Отечественный научный опыт использования веб-геоинформационных систем в сейсмологии
Аннотация и ключевые слова
Аннотация (русский):
Технологии веб-ГИС активно используются для представления результатов научных геопроектов широкого круга тематических направлений. Мониторинг тектонических процессов и сейсмической активности, построение и актуализация карт сейсмической опасности и сейсмического риска как в глобальном, так и в региональных масштабах требуют своевременного отображения, реализуемого в веб-ГИС. Показаны отличия веб-ГИС по сейсмологии от веб-ГИС для других дисциплин в науках о Земле, состоящие в типе используемых данных, важности аспекта времени, пространственной локализации, потребности в среде моделирования и прогнозирования, пользовательском интерфейсе и целевой аудитории. Дана характеристика разработкам и современному состоянию веб-ГИС по сейсмологии в научных организациях России. Выполнен анализ технологий веб-ГИС в российской сейсмологии: cистематизированы актуальные на май–июнь 2025 г. проекты, проведено их сопоставление по используемой технологии, функционалу, содержанию, возможности передачи научного опыта и данных пользователями. Представлены веб-ГИС проекты Института теории прогноза землетрясений и математической геофизики (ИТПЗ РАН), развернутые при помощи сервера QGIS в IT-инфраструктуре Института. Интерактивные геоинформационные проекты Института содержат данные по трем темам научных исследований: «Глобальный тест по прогнозу в реальном времени сильнейших землетрясений мира», «Линеаменты и места возможного возникновения сильных землетрясений» и база данных «Механизмы очагов землетрясений Восточной Арктики». Первый показывает результаты среднесрочного прогноза по алгоритму M8 в глобальном масштабе, второй – результаты распознавания степени сейсмической опасности пересечения линеаментов различного ранга, полученных в результате авторского морфоструктурного районирования для ряда регионов мира (Итальянский регион, Центральный Французский массив, Пиренейский полуостров, а также Черноморско-Каспийский регион и Южная Сибирь). База данных по механизмам очагов землетрясений включает в себя обработанные данные по землетрясениям, произошедшим в 1927–2022 гг. в Восточной Арктике. Графический анализ содержания российских научных сейсмологических исследований с использованием веб-ГИС представлен облаком слов названий статей. Как результаты обзора отмечены тренды сейсмологических веб-ГИС как сред интеграции и аналитики: распространение клиент-серверной архитектуры с микросервисами, локальных серверных решений, использование Больших данных и цифровых двойников. Представлен пример совместного использования и развития веб-ГИС в научной академической организации и вузе.

Ключевые слова:
веб-ГИС, клиент-серверная архитектура, микросервисы, Open Source, сейсмология, землетрясения, прогноз, линеаменты
Список литературы

1. Афанасьев А. П., Бритков В. Б., Дрибинская И. Э. и др. Проект «Электронная Земля» и академическая инфраструктура пространственных научных данных // Russian Journal of Earth Sciences. — 2010. — Т. 11, № 3. — RE3004. — https://doi.org/10.2205/2009es000431.

2. Брагинская Л. П. и Григорюк А. П. Опыт создания тематического Интернет-ресурса «Активная сейсмология» // Интерэкспо ГЕО-Сибирь. — 2012. — Т. 1, № 4. — С. 117—121.

3. Брагинская Л. П., Григорюк А. П. и Ковалевский В. В. Интеграция знаний и данных в области активной сейсмологии // XVII Российская конференция «Распределенные информационно-вычислительные ресурсы: Цифровые двойники и большие данные». — Новосибирск : Институт вычислительных технологий Сибирского отделения РАН, 2019. — С. 48—55. — https://doi.org/10.25743/ict.2019.89.60.007.

4. Брагинская Л. П., Григорюк А. П. и Ковалевский В. В. Научная информационная система активного сейсмологического мониторинга // Проблемы комплексного геофизического мониторинга сейсмоактивных регионов. Труды Восьмой Всероссийской научно-технической конференции с международным участием. Том 8. — ФИЦ ЕГС РАН, 2021. — С. 378—381. — https://doi.org/10.35540/903258-451.2021.8.71.

5. Брагинская Л. П., Григорюк А. П., Ковалевский В. В. и др. Информационная поддержка комплексного геофизического мониторинга БПТ // Обработка пространственных данных в задачах мониторинга природных и антропогенных процессов (SDM-2023): Сборник трудов всероссийской конференции с международным участием (22-25 августа 2023 г., г. Бердск). — ФИЦ ИВТ, 2023. — С. 368—375. — https://doi.org/10.25743/sdm.2023.11.92.061.

6. Вагизов М. Р. Web-Картография: учебное пособие. — Санкт-Петербург : Изд-во «Своё издательство», 2020. — 73 с.

7. Воробьев А. В., Пилипенко В. А., Еникеев Т. А. и др. Геоинформационная система для анализа динамики экстремальных геомагнитных возмущений по данным наблюдений наземных станций // Компьютерная оптика. — 2020. — Т. 44, № 5. — С. 782—790. — https://doi.org/10.18287/2412-6179-CO-707.

8. Гвишиани А. Д., Розенберг И. Н. и Соловьёв А. А. Геофизические процессы в Арктике и системный анализ их воздействия на функционирование и развитие транспортной инфраструктуры // Мир транспорта. — 2023. — Т. 21, № 3. — С. 6—34. — https://doi.org/10.30932/1992-3252-2023-21-3-1.

9. Гвишиани А. Д., Татаринов В. Н., Кафтан В. И. и др. ГИС-ориентированная база данных для системного анализа и прогноза геодинамической устойчивости Нижне-Канского массива // Исследование Земли из космоса. — 2021. — № 1. — С. 53—66. — https://doi.org/10.31857/S020596142101005X.

10. Гитис В. Г., Дерендяев А. Б. и Салтыков В. А. Гис-платформа мониторинга и анализа полей сейсмической активности // Проблемы комплексного геофизического мониторинга Дальнего Востока России. Труды Пятой научно-технической конференции. Петропавловск-Камчатский. 27 сентября - 3 октября 2015 г. — Обнинск : ГС РАН, 2015. — С. 47—50.

11. Гладков А. А. и Лунина О. В. Развитие web-ориентированной ГИС «ACTIVETECTONICS» как банка данных информации по активной тектонике юга Восточной Сибири // Информационные технологии для наук о Земле и цифровизация в геологии и горнодобывающей промышленности. ITES-2022: материалы VI Всероссийской конференции. Владивосток, 3-8 октября 2022 г. — Владивосток : Дальневосточный федеральный университет, 2022. — С. 25—26.

12. Григорюк А. П. и Брагинская Л. П. Опыт веб-картографирования на основе сервиса Google Maps // ГЕО-Сибирь. — 2008. — Т. 3. — С. 1—4.

13. Григорюк А. П. и Брагинская Л. П. Информационная система для комплексной поддержки научных исследований в области активной сейсмологии // Вестник КемГУ. — 2012. — Т. 2, 4(52). — С. 43—48.

14. Долгая А. А. и Калачева Е. Г. Проект геоинформационной системы «Термальные поля и источники Курильских островов» // Вулканизм и связанные с ним процессы. Материалы XXVII ежегодной научной конференции, посвященной Дню вулканолога. Петропавловск-Камчатский, 2024. — ИВиС ДВО РАН, 2024. — С. 207—210.

15. Еременко А. С., Лещикова Д. Е. и Романенкова Л. С. Научно-популярный портал: состояние дел и перспективы развития // Информационные технологии для наук о Земле и цифровизация в геологии и горнодобывающей промышленности. ITES-2022: материалы VI Всероссийской конференции. Владивосток, 3-8 октября 2022 г. — Владивосток : Дальневосточный федеральный университет, 2022a. — С. 49.

16. Еременко В. С., Наумова В. В. и Загуменнов А. А. Разработка цифровой экосистемы по анализу геологических данных // Информационные технологии для наук о Земле и цифровизация в геологии и горнодобывающей промышленности. ITES-2022: материалы VI Всероссийской конференции. Владивосток, 3-8 октября 2022 г. — Владивосток : Дальневосточный федеральный университет, 2022b. — С. 23.

17. Задорожный М. В., Высоцкий Е. М., Вишневский А. В. и др. Инфраструктура пространственных данных геопортала ИГМ СО РАН // Информационные технологии для наук о Земле и цифровизация в геологии и горнодобывающей промышленности. ITES-2022: материалы VI Всероссийской конференции. Владивосток, 3-8 октября 2022 г. — Владивосток : Дальневосточный федеральный университет, 2022. — С. 42.

18. Казанцев В. А., Романова И. М., Филиппов Ю. А. и др. Состояние и перспективы развития веб-портала КНЦ ДВО РАН // Современные информационные технологии для научных исследований. Материалы Всероссийской конференции, Магадан, 20–24 апреля 2008 г. — Магадан : СВНЦ ДВО РАН, 2008. — С. 53—54.

19. Ковалевский В. В., Брагинская Л. П. и Григорюк А. П. Информационно-аналитическая система для вибросейсмических исследований // Проблемы информатики. — 2013. — 3(20). — С. 22—29.

20. Коновалов А. В., Степнов А. А., Орлин И. Д. и др. Генерация карт сотрясаемости (PGA) на территории Российской Федерации с помощью сейсмологического сервиса Eqalert.ru // Вопросы инженерной сейсмологии. — 2024. — Т. 51, № 3. — С. 20—41. — https://doi.org/10.21455/vis2024.3-2.

21. Кошкарев А. В. и Ротанова И. Н. Российские научно-образовательные и отраслевые геопорталы как элементы инфраструктуры пространственных данных // Вестник НГУ. Серия: Информационные Технологии. — 2014. — Т. 12, № 4. — С. 38—52.

22. Мандругин В. В. и Архипенко О. П. WEBGIS как результат интеграции геоинформационных систем и интернеттехнологий // ГЕО-Сибирь. — 2011. — Т. 1, № 2. — С. 50—53.

23. Мелкий В. А., Долгополов Д. В. и Верхотуров А. А. Мониторинг геопространства вулканоопасных территорий // Региональные геосистемы. — 2025. — Т. 49, № 1. — С. 93—111. — https://doi.org/10.52575/2712-7443-2025-49-1-93-111.

24. Наумова В. В., Еременко В. С., Еременко А. С. и др. От информационно-аналитической среды для поддержки научных исследований в геологии к единому цифровому пространству геологических научных знаний // Информационные технологии для наук о Земле и цифровизация в геологии и горнодобывающей промышленности. ITES-2022: материалы VI Всероссийской конференции. Владивосток, 3-8 октября 2022 г. — Владивосток : Дальневосточный федеральный университет, 2022. — С. 15—16.

25. Отчет о деятельности Геофизического центра РАН за 2022 год. Результаты научных исследований и международных проектов / под ред. А. А. Соловьева и Р. И. Красноперова. — Исследования по геоинформатике: труды Геофизического центра РАН, т. 11, №1 (BS1003), 2023. — https://doi.org/10.2205/2023bs057.

26. Отчет о деятельности Геофизического центра РАН за 2022 год. Результаты научных исследований и международных проектов. Т. 11. — 2023. — https://doi.org/10.2205/2023bs057.

27. Петкова Н. В. ГИС-приложение «ЮФО СЕЙСМИК» // Интернет-журнал «Науковедение». — 2012. — № 4. — С. 1—7.

28. Плотникова А. С., Хамедов В. А., Архипцева Е. А. и др. Обзор российских геоинформационных сервисов природоохранной тематики на основе открытого программного обеспечения // Геоинформатика. — 2024. — № 4. — С. 4—20. — https://doi.org/10.47148/1609-364x-2024-4-4-20.

29. Подольская Е. С., Горшков А. И., Новикова О. В. и др. База геоданных линеаментов и сейсмогенных узлов Черноморско-Каспийского и Итальянского регионов для ГИС. Свидетельство о государственной регистрации базы данных №2022622354. — Институт теории прогноза землетрясений и математической геофизики РАН, 2022.

30. Подольская Е. С., Горшков А. И., Новикова О. В. и др. База геоданных линеаментов и сейсмогенных узлов регионов Болгарии и Греции для ГИС. Свидетельство о государственной регистрации базы данных №2023624052. — Институт теории прогноза землетрясений и математической геофизики РАН, 2023a.

31. Подольская Е. С., Горшков А. И., Новикова О. В. и др. База геоданных линеаментов и сейсмогенных узлов регионов Иберии и Центрального Французского Массива для ГИС. Свидетельство о государственной регистрации базы данных №2023623873. — Институт теории прогноза землетрясений и математической геофизики РАН, 2023b.

32. Подольская Е. С., Горшков А. И., Новикова О. В. и др. База геоданных линеаментов и сейсмогенных узлов Южной Сибири для ГИС. Свидетельство о государственной регистрации базы данных №2024623735. — Институт теории прогноза землетрясений и математической геофизики РАН, 2024.

33. Пономарева В. В., Мельников Д. В. и Романова И. М. Геоинформационная система «Новейший вулканизм Камчатки» // Современные информационные технологии для научных исследований: Материалы Всероссийской конференции, Магадан, 20–24 апреля 2008 г. — Магадан : СВНЦ ДВО РАН, 2008. — С. 105—106.

34. Потанин М. Ю. Веб-ГИС технологии: обзор основных направлений развития // Системный анализ в науке и образовании. — 2014. — № 2. — С. 43—52.

35. Рашидов В. А., Романова И. М., Бондаренко В. И. и др. Информационные технологии в геомагнитных исследованиях позднекайнозойских подводных вулканов Тихого океана // Russian Journal of Earth Sciences. — 2010. — Т. 11, № 3. — RE3001. — https://doi.org/10.2205/2009es000358.

36. Романова И. М. Создание системы управления пространственными данными и метаданными в ИВиС ДВО РАН на базе открытого программного обеспечения GeoNetwork // Современные информационные технологии для фундаментальных научных исследований РАН в области наук о Земле: Материалы Всероссийского семинара, 8–11 апреля 2010 г. — ИВиС ДВО РАН, 2010.

37. Романова И. М. Инфраструктура пространственных данных Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН: текущее состояние и перспективы развития // Вестник Краунц. Серия: Науки о Земле. — 2015. — Т. 25, № 1. — С. 72—78.

38. Соловьев А. А., Красноперов Р. И., Николов Б. П. и др. Веб-ориентированный программный комплекс для анализа пространственных геофизических данных методами геоинформатики // Исследование Земли из космоса. — 2018a. — № 2. — С. 65—76. — https://doi.org/10.7868/s0205961418020070.

39. Соловьев А. А., Соловьев Ал. А., Гвишиани А. Д. и др. ГИС-ориентированная база данных по оценке сейсмической опасности для регионов Кавказа и Крыма // Исследование Земли из космоса. — 2018b. — № 5. — С. 52—64. — https://doi.org/10.31857/S020596140003241-6.

40. Степанов С. Ю. Сравнительный анализ открытых геоинформационных систем // Информационные технологии и системы: управление, экономика, транспорт, право. — 2013. — 1(10). — С. 55—63.

41. Тубанов Ц. А. и Предеин П. А. Построение ГИС-ориентированной карты сейсмической опасности городских территорий (на примере г. Улан-Удэ) // Интерэкспо ГЕО-Сибирь. Т. 7. — 2015. — С. 83—85.

42. Чебров Д. В., Копылова Г. Н., Касимова В. А. и др. Комплексные геофизические наблюдения и информационные ресурсы Камчатского филиала ФИЦ ЕГС РАН (полуостров Камчатка) // Российский сейсмологический журнал. — 2024. — Т. 6, № 2. — С. 7—26. — https://doi.org/10.35540/2686-7907.2024.2.01.

43. Чеброва А. Ю., Чемарёв А. С., Матвеенко Е. А. и др. Единая информационная система сейсмологических данных в Камчатском филиале ФИЦ ЕГС РАН: Принципы организации, основные элементы, ключевые функции // Геофизические исследования. — 2020. — Т. 21, № 3. — С. 66—91. — https://doi.org/10.21455/gr2020.3-5.

44. Чемарёв А. С., Матвеенко Е. А. и Фараонов А. А. Единая информационная система сейсмологических данных КФ ФИЦ ЕГС РАН в 2021 г. // Проблемы комплексного геофизического мониторинга сейсмоактивных регионов. Труды Восьмой Всероссийской научно-технической конференции с международным участием. Том 8. — Петропавловск-Камчатский : ФИЦ ЕГС РАН, 2021. — С. 424—427. — https://doi.org/10.35540/903258-451.2021.8.81.

45. Якубайлик О. Э. Особенности построения программного обеспечения геоинформационных веб-систем // Международный научно-исследовательский журнал. — 2018. — 5 (71). — С. 62—64. — https://doi.org/10.23670/IRJ.2018.71.025.

46. Advances in Web-based GIS, Mapping Services and Applications / ed. by S. Li, S. Dragicevic and B. Veenendaal. — London, UK : CRC Press, 2011. — 385 p.

47. Alesheikh A. A., Helali H. and Behroz H. A. Web GIS: Technologies and Its Applications // Symposium on Geospatial Theory, Processing and Applications. — Ottawa, 2002. — P. 9.

48. Ananda F., Kuria D. and Ngigi M. Towards a New Methodology for Web GIS Development // International Journal of Software Engineering & Applications (IJSEA). — 2016. — Vol. 7, no. 4. — P. 47–66. — https://doi.org/10.5121/ijsea.2016.7405.

49. Daud M., Ugliotti F. M. and Osello A. Comprehensive Analysis of the Use of Web-GIS for Natural Hazard Management: A Systematic Review // Sustainability. — 2024. — Vol. 16, no. 10. — P. 4238. — https://doi.org/10.3390/su16104238.

50. Duarte L., Queiros C. and Teodoro A. C. Comparative analysis of four QGIS plugins for Web Maps creation // La Granja. — 2021. — Vol. 34, no. 2. — P. 8–26. — https://doi.org/10.17163/lgr.n34.2021.01.

51. Gitis V. and Derendyaev A. From monitoring of seismic fields to the automatic forecasting of earthquakes // International Journal of Web Information Systems. — 2019. — Vol. 15, no. 5. — P. 535–549. — https://doi.org/10.1108/ijwis-12-2018-0087.

52. Gitis V. and Derendyaev A. A Technology for Seismogenic Process Monitoring and Systematic Earthquake Forecasting // Remote Sensing. — 2023. — Vol. 15, no. 8. — P. 2171. — https://doi.org/10.3390/rs15082171.

53. Gitis V. G. and Derendyaev A. B. Web-Based GIS Platform for Automatic Prediction of Earthquakes // Computational Science and Its Applications - ICCSA 2018. — Springer International Publishing, 2018. — P. 268–283. — https://doi.org/10.1007/978-3-319-95168-3_18.

54. Gitis V. G., Derendyaev A. B. and Weinstock A. P. Web-Based Geographic Information Technologies for Environmental Monitoring and Analysis // Computational Science and Its Applications - ICCSA 2015. — Springer International Publishing, 2015. — P. 698–712. — https://doi.org/10.1007/978-3-319-21470-2_51.

55. Gomez R. Perez. Web-based GIS supporting the assessment of earthquake-triggered landslides projects // XXIII International Cartographic Conference. — ICA, 2007. — P. 1–10.

56. Hadi F. S. Developing Web Services and Challenges // 5th International Conference on Applied Engineering and Natural Sciences. — Konya, Turkey : All Sciences Proceedings, 2023. — P. 6–11.

57. Han R. Web GIS in Development: From Research and Teaching Perspectives // GIScience Teaching and Learning Perspectives. — Springer International Publishing, 2019. — P. 103–122. — https://doi.org/10.1007/978-3-030-06058-9_7.

58. Ismail-Zadeh A. and Kossobokov V. Earthquake Prediction, M8 Algorithm // Encyclopedia of Solid Earth Geophysics. — Springer International Publishing, 2020. — P. 204–208. — https://doi.org/10.1007/978-3-030-10475-7_157-1.

59. Konovalov A. V., Stepnov A. A., Bogdanov E. S., et al. New Tools for Rapid Assessment of Felt Reports and a Case Study on Sakhalin Island // Seismic Instruments. — 2022. — Vol. 58, no. 6. — P. 676–693. — https://doi.org/10.3103/s0747923922060081.

60. Kossobokov V. G. and Shchepalina P. D. Times of Increased Probabilities for Occurrence of World’s Largest Earthquakes: 30 Years Hypothesis Testing in Real Time // Izvestiya, Physics of the Solid Earth. — 2020. — Vol. 56, no. 1. — P. 36–44. — https://doi.org/10.1134/s1069351320010061.

61. Pashova L., Kouteva-Guentcheva M. and Bandrova T. Review and systematization of the available data for earthquake risk mitigation in Bulgaria using GIS // FIG Working Week 2015. From the Wisdom of the Ages to the Challenges of the Modern World. — Sofia, Bulgaria, 2015. — P. 1–16.

62. Phuong Ng. H., Nam Ng. T. and Truyen P. T. Development of a Web-GIS based Decision Support System for earthquake warning service in Vietnam // Vietnam Journal of Earth Sciences. — 2018. — Vol. 40, no. 3. — P. 193–206. — https://doi.org/10.15625/0866-7187/40/3/12638.

63. Podolskaia E., Nekrasova A., Prokhorova T., et al. Web-gis projects at the Institute of Earthquake prediction theory and mathematical geophysics, Russian Academy of Sciences // Proceedings Vol. 2, 8th International Conference on Cartography and GIS, 20-25 June 2022. — Sofia : Bulgarian Cartographic Association, 2022. — P. 237–243.

64. Rovithis E., Makra K., Kontopoulos Ch., et al. The Kalochori Accelerometric Network (KAN), database and Web-GIS portal: earthquake records update between 01/01/2017 and 31/03/2021. — 2022. — https://doi.org/10.6084/M9.FIGSHARE.19070123.V1.

65. Veenendaal B., Brovelli M. A. and Li S. Review of Web Mapping: Eras, Trends and Directions // ISPRS International Journal of Geo-Information. — 2017. — Vol. 6, no. 10. — P. 317. — https://doi.org/10.3390/ijgi6100317.

66. Vinueza-Martinez J., Correa-Peralta M., Ramirez-Anormaliza R., et al. Geographic Information Systems (GISs) Based on WebGIS Architecture: Bibliometric Analysis of the Current Status and Research Trends // Sustainability. — 2024. — Vol. 16, no. 15. — P. 6439. — https://doi.org/10.3390/su16156439.

67. Wu X., Xu C., Xu X., et al. A Web-GIS hazards information system of the 2008 Wenchuan Earthquake in China // Natural Hazards Research. — 2022. — Vol. 2, no. 3. — P. 210–217. — https://doi.org/10.1016/j.nhres.2022.03.003.

68. Zheng K.-G., Soomro T. R. and Pan Y.-h. Web GIS: Implementation issues // Chinese Geographical Science. — 2000. — Vol. 10, no. 1. — P. 74–79. — https://doi.org/10.1007/s11769-000-0039-0.


Войти или Создать
* Забыли пароль?