Роль гидрометрофонда РФ в сохранении и использовании данных о состоянии, контроле и мониторинге природной среды

15

Федеральное государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Гуманитарный институт

Кафедра истории России

РЕФЕРАТ

РОЛЬ ГИДРОМЕТФОНДА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ В СОХРАНЕНИИ И ИСПОЛЬЗОВАНИИ ДАННЫХ О СОСТОЯНИИ, КОНТРОЛЕ И МОНИТОРИНГЕ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ

Преподаватель М.А. Власова

Студент ФИ05-32С Р.В. Астротенко

Красноярск 2009

Содержание:

Глава 1. Гидрометфонд: основные понятия, хронологические рамки

Глава 2. Исторический очерк о НИИ гидрометеорологической информации

Глава 3. Обработка и хранение данных с 1980 г. по наши дни

Список литературы

Глава 1. Гидрометфонд: основные понятия, хронологические рамки

Гидрометфонд представляет собой совокупность документированной гидрометеорологической информации, подлежащей хранению в соответствии с законодательством в целях ее использования Постановление совета министров республики Беларусь от 4 октября 2006 г. № 1301 «Об утверждении положений о государственном гидрометеорологическом фонде и о государственном климатическом кадастре»..

Хронологические рамки существования Гидрометфонда:

1924-1957 - Главная геофизическая обсерватория (ГГО)

1957-1980 - Государственный фонд гидрометеорологических материалов (Гидрометфонд СССР)

1980-1991 - Государственный фонд данных о состоянии природной среды (Госфонд)

С 1992 - Госфонд реорганизован в Росгидромет.

Систематическим сбором и хранением результатов инструментальных метеорологических и магнитных наблюдений с 1924 г. занималась Главная геофизическая обсерватория (ГГО). В 1957 (фактически в 1958 г.) на ее основе был образован Государственный фонд гидрометеорологических материалов (Гидрометфонд СССР) со специальными отделами во всех управлениях, подчиненных Главному управлению гидрометслужбы при СМ СССР (ГУГМС). В течение 1957-1958 гг. эти отделы провели интенсивную работу по выявлению документов гидрометеорологических наблюдений в министерствах, ведомствах, государственных архивах, поскольку до 1957 г. основные собрания гидрометеорологических данных размещались на постоянной основе в государственных и ведомственных архивах. Впоследствии все они были переданы в Гидрометфонд.

В 1980 г. Гидрометфонд был переименован в Государственный фонд данных о состоянии природной среды (Госфонд) при Государственном комитете СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды. Последний в 1991 г. перешел в ведение Российской Федерации (Роскомгидромет) и был реорганизован в конце 1992 г. в Федеральную службу России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей середы (Росгидромет).

Хранение документов Госфонда осуществляется децентрализовано в 26 отделах фонда 24 территориальных управлений по гидрометеорологии и мониторингу природной среды (УГМС) и 2 научно-исследовательских учреждениях (НИУ), а также 14 научно-технических архивах НИУ системы Роскомгидромета (Всесоюзный НИИ сельскохозяйственной метеорологии, Высокогорный геофизический институт, Гидрохимический институт, Главная геофизическая обсерватория им. А. И. Воейкова и др.).

Далее речь пойдет о научно-исследовательском институте гидрометеорологической информации.

Глава 2. Исторический очерк о НИИ гидрометеорологической информации

История института гидрометеорологической информации началась в январе 1964 года, когда вышло Постановление Совета Министров СССР, в котором говорилось о создании в г. Обнинске Отделения хранения и статистической обработки гидрометеорологических данных Мирового метеорологического центра. Этот год положил начало формированию в г. Обнинске подразделений будущего института, которым было поручено решение научно-технических и методических задач, связанных с применением ЭВМ и других технических средств для автоматизации, сбора, контроля, обработки, хранения и распространения гидрометеорологической информации.

Идея создания специализированного научно-исследовательского учреждения, оснащенного парком счетных машин, способных обрабатывать большие объемы метеорологических данных для целей физико-статистического анализа и прогноза, изучения климатических изменений, была выдвинута передовыми учеными-метеорологами еще в тридцатые годы. Эта идея была поддержана академиком Е.К. Федоровым, и в трудное для страны время, в разгар войны, в 1942 году был образован Центральный научно-исследовательский архив (ЦНИГМА). В 1955 году ЦНИГМА был преобразован в научно-исследовательский институт аэроклиматологии (НИИАК), где развернулись работы не только по занесению информации на технические носители - перфокарты, но и их массовая обработка с целью получения климатических обобщений и создания режимно-справочных пособий для нужд народного хозяйства. Позже НИИАК был включен в состав института как Московское отделение.

Качественно новое развитие работы в этих направлениях получили в г. Обнинске, начиная с 1964 года. К этому времени в Гидрометслужбе уже были накоплены огромные объемы гидрометеорологической информации, шел процесс перезаписи ее на технические носители - перфокарты. Развитие вычислительной техники открывало новые возможности обработки, усвоения, анализа данных для решения многоплановых задач гидрометеорологического обслуживания народного хозяйства страны.

К 1971 году, когда Приказом ГУГМС Отделение было преобразовано во Всесоюзный научно-исследовательский институт гидрометеорологической информации -- Мировой центр данных (ВНИИГМИ--МЦД), уже был заложен фундамент и разработаны концепции и научно-методические основы использования вычислительной техники для решения поставленных задач:

· осуществление функций головного научного учреждения в области разработки методов автоматизированной обработки, контроля, обобщения и хранения всех видов гидрометеорологической информации;

· выполнение научных исследований по гидрометеорологическому режиму для территории СССР, зарубежных стран, акватории морей и океанов;

· подготовку и издание основных видов обобщений по гидрометеорологическому режиму (справочники, атласы, ежегодники и пр.);

· выполнение по заявкам или запросам специализированных разработок и расчетов по гидрометеорологическому режиму;

· выполнение обязанностей Мирового, общесоюзного (включая ведение гидрометфонда СССР) и Регионального для европейской части СССР центра сбора, хранения и распространения информации о гидрометеорологическом режиме.

В значительной степени создание института было обусловлено международными факторами, интеграцией в программы и проекты мирового метеорологического сообщества (Международный геофизический год, Международный Совет научных союзов).

ВНИИГМИ--МЦД стал Мировым центром данных в рамках программы Международного Совета научных союзов. В то время аналогичные мировые центры функционировали в США и Австралии.

Большой вклад в организацию, строительство и формирование научных направлений института внес первый директор Н.К. Клюкин. Много для завершения строительства зданий, формирования кадрового состава и основных направлений деятельности института cделал Н.Н. Аксарин. В последующие годы институт возглавляли В.И. Смирнов, Р.Г. Рейтенбах, в настоящее время - М.З. Шаймарданов.

С первых же лет существования института начала формироваться стратегия его развития как научного учреждения. Суть ее состояла в том, чтобы построить и эксплуатировать стройную последовательность технологий, начинающуюся сбором, обработкой, накоплением и обеспечением сохранности данных, и заканчивающуюся извлечением из имеющихся данных полезной информации, ее использованием для решения исследовательских задач, и предоставлением этой информации пользователям. В числе исследовательских задач, в качестве первоочередной, рассматривалась проблема анализа наблюдаемых изменений в климатической системе и оценка возможностей предсказания короткопериодных изменений климата.

Широта охвата различных видов наблюдений, с одной стороны, требовала привлечения специалистов самого разного профиля (океанологов, метеорологов, аэрологов, гидрологов), с другой стороны, делала необходимой их работу бок о бок со специалистами-- программистами и математиками, разработчиками унифицированных подходов к проблемам сбора, контроля данных, обеспечения доступа к данным и их анализа. Все это, уже с первых лет существования института, создавало предпосылки для подготовки климатической продукции и выполнения климатологических исследований по всем компонентам климатической системы (гидросфере, поверхности суши, атмосфере).

В разные годы, для обеспечения сформулированной стратегии развития института, упор делался на решение различных задач. При этом, на всем протяжении существования института, учитывался не только текущий уровень развития средств связи, вычислительной техники и средств хранения данных, но и перспективы их развития. Особенностью решаемых научных задач института с первых же дней его существования стала необходимость создания мощной технической базы, развитие и эксплуатация которой потребовали вовлечения мощного отряда специалистов.

Одной из первоочередных задач, поставленных перед институтом, была автоматизация сбора, контроля, обработки и накопления информации, поступающей с огромной сети наблюдений, в том числе с морских наблюдательных платформ. Эти работы активно развивались, начиная с 1964 года, в соответствии с Генеральной схемой комплексной автоматизации Гидрометслужбы.

В первый период в основном создавались отдельные программы, обеспечивающие ввод данных в ЭВМ, их обработку и получение табличного материала. Промежуточным носителем, на котором данные с сети наблюдений поступали в системы обработки, была телетайпная лента. В последующем, в соответствии со сменой промышленно выпускаемых ЭВМ (от "Минск-22" до ЕС ЭВМ) были созданы несколько поколений технологий первичной обработки гидрометеорологической информации на больших машинах.

Уже в 1967 году была разработана автоматизированная система обработки морской прибрежной информации. Созданная система первичной обработки метеорологической информации на базе ЭВМ "Минск-22" в 1968 году позволило отменить ручное составление таблиц на метеорологической сети Белоруссии, которая в то время была выбрана в качестве опытного полигона по автоматизации Гидрометслужбы.

В середине 70-х годов был накоплен значительный опыт по построению и разработке математического обеспечения, впервые сформулирован системный подход к созданию технологий первичной обработки. В это период технологии ориентировались на использование ЭВМ "Минск-32".

Качественно новые возможности для создания технологий первичной обработки гидрометеорологической информации появились, когда институт был оснащен ЕС ЭВМ. Было разработано общее математическое обеспечение системы, которое позволило унифицировать и в 2-3 раза сократить разработку подсистем по видам информации, в т.ч. в других НИУ Гидрометслужбы. В 1984 г. была завершена разработка автоматизированной системы сбора, контроля, обработки и накопления текущей метеорологической информации на базе ЕС ЭВМ. Система была внедрена в 13 вычислительных центрах Росгидромета (Обнинск, Новосибирск, Хабаровск, Ташкент, Алма-Ата, Тбилиси, Минск, Мурманск, Архангельск, Амдерма, Нижний Новгород, Самара, Владивосток).

К этому времени, благодаря напряженной работе ученых и специалистов института, система сбора, обработки и накопления текущей информации в Гидрометслужбе претерпела коренные преобразования и приблизилась к уровню зарубежных центров.

ВНИИГМИ--МЦД стал авторитетным отраслевым научно-методическим центром в области автоматизации обработки гидрометданных. Большую роль в создании, внедрении и методическом обеспечении технологий обработки гидрометеорологической информации, сыграл созданный в институте в 1971 году региональный вычислительный центр по обработке информации, поступающей с Европейской территории страны, который стал своеобразным испытательным центром по отработке технологий и их внедрению в других центрах страны.

В середине 80-х годов Вычислительный центр института по своей мощности был одним из крупнейших вычислительных центров страны.

Он не только вел обработку информации и ее занесение на технические носители, но и осуществлял обеспечение всех вычислительных задач и научных исследований, проводимых институтом. В центре сформировался мощный коллектив высококвалифицированных специалистов, которые фактически являлись соавторами многих технологических решений. В становлении и развитии Вычислительного центра большая заслуга В.Н.Мочалова, А.Н. Ногтикова, М.З.Шаймарданова, В.И.Соловьева, А.В.Голованова и многих других.

В 90-х годах технический прогресс внес существенные коррективы в научную и практическую деятельность в области создания и развития автоматизированных систем обработки информации. Массовое оснащение организаций Росгидромета персональными ЭВМ, развитие технологий хранения данных и средств телекоммуникации обусловило пересмотр основных принципов построения информационных технологий. Внедрение новых технологий приобщило тысячи сотрудников сетевых подразделений Гидрометслужбы к работе на компьютерах, существенно были снижены затраты ручного труда, оптимизированы вычислительные операции, а главное, было обеспечено поступление информации в Госфонд в унифицированных форматах.

В настоящее время созданы и внедрены на всей сети Росгидромета системы обработки на персональных ЭВМ основных видов гидрометеорологических данных регулярных наблюдений:

· метеорологической информации станций;

· метеорологической информации постов;

· прибрежной гидрометеорологической информации;

· гидрологической информации по рекам и каналам;

· океанографической информации.

В организационном плане технология представлена в виде четырехуровневой схемы. В узлах такой схемы - гидрометеорологические станции, Центры по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (ЦГМС), Управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (УГМС) и Фонд данных.

Основной вклад в создание и развитие систем первичной обработки внесли Д.М. Филиппов, М.И. Вильданова, М.З. Шаймарданов, Н.П. Ковалев, Б.В. Апарин и многие другие.

Одной из важных задач, стоящих перед ВНИИГМИ--МЦД и обеспечивающих стратегию его развития, стало создание информационных баз гидрометеорологических данных и ведение Государственного фонда данных о состоянии окружающей природной среды (Госфонда).

В начале 70-х годов основным носителем информации для долговременного хранения и машинной обработки являлись бумажные перфокарты, на которых, в основном, шло накопление исторической гидрометинформации. Однако, перфокарты не могли рассматриваться как надежный долговременный носитель и были неудобны для ввода в ЭВМ при массовой обработке.

В то время группа молодых энтузиастов активно занималась поиском и разработкой новых надежных носителей для долговременного хранения информации. Рассматривались варианты записи информации с помощью лазера, использование виниловых пластинок. В какой-то степени эти работы предвосхищали современные технологии, но в то время отсутствие достаточной технической базы не позволило довести идеи до практического применения.

В институте были разработаны экспериментальные образцы устройств записи-чтения информации, записанной в бинарных кодах на фотоносителях - бинарные микрофильмы. Однако быстрый технический прогресс сделал этот носитель неконкурентоспособным. Системы архивного хранения на длительное время были ориентированы на использование магнитных лент (МЛ).

Глава 3. Обработка и хранение данных с 1980 г. по наши дни

Приказом Госкомгидромета в январе 1979 года во ВНИИГМИ--МЦД был организован Центр гидрометеорологических данных, на который возложены функции по ведению гидрометфонда на технических носителях и организационно-методическое руководство работами в этом направлении в системе Гидрометслужбы. Ведение гидрометфонда было поручено институту с первых дней существования. Централизованный сбор данных берет начало с 1957 года, когда Постановлением СМ СССР Главному управлению гидрометеорологической службы были поручены сбор, учет и хранение материалов наблюдений, работ и исследований в области метеорологии, аэрологии, агрометеорологии и морской гидрометеорологии, производимых на территории СССР всеми министерствами, организациями и предприятиями. Гидрометслужбе давались широкие полномочия по сбору данных, что способствовало интенсивному пополнению фонда.

В соответствии с Указом Президента РФ с марта 1994 года Гидрометфонд СССР именуется: «Российский государственный фонд данных о состоянии окружающей природной среды» -- ГОСФОНД.

Выполняя функции Госфонда, институт создал уникальный научно-технический комплекс, являющийся национальным достоянием, который обеспечивает накопление, хранение и практическое использование фонда данных за весь период гидрометеорологических наблюдений, проводимых на территории страны, а также зарубежных данных, получаемых по международному обмену. В настоящее время в Госфонде хранятся огромные объемы информации на магнитных носителях (более 43 тысяч томов магнитных лент и около 2 тысяч компакт-дисков), в виде фотоснимков, сделанных с искусственных спутников Земли и микрофильмов (более 900 тысяч единиц хранения фотодокументов), около 2 миллионов единиц хранения печатных и зарубежных режимно-справочных материалов, многие из которых представляют историческую ценность.

Основные работы по ведению Госфонда, которые осуществляет в настоящее время ВНИИГМИ--МЦД, сформулированы следующим образом:

· автоматизированное ведение Госфонда, включая сбор текущих гидрометеорологических данных на технических носителях, централизованный учет информационных ресурсов Росгидромета по Госфонду в целом и долговременное хранение данных, перевод исторических данных с традиционных бумажных носителей на современные технические носители;

· научно-методическое руководство работами по созданию и ведению Фонда в отрасли;

· обслуживание потребителей накопленными данными. Ежегодно через абонемент Центра гидрометданных выдается более 13 тысяч документов, около 1000 копий томов магнитных лент, более 1600 справок.

Хранение документов Госфонда сосредоточено в 25 УГМС (ЦГМС) и 16 научно-исследовательских учреждениях Росгидромета.

Важным этапом в истории развития Госфонда стала перезапись накопленных в течение десятилетий архивов гидрометданных на перфокартах на более современные носители -- магнитные ленты. Было перезаписано более 150 млн. перфокарт.

С 1997 года запись данных для архивного хранения ведется на новые более компактные носители с высокой плотностью записи -- картриджи и лазерные диски (CD-RОМ).

Создание архивов на магнитных лентах и появление ЕС ЭВМ предопределили новый этап развития информационных технологий ведения Госфонда и обслуживания пользователей, который начался в 1975-76 годах, когда стало ясно, что для фонда данных такого масштаба и разнообразия, ни одну из задач нельзя удовлетворительно решить, не опираясь на определенные стандарты в организации данных, а также в методах и средствах их обработки. Задача разработки научно-методических основ создания баз и банков данных Госфонда была поставлена Г.В. Груза и Р.Г. Рейтенбахом.

На основе представления о структуре гидрометеорологической информации в 1976-1977 г.г. был разработан Язык описания гидрометеорологических данных (ЯОД), который был одобрен Росгидрометом в качестве отраслевого стандарта для организации данных Госфонда на магнитных лентах. ЯОД стал основой для обеспечения структурного единства баз данных Госфонда и стал отправной точкой для развития системы управления данными и системы режимно-справочных банков данных. Впоследствии была разработана система управления данными АИСОРИ для ЭВМ ЕС, как универсальное программное обеспечение обработки данных Госфонда в форматах ЯОД. Эти работы были выполнены под руководством и непосредственном вкладе В.М. Веселова и И.Р. Прибыльской.

Создание отраслевой системы режимно-справочных гидрометеорологических банков данных под научно-методическим руководством ВНИИГМИ--МЦД позволило значительно улучшить доступ к данным Госфонда на технических носителях, повысить эффективность их использования при решении научных задач и практического использования при гидрометобслуживании пользователей.

В 1999-2004 годах были разработаны новые технологии АИСОРИ на базе персональных ЭВМ, которые позволяют решать задачи доступа к данным и работы с ними при обслуживании потребителей.

Одной из важнейших задач института всегда было выполнение научных исследований по изучению режима атмосферы и океана с целью получения климатических обобщений и подготовки прикладных справочных пособий. Для решения этих задач на различных этапах создавались специализированные базы данных по различным видам информации, которые должны были удовлетворять определенным требованиям по полноте и качеству.

Особенностью таких специализированных архивов были не только унифицированная организация данных, но и программные средства, позволяющие осуществлять обработку и анализ данных и готовить справочные пособия различного прикладного назначения.

Оглядываясь на пройденный за 40 лет путь, можно с определенностью отметить, что институт выполняет возложенные на него обязанности, сформировался, в соответствии с намеченной стратегией развития, как современное научно-исследовательское учреждение и прочно утвердился как головное учреждение Росгидромета в области информационных технологий в области сбора и обработки режимной гидрометеорологической информации и ведения Госфонда.

Несмотря на проблемы последнего десятилетия, институт в основном сохранил кадровый научный потенциал, принял меры по техническому переоснащению современными вычислительными средствами и в настоящее время с оптимизмом смотрит в будущее.

Список использованных материалов:

1. История Государственного учреждения «Всероссийский научно-исследовательский институт гидрометеорологической информации -- Мировой центр данных». [Электронный ресурс] // - Электрон. текст. дан. - «ВНИИГМИ-- МЦД» [2009]. - URL: http://www.meteo.ru/institute/history.php (дата обращения: 10.12.2009).

2. Единый Государственный фонд данных о состоянии природной среды, ее загрязнений (Госфонд). [Электронный ресурс] // - Электрон. текст. дан. - "Архивы России" [2009] - URL: http://rusarchives.ru/vedarh/gosfondprirod/history.shtml (дата обращения: 10.12.2009).

3. Росгидромет: исторический очерк. [Электронный ресурс] // - Электрон. текст. дан. - Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды [2009] - URL: http://roshydromet.ru (дата обращения: 10.12.2009).