IKTA-2000

A téma bemutatása:

 A kép kinagyítása

A téma kiemelt fontossága:

  A KÖVÍZIG működési területén 4 Romániában eredő folyó fut össze. A Hármas-Körös torkolatához tartozó vízgyűjtő több mint fele, az árhullám-képző vízgyűjtő teljes egészében az országhatáron túl van. A folyókon a csapadék lehullása után 12-15 órával jelenik meg az árhullám az államközi egyezmények szerinti adatforgalomban szereplő legfelső vízmércéknél. Az adatforgalom szakaszos, napi egyszeri vízállás és napi kétszeri csapadék adatközlést tartalmaz. A tetőzés-közeli vízállás adatok beérkezését követően válik lehetővé az esetleg szükségessé váló előrejelzés-készítés, mely után 6-24 órával már magyar területen is árvíz elleni védekezésre kerülhet sor, az ehhez kapcsolódó szervezési feladatok ellátásának tehát nagyon kicsi az időelőnye. Az információ-áramlásban esetenként zavarok támadnak, gyakran épp rendkívüli időjárási események következtében. Ilyenkor a védelmi munka megszervezéséhez szükséges információk késve érkeznek, az időelőny tovább csökkenhet.

Fő célkitűzések:

Az időelőny növelésének lehetősége, hogy a lehullott csapadék térben és időben nagy felbontású térképét távérzékelési módszerekkel igen rövid késleltetéssel határozzuk meg, majd ennek ismeretében lefolyási modellek felhasználásával prognosztizáljuk az árhullámot.
A gyulai KÖVÍZIG-nél meteorológiai műholdvevő és radarrendszer működik operatív üzemben.
A kutatás- fejlesztés 3 fő célra terjed ki:

   1. Műhold és főleg radar mérési adatokra alapozott csapadékmező meghatározási algoritmus kifejlesztése
   2. A Körösök vízgyűjtő területén lefolyási modell megalkotása
   3. Automatikus vezérlő és riasztó rendszer kifejlesztése.

A létrehozandó demo rendszer:

  A radar a meteorológiai index alapján, automatikusan kezdi meg működését, nem kell hozzá külön ügyeletes, szakértő személy, s nem kell előzetesen a szükségesnél magasabb gyakoriságú üzemmódban működtetni a rendszert. A további vételi sűrűség a radar által mért csapadék függvényeként áll elő. A fejlesztés végén a vett képek előzetes, automatikus feldolgozásából a rendszer egy bizonyos, az előző időszak jellemzőit figyelembe vevő csapadékmennyiség felett riasztást ad a KÖVÍZIG portán szolgálatot teljesítő biztonsági őrnek, aki az ott leadott lista alapján illetékes vízrajzi ügyeletest behívja. A vízrajzi ügyeletes pontosítja a csapadék-objektum típusát, mozgási jellemzőit, majd futtatja a területi csapadék meghatározást. A térben és időben megbontott területi csapadék a lefolyási modell bemenő adattömbje, (információtartalma már eleve sokszorosa a ma Romániából érkező, mindössze 9 csapadékmérő állomás adatait tartalmazó jelentésből leszűrhető információnak, továbbá csapadékjelentés ismerete előtt, illetve teljes hiányában is ad becslést) melyből a csapadék lehullása után röviddel, szerencsés esetben pedig esetleg a csapadéknak a vízgyűjtőre való lehullása közepette adatok állnak elő az esetleges vízszint-emelkedés, vagy a kialakuló árhullám jellemzésére, tehát megnőhet az árhullámra való felkészülési időelőny.
Módszertanilag a problémát az jelenti, hogy a távérzékelési adatok nem direkt csapadékmennyiségi adatokat szolgáltatnak. Ezért a nagy (<1 km) térbeli és időbeli felbontás mellett korlátozott pontosságú és bonyodalmas kalibrációs eljárásra van szükség. A távérzékelési eszközökkel beazonosított meteorológiai objektumokhoz rendelt kalibrációs értékek pontosabbak a direkt módszereknél. Tartalmazzák az objektumra jellemző meteorológiai attribútumokat is. A pontosított kalibrációhoz felhasználjuk a felszíni mérési adatokat.
A módszer kifejlesztéséhez a minta objektumok széles skálájának összegyűjtése és kiértékelése szükséges. Ennek érdekében 2000. december 1- 2001. november 30-ig egy teljes év időtartamára kiemelten intenzív adatgyűjtést végzünk, melynek köre kiterjed a távérzékelési adatokon túl az elérhető felszín mérési adatokra is.
  A terepmodell két nagy adatbázisra épül. Az egyik a terep térbeli ábrázolásához, értékeléséhez és a magassági viszonyok aktív figyelembe vételéhez szükséges adatbázis, melynek hálózata a fejlesztendő rendszer ábrázolási és számítási bázisa is. A másik nagy adatbázis a víz útjának fizikai leírását szolgálja, mivel ez a Körösök vízrendszerében sok helyen eltér a terepi adottságok alapján feltételezhetőtől.
A demo rendszer (TAVI) a KÖVÍZIG informatikai rendszerében kerül installálásra. A fejlesztés az ICI Interaktív Rt. és a KÖVÍZIG informatikai rendszerén történik.

A projekt állása, eddigi eredményei:

 A 20 hónapos végrehajtási idejű projekt első, 3 hónapos munkaszakasza esett a 2000. évre. Ennek megfelelően az elvégzett munka nagyobbik része a helyzetfelmérésre, a projekt terv részleteinek a kidolgozására és a kutatás-fejlesztési munka személyi, tárgyi és együttműködési feltételeinek a megteremtésére irányult.
Ennek eredményeként a kutatási-fejlesztési tevékenység valamennyi feltételét határidőre sikerült biztosítani. A tervezett munkák a konzorciumi tagok részéről maradéktalanul elvégzésre kerültek, problémák nem merültek fel. A konzorciumi tagok között az együttműködés zökkenőmentes, az integrált munkacsoportok kialakultak, működnek. Az egységes projektvezetés és dokumentálás biztosított.
A konzorciumi tagok pénzügyi és szakmai beszámolási kötelezettségüknek határidőre, maradéktalanul eleget tettek. A saját erőt biztosították, a támogatási kereteket pontosan a keretszámok szerint határidőre felhasználták.
A következő munkaszakasz végrehajtásához szükséges feltételek maradéktalanul biztosítottak, az ezzel kapcsolatos tevékenységek beindultak, ezzel kapcsolatos problémák nem látszanak. Az intenzív felszíni csapadékmérési időszak előkészítése megtörtént.
Az eddigi munkák során kidolgozásra került egy olyan algoritmus, mely alapján a rendkívül takarékos működésű műholdrendszerre alapozva végezhető el a sokszorosan magasabb működési költségű radar indítása csapadékveszélyes helyzetekben. Ezzel a radar üzeme már a december 1-től induló intenzív adatgyűjtési periódus kezdetétől nagymértékben optimalizálható.
Az 1 éves intenzív adatgyűjtési időszakban földfelszíni és távérzékelési adatok lehető legteljesebb adatbázisának létrehozása a cél. Az intenzív adatgyűjtési adatbázis üzembe állítása megtörtént.
Felmértük és feldolgoztuk a korábbi időszakból fellelhető adatokat. Ezekre a komplexitás hiánya a jellemző, igen kevés az olyan csapadékos időszak, amelyben minden adattípus egyidejűleg megtalálható az archívumban. Ugyanakkor az adatok hasznosak a napos nagyságrendű csapadék-előfordulások térségi statisztikai elemzésére, továbbá algoritmusok fejlesztéséhez esettanulmányként.
A projekt egyik oldalról a csapadék objektumokra orientált nagyfelbontású területi csapadékösszeg meghatározási módszer kifejlesztésére fókuszál. Ennek érdekében elvégeztük a csapadékobjektumok elsődleges szinoptikus osztályozását. Ennek követelményei alapján elkészítettük a kifejlesztendő rendszer – TAVI rendszer (Távérzékelési Alapú Vízügyi Információs rendszer) – specifikációját és számítógép-hálózati rendszertervét. A feldolgozó algoritmusok és a rendszer kifejlesztése a későbbiekben, évszakos lépésekben történik, elsőként a téli időszakra.
Megkezdtük az árvízi előrejelzéshez szükséges terepmodell adatbázisának kialakítását, részben megtörtént az ezzel kapcsolatos adatgyűjtés.
A lefolyási modell a területi csapadékadatokból a terepmodell alapján készíthető el a későbbi munkaszakaszokban.
 Jelenleg, 2000. dec. 1 óta a téli évszak intenzív adatgyűjtése folyik. A rendszerek részben automatikus üzemben jelentősebb problémák nélkül üzemelnek. Az adatok előfeldolgozása  és biztonsági archiválása folyamatosan történik.
A számítógépi adatbázisok és kapcsolatrendszereik kialakítása folyamatban van.
A fejlesztendő rendszer a számítógép-hálózati kapcsolatrendszerben és a keletkező adatok tárolása, felhasználása tekintetében is új követelményeket támaszt. Belépett a rendszerbe egy erős számítógép-konfiguráció, melynek a hálózaton érkező műhold- illetve radar-képek alapján, a kiértékelő programrész futtatásával döntést kell hoznia a radar rendszer vételi gyakoriságáról, s önállóan aktív vezérlést kell végrehajtania. A döntéshez számos további, a naponkénti vízrajzi adatforgalomban eddig is érkező, illetve azon kívüli, eddig nem érkező adatra van szüksége. Ezekre az adatokra már a kutatás fázisában nagy szükség van. Az adatok átvételének automatikusnak és üzembiztosnak kell lennie. A kutatás fázisában a képi információk feldolgozásának és a belőlük származó vezérlő paraméter-soroknak sokféle változatban történő tárolására és visszakeresésére van szükség. Nagy helyigénye van a területi csapadék eredményfájloknak, melyek a kutatási fázisban szintén sokfélék lehetnek.
Mindezen követelmények figyelembe vételével történt meg az adatforgalmi és adattárolási rendszer áttervezése.
A műhold és radarrendszer stabilan működik.
Az észlelt, mért, átvett adatok, képek archiválási rendszerének elemei kialakulóban vannak. Nagy hangsúlyt fektetünk a megbízható, folyamatos adatsorok előállítására és a már beérkezett adatok  többszörös biztonságot nyújtó archiválására.
A KÖVÍZIG-hez érkező sokféle mérési és feldolgozási eredmény, adat az új rendszerben nem csak tárolandó, hanem kétféle operatív értékelés részeként működő, aktív információ lesz. Ki kellett alakítani az adatoknak az operatív adatbázisba való bejutását segítő eljárásokat, számítógépi segédprogramokat, hogy az intenzív adatgyűjtés elkezdődhessen.
A fejlesztendő rendszer felügyeletére szolgáló számítógép-konfigurációt a KÖVÍZIG beszerezte és üzembe állította, a radar vételi sűrűségének vezérlése már e gépen keresztül történik.
Jelenleg folyamatban van az intenzív adatgyűjtés második hónapja. A kalibrációs célú, óránkénti, csapadék-észlelések rendben folynak. A radarkép készítés csapadékmentes napokon napi 2 kontroll mérésből áll, csapadék valószínű előfordulása esetén pedig 10 percenként történik.
Folyamatban van a terepmodell első verziójának készítése.  Az összegyűjtött adatok rendszerezése, értékelése, számítógépi adatbázisba rögzítése jó ütemben halad.
A terepmodell és csapadék-lefolyási modell készítéséhez beszerzett szoftverrendszer részletes, az elérendő célok irányába mutató megismerése, a tapasztalatok rendszerezése a szükségletek szerint folyik.
Mellékelten bemutatjuk a 2000. dec. 10-én Gyula térségében átvonult csapadékzóna műhold és radar képeit. (A képek még feldolgozás nélküliek!)
A 10 percenként készült radarképek jól mutatják a csapadékmező rendkívüli változékonyságát, ezen keresztül a távérzékelési  módszerek alkalmazásának fontosságát.

A jelenlegi munkaszakasz befejezési határideje 2001 március 1. Ennek keretében megtörténik az objektumok csapadék kapacitásának elméleti megalapozása és az elmúlt évek felhasználható adatainak adatbázisba rendezése. Elkészül a terepmodell első verziója és a csapadék-lefolyás rendszer elméleti megalapozása. Folyamatban van az interaktív feldolgozást megalapozó, megjelenítő és előfeldolgozó rendszer kidolgozása.
Megkezdjük a téli adatgyűjtés feldolgozását és kiértékelését. Az operatív tapasztalatokat beépítjük az automata vezérlőrendszer fejlesztésébe.
A projekt 7 munkaszakaszból áll, teljes befejezési határideje 2002 április 30. Erre a határidőre egy olyan demo rendszer kifejlesztése a cél, amely nagyban segíti a Körös-vidék árvízvédelmét, növeli a térség árvíz biztonságát és segíti az árvízvédelmi munka racionalizálását.
A projekt állásáról folyamatos tájékoztatást adunk a www.icicom.hu oldalakon.