Географические информационные системы

 

Географические информационные системы (ГИС) получили широкое распространение с развитием компьютерных технологий. В целом ГИС — это информационная система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, доступ, отображение и распространение пространственно координированных данных. Проблемная ориентация ГИС определяется решаемыми в ней задачами (научными и прикладными). Среди них инвентаризация ресурсов, анализ, оценка, мониторинг, управление и планирование, поддержка принятия решений.

При использовании ГИС значительно возрастают возможности обработки больших массивов информации, что необходимо при комплексном системном подходе к реализации проблем безопасности жизнедеятельности (БЖД). Важной составляющей ГИС является возможность статистического анализа и моделирования различных процессов, что необходимо при проведении оценки состояния БЖД в том или ином регионе.

Однако применение ГИС часто ограничивается электронной картографией, т.е. цифрованием готовых бумажных авторских оригиналов. Зачастую отсутствует интеграция (оверлей) с помощью ГИС различных источников пространственной информации для создания новых карт. Слабо используются инструменты моделирования. В большинстве организаций, занятых экологическим сопровождением проектов, даже при использовании ГИС их возможности реализуются на 30-40%. Это во многом связано с отсутствием в этих организациях специалистов-природоведов (ландшафтоведов, почвоведов, геологов, лесоведов, ботаников) и работой с ГИС специалистов физико-математических наук или геодезистов. Наряду с этим современные программные средства ГИС развиваются по пути упрощения пользовательского интерфейса и ориентированы в основном на специалистов природоведов, не требуя глубоких знаний программирования. Поэтому необходимо более широкое и полное использование ГИС для решения самых различных задач БЖД.

В настоящее время существует большое количество ГИС. Критериями выбора конкретной ГИС могут служить многофункциональность, удобство интерфейса, интегрируемость, доступность стоимости.

По территориальному охвату ГИС можно отнести к региональным и локальным, или местным,а также глобальным. Обычно они охватывают территорию площадью от 50 до 2000 км² и создаются в масштабе от 1:25000 и крупнее до 1:200000.

Для построения любой ГИС можно выделить следующие этапы получения и обработки данных: сбор первичных данных, ввод и хранение данных, анализ данных, анализ сценариев и принятие решений.

Сбор первичных данных заключается в их подборе из имеющейся информации. Исходя из структуры и функционирования проектируемого хозяйственного объекта и общих физико-географических и социально-экономических характеристик территории, выделяются основные факторы их взаимного влияния. На основе выделения этих общих факторов проводится подбор необходимой информации для создания ГИС. На этом этапе оценивается полнота имеющейся информации, ее актуальность, возможность применения в рамках ГИС.

Ввод и хранение данных в целом сводится к преобразованию бумажных картографических носителей в цифровой формат (векторизация), преобразованию аэро- и космических снимков на бумажных носителях в цифровой формат (сканирование), структуризацией и приведением к единому стандарту данных полевых обследований и литературной, фондовой и архивной информации в единую базу данных с пространственной привязкой. Вся пространственная информация приводится к единой картографической проекции. В случае создания ГИС для целей ОВОС и БЖД предпочтительными являются проекции Гаусса—Крюгера или UTM в узкой зоне.

Анализ данных включает поиск и выборку данных, статистический анализ, моделирование, автоматизированное создание карт, экспертное оценивание.

Анализ сценариев и принятие решений включает рассмотрение различных вариантов размещения хозяйственных объектов с учетом экономической и экологической составляющих, рассмотрение возможных сценариев аварийных ситуаций.

Основные источники информации для ГИС:

- картографическая информация на основе имеющихся топографических и тематических карт;

- дистанционная аэро- и космическая информация (ДДЗ);

- информация полевых обследований с инструментальной пространственной привязкой;

- литературная, фондовая и архивная информация;

- информация по проектной документации.

Исходная картографическая информациядолжна отражать современное состояние окружающей среды и включать топографические карты, карты природных компонентов, ландшафтов и хозяйственного использования. Топографические карты являются наиболее доступными для использования. Из них может быть получена информация о рельефе, гидрографии, населенных пунктах, транспортной сети и других хозяйственных объектах территории. Однако при этом следует учитывать, что топокарты отражают информацию 20-летней и более давности и требуют уточнения.

Информация о рельефе территории (горизонтали, высотные отметки, урезы воды) используется для построения цифровых моделей рельефа (ЦМР). ЦМР — основа для построения различных производных карт (углов наклона, горизонтальных и вертикальных кривизн, экспозиций, бассейнов и др.) и используется при имитационном моделировании процессов и создании ландшафтной карты (при ее отсутствии). Построение ЦМР производится по оцифрованным с топокарты данным о рельефе территории в векторном формате с образованием регулярной матрицы высот (растра) и (или) нерегулярной треугольной сети (TIN) в векторном формате. На основе растра высот и производных характеристик возможно осуществление автоматической классификации рельефа на типологические поверхности со сходными параметрами высот, углов наклона, кривизн и др.

При классификации рельефа могут использоваться различные алгоритмы. Выбор оптимальной классификации проводится статистическими методами. При этом предпочтительней выбор классификации с отсутствием искажений рельефа, возникающих при построении его растра. Результаты классификации используются для составления ландшафтной карты. На основе анализа растра рельефа и ДДЗ возможно выделение линиментных структур как зон потенциального риска для хозяйственного использования, а также экологических коридоров и узлов как территорий, требующих повышенной охраны иимеющих повышенный природоохранный статус. Также на основе информации о рельефе возможен расчет различных индексов (разнообразия, фрагментации и др.), позволяющих оценить ценность территорий с экологической точки зрения. Для составления карт эрозионной опасности, геохимических миграций, трехмерных моделей рельефа и другихмоделей используется векторное представление рельефа в виде треугольной сети.

При использовании информации о рельефе территории следует учитывать, что для равнинных территорий с малыми уклонами масштаб исходной топокарты должен быть примерно в два раза крупнее, чем получаемые карты в процессе построения растра рельефа и его производных. Это связано с недостаточным количеством информации о рельефе территории для поверхностей с малыми уклонами и возникающими в результате ошибками аппроксимации.

С топографических карт помимо информации о рельефе извлекаются сведения о населенных пунктах и транспортной сети. Информация о населенных пунктах необходима для учета риска воздействия на них планируемого объекта и оценки степени риска для населения при возникновении аварийных ситуаций. Информация о транспортной сети используется при оценке доступности проектируемого объекта и оценке необходимости создания новых транспортных путей. Информация о населенных пунктах и особенно транспортной сети перед использованием требует уточнения с использованием дистанционной информации и полевых обследований.

Тематические карты, используемые при создании ГИС, обычно включают геологическую карту, почвенную карту, карту растительности (карты лесной инвентаризации). Наряду с ними, в зависимости от характера территории и проектируемого объекта, могут привлекаться геокриологические карты, мезоклиматические карты, карты земельных ресурсов, геоморфологические карты и др. Для использования информации этих карт при анализе в среде ГИС необходим перевод их в векторный формат представления данных.

Легенды тематических карт формализуются для введения их в общую базу данных. Однако применение большинства тематических карт ограничено их масштабом, который редко бывает крупнее 1:200000. В результате содержащаяся в них информация используется более на качественном уровне при составлении ландшафтной карты для выделения ранга сложных урочищ и местностей. Карты лесной инвентаризации обычно имеют масштаб 1:25000— 1:50000, но их применение ограничено зачастую низким качеством составления. Карта земельных ресурсов (земельный кадастр) используется для представления существующего на момент проектирования землепользования и учета при проектировании площадей с особым статусом охраны.

Очень важным источником информации для ГИС являются данные дистанционного зондирования (ДДЗ): аэроснимки и космические снимки высокого разрешения. ДДЗ используются при составлении карт растительности, наземного покрова, ландшафтных карт, а также при уточнении и обновлении информации, содержащейся на топографических и тематических картах. На основе многоканальных ДДЗ проводится расчет индексов, отражающих различные характеристики структуры наземного покрова (EV1, NDVI, Fragmentation Index, индекс разнообразия и др.). По ДДЗ дешифрируются и линиментные структуры, учет которых как зон потенциального риска хозяйственного использования важен при проведении ОВОС.

Данные многомаршрутной аэрофотосъемки (АФС) содержат материалы масштабов 1:10000 - 1:15000. Таким образом, это один из самых крупномасштабных источников информации. Однако их применение ограничено панхроматическим характером изображения, большим количеством снимков, каждый из которых требует географической привязки, геометрической и оптической коррекции. Поэтому использование АФС обычно ограничивается небольшими участками, на которых прогнозируется максимальное воздействие проектируемого объекта и для которых необходима наиболее крупномасштабная информация.

Космические снимкивысокого разрешения, в отличие от АФС, имеют большой пространственный охват (от 100 ∙ 100 км² и более), геометрическую и оптическую коррекцию, географическую привязку, наличие нескольких каналов съемки. Все это делает использование космических снимков предпочтительным перед использованием АФС. В настоящее время космическая съемка высокого разрешения проводится несколькими съемочными системами.

При выборе снимков между различными съемочными системами следует учитывать не только их разрешение и количество каналов, но и число снимков на одну и ту же территорию. Большое число снимков позволяет провести их выбор с наименьшей облачностью для нужного сезона года, а при необходимости и за разные сезоны. Также возможно проводить исследование динамики наземного покрова при сравнении снимков за разные годы. В целом для большинства территорий наиболее информативными являются весенние (апрель-май) и осенние (сентябрь—октябрь) снимки. Наибольшее число снимков в свободном доступе с большим количеством спектральных каналов съемки предоставляют спутники Landsat и SPOT.

Основное применение ДДЗ в рамках ОВОС — составление на их основе среднемасштабных (1:50000—1:200000) карт наземного покрова, растительности, ландшафтов и др., которые отражают современное состояние территории и используются для составления производных оценочных карт.

Для составления этих карт ДДЗ классифицируются. Алгоритмы классификаций реализованы во многих статистических (Statistica, SPSS, SYSTAT, NCSS и др.) и ГИС программных пакетах (Arclnfo, Erdaslmagine, Idrisi и др.). Использование различных алгоритмов классификации дает значительно различающиеся результаты. Поэтому выбор оптимальной классификации должен осуществляется как на базе количественных статистических, так и экспертных качественных показателей. В результате процедуры классификации выделяются типы изображения со сходной яркостью и структурой. При исходном разрешении космических снимков 20-30 м могут быть получены типы изображения, соответствующие рангу урочищ (1:50000 - 1:100000). Далее полученные типы изображения сопоставляются с данными, полученными с тематических карт (геологической, геоморфологической, почвенной, лесной инвентаризации, землепользования) и в процессе полевых обследований. Сопоставление данных с типами изображения проводится средствами статистического анализа, реализованного во многих ГИС пакетах, или с помощью специализированных статистических программных пакетов.

Таким образом, на основе яркостных и структурных характеристик и с привлечением информации об отдельных природных компонентах и полевых данных проводится насыщение полученных при классификации типов изображения смысловым (семантическим) содержанием. Эта информация используется как при составлении ландшафтной карты, так и для составления ряда компонентных карт. В результате могут быть получены карты растительности (на уровне формаций), карты типов наземного покрова (land cover map), карты антропогенной трансформации наземного покрова и др.

Составление ландшафтной карты в среде ГИС проводится на основе объединения информации, полученной при классификации рельефа и ДДЗ. Это объединение может проводиться как на основе наложения (overlay) классификаций рельефа и ДДЗ, так и при помощи совместной классификации этих источников информации. В результате создается карта, содержащая типологические контуры, имеющие характеристики рельефа и природных компонентов, однородные для каждого из выделяемых типов. Привлечение информации о генезисе территории, которая может быть получена с геоморфологических карт, из материалов полевых обследований и литературных источников, позволяет как конечный продукт получить типолого-генетическую ландшафтную карту. На основе полученной ландшафтной карты с привлечением других материалов проводится построение оценочных карт, используемых при проектировании размещения конкретных объектов. В итоге создается карта проектируемых объектов, карта прогнозируемого ущерба природным ресурсам, проектируется сеть мониторинга [36,37,81].

 

Информационные технологии

 

Информационные технологии – это такие технологии, которые в качестве входного ресурса имеют информацию, которая одновременно является и результатом (выходным ресурсом). Таким образом, информационные технологии представляют собой способы обработки, хранения, использования и передачи информации.

В последние годы на основе компьютерных информационных технологий происходят изменения способов сбора и хранения информации, методов ее обработки и представления.

Измерительные информационные системы предназначены для непосредственного сбора, хранения, предварительной обработки, передачи и представления информации.

Обрабатывающие информационные системы используя первичную информацию, а также новые информационные технологии, осуществляют ее всестороннюю компьютерную обработку.

Для решения больших ресурсоемких задач могут использоваться новые ГРИД-технологии. Концепция ГРИД (от англ. – сетка, решетка) подразумевает создание глобальной компьютерной инфраструктуры, обеспечивающей интеграцию географически распределенных информационных и вычислительных ресурсов.

В информационных технологиях также используется компьютерное моделирование, которое все больше применяется при решении проблем обеспечения безопасности жизнедеятельности.

Оценка допустимого воздействия часто связывается с вычислительным экспериментом, в ходе которого могут быть разработаны и методы повышения устойчивости к воздействию или уменьшения воздействия до допустимого уровня. Достаточно часто вычислительный эксперимент реализуется на основе использования имитационных моделей, данных мониторинга, ГИС-технологий и т.п.

Мониторинг – это система регулярных длительных наблюдений в пространстве и времени, дающая информацию о состоянии окружающей среды с целью оценки прошлого, настоящего и прогноза в будущем параметров окружающей среды, имеющих значение для человека.

В процессе мониторинга, как правило, решаются две проблемы:

1) обеспечение оценки состояния окружающей среды;

2) формирование информации для проведения (в случае необходимости) корректирующих воздействий.

Мониторинг относится к информационным методам управления, ему отводится важная роль в решении проблем охраны окружающей среды, управления природопользованием и обеспечения устойчивого развития общества.

Значительное место в информационных технологиях занимают географические информационные системы (ГИС), экспертные системы и ситуационные центры.

ГИС-технологии объединяют такие традиционные операции разного типа, как запрос и статистический анализ результатов исследований, включая элементы многомерной статистики с преимуществами полноценного пространственного анализа, расчета площадей и периметров и т.п.

ГИС-технологии могут быть объединены с другой мощной системой получения и представления информации – данными дистанционного зондирования земли (ДЗЗ) из космоса, с самолетов и любых других летательных аппаратов.

Другое важное направление развития ГИС – совместное и широкое использование данных высокоточного глобального позиционирования того или иного объекта в воздухе, на воде и на суше, полученных с помощью американских систем GPS или аналогичных отечественных – ГЛОНАСС. Данные системы предназначены для глобальной оперативной навигации движущихся объектов и уже сейчас широко используются в мореплавании, воздухоплавании, геодезии, военном деле и других отраслях человеческой деятельности. В сочетании с ГИС и ДЗЗ системы GPS (ГЛОНАСС) образуют мощную триаду высокоточной, актуальной, постоянно обновляемой, объективной и плотно насыщенной территориальной информации. Еще одно направление развития ГИС связано с совершенствованием системы коммуникаций, в первую очередь глобальной сети Интернет, и массовым использованием информационных ресурсов.

Объединение возможностей ГИС-ДЗЗ- GPS-Интернет составит мощнейший комплекс анализа пространственной информации, новых технологий, каналов связи и представляемых услуг, которые будут реализовываться как в глобальные ГИС, обладающие различными уникальными возможностями, так и в отдельные, специализированные ГИС различного типа и класса.

Одним из направлений реализации результатов, достигнутых в процессе разработки проблематики искусственного интеллекта, является их применение в компьютерных экспертных системах. Под экспертной системой понимают компьютерную систему, в которой представлены опыт экспертов в виде знаний в такой форме, которая позволяет системе давать советы или принимать решения в определенной сфере деятельности.

Экспертная система содержит следующие основные блоки:

- диалоговый интерфейс;

- модуль приобретения знаний;

- модуль логического вывода;

- модуль объяснений;

- базу знаний;

- базу данных.

Экспертные системы часто применяются совместно с ситуационными центрами (СЦ). СЦ является автоматизированной информационной системой, предназначенной для обеспечения современными технологиями, программными и техническими средствами обработки и отображения информации коллективных действий группы лиц по решению проблем в масштабе времени.

Ситуационный центр предназначается для выполнения следующих функций:

1) поддержание своими ресурсами и средствами разнообразных активных форм принятия решений;

2) поддержание своими ресурсами и средствами информационно-аналитических работ;

3) обучение своего персонала использованию современных информационных, аналитических и технологических средств;

4) проведение деловых игр по заявке органов государственной власти и местного самоуправления и других структур по проблемам, требующим применение интеллектуальных информационных технологий;

5) стендовая отработка интеллектуальных информационных технологий и создание прототипов рабочих технологий для органов власти различного уровня.

Анализируя вышеизложенное, можно отметить, что при разработке информационных технологий по проблемам безопасности жизнедеятельности, целесообразно использование ГРИД и ГИС-технологий, мониторинга и моделирования, экспертных систем и ситуационных центров [19,34,38,44,62].

 

Интернет и БЖД

Интернет сегодня представляет собой всемирную сеть, состоящую из большого количества более мелких сетей разного масштаба. К их числу можно отнести и крупные региональные сети, охватывающие целые страны (например, российский сегмент принято называть «Рунетом»), и крохотные локальные сети отдельных предприятий и организаций, каждая из которых интегрирована в Интернет. Таким образом, отдельные сети в составе Интернет относительно независимы и могут развиваться по своим собственным законам и правилам, оставаясь в то же время частью единой структуры. Сети, в свою очередь, состоят из большого числа постоянно подключенных компьютеров (хостов), каждый из которых снабжен собственным цифровым адресом.

У Интернет имеется определенная структура. Самый нижний и самый массивный уровень – это простые пользователи, подключенные к сети через низкоскоростной телефонный канал.

Немного выше простых пользователей расположены пользователи, связанные с Интернет уже не телефонным, а волоконно-оптическим кабелем разной пропускной способности (как правило до 128-256 кбит/с). Эти компьютеры могут функционировать в качестве полноценных узлов Интернет, именно на них могут размещаться сайты всемирной паутины (WWW), файловые архивы FTP и прочная «начинка» сети.

Еще выше расположены провайдеры-держатели еще более мощных и скоростных каналов связи, которые не только пользуются ими сами, но и представляют возможность подключения к сети конечным пользователям и другим провайдерам классом пониже. Таким образом, в эту группу попадают и небольшие провайдерские фирмы, обслуживающие сотню-другую пользователей, и такие гиганты, как провайдерские концерны «Россия Онлайн» или «МТУ-Интел». И часто случается так, что конечный пользователь уровнем ниже (например, «Газпром»), имеет в своем распоряжении канал в десятки раз более скоростной, чем теоретически находящийся на более высоком уровне провайдер.

Если компьютер подключен к Интернету, то скорее всего на нем установлена одна из двух программ – Internet Explorer или Netscape Navigator.

Работа с Интернет состоит из каждодневного общения с десятком отдельных сервисов Сети.

WWW – World Wide Web, Всемирная Паутина. Именно с этим самым молодым сервисом Интернет мы сталкиваемся, когда заходим на странички или сайт какой-либо организации. WWW – это система «страниц», содержащих текст, графику, а иногда звуковые файлы и видеоизображения. Построены «странички» по системе гипертекста, то есть каждый их элемент может быть связан с другой страничкой, порой находящейся на другом конце света.

FTP – второй из сервисов и протоколов Интернет. Серверы FTP, в отличие от WWW – это файловые архивы на удаленном компьютере.

Е – Mail – электронная почта. Для работы с этим сервисом необходима почтовая программа, например, встроенный в Windows пакет Outlook Express.

Возможности Интернет очень большие и постоянно расширяются.

Интернет – это самый массовый и оперативный источник информации, в том числе и в области безопасности жизнедеятельности.

Интернет - крупнейший в мире источник развлечений.

Также Интернет – самое прогрессивное средство общения и коммуникации. Ежедневно пользователи Сети отправляют друг другу сотни миллионов электронных посланий, большое число людей пользуются услугами Интернет-телефонии и видеоконференций.

Все более популярной становится электронная торговля, позволяющая пользователю совершать покупки практически любого товара в любой точке планеты.

Интернет- это хороший инструмент для рекламы. Сеть дает любому человеку возможность оповестить многомиллионную аудиторию о предлагаемых им услугах или продукции. Интернет уравнивает частных лиц, фирмы средней руки и крупные корпорации: у всех есть одинаковые возможности для рекламы.

С помощью Интернет можно заявить на весь мир о неблагоприятной обстановке в вашем городе или районе, предупредить о чрезвычайной ситуации.

Интернет – это идеальная среда для получения новых файлов и программ. Через сеть можно получить новые драйверы для устройств, входящих в состав компьютера, исправления и дополнения для используемых программ, а иногда их новые версии.

Используя Интернет можно получить интересующую информацию практически из любой страны.

Географическая доменная зона (домен первого уровня) выделяется каждому государству, подключенному через посредство своих компьютеров к Сети. Обозначается она, как правило, двумя буквами.

ch - Китай;

fr – Франция;

Jge - Германия;

Јp – Япония;

ru - Россия;

tw - Тайвань;

ua -Украина;

uk - Великобритания

 

«Тематическая» доменная зона, в отличие от географической, не привязана к какому-либо определенному региону. Она может объединять компьютеры, физически находящиеся не только в разных странах, но и на разных континентах! Здесь компьютеры группируются уже по типу учреждений, которые ими владеют. А доменный индекс обозначается уже тремя и более буквами:

gov – правительственное учреждение;

com – коммерческая организация;

net – организация, имеющая отношение к сетевым услугам;

mil – военное учреждение;

int – международное учреждение;

edu – образовательное учреждение;

shop – сетевой магазин;

pro – домен для профессиональных учреждений;

museum – музей;

coop – объединение, корпорация;

biz – бизнес-проект;

i nfo – ресурс информационной направленности;

aero – организация, относящаяся к авиаиндустрии;

name – персональная страничка.

 

Далеко не все домены одинаково популярны в мире. Большая часть компьютеров, подключенных к Интернет относится к двум «смысловым» доменам – com и net.

Различные сервисы можно также найти по порталам. Порталами стали называть мощные информационные системы, объединяющие, не только несколько (порой несколько десятков) отдельных сайтов, но и максимально возможное количество различных сервисов; например, поисковая система; каталог страниц Интернет; служба новостей; система электронной почты; электронная энциклопедия; электронный магазин; доска объявлений или форум и др.

По проблемам безопасности жизнедеятельности Интернет в основном используется для электронной почты, дистанционного обучения, обеспечения справочными материалами, проведения конференций [19,34,38,44,62].

 

 

 

Компьютерные технологии

Под компьютерными технологиями понимают совокупность технических средств, программного обеспечения и операций, предназначенных для получения готового электронного подукта. Также как и машиностроении компьютерная технология может быть простой (чертеж детали) и сложной, например, технология изготовления автомобиля. В зависимости от сложности компьютерной технологии используют одну, несколько или пакет прикладных программ. Так для технологии основанной на использовании баз данных применяют редакторы Access (Microsoft office), Oracle, SQLServer, MySQL, LotusDBASE (DBASE III, IV, FoxPro, Paradox), Clipper.

Эти технологии позволяют работать с базами данных по разнообразным аспектам безопасности жизнедеятельности от элементарных справочных данных до информационных систем.

Для выполнения математических расчетов в настоящее время применяется редактор Mathcad. Mathcad является математическим редактором, позволяющим проводить разнообразные научные и инженерные расчеты, начиная от элементарной арифметики и заканчивая сложными реализациями численных методов. Пользователи Mathcad — это студенты, ученые, инженеры, разнообразные технические специалисты. Благодаря простоте применения, наглядности математических действий, обширной библиотеке встроенных функций и численных методов, возможности символьных вычислений, а также превосходному аппарату представления результатов (графики самых разных типов, мощных средств подготовки печатных документов и Web-страниц), Mathcad стал наиболее популярным математическим приложением. Mathcad 11, в отличие от большинства других современных математических приложений, построен в соответствии с принципом WYSIWYG ("What You See Is What You Get" — "что Вы видите, то и получите"). Поэтому он очень прост в использовании, в частности, из-за отсутствия необходимости сначала писать программу, реализующую те или иные математические расчеты, а потом запускать ее на исполнение. Вместо этого достаточно просто вводить математические выражения с помощью встроенного редактора формул, причем в виде, максимально приближенном к общепринятому, и тут же получать результат Кроме того, можно изготовить на принтере печатную копию документа или создать страницу в Интернете именно в том виде, который этот документ имеет на экране компьютера при работе с Mathcad. Создатели Mathcad сделали все возможное, чтобы пользователь, не обладающий специальными знаниями в программировании (а таких большинство среди ученых и инженеров), мог в полной мере приобщиться к достижениям современной вычислительной науки и компьютерных технологий. Для эффективной работы с редактором Mathcad достаточно базовых навыков пользователя. С другой стороны, профессиональные программисты могут извлечь из Mathcad намного больше, создавая различные программные решения, существенно расширяющие возможности, непосредственно заложенные в Mathcad.

Другой популярный редактор, который используется в деловых кругах- это Microsoft Excel.

Прямоугольные таблицы широко используются для упорядоченного хранения данных и наглядного представления чисел или текстовой информации во многих отраслях нашей профессиональной деятельности. В таблице может быть отображена как исходная (первичная) информация, так и результаты выполнения арифметических, логических или иных операций над исходными данными. До появления компьютеров таблицы создавались на бумаге в виде разграфленных листов или картотеки.

Компьютеры облегчили не только отображение данных, но и их обработку. Программы, используемые для этой цели, получили название табличных процессоров или электронных таблиц. Электронная таблица, как и разграфленная на бумаге, разделена на столбцы и строки, в ячейки которых записана различного рода информация: тексты, числа, формулы и т.д.

В настоящее время на рынке известно большое количество программ, обеспечивающих хранение и обработку табличных данных: Microsoft Excel, Lotus l-2-З, Quattro Pro и другие. Электронные таблицы различаются, в основном, набором выполняемых функций и удобством интерфейса. Более 90% пользователей персональных компьютеров работают с Microsoft Excel.

Microsoft Excel применяется при решении планово-экономических, финансовых, технико-экономических и инженерных задач, при выполнении бухгалтерского и банковского учета, для статистической обработке информации, для анализа данных и прогнозирования проектов, при заполнении налоговых деклараций.
Электронные таблицы Excel позволяют обрабатывать статистическую информацию и представлять данные в виде графиков и диаграмм. Их можно использовать и в повседневной жизни для учета и анализа расходования денежных средств: при ежедневной покупке продуктов и хозяйственных товаров, при оплате счетов и т.д.

Электронная таблица имеет вид прямоугольной матрицы, разделенной на столбцы и строки. В ней могут храниться различные данные: тексты, числа, даты, результаты выполнения арифметических, логических или других операций над исходной информацией. Возможность быстрого пересчета данных при поступлении новой информации, расчета нескольких вариантов исходных данных облегчает моделирование различных ситуаций и выбор оптимального варианта. Электронные таблицы можно легко вставить в документ, составленный в текстовом процессоре Word или другом приложении Microsoft Office. Тесная интеграция приложений, входящих в пакет, позволяет повысить эффективность работы пользователя, создавать профессионально оформленные документы и использовать возможности локальной и глобальной информационной сети (World Wide Web) для коллективной работы и публикации данных.

Среди достаточно распространенных пакетов иллюстрированной графики для Windows следует отметить векторный пакет Corel DRAW корпорации Corel Corp, ставший уже классической программой векторного рисования. Пакет предназначен не только для рисования, но и для подготовки графиков и редактирования растровых изображений. Пакет имеет отличные средства управления файлами и возможность показа слайд-фильмов на дисплее компьютера, позволяет рисовать и работать со слоями изображений, поддерживает спецэффекты в том числе трехмерные и имеет гибкие возможности для работы с текстами.

С целью проектирования устройств обеспечения безопасности, разработки пожарного и спасательного оборудования целесообразно использовать систему автоматизированного проектирования (САПР). Одним из наиболее популяпных редакторов для САПР в настоящее время является «Компас» и AutoCAD.

Для разработки программ, используемых в самых различных компьютерных технологиях лучше использовать языки высокого уровня: C++, Visual C++, Delphi, Visual Basic и др.

Все указанные выше редакторы используются в настоящее время для подготовки компьютерных технологий по безопасности жизнедеятельности.

В перспективе компьютерные технологии можно применять для управления оборудованием, например пожарным, составления ситуационных планов оперативных действий при чрезвычайных ситуациях [66,68,95].

 

Мультимедийные технологии

 

Мультимедиа – это представление объектов и процессов не традиционным текстовым описанием, но с помощью фото, видео, графики, анимации, звука, т.е. во всех известных сегодня формах (multi – много, media – способы, средства). Здесь мы имеет два основных преимущества - качественное и количественное.

Качественно новые возможности очевидны, если сравнить словесные описания картины, музыки или способов искусственного дыхания с непосредственным аудиовизуальным представлением.

Количественные преимущества выражаются в том, что мультимедиасредства намного выше по информационной плотности, чем традиционные способы передачи информации. Одна страница текста, как известно содержит около 2 Кбайт информации. Преподаватель произносит этот текст примерно в течение 1-2 мин. За ту же минуту полноэкранное видео приносит порядка 1,2 Гбайт информации. Вот почему «лучше один раз увидеть, чем миллион (Г/К ~10⁶) раз услышать». Безусловно к простой арифметике нужно добавить еще массу психфизиологических факторов, тогда мы получим взвешенную оценку. Известно (исследования института «Евролингвист», Голландия), что большинство людей запоминает 5% услышанного и 20% увиденного. Одновременное использование аудио- и видео- информации повышает запоминаемость до 40-50%.

Мультимедийные технологии обеспечивают коммуникативность – это возможность непосредственного общения, оперативность представления информации, контроль за состоянием процесса. Все это достигается объединением компьютеров в глобальные и локальные сети. Наиболее эффективная форма использования ком