vestnik Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества Ecological Bulletin of Research Centers of the Black Sea Economic Cooperation 1729-5459 Кубанский государственный университет RU 910 10.31429/vestnik-17-2-29-35 Научная статья Original article Механика Mechanics Использование ГИС-технологий и цифровой модели рельефа для исследования процессов в геологических структурах региона The application of GIS technologies and a digital elevation model in the study of the regional geological structure processes Гладской И.Б. Гладской Игорь Борисович Gladskoy Igor B. i.glad@list.ru

канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры математического моделирования Кубанского государственного университета, директор Центра информационной безопасности Кубанского государственного университета

 Павлова А.В. Павлова Алла Владимировна Pavlova Alla V. pavlova@math.kubsu.ru

д-р физ.-мат. наук, профессор кафедры математического моделирования Кубанского государственного университета

 Телятников И.С. Телятников Илья Сергеевич Telyatnikov Ilya S. ilux_t@list.ru

канд. физ.-мат. наук, научный сотрудник лаборатории математики и механики Южного научного центра РАН

 Кубанский государственный университет, КраснодарKuban State University, Krasnodar Южный научный центр РАН, Ростов-на-ДонуSouthern Scientific Center, Russian Academy of Science, Rostov-on-Don 27 06 2020 17 2 29 35 28 05 2020 30 05 2020 27 06 2020 Copyright (c) 2020 Гладской И.Б., Павлова А.В., Телятников И.С. 2020 Гладской И.Б., Павлова А.В., Телятников И.С. Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

To study wave and deformation processes in lithospheric structures as complex deformable objects as well as seismic monitoring of the region, we have proposed the use of the Krasnodar region Digital elevation model (DEM). As a tool for visualization, analysis and elevation models transformation through special type surface approximation to a view that allows further use of calculation modules, a prototype software application has been developed. When modeling mountain massifs with a block structure, we also provided built-in modules for changing the accuracy of digital model thus allowing to reduce the amount of data.

As a result of further developments, it is planned to turn the GIS into a general interface which will allow us to work with both existing and new software tools for calculation and evaluation of the characteristics of the geological structures stress-strain state using various approaches, an interface for interacting with seismic monitoring systems allowing to effectively solve analysis and spatial data visualization problems, as well as to create cartographic materials. On their basis, in the future, we'll also be able to conduct the evaluation of landslide situations in crossed areas. Using the built-in tools when working with attributive and graphical information, it will be possible to integrate simulation results and location data with maps.

Для исследования волновых и деформационных процессов в литосферных структурах как сложных деформируемых объектах и сейсмического мониторинга региона предлагается использовать цифровую модель рельефа территории Краснодарского края. В качестве инструмента для визуализации, анализа и преобразования моделей рельефа посредством аппроксимации поверхностями специального типа к виду, допускающему дальнейшее использование расчетных модулей, разработан прототип программного приложения. В результате дальнейших разработок планируется превратить ГИС в общий интерфейс для совместной работы как с имеющимися, так и с новыми программными средствами расчета и оценки характеристик напряженно-деформированного состояния геологических структур с использованием различных подходов, интерфейсом взаимодействия с системами сейсмического мониторинга.

 ГИС цифровая модель рельефа сейсмический и экологический мониторинг GIS digital elevation model seismic and environmental monitoring Отдельные фрагменты работы выполнены в рамках ГЗ ЮНЦ РАН (проект №01201354241) и при частичной поддержке РФФИ и Администрации Краснодарского края (проект 19-41-230005). Садовский М.А., Болховитинов Л.Г., Писаренко В.Ф. Деформирование геофизической среды и сейсмический процесс. М.: Наука, 1987. 104 с. . Nauka, Moscow, 1987. (In Russian)] Иванов С.Н., Иванов К.С. Реологическая модель строения земной коры (модель третьего поколения) // Литосфера. 2018. Т. 18. № 4. С. 500–519. . Litosfera , 2018, vol. 18, no. 4, pp. 500–519. (In Russian)] Собисевич Л.Е., Собисевич А.Л. Волновые процессы и резонансы в геофизике. М.: ОИФЗ РАН, 2001. 299 c. . OIFZ RAN, Moscow, 2001. (In Russian)] Трофименко С.В. Отражение блоковой модели земной коры в структуре и динамике инициированной сейсмичности // В сб.: Тектонофизика и актуальные вопросы наук о Земле материалы докладов конференции: в 2 томах. Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 2012. С. 411–414. . In: Tektonofizika i aktual'nye voprosy nauk o Zemle materialy dokladov konferentsii . Institut fiziki Zemli im. O.Yu. Shmidta RAN, 2012, pp. 411–414. (In Russian)] Собисевич А.Л. Гравитомагнетизм. Результаты обсерваторских наблюдений // ДАН. 2018. Т. 480, № 5. С. 1–5. . Doklady Akademii nauk , 2018, vol. 480, no. 5, pp. 1–5. (In Russian)] Longley P.A., Goodchild M.F., Maguire D.J., Rhind D.W. Geographic Information Systems and Science. New York: John Wiley & Sons, 1999. 432 p. Keller R., Baru Ch. Geoinformatics: Cyberinfrastructure for the Solid Earth Sciences. Cambridge: University Press, 2011. 374 p. Кошкарев А.В. Эффективное управление пространственными метаданными и геосервисами в инфраструктурах пространственных данных // Пространственные данные. 2008. № 1. С. 28–35. . Prostranstvennye dannye , 2008, no. 1, pp. 28–35. (In Russian)] Панин А.В., Гельман Р.Н. Опыт применения GPS-технологии для построения крупномасштабных цифровых моделей рельефа // Геодезия и картография. 1997. № 10. С. 22–27. . Geodeziya i kartografiya , 1997, no. 10, pp. 22–27. (In Russian)] Долгова М.П. Методика обоснования модели рельефа для решения прикладных задач // Информация и космос. 2010. № 2. С. 39–49. . Informatsiya i kosmos , 2010, no. 2, pp. 39–49. (In Russian)] Гладской И.Б., Павлова А.В., Рубцов С.Е. К моделированию распространения природных пожаров с использованием ГИС-технологий // Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества. 2019. № 4. С. 13–21. . Ekologicheskiy vestnik nauchnykh tsentrov Chernomorskogo ekonomicheskogo sotrudnichestva , 2019, no. 4, pp. 13–21. (In Russian)] Бабешко В.А., Евдокимова О.В., Рядчиков И.В., Лозовой В.В., Колесников М.Н., Телятников И.С., Грищенко Д.В., Шишкин А.А., Уафа С.Б., Власова М.С., Смирнова М.В. Развитие новых наукоемких методов мониторинга и прогноза состояния территорий в сейсмоопасных и оползнеопасных зонах // Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества. 2013. № 3. С. 8–14. . Ekologicheskiy vestnik nauchnykh tsentrov Chernomorskogo ekonomicheskogo sotrudnichestva , 2013, no. 3, pp. 8–14. (In Russian)] Стогний Г.А., Стогний В.В. Тектонические условия сейсмичности Северо-Западного сегмента и южного склона центрального сегмента Большого Кавказа // В сб.: Глубинное строение, минералогия, современная геодинамика и сейсмичность Европейской платформы и сопредельных регионов. Воронеж: Научная книга, 2016. С. 383–387. . In: Glubinnoe stroenie, mineralogiya, sovremennaya geodinamika i seysmichnost' Evropeyskoy platformy i sopredel'nykh regionov . Nauchnaya kniga, Voronezh, 2016, pp. 383–387. (In Russian)] Собисевич А.Л., Собиевич Л.Е., Канониди К.Х., Лиходеев Д.В. О гравимагнитных возмущениях, предваряющих сейсмические события // ДАН. 2017. Т. 475, № 4. С. 444–447. . Doklady Akademii nauk , 2017, vol. 475, no. 4, pp. 444–447. (In Russian)]