектов осуществляется обычным способом при помощи мышки, а именно очередная поворотная точка линейного или полигонального объекта отмечается одним щелчком левой клавиши, завершающая точка – двумя щелчками левой клавиши. Подготовленная таким образом графика, по необходимости, может быть изменена при помощи встроенного инструмента, позволяющего перемещать существующие вертексы объектов или добавлять к ним новые вертексы. Таким образом можно нарисовать как один объект, так и целую группу, которую необходимо сразу объединить в одну “Тему”. При этом следует помнить, что подобная группа должна содержать графические объекты одного класса, т. е. Либо точки, либо линии, либо полигоны. Иначе может возникнуть ошибка при формировании “Темы”.

Четвёртый скрипт является, своего рода, завершающей стадией, которая всегда должна следовать после обрисовки графических объектов одного класса. Эта программа автоматически определяет, какой из трёх выше описанных скриптов по рисованию графики применялся. На основании этого, формируется соответствующего класса векторная “Тема”. Программа предусматривает диалоговый вариант для указания имени таблицы векторных данных, которые сохраняются в виде файлов, а также для указания названия самой “Темы”. Таким образом, путём ручной обрисовки, географический объект, изображённый на растровой карте, преобразуется в векторный (рис.2), причём сохраняется в виде независимых файлов и поэтому может использоваться в других проектах.

Пятый скрипт выполняет задачу, обратную той, которую решает четвёртая программа. Он необходим как дополнительная программа, с помощью которой оператор может изменить конфигурацию имеющегося векторного объекта. Суть программы такова, что на основе выбранной для изменения “Темы” создаётся графический объект. Полученная таким образом графика, как было сказано выше, может быть изменена при помощи встроенного инструмента, позволяющего перемещать существующие вертексы объектов или добавлять к ним новые вертексы. Программа построена в диалоговом режиме, обеспечивающим выбор оператором “Темы” для изменения из общего списка имеющихся векторных “Тем”. После требуемых изменений, графика вновь преобразуется в новую “Тему” при помощи четвёртой описанной здесь программы. Для удобства работы с четвёртым и пятым скриптами, их следует вывести на панель инструментов в виде соответствующих кнопок со свойством “click”.

Рис 2. Информация на растровом изображении (слева) после обрисовки преобразуется в векторные объекты (справа)

Описанный пакет программ создан на встроенном языке Avenue и может быть использован для перерисовки растровых географических карт в векторную форму. Данный пакет представляет собой очередное необходимое звено после “привязки” для решения задачи переноски имеющейся т.н. “сухой” географической информации на электронную основу.

Пространственные операции

Геоинформационная система ArcView, совместно с подгруженными специальными модулями обеспечивает различные операции над пространственными объектами – их объединение, пересечение, совмещение и т.п. Такие операции, как правило, чрезвычайно необходимы при создании географических карт. Они помогают в обрисовке объектов и упрощают её, сводят к минимуму усилия по точности соприкосновения объектов и т.д. Однако имеющийся инструментарий ArcView, во всяком случае, в ранних её версиях, обеспечивает выполнение лишь основных пространственных операций, которых явно не достаточно. В связи с этим, был специально подготовлен пакет, состоящий из пяти программ. Все программы обособлены и не связаны друг с другом. Каждая из них выполняет одну пространственную операцию над одним–двумя объектами или группой объектов.

Первый скрипт позволяет осуществить операцию отсечения линейных объектов в пределах заданного контура (рис.3). Необходимость такой операции может быть обусловлена, к примеру, ситуацией, когда рассматриваемые линейные объекты не должны выходить за пределы обусловленной зоны. Во избежание возможных ошибок, данная программа предлагает оператору отфильтрованный список для выбора “Темы”. Вначале, выбирается “Тема” линейных объектов, над которыми необходимо произвести действие. Предлагаемый для этого список будет содержать все “Темы” активного документа “Вид”, которые характеризуются как линейные объекты. Затем, необходимо указать “Тему”, которая представляет собой полигон, по периметру которого будут отсекаться выбранные линейные объекты. В этом случае предлагаемый программой список будет содержать только “Темы” полигональных объектов. Далее, создаётся новая линейная “Тема”, название которой, а также название файла данных нового объекта вводятся оператором в диалоговом режиме, которым и заканчивается работа программы.

Рис 3. Отсечение линейных объектов (речная сеть) в пределах заданного контура

Второй скрипт предназначен для работы с двумя полигональными “Темами”. При помощи этой программы можно вырезать из полигона любую зону, включая внутреннюю его область (рис.4). Результат – новая полигональная “Тема”. Программа работает аналогично первой, с той разницей, что вначале оба предлагаемые списка “Тем” сформированы только из полигональных “Тем”. В первом списке выбирается “Тема”, которая представляет собой полигон, над которым необходимо произвести действие. А во втором списке выбирается полигон, как инструмент для вырезания.

Рис 4. Вырезание зон из полигона

Третий скрипт представляет собой преобразователь полигона в замкнутую полилинию (рис.5). При построении географических карт, при специальном пространственном анализе иногда требуется только периметр полигона, а не сам полигон как таковой. И для этого необходимо представить полигон в виде замкнутой линии. Внешне работа программы остаётся аналогичной, как и первые две, только предлагаемый список “Тем” один, а не два. Выбирается лишь одна полигональная “Тема” для преобразования, а в результате получается новая линейная “Тема” – периметр полигона.

Рис.5. Преобразование полигона в замкнутую линию – его периметр

Четвёртый скрипт служит для получения границы между двумя полигонами (рис.6). Как и в предыдущем случае, в работе иногда необходимо иметь не столько сами полигоны, сколько линию их соприкосновения. Программа практически аналогична третьей, с той разницей, что вначале выбирается два полигона, а не один. Причём, желательно, чтобы выбранные “Темы” содержали по одному полигону. Если полигоны не соприкасаются, то программа заканчивает свою работу без результата. Как правило, результатом корректной работы программы является создание новой линейной “Темы”, представляющей собой разомкнутую линию.

Рис 6. Получение границы между полигонами

Пятая программа осуществляет деление объектов при помощи линии на составные части. При создании географических карт этот скрипт обычно является наиболее часто используемым. Благодаря этой программе, как линии, так и полигоны можно разделить на любое количество частей (рис 7). Для этой цели нужна только одна линия – секущая. Диалоговый режим программы аналогичен выше описанным скриптам. Разница состоит, во-первых, в формировании списков “Тем” для осуществления последовательного выбора. Первый список создаётся из всех линейных и полигональных “Тем”, поскольку из него необходимо выбрать объект разбивки, которым может быть как линия, так и полигон. Второй список представляет собой только линейные “Темы”, из которых выбирается секущая линия. Во-вторых, отличительной особенностью является сам результат программы, который по своей сути подразумевает создание как минимум двух “Тем”. Вообще, количество новых результирующих “Тем” определяет секущая по количеству образующихся при этом отдельных частей выбранного объекта.

Рис.7. Разбивка полигона на две части

Представленные в статье программы для осуществления пространственных операций над линейными и полигональными объектами используются на практике как отдельно, так и в различном их сочетании в зависимости от решаемых задач. В настоящее время, в силу необходимости, данный пакет продолжает постепенно пополняться новыми программами, объединёнными общей темой – пространственные операции. Все скрипты созданы на встроенном языке программирования Avenue и в совокупности представляют собой ещё одно, третье звено (после “привязки” и “обрисовки”), необходимое для решения задачи переноса географической информации на электронную основу.

Гидрологические карты

Географическая информационная система ArcView представляет собой достаточно удобную оболочку для работы с гидрологическими данными. Полнее её возможности раскрываются в этой области при использовании дополнительного модуля Spatial Analyst, благодаря которому имеется возможность не только работать с готовыми географическими картами, но и анализировать пространственное распределение точечных данных. Обычная задача, стоящая перед специалистами–гидрологами – это пространственный анализ каких-либо гидрологических элементов по данным отдельных станций, либо картирование расчётных данных по сеточной области – построение изолиний и рельефное изображение пространственного изменения соответствующей гидрологической характеристики состояния моря. Для решения этой задачи был создан специальный программный пакет с применением функций модуля Spatial Analyst. Он включает в себя четыре скрипта.

Первый скрипт предназначен для того, чтобы считать необходимые гидрологические данные из текстового файла, а затем, вывести их в виде точек на географической карте (рис 8). Чтобы не осложнять работу пользователя процессом подстройки системы под различные форматы текстового файла, программа предусматривает его автоматическую загрузку. А для этого необходимо, чтобы файл точечных данных соответствовал определённой схеме записи, которая подразумевает выполнение всего двух правил. Во-первых, каждая строка должна представлять собой описание одной географической точки, т.е. количество строк в файле определяет количество точек. Во-вторых, первые два числа в строке должны указывать на координаты точки – широту и долготу (в десятичном виде). После координат через пробел должны быть перечислены гидрологические характеристики, соответствующие данной точке. Количество характеристик может быть различным, но их последовательность в каждой строке одна и та же. Программа построена в диалоговом режиме, позволяющим пользователю вначале указать имя файла исходных данных, а затем, последовательно вводить имена файлов аттрибутивных таблиц и названия “Тем” создаваемых объектов. Количество “Тем” определяется по максимальному количеству гидрологических характеристик, перечисленных в исходном файле данных.

Точечные “Темы” являются лишь основой для дальнейших построений и анализа, поэтому следующие три программы предназначены для их преобразования в информативные географические карты. В зависимости от того, какую характеристику содержит точечная “Тема”, информативная карта может представлять собой поле направлений, изоповерхностей или изолиний.

Второй скрипт служит для построения на основе точечной “Темы” информативного поля направлений (рис.9). Как правило, такие поля используются для изображения карты направления течений, волнения, дрейфа льда и т.д. Программа преобразует легенду “Темы” в уникальный тип, а в качестве точки использует символ стрелочки. Значение каждой точки рассматривается как угловая величина, выраженная в десятичных градусах. В соответствии с этим, каждый символ изображается на карте с заданным углом поворота.

Тритий скрипт позволяет преобразовать точечную “Тему” в непрерывное поле изоповерхностей (рис.10). Это наиболее общее представление пространственного изменения гидрологической характеристики: температуры, солёности, высоты волнения и т.д. Программа работает в диалоговом режиме и обеспечивает ввод параметров преобразования дискретных значений точек в непрерывную рельефную поверхность грида. Поскольку число классов, или дискретность изоповерхности, представляет собой стандартные значения, то их можно создать заранее в виде отдельных шаблонов. Тогда, при соответствующем запросе программы, можно сразу загрузить подготовленный для этого шаблон легенды. Если легенда не подготовлена, программа завершает работу с произвольной легендой, которую можно изменить потом вручную. Для этого, вначале необходимо указать число классов, а затем, подобрать для них цветовую гамму. Всё это достаточно легко выполняется при помощи встроенного инструментария. Название создаваемой “Темы” также в диалоговом режиме вводится пользователем.

Четвёртый скрипт создаёт сеть изолиний, которая может применяться для пространственной характеристики изменения гидрологического элемента наравне с изоповерхностями (рис.11). Однако, зачастую на одной карте необходимо отразить изменения сразу двух элементов, тогда один элемент изображается в виде изоповерхностей, а другой – в виде изолиний. Данный скрипт в своей работе использует результат третьей, описанной выше программы, и на основании грида строит изолинии. Шаг изолинии выбирается пользователем в диалоговом режиме программы.

Представленный в статье пакет программ значительно облегчает процесс отображения числовых данных в виде стандартных гидрологических карт и даёт основу для дальнейшего их анализа. Скрипты созданы на встроенном программном языке Avenue и выполняются при подгруженном дополнительном модуле Spatial Analyst.

Рис8. Построение точечной “Темы” из текстового файла по координатам	Рис 10. Преобразование точечной “Темы” в информативное поле изоповерхностей
Рис.9. Преобразование точечной “Темы” в информативное поле направлений	Рис.11. Построение изолиний

 

В.И. Ростов, Н.И. Рудых (ТОИ ДВО РАН)

БАЗА ДАННЫХ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ НАД ТЕЧЕНИЯМИ НА АБС В СЕВЕРНОЙ ЧАСТИ ТИХОГО ОКЕАНА

В результате работ по проектам ЕСИМО в Тихоокеанском океанологическом институте создано несколько баз данных на основе СУБД “Paradox”. В ходе их разработки данные наблюдений над течениями на автономных буйковых станциях (АБС) были выделены в отдельный блок. С использованием этих материалов разработана база океанографических данных (БОД) с условным названием “Океан-3”. В БОД собраны данные 850 буйковых станций, постановка которых в основном проводилась в северной части Тихого океана (рис. 1). БОД была создана на основе массивов данных, полученных из ВНИГМИ-МЦД [ 1] , а затем дополнена собственными данными ТОИ ДВО РАН и данными, поступившими из ГНИНГИ, Санкт-Петербург. Кроме российских данных в нее вошли материалы аналогичных наблюдений, полученные из США и Японии (около 900 АБС).

Рис. 1. Схема расположения 850 российских АБС, занесенных в БОД

Большая часть измерений была выполнена с помощью буквопечатающих вертушек типа БПВ системы Ю.К. Алексеева [ 2] . Чаще всего наблюдения производились на одном – двух горизонтах. Максимальное число горизонтов составляло 15. Иногда на одном горизонте выставлялись по два или более приборов. Дискретность отсчетов рядов наблюдений изменялась от 5 до 60 мин, продолжительность серий составляла 0,5-30 сут, а глубина последнего горизонта наблюдений – 3000 м.

Подготовка данных для занесения в таблицы “Paradox” включала в себя преобразование форматов файлов, редактирование, проверку на дубли и первичный контроль качества данных [ 1, 3] . БОД состоит из ряда взаимосвязанных таблиц, содержащих всю имеющуюся информацию о каждой АБС (рис. 2).

Основными таблицами являются три: таблица, содержащая информацию о буйковой станции, включая координаты, время выполнения, количество горизонтов; таблица с информацией о горизонте наблюдения и таблица с данными о скорости и направлении течений, а также их зональной и меридиональной составляющих. В основную модель базы данных входят именно эти три таблицы. Во вторую модель включаются дополнительные таблицы, отражающие всю имеющуюся информацию о течениях. Таблицы связаны между собой посредством уникальных ключей. Ключом является столбец или несколько столбцов, содержащих значения, однозначно определяющие каждую запись в таблице.

Использование реляционной СУБД позволяет легко манипулировать данными. Выполняя различные запросы, можно получить любые сведения, которые имеются в базе, производить различные вычисления, строить диаграммы и графики, отражающие результаты запросов и вычислений. Для удобства работы с базой создана специальная форма для просмотра и выбора необходимой информации (рис. 3, 4).

Рис. 2. Модель базы океанографических данных “Океан-3”

Рис. 3. Форма для просмотра данных БОД “Океан-3”

С помощью этой формы можно посмотреть на характер распределения данных, чтобы затем сделать более корректный запрос. В дальнейшем планируется пополнение и модификация БОД в свете потребностей, возникших в ходе ее эксплуатации.

Рис. 4. Окно визуализации результатов запроса к БОД.

На основе результатов выполненных исследований завершается создание электронной версии БОД (“Океан-4”) на CD-ROM (рис. 5).

Рис. 5. Главная страница меню CD-ROM

Кроме российских наблюдений в нее вошли наблюдения, выполненные на заякоренных буйковых станциях в Японии (74 АБС, доступные через Интернет), и аналогичные данные по Тихому океану за 1965-2000 годы, скопированные с CD-ROM, изданного в сентябре 2001 г. Группой изучения течений на буйковых станциях (OSU Buoy Group) Орегонского государственного университета (США) [ 4] .

Японские наблюдения производились в основном устройством AANDERAA, длительностью от 4 до 140 суток преимущественно по два горизонта на станцию. Расположены станции большей частью с тихоокеанской стороны Японии и южнее. Данные получены с помощью Интернета посредством обмена через программу J-DOSS Центра океанографических данных Японии (JODC).

CD-ROM Орегонского государственного университета любезно предоставлен Джозефом Боттеро [ 4] . Наблюдения имеют большую длительность (до двух лет) и специальные средства визуализации.

Для доступа и манипулирования данными на CD-ROM разработана программа на языке Borland Delphi 5 c использованием Borland Database Engine (BDE). Это обусловлено тем, что BDE – это наследник библиотеки Paradox Engine, созданной для Borland Pascal и Borland C++ с целью предоставления приложений, разработанных с их помощью для доступа к таблицам СУБД Paradox. Таким образом, отпадает необходимость совершать дополнительные манипуляции с исходными данными.

Для доступа к данным Paradox существуют BDE-драйверы прямого доступа, осуществляющие считывание и запись файлов для этой СУБД. Более того, в документах Microsoft, посвященных доступу к данным Paradox и dBase, прямо указывается, что для записи данных в файлы этих СУБД с помощью ODBC или OLE DB (например, из приложений Visual Basic или VBA, при использовании этих файлов в качестве присоединенных баз данных Access или Microsoft SQL Server) на компьютере, где используется подобное приложение, следует установить BDE соответствующей версии, так как только эти драйверы осуществляют запись в такие файлы. Поэтому, применяя эти форматы данных в приложениях, созданных с помощью таких средств разработки не только для чтения, но и для записи, необходимо установить BDE на компьютеры, где эти приложения будут эксплуатироваться.

Из вышеизложенного следует, что не имеет особого смысла использовать ODBC-драйверы этих СУБД и ODBC Link, по крайней мере, в Delphi и в созданных с их помощью приложениях. Несмотря на то, что такой доступ к данным технически вполне осуществим, реально в приложении все равно используется BDE-драйвер прямого доступа. В этом случае между приложением и драйвером оказываются две “лишние” библиотеки, не добавляющие никакой дополнительной функциональности, а лишь создающие неудобства при поставке приложения и настройке доступа к данным, к тому же нередко еще и снижающие производительность приложения. Доступ к данным Paradox или поздних версий dBase непосредственно с помощью BDE в Visual Basic, Visual C++ и иных средств разработки, не ориентированных на поддержку BDE на уровне визуальных компонентов и классов, возможен только на уровне вызовов BDE API, что в принципе технически осуществимо, однако представляется несколько экзотическим подходом к решению проблемы.

Литература

1.Данченков М.А. Массив данных инструментальных наблюдений над течениями // Отчет о НИР по теме “Разработка программного обеспечения массива океанологической информации для анализа изменчивости гидрологических условий и возможности их прогнозирования в различных рыбопромысловых районах Тихого океана”. (Рукопись. Арх. ТОИ ДВО РАН). Владивосток, 1985. С. 46-49.

2.Маклаков А.Ф., Снежинский В.А, Чернов Б.С. Океанографические приборы. Ленинград: Гидрометеоиздат, 1975. 383 с.

3.Юрасов Г.И., Яричин В.Г. Течения Японского моря. Владивосток: Изд. ДВО АН СССР, 1991. 176с.

4.Data from Buoy Group Moorings 1965 – 2000. Oregon State University. September 2001. CD-ROM.

А.А. Воронцов, А.Л. Белинских, С.А. Олейников (ВНИИГМИ-МЦД)

Подход к проблемам Создания электронных Справочных пособий по морской природной среде с применением новых информационных технологий в рамках ЕСИМО

Поскольку одним из важнейших аспектов проблемы исследований морских акваторий является накопление информации о морской среде за многолетний период наблюдений и получение обобщенных сведений о режиме моря, то, естественно, ему уделено значительное внимание в рамках подпрограммы 10 “Создание единой информационной системы об обстановке в Мировом океане” ФЦП “Мировой океан”. Уже завершен первый этап работ по четвертому направлению подпрограммы 10 “Создание единой системы информации об обстановке в Мировом океане” ФЦП “Мировой океан”, который отчетливо показал все грани этой непростой задачи. Учитывая итоги прошлых лет, рассмотрим подходы к решению проблем создания электронных справочных пособий (ЭСП) по морской природной среде с применением новых информационных технологий как некое логическое развитие решений первого этапа по четвертому направлению ЕСИМО.

Новизна предлагаемых решений заключается в преимущественном использовании вычислительных сетей и клиент-серверных технологий для формирования специализированных баз данных, проведения их обработки и распространения информационной продукции об обстановке в Мировом океане.

Концепция создания ЭСП

Своевременное и эффективное обеспечение данными и информацией о состоянии природной среды является одним из важнейших условий выполнения работ по природоохранному планированию и принятию решений. Это требует интеграции больших объемов данных, анализа данных с использованием различных средств и моделей, эффективных методов и моделей для представления результатов.

Одним из важнейших аспектов проблемы исследований морских акваторий является накопление информации о морской среде за многолетний период наблюдений и получение обобщенных сведений о режиме моря. Оценки статистических характеристик, вычисляемые по данным натурных наблюдений, публикуются в виде различных справочно-климатических пособий, отличающихся большим разнообразием как по набору расчетных параметров, так и по масштабам обработки исходной информации. К основным пособиям такого рода следует отнести: Морские гидрометеорологические ежегодники; серию специализированных справочных пособий по гидрометеорологии и гидрохимии шельфа морей СССР; серию атласов-монографий по климату Мирового океана; ведомственные строительные нормы (СНИП) Мингазпрома на инженерные изыскания на континентальном шельфе; серию научно-прикладных справочников по климату СССР; книги по климатическому описанию отдельных морей и др.

Требования сегодняшнего дня изменили наше представление о режимно-справочных изданиях, — удобство использования, оперативность их подготовки и возможности новых информационных технологий позволяют говорить в большинстве своем об ЭСП, тем более, что все многообразие справочных пособий можно объединить и унифицировать.

Применение географических информационных систем (ГИС), систем управления базами данных (СУБД) и т.п. позволит получать комплексную информацию о состоянии природной среды, а Web-технология – как наиболее продвинутая среда – утилизировать полученную информацию как электронную копию режимно-справочных пособий, так и основу для интерактивной работы. Иными словами: сегодня можно создать справочное пособие более мобильным в плане усвоения новых данных, получения откорректированных расчетных и модельных характеристик.

Методологическая и технологическая основа разработки новой версии ЭСП состоит в следующем:

• выработка единых требований к развитию информационного обслуживания и принятие общих проектных решений по организации и развитию информационного обслуживания пользователей данными и информацией;
• формирование основополагающих методологических требований на создание автоматизированной технологии получения и распространения обобщенной и специализированной информации о состоянии морской природной среды для решения задач экономики и обороны страны, поддержки мероприятий ФЦП “Мировой океан”;
• создание информационной технологии подготовки и распространения электронных информационно-справочных пособий разной направленности и тематики;
• разработка методик подготовки и ведения специализированных баз данных;
• создание специализированного информационно-технологического комплекса получения и распространения наблюденных и расчетных данных, функционирующего на основе ЕСИМО, и позволяющего проводить климатологический анализ различных гидрофизических измерений в океане и решать задачи моделирования развития и интенсивности климатообразующих процессов в ключевых районах Мирового океана.

Таким образом, можно определить, что в современном понимании режимно-справочное пособие в электронном виде (ЭСП) может и должно включать в себя не только информационную базу (исходные, расчетные, модельные и справочные данные), но и расчетно-модельный комплекс программ получения режимных характеристик и результатов гидродинамического и вероятностного моделирования. Основа ЭСП – это программно-технологическая среда для хранения, управления, обработки и формирования выходной продукции в виде картографического, текстового, табличного и графического материалов.

Особо необходимо отметить актуальность такого подхода, которая определяется рядом обстоятельств: Опубликованные справочные пособия устаревают практически за время издания. Сокращается объем измерений гидрометэлементов на морях России. Прекращается выпуск ежегодников по морям, они составляются только для внутреннего пользования. Результаты измерений хранятся в УГМС, но чаще всего они не переводятся на технические носители и не высылаются в Государственный фонд данных, часть исторической информации не систематизирована, опубликованные пособия охватывают информацию по 1980-1985 г., требуется обновление справочников по всем морям и т.д.

Использование новых технологий

Важным аспектом разработки ЭСП области является применение новых информационных технологий, которые позволят объединить на функциональном уровне базы данных, модели и методы расчетов, стандарты и руководства, системные и прикладные программы в виде интегрированной информационной среды для получения комплексной информации, необходимой для полноценного обеспечения пользователей. И, в наиболее общей постановке, основная задача ЭСП – это использование данных и информации агрегированной совокупностью системных и прикладных программ для получения новых данных и новой информации, необходимой для полноценного обеспечения пользователей.

На физическом уровне — это продукт мультимедиа в интегрированной среде для совместной работы пользовательских и коммерческих программ. Конечным результатом такой работы должно быть повышение эффективности работы пользователей путем своевременного доведения до них необходимой и достаточной информации о территории и происходящих на ней процессах, при обязательном обеспечении возможности выбора атрибутивной информации из семантических баз данных, связанных с графическим изображением, по заданным значениям характеристик объектов или выделенной географической области, формирования новой информации, визуализации разного рода объектов и обеспечения сохранения полученных данных.

Далее мы будем оперировать рядом понятий и для лучшего понимания приведем их определения.

Базовый фрагмент — программная компонента (оболочка), выполняющая общие функции:

выбор задачи, задания;

задание входных данных и параметров;

передача управления аналитическому модулю;

получение продукции из аналитического модуля,

визуализацию и анализ данных системными средствами

и ряд других операций.

Аналитический модуль — программа, реализующая задание (модель процесса или явления).

Интегрированная база данных (ИБД): автоматизированная база данных, работающая под управлением специальных программных средств (как частный случай — СУБД.

Открытая система — это система, которая состоит из компонентов, взаимодействующих друг с другом через стандартные интерфейсы. Для пользователя открытые системы обеспечивают следующее:

новые возможности сохранения сделанных вложений благодаря свойствам эволюции, постепенного развития функций систем, замены отдельных компонентов без перестройки всей системы;

освобождение от зависимости от одного поставщика аппаратных или программных средств, возможность выбора продуктов из предложенных на рынке при условии соблюдения поставщиком соответствующих стандартов открытых систем;

дружественность среды, в которой работает пользователь, мобильность персонала в процессе эволюции системы;

возможность использования информационных ресурсов, имеющихся в других системах (организациях).

Расширяемость системы – возможность добавления к системе новых типов объектов (под объектом понимается самостоятельная единица, которая обладает уникальным свойством мультипликативности, заключающееся в том, что можно создавать много абсолютно идентичных копий какой-либо информации ) и методов их обработки без переработки какой-либо части системы или с минимальными изменениями, не затрагивающими ее ядра.

Масштабируемость трактуется как качество системы, гарантирующее, что в условиях резкого изменения характеристик задач (рост объемов данных, увеличение числа пользователей, усложнение запросов, переход к распределенной обработке данных) система способна к ним адаптироваться. Масштабируемость достигается реализацией в системе подсистем (набора функционально-независимых модулей), непосредственно взаимодействующих с платформой, в которой функционирует система, и являющихся своего рода прослойкой между функциональной частью системы и платформой. Смена или изменение платформы потребует изменения этих прослоек (аппаратно-зависимых модулей). При этом гарантируется, что остальная часть системы не потребует изменений.

Надежность имеет непосредственное отношение к функциональной модели. Например, выход из строя какого-либо сервиса по любой причине (ошибки программирования, разрушение ресурса и т.д.) не приведет к выходу из строя остальных сервисов системы.

Выше уже упоминалось понятие “информационная система” для получения режимно-справочной информации и это вполне справедливо, т.к. современное ЭСП – это, как минимум, информационная система, а его конечная реализации должна представлять интегрированную информационную технологию.

Отметим также, что информационные системы (ИС) прежде всего различаются по масштабу на одиночные, групповые и корпоративные. Далее, при описании структуры ЭСП мы будем оперировать этими понятиями.

Одиночные ИС реализуются на автономном персональном компьютере. Такая система может содержать несколько простых приложений, связанных общим информационным фондом, и рассчитана на работу одного пользователя или группы пользователей, разделяющих по времени одно рабочее место.

Групповые ИС ориентированы на коллективное использование информации членами рабочей группы (одного подразделения), чаще всего строятся как локальная вычислительная сеть или реже как многотерминальная централизованная вычислительная система. Однотипные или специализированные рабочие места обеспечивают вызов одного или нескольких конкретных приложений. Общий информационный фонд представляет собой локальную базу данных. Взаимодействие пользователей происходит через централизованную базу данных или посредством сетевой файловой системы.

Корпоративные ИС ориентированы на масштаб ведомства, поддерживают территориально разнесенные узлы или сети и имеют иерархическую структуру из нескольких уровней. Главная особенность — обеспечение доступа к распределенной базе данных. Для них характерна архитектура клиент-сервер со специализацией серверов на базе мощных современных SQL-серверах БД типа Oracle, Informix-OnLine, Informix-DSA, Sybase, CA-Ingress и др.

Рассмотрим основные типы информационных систем и связанные с ними приложения. По оперативности обработки данных различают пакетные и оперативные информационные системы (реального времени). Информационные системы с пакетной обработкой – это, как правило, одиночные ИС. В оперативных ИС преобладает режим оперативной обработки транзакций OLTP (OnLine Transaction Processing) для отражения актуального состояния предметной области в любой момент времени, а пакетная обработка занимает весьма ограниченную нишу. Для систем OLTP характерен регулярный (возможно, интенсивный) поток довольно простых транзакций, играющих роль запросов и т. п. Важными требованиями являются высокая производительность обработки транзакций и гарантированная доставка информации при удаленном доступе к БД по телекоммуникациям.

Групповые и корпоративные ИС могут строиться различными способами:

многотерминальные централизованные вычислительные системы;

системы на основе локальной сети (файл-серверные приложения);

системы с архитектурой клиент-сервер;

системы с распределенными вычислениями;

офисные системы;

системы на основе Internet/Intranet-технологий.

В централизованной многотерминальной системы системе терминал реализует лишь функции представления данных, тогда как остальные функции обеспечивает центральный узел. Центр должен реагировать на каждый запрос пользователя, выполнять логику приложения и извлекать данные из БД. Имеются две серьезные проблемы для централизованной схемы: трудно обеспечить графический интерфейс; каждый дополнительный пользователь и приложение вносят существенную нагрузку на сервер, теряется масштабируемость.

Файл-серверные приложения (архитектура «файл-сервер») не имеют сетевого разделения компонентов и используют ПК для функций отображения, что облегчает построение графического интерфейса. Файл-сервер только извлекает данные из файлов, так что дополнительные пользователи и приложения добавляют лишь незначительную нагрузку на центральный узел. Объектами разработки в файл-серверном приложении являются компоненты приложения, которые реализуются в виде законченного загрузочного модуля. Такая архитектура имеет два основных недостатка: некоторые запросы к БД могут перекачивать всю БД клиенту, загружая сеть и имея непредсказуемое время реакции, тем самым, создавая значительный сетевой график, а также возникающая проблема «толстого клиента» — Windows-интерфейс, коды приложения и СУБД могут перегрузить даже мощный ПК. Первый недостаток особенно сказывается при организации удаленного доступа к базам данных на файл-сервере через низкоскоростные каналы связи. В этом случае система с удаленными рабочими станциями оказывается практически неработоспособной. В данным случае единственное решение — удаленное управление файл-серверным приложением в сети. В локальной сети ставится сервер приложений, совмещенный с телекоммуникационным сервером (сервер доступа). В многозадачной среде этого сервера выполняются обычные файл-серверные приложения. Особенность состоит в том, что диалоговый ввод-вывод поступает через телекоммуникации от удаленных клиентов. Приложения не должны быть слишком сложными, иначе шансы перегрузки сервера увеличиваются, или же нужна очень мощная платформа для сервера приложений.

Архитектура клиент-сервер предназначена для разрешения проблем файл-серверных приложений путем разделения компонентов приложения и размещение их там, где они будут функционировать более эффективно. Особенностью архитектуры клиент-сервер является использование выделенных серверов баз данных, понимающих запросы на языке структурированных запросов SQL и выполняющих поиск, сортировку и агрегирование информации на месте без излишней перекачки данных на рабочие станции. Большинство конфигураций клиент-сервер использует двухзвенную модель, состоящую из клиента, который обращается к услугам сервера. Диалоговые компоненты размещаются на клиенте, что позволяет обеспечить графический интерфейс. Компоненты управления данными размещаются на сервере. Поскольку эта схема предъявляет наименьшие требования к серверу, она обладает наилучшей масштабируемостью. Однако сложные приложения, вызывающие большое взаимодействие с БД, могут жестко загрузить как клиента, так и сеть. Результаты SQL-запроса должны вернуться клиенту для обработки, потому что там находится логика принятия решения. Переместив с клиента часть логики приложения на сервер, получим систему клиент-сервер с разделенной логикой. Часть прикладной логики может быть реализована на клиенте, а другая часть логики — в виде обработчиков событий (триггеров) и хранимых процедур на сервере БД. Такая схема при удачном разделении логики приводит к сбалансированной загрузке клиентов и сервера, но при этом затрудняется сопровождение приложений. Двухзвенные схемы приводят к некоторым проблемам в сложных системах с множеством пользователей:

необходимость администрирования приложений для большого числа клиентов при отсутствии унификации в конфигурациях клиентов и средств управления изменениями;

чрезмерное использование хранимых процедур для реализации прикладной логики снижает масштабируемость сервера и не способствует переносимости приложений;

проблема обеспечения целостности распределенной транзакции в неоднородной распределенной БД.

Распределенные вычисления представляют собой процедурный подход к реализации распределенных приложений, при этом клиент вызывает удаленное выполнение процедур, запросов и заданий на сервере приложений. Распределенные вычисления появляются в том случае, когда явно выделяется сервер приложений, который обеспечивает прикладную логику обработки данных, что присуще трехзвенным архитектурам клиент-сервер. Сбалансированная трехзвенная архитектура устраняет недостатки двухзвенной модели. В этих схемах клиент выделен для выполнения функций и логики представлений, имеет программный интерфейс для вызова приложения на среднем уровне. Сервер БД выделен для услуг обработки данных и файловых операций (без риска использования хранимых процедур). Средний уровень представляет собой сервер приложений, на котором выполняется прикладная логика и с которого логика обработки данных вызывает операции с БД. Централизация логики приложения упрощает администрирование и сопровождение, а также обеспечивает доступ к ресурсам по именам. Четко разделяются платформы и инструменты для реализации интерфейса и прикладной логики, что позволяет с наибольшей отдачей реализовать их специалистам узкого профиля. И, наконец, изменения прикладной логики не затрагивают интерфейса, и наоборот. Сервер приложений с помощью монитора транзакций обеспечивает интерфейс с клиентами и другими серверами, может управлять транзакциями и гарантировать целостность распределенной БД путем двухфазной фиксации в неоднородной среде. Средства удаленного вызова процедур наиболее соответствуют идее распределенных вычислений, они обеспечивают вызов из любого узла сети прикладной процедуры, расположенной на другом узле, передачу параметров, удаленную обработку и возврат результатов.

В информационных системах на основе Internet/Intranet-технологий программа-клиент выполняет функции интерфейса пользователя и обеспечивает доступ практически ко всем информационным ресурсам Internet. База данных HTML-документов — это часть файловой системы, которая содержит текстовые файлы в формате гипертекста и связанные с ними графику и другие ресурсы. Фактически браузер является интерпретатором HTML-текста. И, как типичный интерпретатор, клиент в зависимости от команд разметки выполняет различные функции. В круг этих функций входит не только размещение текста на экране, но и обмен информацией с сервером по мере анализа полученного HTML-текста, что наиболее наглядно происходит при отображении встроенных графических образов. При анализе URL-спецификаций или по командам сервера клиент запускает дополнительные внешние программы для работы с документами в форматах, отличных от HTML. Web-сервер использует традиционные статичные Web-страницы, то в ответ на запрос клиента Web-сервер передает страницу в формате HTML. Однако при работе с приложениями базы данных адрес URL указывает не на Web-страницу, а на программу или сценарий, который запускает запрос к базе данных и преобразует результаты в формат HTML. Затем Web-сервер посылает полученную HTML-страницу Web-клиенту. Новая Web-технология позволяет осуществлять взаимодействие между клиентом и сервером на поток команд, а не данных. В ходе сеанса обеспечивается фоновая подкачка через сеть на компьютер клиента программных апплетов, которые берут на себя функции обеспечения гибкого взаимодействия. Все, что нужно для этого, — встроить в Web-браузер исполняющую систему для них. Применение Internet/Intranet-технологии обеспечивает:

работу приложений на многих платформах;

унификацию диалогового интерфейса и рабочих мест;

упрощение разработки информационных приложений;

механизм ссылок для организации логической связи информации;

упрощение администрирования приложений и рабочих мест;

несколько способов построения приложения;

интеграцию офисных приложений и приложений, работающих с БД.

Новый быстро развивающийся сектор Internet/Intranet-приложений включает следующие группы средств разработки информационных систем:

традиционные средства разработки гипертекстовых информационных систем для публикации и поиска документов;

средства для организации шлюза в другие приложения из традиционных Internet/Intranet-приложений;

развитые средства программирования Internet/Intranet-приложений.

Традиционные средства разработки гипертекстовых ИС включают:

редакторы и преобразователи гипертекста на основе языка разметки документов HTML;

программы подготовки и встраивания гипермедиа-материалов (графики, аудио, видео);

браузеры — программы просмотра и интерпретации гипертекста и гипермедиа;

модули расширения браузеров.

Средства для организации шлюза в другие приложения из Internet/Intranet-приложений основаны на интерфейсах CGI и API Web-серверов, содержат средства выполнения CGI-процедур, расширения для связи с БД и для заполнения HTML-шаблонов. Интерфейс CGI может обеспечить вызов любых программ и в частности программ доступа к БД. Развитые средства программирования Internet/ Intranet-приложений представлены различными системами программирования на интерпретируемых языках Java, JavaScript, Tcl и др. Приложения, построенные с использованием таких средств, могут загружаться с любого Web-сервера сети и интерпретироваться на клиентском узле. Это сохраняет платформенную независимость при расширении функциональности приложений. Возможно организовать оперативный доступ из Java к БД через интерфейс JDBC и сокеты.

Новый подход к реализации Internet/Intranet-систем – это применение технологий Baikonur, в которых применяется компонентный подход для построения промышленных интранет-проектов. Основа технологий — сервер приложений Baikonur. Его универсальность позволяет считать его одновременно и web-сервером, и сервером электронной почты, и CORBA-сервером. Возможность дополнить сервер новым протоколом открыта. В технологию Baikonur заложены три основные идеи. Первая заключается в том, что используется быстродействующий многопоточный сервер для нескольких Internet-протоколов (htp, ftp, smtp, iiop). Сервер должен только коммутировать потоки информации, и запускать задачи. Именно поэтому Baikonur может работать с предельной эффективностью. Вторая идея заключается в скоростном визуальном проектировании логики приложений. В самом деле, если вся логика сервера собирается из готовых визуальных и невизуальных объектов, сам процесс проектирования может быть очень быстрым. Третья идея — полная открытость сервера внутри. Разработчику предоставляется полная свобода по наращиванию функциональности корпоративной системы на основе сервера Baikonur. Baikonur Server предназначен для построения как очень простых, так и очень сложных Internet/Intranet систем на платформе Windows NT. Преимущества Baikonur по сравнению с другими програмными продуктами. С одной стороны, Baikonur — это сервер приложений, поэтому и сравнивать его надо с серверами приложений. С другой стороны, Baikonur Web App Server представляет из себя обычный Web Server, возможности которого следует сравнивать с другими Web серверами (Microsoft, Netscape, Apache, NCSA, Website и др.) Кроме того, Baikonur представляет из себя вместе с прилагающимися к нему библиотеками технологию скоростной разработки информационных систем, поэтому и сравнивать надо с соответствующими технологиями — Java Virtual Machine, ActiveX и др. Уникальность Baikonur состоит еще и в том, что эта технология не конкурирует ни с одной из похожих технологий, а дополняет существующие, уникальность продукта Baikonur в том, что Baikonur не конкурирует с существующими продуктами (Delphi, C++,IntraBuilder, Java, PowerBuilder, SQLWindows, VB и др.) а дополняет их. При помощи Baikonur и посталяемых вместе с ним библиотек информационная система для Internet/Intranet может быть разработана за рекордно короткое время. Визуальные компоненты, входящие в состав продукта, позволяют скоростным образом (RAD) разрабатывать полнофункциональные и быстродействующие Web системы. Можно разрабатывать специализированные многопользовательские приложения для обслуживания множественных коннектов сразу. Такие многопользовательские приложения по сути представляют из себя специализированные серверы. Старшие версии Baikonur позволяют на ходу менять протокол, с которым работает сервер. Динамическая смена протокола позволяет серверу быстро переключаться между различными потоками информации, предоставляя разработчику беспрецедентные возможности для построения сложных распределенных систем. Вопросы безопасности данных — ключевые вопросы при реализации серьезных Internet/Intranet систем. Начиная с варианта Baikonur Enterprise Web App Server все серверы семейства Baikonur включают в свой состав модуль обеспечения секретности (SSL — Secure Socket Layer). Однако даже младшие версии обеспечивают дисциплину прав доступа для различных групп пользователей и использование паролей для входя в закрытую часть вашей системы. Baikonur позволяет публиковать в Internet данные, хранящиеся в таблицах Oracle, Informix, Sybase, Borland IB, MS SQL, DB/2 при помощи их родных линков, а также в других SQL-серверах при помощи ODBC-драйверов. И, наконец, возможно применение сервера Baikonur для задач, не связанных с Internet. В названии самого старшего варианта из Baikonur Server Family нет слова Web. Это не опечатка. Для этого варианта поставки Web-сервер — это просто частный случай функционирования Baikonur Enterprise SuperServer. В набор инструментов Baikonur Enterprise SuperServer входят все необходимые средства для построения сложной системы, которая может базироваться и на других (а не только на HTTP и FTP) протоколах. Так, например, построение разветвленной мониторинговой системы со множеством географически удаленных серверов может потребовать разработки нового специализированного протокола. Быть может, даже сетевая версия управляющей системы, где клиентские места и серверы располагаются не так уж далеко друг от друга, может потребовать использования того множества возможностей, которые предлагает Baikonur Enterprise SuperServer.

Сравнительный анализ всех вышеперечисленных систем и возможных решений с учетом исполнительского потенциала и технических возможностей позволяет сделать выбор варианта создания ЭСП, — это распределенная среда разработки и клиент-серверная реализация на базе технологий Baikonur для обеспечения работы пользователей, где конечный пользователь выступает как “тонкий” или “сверхтонкий” клиент, а серверная часть (сервер баз данных, сервер приложений и Web-сервер) централизована на уровне основной базы данных, базового фрагмента и основных аналитических модулей.

Открытость системы позволит устанавливать фрагменты сервера аналитических приложений – отдельные аналитические модули, требующие авторского сопровождения, — на удаленной рабочей станции по месту авторской локализации.

Обеспечение выходной продукцией конечных пользователей будет осуществляться по сетевому открытому или закрытому протоколу (применение последнего позволит при необходимости соблюдения секретности беспрепятственно обмениваться закрытой информацией).

Состав и структура ЭСП

Очевидно, что развитие новых информационных технологий (ГИС, СУБД, Internet/Intranet и др.) позволяют решать проблемы создания ЭСП на новом уровне. И ЭСП должен представлять собой интегрированную информационную технологию получения полного набора характеристик морской природной среды в целях оперативного обеспечения пользователей.

Функциональность ЭСП:

работа с реальной привязкой данных к реальным картам;

использование данных из СУБД;

визуализация разного рода материалов (таблицы, текст, графики, карты) на экране;

работа расчетных программ в режиме ON-LINE;

подключение пользовательских моделей;

сохранение результатов работы;

фиксация хода выполнения работ;

формирование отчетных материалов.

ЭСП должен работать на центральных серверах. В его состав должны входить:

БД на центральном сервере ЕСИМО;

базовый фрагмент в виде программной управляющей оболочки на центральном сервере приложений;

аналитические модули — программы получения расчетных и модельных характеристик на распределенном сервере приложений ЕСИМО;

программы формирования выходной продукции на Web-сервере ЕСИМО

База данных ЭСП должна состоять из статической части, в которой особое внимание уделено метаданным, и динамически формируемой расчетной части.

Статическая часть — материалы, рассчитанные заранее и занесенные в БД в виде набора табличных, графических, текстовых материалов; метаданных (справочных данных) и тематической картографической информации для каждого типа данных.

Метаданные включают в себя: cведения о данных (пространственные координаты, даты начала и окончания наблюдений, список параметров, количество измерения каждого отдельно взятого параметра в фиксированные отрезки времени, методах определения параметров или приборах для их измерения, код ограничения на доступ к данным и их распространение); cведения о наблюдательных платформах, экспедициях, организациях и др.

Режимно-климатические данные состоят из средних и экстремальных значений гидрометеорологических параметров за каждый год (средние за месяц; максимум и минимум за каждый месяц; максимум и минимум за год с указанием даты и числа экстремумов); статистических характеристик гидрометеорологических параметров за многолетний период (число случаев за многолетние месяцы, год, среднее, трехзвенное среднее, минимум, максимум, даты экстремумов); расчетных средних характеристик гидрометеорологических параметров, возможных раз в N лет; оценок статистического распределения гидрометпараметров; вероятностные характеристики сезонной, годовой и межгодовой изменчивости.

Статическая часть должна содержать режимные материалы и характеристики редкой повторяемости.

Динамическая часть ЭСП – это статистический анализ на основе моделей, моделирование для получения характеристик редкой повторяемости и гидродинамическое моделирование с целью получения новой информации. Сюда относятся методики анализа синоптической изменчивости и способы ее описания; анализа вертикальных профилей гидрометэлементов и способы их обобщения; моделирование для построения ансамбля реализаций в каждом из диапазонов изменчивости; районирование на основе методов многомерного статистического анализа (регрессионный, дисперсионный, ковариационный, факторный, дискриминантный, кластер-анализ и т.д.) и ряд других.

База данных

База данных должна включать в себя все многообразие натурных (исходных), расчетных и модельных данных как в виде атрибутивных данных, так и в виде текстовых, графических и пространственных данных.

Одно это положение заставляет в ближайшее время уделить особое внимание тщательной подготовке информационной базы ЭСП в виде пригодном для практического использования потребителями. В первую очередь, это должны быть качественные данные с максимально возможным наполнением БД.

Скорее всего в БД информация должна быть представлена по всей сфере деятельности ЕСИМО:

Гидрометеорология

Загрязнение

Экология

Морская биология

Морская геология

Транспорт, порты, навигация

Специфика формирования базы данных, оценка ее полноты и качественный анализ необходимо уточнять по мере реализации, с одной стороны, и, с другой стороны, основываясь на реальных объемах финансирования, отпущенных на подготовку БД.

Расчетно-модельный блок

Одним из основных модулей разрабатываемой в рамках реализации ЭСП является расчетно-модельный блок (РМБ). Его назначение — обеспечение пользователей информацией об обстановке в Мировом океане в режиме максимально приближенном к режиму реального времени.

Перечень общих положений и требований, сформулированных для разработки РМБ, включает:

• использование всех доступных источников информации для проведения расчетов;
• применение наиболее физически полных современных моделей и методов анализа данных;
• стандартизация алгоритмов и методов;
• открытость РМБ.

Обязательные функции для РМБ:

вычисление режимных характеристик гидрометэлементов конкретного района моря;

точечное статистическое оценивание законов распределения и корреляционных функций гидрометеорологических процессов в виде временных рядов;

моделирование возможного ансамбля временных рядов и получение на его основе интервальных оценок параметров изменчивости гидрометеоэлементов в различных временных и пространственных масштабах как по натурным данным, так и по результатам модельных расчетов, повторяемостью 1 раз в n лет;

гидродинамическое моделирование и расчеты приливных составляющих;

другие модели.

Примерный перечень статистик гидрометпараметров:

Гидрометеорологические условия береговой зоны

Средние и экстремальные значения гидрометеорологических параметров за один год (средние за сутки, декаду, месяц; макс. и минимум за каждый месяц; максимум и минимум за год с указанием даты и числа экстремумов);

Средние и экстремальные значения гидрометеорологических параметров за каждый год определенного периода по месяцам и за год (с расчетом среднеквадратического отклонения);

Повторяемость значений гидрометеорологических параметров по градациям за многолетние месяцы и год (с указанием общего числа случаев);

Повторяемость значений параметров (срочных высот волн, дрейфа льда, скорости ветра) по градациям и направлениям (с указанием среднего и максимального значения по каждому направлению);

Статистические характеристики за один год соответственно уровня моря, солености и температуры воды (повторяемость и обеспеченность по градациям), параметры распределения (среднее за год, размах, среднеквадратическое отклонение-сигма, коэффициенты асимметрии и эксцесса, статистические ошибки);

Время и высоты полных и малых вод (ежедневно за каждый месяц года) с указанием среднего, максимального и минимального уровней за месяц, а также дат, времени и числа экстремумов);

Нагоны и сгоны (дата начала явления, продолжительность стояния, максимальное повышение или понижение уровня с указанием даты);

Максимальные значения параметров волн по месяцам (максимальные значения высоты, длины и периода волн с указанием соответствующего типа, направления волнения и сопутствующего ветра, а также дат наблюдения экстремумов);

Сведения об основных элементах ледового режима (даты ледообразования, полного замерзания, таяния, разрушения и очищения от льда с указанием числа дней в ледовый период со льдом и без льда);

Средние многолетние и экстремальные значения соответственно уровня моря, температуры и солености воды; их стандартные отклонения за конкретные месяцы и годы, а также за многолетние месяцы и годы за определенный период;

Многолетние статистические характеристики соответственно уровня моря, температуры и солености воды (повторяемость и обеспеченность по градациям, среднее за публикуемый период, размах колебаний, сигма, коэффициенты асимметрии и эксцесса);

Многолетняя повторяемость соответственно высот волн и скорости течений по градациям и направлениям с указанием средних и максимальных значений по каждому направлению;

Сведения об основных элементах многолетнего ледового режима (даты ледообразования, полного замерзания, таяния, разрушения и очищения от льда с указанием числа дней в ледовый период со льдом и без льда);

Средняя за многолетие, максимальная и минимальная соответственно толщина припая и высота снега на припае по месяцам и декадам;

Повторяемость различной ширины припая по градациям за многолетние месяцы;

Многолетняя повторяемость скорости дрейфа льда по градациям и направлениям с указанием максимальной скорости по каждому направлению;

Повторяемость возрастных видов дрейфующего льда за многолетние месяцы;

Повторяемость различных сочетаний градаций температуры воздуха и градаций скоростей ветра за многолетний период;

Повторяемость различных сочетаний градаций температуры воздуха и относительной влажности за многолетний период;

Средняя и максимальная продолжительность ветровых ситуаций о интервалам скоростей ветра: 0-5, 6-10, 11-15, 16-20, 21-30 и более 30 м/с;

Спектральные характеристики ветра;

Температура воздуха самой холодной пятидневки;

Даты перехода температура воздуха через 0 град;

Повторяемость ограниченной видимости (по месяцам);

Непрерывная продолжительность ограниченной видимости (по месяцам);

Средняя и максимальная продолжительность штилей и волнений менее 3 баллов с разбивкой по месяцам;

Повторяемость штилевых дней по месяцам;

Функции распределения индивидуальных высот и периода волн.

Экстремальные высоты уровня обеспеченностью 1 и 99%;

Характеристика сплоченности льда;

Характеристика торосистости льда;

Статистические характеристики гидрометпараметров за многолетний период (число случаев за многолетние месяцы, год, среднее, трехзвенное среднее (ХЗ), Х 0.5, сигма, минимум, максимум, даты экстремумов);

Оценки статистического распределения гидрометеопараметров (среднее, сигма, дисперсия, коэффициенты вариации, асимметрии, эксцесса, размах, интерквартильные расстояния, оценки (ошибки) вычисления этих характеристик и квантили 1-99% (Х 0,01-Х 0,99) за многолетние месяцы, сезоны и год;

Сезонная изменчивость. Основные характеристики рядов среднемесячных значений (среднее, сигма, дисперсия, минимум, максимум, квантили Х 0,1; Х 0,25; Х 0,5; Х 0,75; Х 0,9; Х3, интерквартильное расстояния, размах) за многолетние месяцы, сезоны и год;

Годовой ход. Компоненты соответственно математического ожидания и дисперсии за многолетний период;

Годовой ход. Характеристики состава колебаний г/м параметров (дисперсии ряда среднемесячных значений, дисперсия колебаний, вклад дисперсии годовых колебаний в общую дисперсию, амплитуда годовых колебаний, коэффициенты автокорреляции, средняя и колебательная мощность флуктуаций, относительная мощность флуктуаций);

Годовой ход. Оценки корреляционной функции рядов среднемесячных значений;

Годовой ход. Оценки спектра рядов среднемесячных значений;

Годовой ход. Спектр периодически коррелированного случайного процесса — ПКСП (частота и период для действительной и мнимой части по месяцам);

Годовой ход. Спектральные компоненты гидрометпараметров;

Годовой ход. Корреляционная функция ПКСП по месяцам;

Годовой ход. Корреляционные компоненты со сдвигом по месяцам;

Межгодовая изменчивость. Среднегодовые и экстремальные значения гидрометеопараметров;

Межгодовая изменчивость. Характеристики рядов наблюдений (среднее, сигма, дисперсия, минимум, максимум, квантили Х 0,1; Х 0,25; Х 0,5; Х 0,75; Х 0,9; коэффициенты автокорреляции остатков и угловой коэффициент тренда, дисперсия остатков);

Межгодовая изменчивость. Изменение среднегодовых значений (квантильные оценки для характеристик кривой);

Синоптическая изменчивость. Характеристики среднесуточных значений (квантильные оценки для характеристик кривой);

Суточный ход. Основные характеристики по месяцам для прибрежных данных (среднее, дисперсия, минимум, максимум до и после цифровой фильтрации, матожидание, коэффициенты корреляции и разложения в ряд Фурье, размах колебаний за сутки, спектральные характеристики, плотность распределения вероятности по градациям);

Многолетняя среднемесячная и среднегодовая минимальная температура воздуха;

Многолетняя среднемесячная и среднегодовая максимальная температура воздуха;

Среднее и наибольшее число дней с метеоявлениями (дождем, снегом, туманом и т.д.) за определенный период по месяцам и за год;

Максимальная скорость ветра за определенный период по месяцам (с указанием соответствующего направления);

Среднее и наибольшее число дней со скоростью ветра более 15 м/с;

Характеристика вектора скорости (дрейфа льда и ветра) за многолетние месяцы, сезоны и год (среднее значение модуля скорости, дисперсия, средние значения меридиональной и широтной составляющей вектора, значение модуля и направление результирующего вектора, направление большой оси эллипса дисперсии относительно меридиана, значения большой и малой полуосей эллипса дисперсии);

Дополнительные характеристики термического режима;

Распределение абсолютной влажности по месяцам;

Направление господствующих ветров в ледовый и безледный период и за год;

Расчетная скорость ветра повторяемостью 1 раз в 5, 50, и 100 на высоте 10 м, с осреднением 10 мин и 2 мин;

Расчетные порывы ветра с осреднением 3 сек повторяемостью раз в 5, 10, 25, 50, и 100 лет на высоте 10 м;

Повторяемость ветра по сезонам и направлениям в процентах (100% — все случаи за сезон);

Повторяемость ветра по направлениям за ледовый период (ноябрь-май) в процентах;

Количество дней с ветром со скоростью 4, 8, 10, 12 и 15м/с;

Средняя и максимальная продолжительность штормовых окон погоды за безледный период;

Средняя и максимальная продолжительность скоростей ветра по сезонам за год;

Длина, высота, период волн в штормах повторяемостью 1 раз в год, 5, 10, 25, 50 и 100 лет, приведенные к фактической глубине в точке строительства, обеспеченностью 50; 1; 0,1%;

Наибольшее превышение гребня волны над расчетным уровнем моря в шторме, возможное 1 раз в 50 и 100 лет;

Распределение атмосферных осадков по месяцам;

Распределение высоты снежного покрова по месяцам;

Толщина снежного покрова за холодный период года (октябрь-май);

Количество дней с туманом с разбивкой по месяцам и их продолжительность;

Повторяемость степени морского брызгового обледенения в районе работ

Масса льда на 1 м² плоской и горизонтальной поверхности инженерного сооружения при одном случае морского обледенения;

Толщина стенки гололеда, отложившегося на инженерном сооружении при морском брызговом обледенении;

Повторяемость числа случаев атмосферного обледенения на станциях по месяцам;

Максимальные значения массы отложений атмосферного льда, образующегося в переохлажденном тумане;

Максимальные массы отложений атмосферного льда, образующегося при выпадении переохлажденной мороси;

Максимальные значения нормативной толщины стенки атмосферного гололеда, возможные 1 раз в 5 лет на высоте 10 м для вертикального круглоцилиндрического стержня диаметром 10 мм;

Максимальная толщина льда обеспеченностью 1% (1 раз в 100 лет) образующегося при выпадении переохлажденной мороси;

Средняя, максимальная и минимальная продолжительность и сроки навигационного периода;

Величины НТУ (наивысшего и наинизшего уровня) относительно среднего уровня;

Расчетные величины максимального нагона и сгона, возможные 1 раз в 10, 25, 50 и 100 лет;

Расчетный минимальный и максимальный суммарный (прилив и нагон) уровень моря относительно среднего уровня, возможные 1 раз в 10, 25, 50 и 100 лет;

Положение среднего уровня относительно 0 БС;

Рекомендуемый максимальный расчетный уровень моря при шторме, повторяемостью 1 раз в 100 лет и высоте волны с обеспеченностью 0,1%;

Расчетные параметры волн (высота, период, длина и превышение гребня) 50, 13, 3, 1 и 0,1% обеспеченности, возможные 1 раз в 10, 25, 50 и 100 лет;

Расчетные средние высоты, периоды и длины волн, возможные раз в N лет;

Количество дней за безледный период с высотой волн 3% обеспеченностью, не превышающих 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5 и 4 м;

Средняя и максимальная продолжительность ветровых ситуаций по градациям волн 3 % обеспеченностью: 0-0.75м, 0.75-1.25, 2-3м;

Сезонная повторяемость волнения 3 % обеспеченностью по румбам;

Волноопасные направления;

Характеристики сезонной изменчивости сплоченности, размеров льдин, границ дрейфующего и припайного льда;

Сезонная изменчивость торосистого льда и стамух;

Параметры торосов и стамух: масса, высота паруса и глубины киля, параметры гряд, толщина консолидированной части, количество на 1 км²;

Сезонная изменчивость и количественные характеристики дрейфа льда;

Температура и соленость дрейфующего и припайного льда;

Плотностные характеристики льда;

Адгезионные свойства льда к металлу и бетону;

Совместные распределения: толщины и температуры ровного льда по месяцам, температуры, солености и прочностных характеристик по градациям толщины льда;

Гидрометеорологические условия морской части района

Статистические характеристики гидрометпараметров за многолетний период (число случаев за многолетние месяцы, год, среднее, трехзвенное среднее (ХЗ), Х 0.5, сигма, минимум, максимум, даты экстремумов);

Сезонная изменчивость. Основные характеристики рядов среднемесячных значений (среднее, сигма, дисперсия, минимум, максимум, квантили Х 0,1; Х 0,25; Х 0,5; Х 0,75; Х 0,9; Х3, интерквартильное расстояния, размах) за многолетние месяцы, сезоны и год;

Годовой ход. Характеристики аппроксимации (для глубоководных данных в открытой части моря квантили Х 0,25; ХЗ; Х 0,75);

Годовой ход. Среднемесячные значения аппроксимации (для глубоководных данных с использованием амплитудно-фазовых характеристик сезонного хода параметра и коэффициентов Фурье);

Межгодовая изменчивость. Характеристики рядов наблюдений (среднее, сигма, дисперсия, минимум, максимум, квантили Х 0,1; Х 0,25; Х 0,5; Х 0,75; Х 0,9; коэффициенты автокорреляции остатков и угловой коэффициент тренда, дисперсия остатков);

Межгодовая изменчивость. Изменение среднегодовых значений (квантильные оценки для характеристик кривой);

Межгодовая изменчивость. Изменение среднегодовых значений (квантильные оценки для характеристик кривой);

Синоптическая изменчивость. Характеристики среднесуточных значений (квантильные оценки для характеристик кривой);

Синоптическая изменчивость. Основные характеристики (квантильные оценки, экстремумы, размах) для глубоководных данных наблюдений на многосуточной станции;

Синоптическая изменчивость. Основные характеристики и статистический силуэт (квантильные оценки, экстремумы, размах за каждый день глубоководных наблюдений на многосуточной станции);

Суточный ход. Основные характеристики по многосуточным глубоководным наблюдениям (квантильные оценки, экстремумы, размах колебаний);

Средние многолетние сезонные значения гидролого-гидрохимических параметров глубоководных наблюдений на отдельных горизонтах за определенные (пятилетние) периоды.

Температура воды по сезонам на горизонтах, включая придонный;

Соленость воды по сезонам на горизонтах, включая придонный;

Абсолютный максимум температуры;

Абсолютный минимум температуры;

Статистики температуры воды по району исследований на горизонта (минимальные и максимальные значения с указанием дат);

Статистики солености воды по району исследований на горизонтах (минимальное и максимальное значения с указанием дат);

Статистические характеристики течений за многолетний период (число случаев за многолетние месяцы, год, среднее, трехзвенное среднее (ХЗ), Х 0.5, сигма, минимум, максимум, даты экстремумов);

Характеристика вектора скорости течений за многолетние месяцы, сезоны и год (среднее значение модуля скорости, дисперсия, средние значения меридиональной и широтной составляющей вектора, значение модуля и направление результирующего вектора, направление большой оси эллипса дисперсии относительно меридиана, значения большой и малой полуосей эллипса дисперсии);

Расчетные максимальные скорости суммарных течений с указанием направления, возможные 1 раз в 5, 10, 25, 50 и 100 лет на различных горизонтах, включая придонный;

Максимальные скорости приливных течений не менее, чем на 3 горизонтах, включая придонный, возможные 1 раз в N лет;

Общая схема течений в районе работ с детализацией по сезонам не менее, чем на 3 горизонтах;

Характеристики суммарных течений редкой повторяемости (максимальная скорость в см/ и направление в градусах);

Максимально возможные рассчитанные по астрономическим условиям значения приливных течений в районе исследований;

Повторяемость скорости и направления суммарных течений не менее чем на 3 горизонтах по данным наблюдений.

В дополнение, следует отметить необходимость обязательного утверждения всего набора методик и алгоритмов проведения статистических расчетов на Методкомиссиях Росгидромета и др. ведомств для придания им статуса стандарта ЕСИМО.

Тоже самое для моделирования: необходимо стандартизовать модели.

Программное, техническое и технологическое обеспечение

Программное обеспечение ЕСП можно разделить на общего назначения и специализированное, т.е. ориентированное только на решаемую задачу.

Общее программное обеспечение предназначено для планирования и организации вычислительного процесса, автоматизации разработки прикладных программ в виде Windows, СУБД и ГИС-приложений и состоит из:

операционной системы;

систем программирования;

инструментальных программных систем.

Специализированное программно-технологическое обеспечение ЭСП предназначено для выполнения функций комплекса. Оно включает в себя:

управляющую программную оболочку ЭСП;

интегрированную базу данных для централизованного ведения и могоцелевого использования данных;

расчетно-модельный блок для проведения расчетов по заданным алгоритмам и моделям

программы подготовки выходной продукции для информационного обеспечения.

Отметим, что аппаратно-вычислительные средства должны иметь характеристики, достаточные для выполнения функций ЭСП в течении ближайших 5-7 лет и быть достаточно гибким, чтобы приспосабливаться к возможным изменениям.

Принципиальное решение реализуется в виде типовых наборов аппаратных средств:

серверы и графические рабочие станции;

пользовательские рабочие станции;

сетевая поддержка;

периферийные устройства.

Организационно-функциональная структура

В организационно-функциональном плане ЭСП представляет трехуровневую иерархическую структуру.

1-й уровень- ВНИИГМИ-МЦД: центральное ядро ЭСП где размещается базовый фрагмент и основная часть аналитических модулей, реализуются связи между всеми его сегментами и обеспечивается взаимодействие с внешними пользователями.

2-й уровень — коллектив разработчиков: группы развития ЭСП где производится развитие и модернизация компонент и базовых элементов ЭСП.

3-й уровень: внешние пользователи — организации-исполнители ЕСИМО и сторонние организации с разрешенным уровнем доступа.

ЭСП 1-й очереди

Создание ЭСП на первом этапе ЕСИМО де-факто осталось в статическом виде. И, видимо, нет необходимости в перечислении разного рода “тормозов”, которые не позволили уже сегодня продвинуться к динамическим ЭСП. Тем самым, динамическая часть ЭСП или, вернее, динамические ЭСП – завтрашний день и основная задача второго этапа реализации ЕСИМО.

ЭСП первого этапа ЕСИМО – это связанная информация (взятая в основном из литературных источников) в формате HTML, записанная для удобства пользования на магнитный носитель (CD-ROM) или выставленная на сайт производителя. Таким образом, обеспечение пользователей может проводится через Интернет и пользователю нужен только стандартный браузер и права доступа к ЭСП.

Что получает пользователь сегодня от ЭСП? На сегодняшний день пользователь может получить и просмотреть:

1) Все виды каталогов данных и карты пространственного распределения данных наблюдений

2) Развернутое описание режима района, основанное на серии режимно-справочных изданий, и откорректированное специалистами на сегодняшний день

3) Стандартную статистику среднемесячных масштабов

4) Тематические карты по морям России

5) Данные среднемесячных масштабов

Альтернативно, пользователь без доступа в сеть все просматривает, работая с версией на CD-ROM (удобный интерфейс, переходы, сопутствующее программное обеспечение).

ЭСП 2-й очереди

ЭСП 2-й очереди – динамически работающий комплекс приложений. Естественно, в нем сохраняется статическая часть (иначе бессмысленно потрачено время и средства за прошедшие четыре года!), в которой особое внимание должно быть уделено метаданным, и динамически формируемая расчетная часть с интерактивным доступом.

Динамическая часть – оперативное получение расчетных характеристик по включенным в ЭСП программам (аналитическим модулям) расчета статистических характеристик на основе распределенной базы данных системы.

Все программные средства получения и формирования информационной продукции в заданном виде будут располагаться на центральном сервере приложений ЕСИМО.

В целом, по своему содержанию ЭСП как минимум должно охватывать все основные табличные и графические материалы, включаемые в существующие справочно-климатические издания. И, в обязательно порядке, должна быть проведена отработка унификации (с точки зрения подготовки входных и выходных данных) пособия, разработка, согласование и утверждение форм и форматов подготовки и представления данных по всем типам (карты, таблицы, графика, рисунки, текст) и др.

ЭСП будет строится как мультифреймный программный продукт, работающий в среде Windows в распределенном режиме: отдельно строится база данных, отдельно разрабатываются модули приложений и отдельно создаются средства формирования выходной продукции. Динамический электронный справочник должен иметь удобный и дружественный интерфейс, позволяя работать с ним без наличия специальной подготовки, а имея лишь навыки работы в Интернет.

Работа ЭСП должна строиться в виде поисковой системы, т.е. задаются критерии выборки, выбирается требуемые параметр и его характеристика, устанавливается связь с базой данных, формируется временный набор данных в соответствии с запросом, происходят необходимые преобразования с данными и выдается выходная продукция, т.е. суть динамического ЭСП – это формирование в интерактивном режиме запрашиваемых данных и информации.

Мероприятия ЕСИМО

Комиссия по приемке отчетов о НИР

В течение 20-24 января 2003 г. в г.. Обнинске (ВНИИГМИ-МЦД) состоялась приемка НИОКР, выполненных в 2002 году по подпрограмме 10 ФЦП “Мировой океан” “Создание единой системы информации об обстановке в Мировом океане” (ЕСИМО). В приемке участвовали 32 члена комиссии — представители Росгидромета, Госкомрыболовства, МПР, Минобороны, Минэкономики. Для рассмотрения представленных материалов члены Комиссии были распределены на экспертные группы в соответствии с направлениями исследований подпрограммы.

Комиссия отметила, что проекты по подпрограмме 10 ЕСИМО выполнены в соответствии с Системой программных мероприятий подпрограммы, планом НИОКР Росгидромета на 2002 год, техническими заданиями и календарными планами работ; полученная научно-техническая продукция в основном соответствует требованиям, предъявляемым техническими заданиями; осуществлена разработка основных технологий и информационных ресурсов ЕСИМО, начато практическое внедрение элементов системы (Web-портал ЕСИМО и сеть Web-сайтов, информационно-измерительные комплексы гидрометеорологических наблюдений, приложения удаленного доступа к морским данным ГСТ и ряд других), что создает основу для перехода к внедрению 1-й очереди ЕСИМО в 2003 году. Комиссия отметила высокий уровень разработок, осуществленных по направлениям усвоения в ЕСИМО данных международного проекта Арго и информационно-справочной подсистемы по стихийным гидрометеорологическим явлениям на морях дальневосточного региона.

Были отмечены также недостатки: отсутствие согласования и принятия на межведомственном уровне основных нормативных документов (Положение о ЕСИМО, Порядок функционирования Центров ЕСИМО и других), определяющих статус системы и порядок ее функционирования; неполное соответствие требованиям технических заданий результатов работ по отдельным проектам, связанным с методическим сопровождением комплексного мониторинга Мирового океана и созданием электронных режимно-справочных пособий (2.1.2.1, 2.1.4.17, ГОИН) и ряду других проектов; не полное соблюдение требований “Руководства ЕСИМО по оформлению научно-технической продукции по результатам исследований для размещения на Web-сайтах организаций”.

Комиссия предложила государственному заказчику работ по подпрограмме ЕСИМО (Росгидромет) принять представленные НТО по проектам подпрограммы 10 ЕСИМО за 2002 год после их доработки по замечаниям Комиссии; усилить деятельность по взаимодействию с заинтересованными министерствами и ведомствами по согласованию и утверждению основных нормативных документов по ЕСИМО; ВНИИГМИ-МЦД совместно с организациями-исполнителями проектов подготовить предложения по корректировке проекта плана НИОКР Росгидромета на 2003 год в соответствии с рекомендациями Комиссии и представить предложения в УРСА Росгидромета до 10 февраля 2003 года; организациям — исполнителям проектов: устранить недостатки, отмеченные Комиссией, и представить в головную организацию подпрограммы (ВНИИГМИ-МЦД) доработанные НТО и другую продукцию до 1 марта 2003 года; включить в технические задания по проектам на 2003 год мероприятия по выполнению рекомендаций Комиссии и вводу в эксплуатацию 1-й очереди ЕСИМО. ВНИИГМИ-МЦД совместно с другими организациями-исполнителями НИОКР разработать и представить Государственному заказчику работ по подпрограмме ЕСИМО (Росгидромет) на утверждение перечень научно-технической продукции по результатам исследований 1-го этапа работ, включаемых в распределенные информационные ресурсы ЕСИМО и доступные через Web-портал ЕСИМО, c учетом разграничения прав доступа для различных классов пользователей; включить в ТЗ 2003 года работы по оформлению и представлению сведений о разработанных массивах/базах данных, технологиях и других средствах во ВНИИГМИ-МЦД в соответствии с “Руководством ЕСИМО по оформлению научно-технической продукции по результатам исследований для размещения на Web-сайтах организаций”.

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА РОССИИ ПО ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИИ И МОНИТОРИНГУ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

 

ИЗВЕЩЕНИЕ

о проведении открытых конкурсов на право заключения государственных контрактов на выполнение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в рамках подпрограмм “Создание единой системы информации об обстановке в Мировом океане” и “Изучение и исследование Антарктики” федеральной целевой программы “Мировой океан” на 2003 год и II этап ее реализации (2003-2007 годы)

(опубликовано в газете “Поиск”, N 10 от 14.03.2003) (izveshenie_fin.doc)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЗАКАЗЧИК – Федеральная служба России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет) (г. Москва, Нововаганьковский переулок, 12) извещает о проведении открытых конкурсов на право заключения государственных контрактов на выполнение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР) в рамках подпрограмм “Создание единой системы информации об обстановке в Мировом океане” и “Изучение и исследование Антарктики” федеральной целевой программы “Мировой океан” на 2003 год и II этап ее реализации (2003-2007 годы). Размещение заказа на выполнение НИОКР осуществляется посредством заключения с победителем государственного контракта.

ПРЕДМЕТ КОНКУРСА — право заключения государственного контракта, выполняемого по заказу Росгидромета, на проведение НИОКР по конкретному проекту из числа заданных в Перечне поектов НИОКР подпрограмм “Создание единой системы информации об обстановке в Мировом океане” и “Изучение и исследование Антарктики” федеральной целевой программы “Мировой океан” на 2003 год и II этап ее реализации (2003-2007 годы) для представления на открытые конкурсы Росгидромета (далее – конкурсный проект).

ОБ УСЛОВИЯХ ГОСУДАРСТВЕННЫХ КОНТРАКТОВ

Перечень конкурсных проектов НИОКР на 2003 год и второй этап (2003 – 2007 гг.) реализации подпрограмм ФЦП “Мировой океан” “Создание единой системы информации об обстановке в Мировом океане” и “Изучение и исследование Антарктики”, предлагаемых к выполнению, начиная с 2003 года (государственный заказчик – Росгидромет), прилагается.

ТРЕБОВАНИЯ К УЧАСТНИКАМ ОТКРЫТОГО КОНКУРСА

К участию в конкурсе допускаются организации, не находящиеся в стадии реорганизации, ликвидации или в состоянии банкротства.

В конкурсе могут принять участие организации (учреждения) федеральных органов исполнительной власти, администраций субъектов Российской Федерации, а также негосударственные научные организации, выступающие в качестве претендентов и прошедшие квалификационный отбор.

По каждому конкурсному проекту подается отдельная конкурсная заявка по установленной форме. Общий объем заявки — не более 30 машинописных страниц в формате А4 шрифтом Times New Roman 12 через 1,5 интервала. Объем пояснительной записки (форма 3 Конкурсной документации) – не более 6 машинописных страниц. Текст конкурсной заявки и всех приложений представляется в печатной (оригинал и копия) и электронной форме. Электронная форма представляется на дискете 3.5″ в редакторе Microsoft Word в формате rtf. Текст конкурсной заявки и каждое приложение должны быть оформлены отдельным файлом.

Требования к НИОКР определены в Перечнях проектов НИОКР подпрограмм “Создание единой системы информации об обстановке в Мировом океане” и “Изучение и исследование Антарктики” федеральной целевой программы “Мировой океан” на 2003 год и II этап ее реализации (2003-2007 годы) для представления на открытые конкурсы Росгидромета.

.

О ПОРЯДКЕ, МЕСТЕ И СРОКАХ ПОДАЧИ ЗАЯВОК НА УЧАСТИЕ В ОТКРЫТОМ КОНКУРСЕ

Конкурсные заявки (“оригинал” и “копия”), запечатанные во внутренний и внешний конверты должны быть направлены почтой (или нарочным) по адресу: 123242, г. Москва, Нововаганьковский переулок, д. 12, Росгидромет, с пометкой “Управление работ федерального назначения в области гидрометеорологии, государственной службы наблюдений, Арктики и Антарктики (УРСА), Мартыщенко В.А. ”

На внешнем и внутреннем конвертах указывается:

1. Конкурс ФЦП “Мировой океан” (подпрограмма “Создание единой системы информации об обстановке в Мировом океане”, подпрограмма “Изучение и исследование Антарктики”)”;
2. Номер и наименование конкурсной темы согласно Перечня;
3. Слова: “НЕ ВСКРЫВАТЬ ДО 10 00 28 АПРЕЛЯ 2003 ГОДА”.

Окончательный срок подачи конкурсных заявок – 10 00 28 апреля 2003 года.

Вскрытие конвертов с конкурсными заявками будет произведено после окончания срока их подачи в присутствии представителей участников конкурса, пожелавших принять участие в указанной процедуре, по адресу: 123242, г. Москва, Нововаганьковский переулок, д. 12 (зал заседаний Коллегии).

Дата и время: 28 апреля 2003 года в 11-00 (по московскому времени).

Результаты конкурса будут объявлены в печатных средствах массовой информации не позднее 20 мая 2003 г.

О ПОРЯДКЕ И МЕСТЕ ПОЛУЧЕНИЯ КОНКУРСНОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ

Комплект конкурсной документации (konk-doc_fin.doc) и Перечень проектов НИОКР подпрограмм (включая технические требования к выполнению проектов — прим. редактора «Новости ЕСИМО») “Создание единой системы информации об обстановке в Мировом океане” и “Изучение и исследование Антарктики” федеральной целевой программы “Мировой океан” на 2003 год и II этап ее реализации (2003-2007 годы) (trebovania_fin1.doc) опубликованы в электронном журнале “Новости ЕСИМО” (выпуск 14) по адресу https://www.oceaninfo.ru/news/news14.htm.

КОНТАКТНЫЕ ТЕЛЕФОНЫ

Заинтересованные лица могут получить дополнительную информацию по адресу:

1. По подпрограмме “Создание единой системы информации об обстановке в Мировом океане”: 249020, Калужская обл., г. Обнинск, ул. Королева, 6, Всероссийский научно-исследовательский институт гидрометеорологической информации (ВНИИГМИ-МЦД) Росгидромета, тел. (095) 255-22-92 доб 907, факс (095) 255-22-25, e-mail nodc@meteo.ru

2. По подпрограмме “Изучение и исследование Антарктики”: 199226, Санкт-Петербург, ул. Беринга, 38, Арктический и антарктический научно-исследовательский институт (ААНИИ) Росгидромета, тел. (812) 352-15-57, факс (812) 352-26-88 e-mail aid@aari.nw.ru

ПЕРЕЧЕНЬ конкурсных проектов НИОКР подпрограмм ФЦП “Мировой океан”
на 2003 год и II этап ее реализации (2003-2007 годы)
для представления на открытые конкурсы Росгидромета

1. Подпрограмма “Создание единой системы информации об обстановке в Мировом океане”

NN п\.п	Наименование проектов НИОКР	Стоимость работ в 2003 году (в тыс. руб.)	Планируемые объемы финансирования на 2003-2007гг (в тыс. руб.)
1	Развить информационное, технологическое и организационно-нормативное обеспечение базовой инфраструктуры ЕСИМО, осуществить научно-методическое управление интеграцией, развитием и внедрением системы	6084,1	33800,0
2	Усовершенствовать методы и технологии производства наблюдений и доведения до центров системы данных за состоянием и загрязнением природной среды, живыми и неживыми ресурсами Мирового океана и прибрежных территорий	1449,0	8050,0
3	Развить методы и технологии подготовки и распространения оперативной прогностической и диагностической информации о состоянии и загрязнении морской природной среды на основе контактных и дистанционных наблюдений	1899,8	10554,0
4	Развить технологии подготовки и распространения обобщенной и справочно-аналитической информации об обстановке в Мировом океане и прибрежных территориях	3064,8	17027,0
5	Развить технологии сбора, первичной обработки и формирования баз данных и информации, накопления и ведения фонда информационных ресурсов об обстановке в Мировом океане и прибрежных территориях	2551,8	14177,0
6	Развить технологии интеграции и комплексного информационного обеспечения морской деятельности, включая взаимодействие ЕСИМО с национальными и зарубежными информационными системами	3185,0	17694,0
7	Развить технологии и информационные ресурсы военного контура системы, включая сопряжение ЕСИМО с системой освещения надводной и подводной обстановки, подготовка и распространение базового фонда электронной картографической информации	2001,0	11117,0
8	Развитие специальных и региональных компонент ЕСИМО	464,5	2581,0

 

2. Подпрограмма “Изучение и исследование Антарктики”

NN п\.п	Наименование проектов НИОКР	Стоимость работ в 2003 году (в тыс. рублей)	Планируе-мые объемы финансиро-вания на 2003-2007гг (в тыс. руб.)
1	Разработать нормативно-правовые документы, регламентирующие присутствие граждан России в Антарктике, социальную защиту российских антарктических экспедиций	350,0	1700,0
2	Исследовать процессы формирования современного климата и его будущих изменений с учетом многообразия факторов и связей в антарктической системе “атмосфера — лед – океан – материк” и их влияния на глобальные климатические процессы.	2000,0	9900,0
3	Определить климатообразующую роль Южного океана	1425,0	7000,0
4	Провести комплексные исследования подледникового озера Восток, оценить прошлые изменения климата по данным ледяных кернов, колонок морских и озерных отложений.	2200,0	10900,0
5	Дать оценку строения, режима и эволюции ледников краевой зоны Антарктиды и Субантарктики.	450,0	2200,0
6	Исследовать влияние энергичных заряженных частиц и динамических вариаций солнечного ветра на стратосферу и тропосферу полярных областей Земли. Изучить механизмы воздействия вариаций гравитационного поля на ритмику биологических процессов в условиях Антарктики	580,0	2900,0
7	Исследовать структуру геофизических процессов различного масштаба и динамику ионосферных неоднородностей в полярных шапках	400,0	2000,0
8	Исследовать малые газовые составляющие атмосферы Антарктиды	880,0	4300,0
9	Исследовать условия формирования аэрозольно-оптических свойств атмосферы и составляющих радиационного баланса над Антарктикой.	380,0	1900,0
10	Создать компоненты геоинформационной системы “ Антарктика”, электронно-справочные пособия и совокупности баз и банков данных, обобщающих данные наблюдений в Антарктике.	1155,0	5700,0
11	Провести комплексное изучение антарктической биоты.	1400,0	6900,0
12	Дать оценку экологии зоны морских льдов Антарктики	250,0	1200,0
13	Изучить основные черты строения, фундаментальные закономерности эволюции и особенности минерагении антарктической литосферы. Дать оценку минерально-сырьевого потенциала Антарктики.	1350,0	6700,0
14	Провести геолого-геофизические исследования узловых районов Антарктики в рамках международных геотраверзов (АНТАЛИТ, ГЕОМОД) и программ (АНТОСТРАТ). Создать базы геофизических данных и комплекты специализированных карт геолого-геофизического содержания среднего масштаба для перспективных на минеральные ресурсы районов Антарктики.	1350,0	6700,0

 

 

Новые публикации

ТИНРО 75 лет: от ТОНС до ТИНРО-Центра
Владивосток. Тихоокеанский научно – исследовательский рыбохозяйственный центр. 2000. – 378 с.

Книга посвящена 75-летнему юбилею ТИНРО Представленные в ней очерки группируются в три направления. Сначала рассказывается об образовании, становлении и исследованиях института и его отделений, некоторые из которых впоследствии стали институтами, а также о том какими представляются в предвидимом будущем рыбохозяйственная наука и приоритеты ее деятельности, при этом на фоне предполагаемых путей развития рыбной отрасли на российском Дальном Востоке. Затем дается обзор результатов по основным темам исследований. Наконец, в заключительную часть книги включены воспоминания о людях и событиях из разных периодов жизни и работы ТИНРО.

Изменчивость ледовых условий Дальневосточных морей России и их прогноз
В.В. Плотников. Владивосток. Дальнаука. 2002. 172 с.

В монографии рассматривается состояние и эволюция ледяного покрова дальневосточных морей России в зависимости от совокупности климатообразующих факторов. Показано, что процессы эволюции ледовых условий на морях дальневосточного бассейна тесно связаны между собой. Анализируются различные источники поступления и виды ледовой информации. Дается обоснование и формулируются принципы создания иерархической системы прогнозирования элементов ледяного покрова. Приводятся алгоритмы и оценки возможности прогноза различных составляющих ледовых условий с различной заблаговременностью.

Книга рассчитана на специалистов в области гидрометеорологии, рыбного хозяйства, морского транспорта, гидротехнического строительства, а также аспирантов и студентов соответствующих специальностей.

 

Конференции

VII международный конгресс по истории океанографии

Калининград, 8.09 — 14.09.2003

Основные направления работы конгресса:

• Международное сотрудничество в исследовании и освоении океана: свободный выбор или необходимость?
• Экологические проблемы океана и устойчивое развитие человечества.
• Вклад военно-морского флота в изучение океана.
• Океанографическое образование: причины смены приоритетов.
• Международное морское право.
• Изучение средиземных морей на примере Балтийского моря.
• История океанографии в музейных коллекциях и экспозициях.

Специальный симпозиум: «200 лет первой русской кругосветной экспедиции (1803-1806 гг.)».

К началу конгресса будут изданы тезисы докладов. Принимаются тезисы в электронном или печатном виде (можно по электронной почте на адрес postmaster@vitiaz.ru) объемом до 5 страниц А4. Шрифт Times New Roman, размер шрифта 10, между строками пробел 1,5. Тезисы оформляются в следующем порядке: фамилия, имя, отчество автора или авторов; организация; название доклада (на русском и английском языках) и текст тезисов доклада (на английском языке; в виде исключения принимаются тезисы на русском языке с резюме на английском языке, размер резюме не менее 20 % текста). Срок представления названия доклада до 15 марта 2003 года, тезисов доклада до 1 мая 2003 года.

Председатель оргкомитета,
академик РАН

Н.П. Лаверов

Всемирная конференция по изменению климата
Москва, Россия, 29 сентября – 3 октября 2003 г.

Вы можете представить устные и стендовые доклады об исследованиях, соответствующих тематике конференции. Для этого Вы должны подать в Организационный комитет заполненную форму заявки. Заявка должна быть напечатана на английском и/или русском языке и содержать аннотацию доклада (1/2 страницы), фамилии авторов и другие указанные в форме сведения. Аннотации должны быть напечатаны шрифтом Times New Roman (Cyr) 12-ого размера в поле, предусмотренном в форме заявки. Рисунки, графики, таблицы и список литературы на этом этапе не представляются. Заявки на пленарные, секционные и стендовые доклады должны быть получены Организационным комитетом не позднее 25 марта 2003 г. Информация о конференции доступна на веб-сайте https://www.wccc2003.org/info.html .

Инструкции для авторов

Журнал публикует результаты исследований в области автоматизации сбора, обработки, хранения и обмена информацией о состоянии морской природной среды. Основными направлениями являются:

Проектирование единой системы информации об обстановке в Мировом океане (ЕСИМО);

Создание баз данных о состоянии морской природной среды;

Разработка и использование программных средств;

Создание единого информационного пространства.

Статьи, предназначенные для опубликования в журнале, должны содержать новые результаты, не опубликованные ранее и не предназначенные для одновременной публикации в других журналах. Объем статьи не должен превышать 1/2 печатного листа (что эквивалентно 12 страницам текста с плотностью 1800 знаков/стр), число иллюстраций не должно превышать 5. Текст подготавливается на русском языке. Помимо текста, в отдельном файле должны быть представлены на русском языке: название статьи, фамилии и инициалы авторов, аннотация длиной до 10 строк.

Текст должен быть подготовлен в электронной форме с использованием редактора Word for Windows.

В журнале принято, что рецензент сообщает редколлегии только свое мнение о целесообразности или нецелесообразности публикации, редактирование статей не производится.

Автор полностью отвечает за содержание и язык статьи, а также возможность ее публикации в открытой печати с точки зрения защиты государственных или коммерческих секретов.

 

Уважаемые коллеги!

Присылайте, пожалуйста, материалы, касающиеся автоматизации сбора, обработки информации об обстановке в Мировом океане для помещения в новости ЕСИМО.

Электронное периодическое издание “Новости ЕСИМО”, свидетельство о регистрации
Эл.№77-2093 от 17 ноября 1999 г., выданное Министерством РФ по делам печати, телерадиовещания и средств массовых коммуникаций

Научный редактор: д-р техн. наук., зав. лаб. ЦОД ВНИИГМИ-МЦД Евгений Вязилов

Тел. (08439) 74676, Факс: (095) 255-22-25 (для Вязилова), E-mail: vjaz@meteo.ru. https://www.oceanInfo.ru/newsl Адрес: 249020, г. Обнинск, ул. Королева 6