Исследуйте опасность лавовых потоков

Где есть опасность прохождения лавовых потоков?

Сколько времени на эвакуацию есть у жителей при извержении вулкана? Ответ зависит от множества факторов. Лава течет вниз по склону и быстрее перемещается по крутым участкам. В начале 1990-х у жителей Калапаны (города на юго-востоке региона Пуна) были дни или даже недели, чтобы приготовиться к сходу лавы на город. Напротив, в 1950 году лава, стекающая по западном склону вулкана Мауна Лоа, достигла уровня моря всего за 4 часа. Несмотря на то, что ученые непрерывно отслеживают каждое колебание на острове, никогда нельзя точно предсказать, насколько заранее получится предупредить жителей об извержении.

Службы быстрого реагирования на чрезвычайные ситуации и правительства могут планировать сценарии эвакуации. Знание того, где опасность от лавовых потоков наиболее высока и сколько людей живет в этих районах, может помочь службам реагирования понять, где следует оборудовать убежища для эвакуации, куда направить ресурсы и многое другое. В этом разделе вы найдете области с высокой опасностью лавовых потоков, отфильтровав слой.

  1. Перейдите к группе ArcGIS Online Анализ доступности убежищ при извержении вулкана на Гавайях.
  2. В разделе Последний добавленный ресурс нажмите на значок карты Shelter Access Analysis, чтобы открыть ее.

    Карта Shelter Access Analysis

    Откроется новая карта с островом Гавайи.

    Остров Гавайи

    Как показано в легенде, остров поделен на 9 категорий по степени риска от схода лавы – от экстремально высокого до экстремально низкого. Под частично прозрачными зонами виден слой census blocks (переписных участков), символы которого отображают плотность населения в разных оттенках серого. Также на карте располагаются сами вулканы и убежища.

    В этом уроке используется Map Viewer.

  3. Если необходимо, щелкните на ленте Открыть в Map Viewer.
  4. Войдите под учётной записью организации ArcGIS.
    Примечание:

    Если у вас нет учетной записи организации, см. варианты доступа к программному обеспечению.

  5. На панели Содержание (темной) щелкните кнопку Слои. Щелкните слой Lava Flow Hazard Zones, чтобы выбрать его.
  6. На панели инструментов Настройки (светлая) щелкните Фильтр.

    Кнопка Фильтр

  7. На панели Фильтр щелкните Добавить выражение.
  8. Постройте выражение SEVERITYCODE is High Hazard.

    Постройте выражение SEVERITYCODE is High Hazard.

  9. Щелкните Добавить выражение еще два раза и создайте выражения SEVERITYCODE is Very High Hazard и SEVERITYCODE is Extremely High Hazard.

    Теперь у вас есть три выражения. В настоящее время Фильтр настроен на отображение объектов, соответствующих всем выражениям, это означает, что данные не отображаются, поскольку каждый объект имеет один рейтинг. Чтобы найти опасные зоны, соответствующие одному из трех критериев, вы измените результаты фильтрации так, чтобы они соответствовали хотя бы одному выражению.

  10. В разделе Фильтр результатов, щелкните Соответствие всем выражениям и выберите Соответствие хотя бы одному выражению.

    Отфильтруйте результаты, чтобы отобразить объекты, соответствующие хотя бы одному выражению.

  11. На панели Фильтр щелкните Сохранить.

    Теперь на карте показаны три зоны с наибольшей опасностью прохождения лавовых потоков. Это те области, которые вы будете анализировать.

    Отфильтрованный слой, показывающий зоны высокой, очень высокой и экстремально высокой опасности

  12. На панели Слои для зон опасности лавовых потоковLava Flow Hazard Zones, щелкните Опции и выберите Переименовать.

    Переименовать слой.

  13. Переименуйте слой High Lava Flow Hazard Zones и щелкните Ok.

А где люди?

Далее вы будете использовать данные переписи, чтобы понять, где на острове живут люди. Понимание распределения людей и того, сколько из них живет в районах высокого риска, полезно для планирования того, где необходимы временные убежища на случай чрезвычайных ситуаций и насколько большими они должны быть.

  1. На панели Слои щелкните слой Census_Blocks_2020, чтобы активировать его, и перетащите его выше слоя High Lava Flow Hazard Zones.

    Измените порядок слоя Census Blocks на панели Слои.

  2. На панели инструментов Настройки (светлая) щелкните Стили.

    Сейчас слой обозначается по атрибуту Total Population (Общая численность населения).

  3. Для Выбрать стиль выберите стиль Плотность точек.

    Выберите стиль Плотность точек.

    Слой перерисовывается с использованием стиля плотности точек. В этом стиле используются те же полигональные области блоков переписи Census Block, а каждая точка представляет определенное количество объектов. Например, каждая точка может представлять 40 человек. Стиль Плотность точек не показывает, где на самом деле расположены объекты в полигоне, но случайным образом распределяет точки по нему.

    Карта, показывающая общую численность населения, с использованием стиля плотности точек.

    Большая часть населения острова проживает по его периметру, с населенными пунктами, сосредоточенными в Кайлуа-Коне на западе и Хило на востоке. Далее вы выясните, какая часть населения находится в зонах повышенного риска.

  4. Щелкните Готово.
  5. На панели инструментов Содержание щелкните Сохранить и открыть. Щелкните Сохранить как.
  6. В окне Сохранить карту для Заголовка введите Hawaii Shelter Access Analysis и добавьте ваши инициалы.
  7. В окне Сохранить карту нажмите Сохранить.


Анализ доступности убежищ

У каких районов в настоящее время есть доступ к убежищам от воздействия вулканов?

Далее вы проанализируете доступность убежищ, создав зоны транспортной доступности вокруг них. Анализ зон транспортной доступности использует либо расстояние, либо предполагаемое время в пути по дорожной сети, чтобы отобразить области, в пределах которых можно добраться до заданного места или мест. Вы будете создавать области 15-минутной доступности для убежищ. Это значение выбрано произвольно, поэтому вы можете потом воспроизвести шаги анализа с другими значениями, чтобы посмотреть, как изменяется результат.

В этом анализе не предусмотрено моделирование условий происшествия. В реальной жизни может произойти множество непредвиденных событий. Пути эвакуации могут быть перекрыты лавовыми потоками, дороги повреждены, а убежища разрушены. Тем не менее знания о том, в каких частях острова эвакуация легко доступна, а в каких нет, очень пригодятся при проведении спасательных операций.

  1. На панели инструментов Настройки (светлая), щелкните Анализ.

    Нажмите кнопку Анализ.

  2. На панели Анализ щелкните Инструменты, выполните поиск Создать области пути и выберите инструмент Создать области пути.

    Инструмент Создать области пути

    Инструмент Создать области пути вычисляет область, до которой можно добраться за определенное время в пути или расстояние по дорожной сети. В этом случае вы хотите рассчитать 15-минутную поездку до убежищ.

  3. Для Входной слой щелкните Слой и выберите аварийные убежища Emergency Shelters.

    Выберите Убежища в зонах повышенного риска в качестве входного слоя. Графический интерфейс пользователя, текст, описание приложения генерируются автоматически

  4. Для Режим передвижения убедитесь, что выбрано Время в пути.
  5. Для Предельные значения введите 15 и щелкните Добавить. Убедитесь, что в качестве Единиц Предельных значений установлены Минуты.

    Установите режим передвижения и предельные значения.

  6. Для Направления движения щелкните От входных местоположений и выберите К входным местоположениям.

    Если оставить для параметра Время прибытия значение Время не указано, предполагается, что люди будут добираться до убежищ беспрепятственно, а автомобилисты будут соблюдать скоростной режим. Вероятно, эти условия не будут соблюдаться при реальном происшествии, но сейчас нет оснований учитывать дорожный трафик, который сильно зависит от времени суток и дня недели.

  7. Для Политика наложения щелкните Наложение и выберите Слияние.

    Установите направление перемещения и параметры политики наложения.

    Опция по умолчанию Наложение создает отдельные области времени в пути для каждого убежища. При слиянии областей вместо нескольких выходных объектов создается единая зона. При этом общая площадь покрытия будет той же самой.

  8. Назовите слой результата в Shelter in 15 minutes и добавьте свое имя или инициалы, чтобы имя слоя было уникальным в организации.
  9. Щелкните Оценить кредиты.

    Этот инструмент анализа расходует кредиты. Кредиты — это валюта, используемая в ArcGIS Online. Они используются во время определенных транзакций, таких как выполнение аналитики, хранение объектов и геокодирование. Перед запуском анализа лучше узнать, сколько сервисных кредитов будет потрачено. При использовании инструментов анализа объем потраченных кредитов обычно рассчитывается путем умножения количества объектов на стоимость кредита инструмента. На этот анализ уйдет 15 кредитов.

    Примечание:

    Если у вас нет 15 кредитов или вы предпочитаете их не тратить, добавьте слой Shelter in 15 minutes, принадлежащий Learn_ArcGIS, и переходите к шагу 12.

  10. Щелкните Запустить.

    Результат инструмента Создать области пути

  11. На панели Анализ щелкните вкладку История.

    Щелкните закладку История.

    Здесь отображается состояние инструмента. Когда инструмент завершит работу, результат появится на карте. Этот слой будет показывать области на острове, которые расположены в 15 минутах езды от убежищ.

    Теперь, когда вы знаете, где люди могут добраться до убежища за 15 минут, вы сосредоточитесь на районах за пределами этих зон. Чтобы найти зоны повышенного риска без убежищ, доступных в течение 15 минут, вы воспользуетесь методом Стереть инструмента Наложение слоев. Инструмент Наложение слоев объединяет два слоя в один, используя один из трех пространственных критериев: пересечение, объединение и стирание.

  12. Нажмите вкладку Инструменты В категории Управление данными щелкните Наложение слоев.
  13. Для Входных объектов выберите зоны повышенной опасности потоков лавы High Lava Flow Hazard Zones, а для Объекты наложения выберите Shelter in 15 minutes.
  14. Для Типа наложения выберите Стирание и назовите выходной слой High risk areas without shelter (зоны повышенного риска без убежищ).
  15. Щелкните Запустить.
  16. На панели Слои скройте все слои, кроме High-risk areas without shelter.

    Слой High risk areas without shelter

    Теперь, когда вы знаете, какие районы находятся за пределами 15-минутной езды до убежищ, вы можете использовать инструмент Обогатить слой для расчета количества людей, проживающих в этих районах. Инструмент Обогатить слой использует алгоритм распределения данных для перераспределения населения и других данных из стандартных географических регионов переписи, таких как группы блоков, во входные полигональные объекты.

    Другим потенциальным методом оценки населения, подверженного риску, было бы использование инструмента Суммировать в пределах для суммирования числа жителей в каждом блоке переписи по зонам повышенного риска. Некоторые участки переписи разделены между несколькими опасными зонами, поэтому в этом случае инструмент Обогатить слой даст более точные результаты.

  17. На панели Анализ щелкните кнопку Назад. На панели Инструменты найдите и выберите инструмент Обогатить слой .
  18. Для Входные объекты выберите слой зон повышенного риска без убежищ High-risk areas without shelter.
  19. Для Данные обогащения щелкните Переменные.

    Выберите переменные, чтобы обогатить полигональный слой.

  20. В окне Обзор данных щелкните В зоне риска (At Risk). Для Переменные в группе риска выберите общую численность населения 2023 Total Population (Esri).

    Выберите переменную 2022 Total Population (Esri)

    Переменная добавляется к списку Выбранных переменных в правом верхнем углу.

    Примечание:

    Категория В группе риска содержит множество других демографических переменных, имеющих отношение к реагированию на стихийные бедствия и планированию эвакуации. Вы можете по желанию добавить другие показатели, включая бедность, статус инвалидности, возрастную зависимость, доступ к транспортным средствам и многие другие переменные, которые могут быть важны для понимания интересующих вас групп населения. Обратите внимание, что дополнительные переменные увеличивают стоимость в кредитах, рассчитанную ниже.

  21. В Обзоре данных щелкните Выбрать.
  22. Для слоя результата задайте имя Population in high risk areas without shelter access (население в зонах повышенного риска без доступа к убежищам) и добавьте свои инициалы.

    Этот анализ обойдется в 0,11 кредита.

    Примечание:

    Если вы добавили дополнительные переменные данных, сверьтесь с калькулятором кредитов.

  23. Щелкните Запустить.

После завершения анализа слой будет нарисован поверх карты.

Символы доступа к убежищу

Наконец, вы назначите данным символы, чтобы показать, где проживает большое количество людей, не имеющих доступа к убежищу от вулкана в пределах 15 минут езды от их домов. В предыдущем разделе вы использовали инструмент Обогатить слой для расчета численности населения в зонах повышенного риска, но эти люди распределены неравномерно. Чтобы визуализировать, где живут люди в этих районах, вы воспользуетесь инструментом Наложение слоев, чтобы привязать слой переписных кварталов к слою высокого риска без доступа к убежищам.

  1. На панели Анализ щелкните кнопку Назад. В категории Управление данными щелкните Наложение слоев.
  2. Для Входных объектов выберите слой кварталов переписи Census_Blocks_2020, а для Объекты наложения выберите слой населения в зонах повышенного риска Population in high risk areas.
  3. Для Типа наложения выберите Стирание.
  4. Назовите Слой результата Population distribution (распределение населения) и щелкните Запустить.

    Слой Population distribution добавлен на панель Слои. Он должен быть представлен в виде серии синих полигонов — результата объединения нескольких участков переписи. Теперь, когда на вашей карте есть все данные, вы обозначите их символами.

  5. На панели Слои включите и выключите слои и измените их порядок таким образом, чтобы следующие слои отображались на карте в таком порядке:

    • Volcanos (вулканы)
    • Emergency Shelters (убежища)
    • Population distribution (распределение населения)
    • Population in high-risk areas without shelter access (Население в районах повышенного риска без доступа к убежищам)

    Изменить порядок слоев.

    Обычно рекомендуется рисовать векторные данные с точечными объектами сверху, с линейными объектами — под ними и с полигональными объектами — ниже всех на карте.

  6. На панели Слои щелкните слой Population distribution, чтобы выбрать его, и откройте панель Стили.

    Вы назначите символы этому слою, используя Плотность точек, как вы это делали с исходным слоем переписи, но используя более темный цвет.

  7. Для Выбрать атрибуты щелкните Поле и выберите 2020 Total Population. Щёлкните Добавить.
  8. В разделе Выбрать стиль щелкните Плотность точек и щелкните Опции стиля.
  9. Щелкните Стиль символов. Для Цвета точек выберите темно-синюю цветовую шкалу и нажмите Готово.

    Темно-синяя цветовая шкала

  10. Закройте окно Стиль символа и щелкните Готово.
  11. На панели Слои щелкните слой Population in high-risk areas without shelter access, чтобы выбрать его, и откройте панель Стили.
  12. В Выбрать атрибуты щелкните Поле, выберите SEVERITY и щелкните Добавить.
  13. Для Типы (уникальные символы) щелкните Опции стиля.
  14. На панели Опции стиля щелкните символ высокой опасности High Hazard.

    (классифицировать) Щелкните символ High Hazard.

  15. На панели Стиль символа щелкните Цвет заливки и введите или вставьте шестнадцатеричный код # ff2e14.
  16. Измените символы очень высокого риска Very High Hazard и особенно высокого риска Extremely High Hazard на # ff7d00 и # ffc800 соответственно.

    Результирующая карта

    Зоны риска теперь должны соответствовать символике исходного слоя, хотя они будут немного ярче, потому что к слою применена другая прозрачность.

  17. На панели Опции стиля щелкните Готово. На панели инструментов Настройки щелкните Свойства. В группе Оформление измените Прозрачность на 50 процентов.

    Установите прозрачность слоя на 50 процентов.

  18. Сохраните карту.

В этом руководстве вы проанализировали опасность от схода лавы и численность населения, чтобы показать, где жители Гавайев не могут добраться до убежищ в течение 15 минут. Основываясь на этом анализе, возможно, было бы полезно определить больше мест для размещения убежищ вблизи групп населения, которые не могут добраться до существующих убежищ в течение 15 минут. Чтобы еще больше усовершенствовать свой анализ, вы также можете попробовать рассчитать другое время в пути или добавить дополнительные факторы риска для населения, чтобы помочь службам реагирования определить районы, где жителям может потребоваться помощь в эвакуации.

Хотя условия, которые вы использовали для анализа ситуации на острове сегодня, могут отличаться во время стихийного бедствия, подобные виды анализа могут помочь местным органам власти и службам реагирования подготовиться к ЧС.

Вы можете найти больше учебных пособий в галерее учебных пособий.