Методы мультимасштабного мониторинга волновых полей высокого разрешения на платформе цифровых проблемно-ориентированных моделей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.13, кандидат наук Потапов, Александр Александрович

• Потапов, Александр Александрович
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Потапов, Александр Александрович

СОДЕРЖАНИЕ Стр.

Обозначения и сокращения

Введение

Глава 1. Современная практика исследований и моделирования пространственной неоднородности электромагнитных полей радиочастотного диапазона

1.1 Общие особенности экспериментальных исследований электромагнитных полей радиочастотного диапазона в условиях антропогенно-измененных сред

1.2 Методы моделирования пространственного распределения уровня электромагнитного поля радиочастотного диапазона

1.2.1 Простейшие детерминированные модели распространения радиоволн

1.2.2 Статистические методы моделирования распространения радиоволн

1.2.3 Основные детерминированные методы расчета распространения радиоволн

1.2.4 Методы моделирования процессов дифракции и отражения радиоволн

1.2.5 Геометрооптические методы моделирования распространения радиоволн и границы их применимости

1.2.6 Метод параболического волнового уравнения

1.2.7 Численные методы электродинамики

1.3 Моделирование пространственного распределения ЭМПРЧ с применением геоинформационных технологий

1.4 Экспериментальные исследования пространственной неоднородности ЭМП РЧ в условиях антропогенно-измененных сред

1.5 Экспериментальные исследования пространственной неоднородности ЭМП РЧ в условиях помещений

1.6 Выводы

Глава 2. Создание радиотехнических моделей местности и зданий с применением геоинформационных технологий

2.1 Создание радиотехнических моделей местности

2.1.1 Современные тенденции в создании цифровых моделей окружающей среды

2.1.2 Базовые принципы создания радиотехнических моделей местности

2.1.3 Использование ГИС в задачах обработки данных радиотехнических измерений

2.1.3.1 Первичная обработка и визуализация пространственно-координированных данных радиотехнических измерений

2.1.3.2 Анализ пространственной неоднородности непрерывных распределений физических величин

2.1.3.3 Расчет величин локальных градиентов непрерывных распределений физических величин

2.1.3.4 Расчет интегральных показателей на базе непрерывных растровых распределений физических величин

2.1.4 Создание радиотехнической модели городского микрорайона на базе цифровой проблемно-ориентированная модели территории

2.1.5 Интеграция радиотехнической модели городского микрорайона в комплексную цифровую проблемно-ориентированную модель урбанизированной территории

2.2 Создание радиотехнических моделей зданий

2.2.1 Современные тенденции в создании цифровых моделей зданий

2.2.2 Методология создания метрически корректных моделей зданий в среде ГИС на основе инженерно-строительной документации

2.2.3 Результаты создания цифровой высокодетализированной модели здания

2.2.4 Результаты создания модели участка здания сверхвысокой детализации

2.2.5 Создание радиотехнической модели здания в среде электродинамического моделирования CSTMicrowave Studio

2.3 Выводы

Глава 3. Применение радиотехнических моделей среды в прогнозировании

условий распространения радиоволн

3.1 Практическая реализация моделирования распространения радиоволн на базе

геометрооптического приближения

3.2 Использование средств ГИС для визуализации и обработки результатов радиотехнического моделирования

3.3 Практическая реализация моделирования распространения радиоволн в условиях помещений на базе метода конечных интегралов

3.4 Оценка точности прогноза уровня электромагнитного поля 100 МГц в условиях городского м икрорайона

3.5 Оценка точности прогноза уровня электромагнитного поля 400 и 900 МГц в условиях помещений

3.6 Выводы

Глава 4. Методы экспериментального исследования пространственно-распределенных радиофизических характеристик среды

4.1 Общая методология исследования пространственной неоднородности электромагнитных полей радиочастотного диапазона (ЭМП РЧ)

4.2 Методы исследования пространственной неоднородности ЭМПРЧ посредством измерений на фиксированных частотах

4.3 Методология исследования пространственной неоднородности и спектральных характеристик ЭМП РЧ посредством широкополосных частотно-селективных измерений

4.4 Методы оценки влияния интерференционных эффектов и пространственной детализации измерений на объективность описания пространственной структуры ЭМП РЧ

4.5 Методы исследования пространственной структуры ЭМП РЧ посредством широкополосных частотно-неселективных измерений

4.6 Выводы

Глава 5. Результаты исследования пространственно-распределенных радиофизических характеристик среды

5.1 Результаты исследований пространственно-распределенных радиофизических характеристик среды посредством частотно-селективных измерений

5.1.1 Результаты изучения пространственной неоднородности электромагнитного поля 100 МГц на территории городского микрорайона

5.1.2 Результаты изучения пространственной структуры электромагнитного поля 100 МГц внутри помещения в условиях проникновения радиосигнала сквозь оконный проем

5.1.3 Результаты изучения амплитудных и спектральных характеристик ЭМП РЧ в условиях помещений посредством широкополосных частотно-селективных измерений

5.1.4 Результаты оценки влияния интерференционных эффектов и пространственной детализации измерений на объективность описания пространственной структуры СВЧ поля (6 и 12 ГГц)

5.2 Результаты исследований пространственно-распределенных радиофизических характеристик среды посредством широкополосных частотно-неселективных измерений

5.2.1 Результаты анализа пространственной неоднородности ЭМП РЧ в полосе частот 0,05.<.3,5 ГГц в условиях города

5.2.2 Результаты анализа пространственной неоднородности ЭМП РЧ в полосе частот 0,05...3,5 ГГц в условиях помещений

5.3 Выводы

Глава 6. Методы и результаты экспериментальных исследований пространственной неоднородности некоторых физических характеристик среды с применением геоинформационных технологий

6.1 Метод и результаты исследования нелинейных вариаций низкочастотных магнитных полей в условиях урбанизированной среды

6.2 Метод и результаты исследования вариаций радиационного фона в условиях урбанизированной среды

6.3 Метод и результаты исследования пространственной неоднородности акустической обстановки в условиях в условиях урбанизированной среды

6.4 Выводы

Заключение

Список литературы

Приложение № 1. Основные принципы моделирования окружающей среды

с применением геоинформационных технологий

Приложение № 2. Технология создания высокодетализированных цифровых проблемно-ориентированных моделей зданий в среде ГИС

АгсСК

П2.1 Состав данных о внутренней структуре здания на поэтажных планах

П2.2 Векторизация поэтажных планов

П2.3 Многопараметрическая топологическая верификация модели здания

П2.4 Создание комплексного семантического описания элементов модели здания

П2.5 Создание цифровых моделей зданий сверхвысокой детализации

Обозначения и сокращения

БС - базовая станция сотовой связи

В/м — Вольт на метр (единица измерения напряженности электрического поля)

ГИС - географическая информационная система (системы)

Гц - герц, единица частоты (1 кГц = 1 • 103 Гц; 1 МГц = 1 • 106 Гц; 1 ГГц = 1 • 109 Гц)

дБ — децибел (логарифмическая единица разности уровней)

дБА - децибел по весовой шкале "А" (единица измерения уровня шума)

дБС - децибел по весовой шкале "С" (единица измерения уровня шума)

кг — килограмм (единица массы)

м - метр, единица длины (1 мм = 0,001 м; 1 см = 0,01 м; 1 км = 1000 м) МГСН - Московские Городские Строительные Нормы МЭД - мощность экспозиционной дозы гамма излучения

мкВт/см2 - микроватт на сантиметр квадратный (единица плотности потока энергии электромагнитного поля)

мкЗв/ч - микрозиверт в час (единица измерения мощности эквивалентной дозы гамма излучения)

мкТл — микротесла (единица измерения магнитной индукции)

МП — магнитное поле

ПДУ - предельно-допустимый уровень

ПО — программное обеспечение

САПР - системы автоматизированного проектирования

СВЧ - сверхвысокие частоты (диапазон 3

СКО — среднеквадратическое отклонение

См/м - сименс на метр (единица электропроводности)

СУБД - система управления базами данных

ЦКМ - цифровые картографические материалы

ЦПОМ - цифровая проблемно-ориентированная модель местности

ЭМП - электромагнитное поле

ЭМП РЧ - электромагнитное поле/я радиочастотного диапазона

AM - Amplitude modulation (амплитудная модуляция, также обозначения стандарта радиовещания в диапазоне средних волн)

DECT - Digital Enhanced Cordless Telecommunication (технология беспроводной связи, используемая в бытовых радиотелефонах)

DVB-T - Digital Video Broadcasting - Terrestrial (стандарт эфирного (наземного) цифрового телевещания)

FDTD - Finite Difference Time Domain (метод конечно-разностного решения уравнений Максвелла во временной области)

FEM — Finite Element Method (метод конечных элементов)

FIT — Finite Integration Technique (метод конечного интегрирования)

FM - Frequency Modulation (частотная модуляция, стандарт радиовещания в диапазоне частот 88...108 МГц)

GPS — Global Positioning System (спутниковая система глобального позиционирования)

GSM - Global System for Mobile Communications (глобальный цифровой стандарт для мобильной

сотовой связи)

UMTS - Universal Mobile Telecommunications System (технология мобильной сотовой связи) Wi-Fi - Wireless Fidelity (обозначение устройств беспроводной передачи данных на базе семейства стандартов IEEE 802.11)

W-LAN - Wireless Local Area Network (беспроводная локальная вычислительная сеть)

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методы мультимасштабного мониторинга волновых полей высокого разрешения на платформе цифровых проблемно-ориентированных моделей»

Введение

Актуальность исследования. Экспериментальное изучение и моделирование пространственной структуры электромагнитных полей радиочастотного диапазона (ЭМП РЧ) является важной и актуальной задачей, т.к. распределение ЭМП РЧ определяет широкий спектр таких практически важных показателей территорий как: протяженность зон надежного функционирования систем беспроводной связи, возможности по дальнейшему наращиванию количества и плотности радиопередающих средств в искомом районе и степень электромагнитной безопасности функционирующих технических средств [1-3].

ЭМПРЧ, наравне с другими геофизическими и астрофизическими факторами, является характеристикой окружающей среды важной как при экологическом мониторинге, так и объективном контроле состояния техногенных объектов, что с учетом опыта фундаментальных исследований [7-9], естественным образом предопределяет высокую значимость комплексного экспериментального изучения данного фактора и других видов волновых полей, в том числе при малых интенсивностях, ниже установленных нормативных уровней [10-11].

Получение объективной информации о пространственных вариациях ЭМПРЧ и причинах их вызывающих невозможно без выработки соответствующей методологии проведения физического эксперимента, а также без моделирования как самой среды распространения радиоволн, так и процессов взаимодействия ЭМП РЧ с естественными и антропогенными объектами под влиянием которых и происходит формирование электромагнитной обстановки конкретных территорий. В связи с этим, актуальна разработка общих принципов проведения физического эксперимента в исследованиях пространственной неоднородности электромагнитных полей (а также и других практически значимых физических факторов), интегрирующих и развивающих широкий спектр существующих методов экспериментальной физики, базирующихся на современных контрольно-измерительных средствах, а также методах моделирования радиофизических процессов и явлений.

Натурный радиофизический эксперимент в условиях антропогенно-преобразованных, урбанизированных сред обладает следующими технологическими и организационно-методологическими особенностями [1,4-6]:

- в зависимости от поставленной задачи (частотно-селективные, частотно-неселективные, изотропные/направленные измерения) используются

узкоспециализированные контрольно-измерительных средства и методы измерений;

— проводятся преимущественно in-situ измерения в условиях высокой пространственной неоднородности ЭМП РЧ, зависящей от ряда трудно детерминируемых факторов;

— ведущим критерием объективности экспериментальных работ является их пространственное разрешение;

— система утвержденных контрольных уровней ЭМП РЧ носит сложный многокритериальный характер в зависимости от специфики конкретной задачи.

В своей совокупности все перечисленные особенности отражают основные отличия физического эксперимента в задачах исследования пространственной неоднородности ЭМПРЧ в условиях реальных сред (вне лабораторий) от принятых принципов [13, 276] традиционных экспериментальных работ в точных науках:

• проведение эксперимента осуществляется в неконтролируемых или частично контролируемых исследователем условиях

• ограничена возможность строгого (особенно в количественных показателях) априорного формулирования проверяемой в эксперименте гипотезы

• ограничены возможности по повторяемости эксперимента из-за нестабильности и неконтролируемости параметров среды в которой он проводится

• выделение и измерение искомой величины из всей совокупности действующих в заданной точке пространства факторов происходит за счет селективности применяемой измерительной аппаратуры и методики проведения измерений (в том числе за счет ее адаптации к особенностям протекающих в среде физических процессов и явлений), а не за счет искусственной подготовки условий и места проведения эксперимента.

Физический эксперимент, обладающий подобными специфическими чертами, обычно относится к категории естественных (natural experiments) или квазиэкспериментов (quasi-experiments) [276]. Такая категория экспериментальных исследований в силу очевидных причин получила широкое распространение в науках о земле, ряде экологически-ориентированных научных направлений, а также в некоторых фундаментальных научных исследованиях в которых невозможно изолировать или взять под контроль объект эксперимента [264,270].

В последнем случае из-за высокой сложности и многокомпонентности изучаемых явлений при подготовке и проведении фундаментальных научных работ приоритетным становится решение таких задач как повышение чувствительности измерений, четкое

выделение в недостаточной степени детерминированных характеристик измерительного оборудования и методы их приближенных оценок, а также выработка корректной методики измерений [264,277,278,283].

В практике экспериментальных исследований пространственной структуры ЭМП РЧ указанные особенности существенно усложняют выработку адекватных методологических приемов проведения исследования, и поэтому часто не находят должного отражения в практических изысканиях. Например, анализ распределения интенсивности ЭМП РЧ в условиях реальных сред часто сводится к оценке амплитуды радиосигнала в широкой полосе частот и ее различий между функциональными выделами среды, т.е. статистических оценок ее свойств [5, 14-16], таким образом, реализуется априорное представление об искомом пространстве как о регулярной или локально однородной среде.

Узкополосные (в частотной области) измерения ЭМПРЧ обычно направлены на оценку зоны покрытия и/или электромагнитной безопасности конкретных систем сотовой связи (а не интегрального радиосигнала) [1, 17-19], а попытки интеграции полученных результатов с расчетными методами, без предварительной проработки вопроса о моделировании искомого объема пространства, могут наталкиваться на неопределенность характеристик реальных источников излучения и отсутствие детальных моделей среды, что ограничивает корректность расчетов условиями прямой видимости передатчиков [20]. В инженерных исследованиях пространственным вариациям поля как таковым также уделяется мало внимания, т.к. авторов интересует сходимость результатов моделирования и натурных измерений и оптимизация используемого алгоритма расчета [1,3, 19].

Привлечение в практику экспериментальных исследований пространственной неоднородности ЭМП РЧ систем геопространственного моделирования и цифровой картографии позволяет осуществлять пространственную декомпозицию структуры поля за счет широкого спектра средств пространственного анализа данных даже при сильных и нелинейных его вариациях, но на практике потенциал таких программных продуктов не раскрывается в полной мере из-за анализа только профильных вариаций радиосигнала [21], недостаточного пространственного разрешения измерений (десятки — сотни метров и грубее) [22, 23], а также априорной ориентированности даже комплексных и широких по территориальному охвату экспериментальных работ [18, 23] на оценку преимущественно общих статистических характеристик распределения амплитудных характеристик поля в искомом районе.

Однако, даже результаты таких исследований показывают, что пространственная неоднородность ЭМП РЧ в условиях реальных территорий формируется благодаря целому

комплексу факторов: сложным диаграммам направленности радиотехнических объектов, многолучевому распространению радиоволн, а также экранированию потоков излучения зданиями и сооружениями. Из-за этого, расстояние до источников излучения не является безусловным критерием амплитуды принимаемого радиосигнала и электромагнитной безопасности, т.к. на одинаковых расстояниях от них могут фиксироваться перепады напряженности поля в десятки-сотни раз [24,25].

Поэтому к перспективным направлениям совершенствования методологии объективной оценки как ЭМПРЧ, так и других распределенных характеристик среды, базирующихся на пространственно-ориентированном подходе, относятся: проведение исследований с большей пространственной детализацией (across larger, more relevant spatial scales), совершенствование и интенсификация использования методов пространственно-временного представления данных исследований {spatially- and temporally-explicit methods), развитие методов интегрального представления экспериментальных данных и планируемых изменений в сравнимых пространственно-временных масштабах (in terms of the same spatial and temporal scales) [26, 27]. При этом в качестве приоритетов в задачах изучения пространственно-распределенных радиофизических характеристик в априори недетерминированных средах может выступать получение информации о [6,26,28,29]:

• расположении источников ЭМП РЧ и их характеристиках

• пространственном распределении ЭМП РЧ на разных расстояниях от радиопередающих комплексов

• выявлении радиофизических процессов и явлений, формирующих пространственную структуру поля, в том числе конкретных объектов окружающей среды при взаимодействии с которыми искомые эффекты имеют место

Аналогичные методологические подходы могут быть применены и в задачах исследования пространственной неоднородности других физических факторов окружающей среды, в том числе: радиационного фона (особенно на уровнях близких к фоновым), акустического (шумового) загрязнения и электрических и магнитных полей промышленных и близких к ним частот. Актуальность изучения физических характеристик среды связана с тем, что до настоящего времени указанные факторы подробно изучались преимущественно в условиях лабораторий, тестовых полигонов и ряде узко специализированных производственных сфер (атомной энергетике, при обеспечении работы СВЧ установок, систем радиолокации и т.д.) и при этом практически не проводилось объективной оценки реального распределения фоновых и около фоновых интенсивностей этих физических полей во внепроизводственной среде [4, 28, 30-34].

С учетом сложной пространственной структуры ЭМПРЧ в условиях реальных территорий, описание данной характеристики окружающей среды должно в принципе носить детерминированный характер, что обеспечивается как проведением натурных измерений на искомых участках местности, так и одновременным моделированием (прогнозированием) условий распространения радиоволн на базе физически и метрически корректных цифровых моделей среды. При этом степень детализации детерминированного описания ЭМП РЧ должна обеспечивать пространственную декомпозицию вариаций радиосигнала в пределах базовых структурных единиц местности. Например, для города это придомовые участки и дворы с размерами порядка 100...500 м, различные функциональных выделы внутри них с размерами 5...30 м, устойчивые коридоры перемещения абонентов, а также помещения протяженностью от единиц до первых десятков метров [1,35-36,114].

Достижимое пространственное разрешение моделирования пространственной структуры ЭМПРЧ, обеспечивающее получение корректных результатов, напрямую связано с возможностью соответствующего алгоритма учесть особенности конкретной среды распространения радиоволн на непосредственно прилегающей к передатчику территории на характерных расстояниях порядка 0,1...15 км, типичных для современных систем сотовой связи и передачи данных, а в помещениях на дистанциях до нескольких десятков метров (вопросы загоризонтного и ионосферного распространения радиоволн выходят за рамки настоящей работы) [1,2].

К числу одних из первых моделей распространения радиоволн (УКВ диапазона) относится хорошо известная интерференционная формула Введенского, описывающая напряженность поля в зависимости от расстояния до передатчика над плоской поверхностью [37-39], в которой моделирование собственно среды распространения радиоволн сводится к учету расстояния между передающей и приемной антеннами и их высот над поверхностью земли.

Поскольку оригинальная формула Введенского не предоставляла возможности расчета в более сложных средах, а именно затуханий, вызванных зданиями, рельефом и зелеными насаждениями, то она обычно дополнялась достаточно простыми методами расчета ослабления радиосигнала за счет использования ранее определенных характерных величин погонного затухания радиосигнала в растительности, строительных материалах и табулированных параметров, описывающих величину дифракционного коэффициента от высоты препятствия на линии радиотрассы и расстояний от него до точек приема/передачи [39]. Очевидно, что для расчета дополнительных затуханий в рамках такого подхода требуется определить геометрические характеристики препятствий

посредством построения модели (профиля) радиотрассы с использованием аналоговых или цифровых носителей информации, что при большом количестве препятствий (например, в городе) неизбежно приведет к накоплению значительной ошибки из-за упрощенных подходов к влиянию каждого /-го препятствия.

В том числе и из-за указанных ограничений простейших детерминированных методик дальнейшее развитие получили статистические методы прогнозирования уровня ЭМПРЧ, основанные на эмпирических графиках затухания электромагнитного поля в условиях города [40]. Эти графики позволяют определить медианное значение сигнала в условиях статистически однородного города, а также в какой-то степени учесть те или иные особенности города или отдельных городских районов. Более точные статистические модели имеют коэффициенты, учитывающие некоторую обобщенную статистику, зависящую от конкретной местности [41, 42]. Например, при регулярной застройке параметрами могут быть характерная высота объектов и расстояние между ними. Такие модели также включают зависимость потерь от расстояния и как результат не предсказывают импульсного отклика.

С позиции интеграции алгоритма расчета уровня ЭМП РЧ и модели среды распространения радиоволн статистические методы более широко реализуют возможности, предоставляемые системами геопространственного моделирования, т.к. помимо расстояния между передатчиком и точкой приема, позволяют использовать при проведении расчетов специально подготовленную двухмерную модель территории, где на базе первичных данных вся искомая местность представлена набором полигонов типов -подстилающей поверхности (город, пригород, сельская местность и т.п.) для которых задана функция потерь от расстояния и длины волны [3,43].

Современное развитие методов прогноза условий распространения ЭМП РЧ связано с совершенствованием детерминированных методов расчета, использующих точные знания о среде распространения, точные в том смысле, что радиотехническая модель устойчива к флуктуациям параметров модели (таким как неточность плана здания или городской среды, электромагнитных характеристик стен и др.). Как правило, приемлемой ошибкой предсказания в данном случае является среднеквадратическое отклонение порядка 5... 10 дБ по уровню электромагнитного поля. Среди наиболее используемых детерминированных методов можно отметить следующие: геометрооптические методы (включающие геометрическую и единую теория дифракции и др. методы моделирования радиофизических процессов), численные методы электродинамики (метод конечных интегралов), а также ряд других [44].

Помимо активного использования при решении прикладных задач высокий потенциал детерминированных методов подтверждается их постоянным совершенствованием. Например, одним из наиболее активно развивающихся направлений являются исследования в области равномерной геометрической теории дифракции, показавшие, что для описания полей в области границ света и тени необходимо найти соответствующую геометрии задачи особенность (катастрофу) и выразить поле через специальные функции данной волновой катастрофы [161, 258]. Полученные в рамках этого направления фундаментальные результаты стали основой развития отечественной школы асимптотической теории волновых процессов, дифракции, фокусировки и распространения радиоволн [258-261], обеспечившей решение таких важных задач как моделирование распространения радиоволн в магнитосфере Земли [261], а также развитие методов радиотомографии ионосферы, включающих лучевую, дифракционную и статистическую радиотомографию [62,262].

Опыт практического применения детерминированных методов расчета показал, что основными элементами городской среды, влияющими на распространение радиоволн, являются конечный набор элементов среды: здания или группы зданий, земля и труднодетеминируемые препятствия на ней (заборы, гаражи), структуры типа проспектов, улиц, участки растительности (парки, дворовые посадки), свободное пространство. Вместе с тем, многочисленные проведенные к настоящему исследования по изучению пространственного распределения ЭМП РЧ в условиях антропогенно-измененных сред, до сих пор не позволили построить единую и универсальную детерминированную методику, позволяющую одновременно [41, 44^46]:

- с высокой степенью достоверности определить значение поля в произвольной точке пространства

- полноценно задействовать в расчете цифровые трехмерные модели среды распространения радиоволн высокой степени детализации, создаваемые современными программно-аппаратными средствами геомоделирования (геоинформационные системы, установки воздушной/наземной лазерной съемки и т.п.)

- эффективно работать на стандартных и доступных широкому кругу специалистов вычислительных мощностях (персональная ЭВМ)

В связи с этим, каждый из методов моделирования используется в своей функциональной нише: методы численной электродинамики - для детальных расчетов в условиях сложной трехмерной среды ограниченной протяженности (помещения, участки

зданий, доступной по объему для обработки на стандартных ЭВМ [47, 114] и моделирования антенн [233].

Менее требовательные к вычислительным ресурсам методы расчета (например, основанные на геометрооптическом приближении) реализуют процедуру моделирования распространения ЭМПРЧ расчетов на расстояниях до 5... 10 км от передатчика с пространственным разрешением от десятков метров и грубее на базе цифровых проблемно-ориентированных моделей окружающей среды, которые могут быть сопряжены со специализированным программным обеспечением, проводящим расчеты с применением соответствующих математических алгоритмов. Это достигается благодаря совместимости средств геопространственного моделирования со стандартными средами разработки программ и с интерфейсами программирования, что позволяет создавать программные продукты как в виде модулей их расширения, так и независимых программных модулей, работающих во взаимодействии с базовым приложением [36, 48, 49].

Несмотря на всю очевидную важность задачи моделирования окружающей среды, до сих пор на методологическом уровне изучение и моделирование пространственной структуры ЭМП РЧ не рассматривалось как триединая в своей сущности задача [1-3, 233], включающая: 1) определение оптимального алгоритма моделирования процесса распространения электромагнитных волн (в зависимости от диапазона частот, расстояний и необходимой детализации); 2) разработку адекватной выбранному алгоритму технологии моделирования среды распространения радиоволн; 3) разработку методов экспериментального исследования характеристик ЭМП РЧ адаптированных как для верификации точности прогноза, так и для исследования характеристик поля в условиях недетерминированных сред, когда возможности прогноза структуры поля ограничены.

Таким образом, понятие "моделирование" применительно к рассматриваемой задаче приобретает комплексный, многоаспектный характер, включающий моделирование физического процесса (распространение радиоволн), моделирование окружающей среды и создание пространственных моделей физических полей на базе расчетных или экспериментальных данных. При этом важной особенностью всех аспектов моделирования является работа с пространственно-распределенными явлениями, что требует выработки взаимоувязанного комплекса специализированных методов, базирующихся на общей геопространственной платформе.

В качестве такой платформы могут выступать геоинформационные системы (ГИС), предоставляющие пользователю универсальную среду моделирования, включающую открытый программный интерфейс, позволяющий создавать собственные программы,

тесно интегрированные с базовым приложением, возможность работы с широким набором форматов пространственных и непространственных данных и обширный функционал средств пространственного анализа и двух- и трехмерной визуализации информации.

Наличие только первичных данных объективного контроля ЭМП РЧ и/или результатов прогнозных расчетов недостаточно для полного анализа электромагнитной обстановки понимания причин возникновения тех или иных эффектов, поэтому исходные данные должны быть дополнены универсальными средствами анализа и отображения пространственно-распределенных данных к которыми относятся системы геопространственного моделирования, наиболее часто представленные ГИС.

Геоинформационные системы позволяют преобразовывать информацию об окружающей среде и ее состоянии в массив структурированных пространственно — координированных данных и проводить процедуры их формального и неформального анализа; их функционал обеспечивает:

- Проведение пространственно-ориентированного анализа экспериментальны и/или расчетных данных

- Выработку корректной и эффективной процедуры верификации расчетных данных (если эксперимент еще не проводился)

- Создание двух- и трехмерных метрически корректных цифровых моделей среды, адаптированных для проведения физического моделирования.

Последнее возможно за счет того, что геоинформационные системы обеспечивают приемлемые затраты ресурсов на создание, корректировку, хранение, верификацию и вычислительную обработку созданных моделей, в том числе включающих большое число элементов и связей между ними [33, 50-52]. Широкий спектр задач, решаемый с применением геоинформационных систем и технологий, показывает универсальность методов пространственно-ориентированного анализа распределенных по территории данных и их эффективность при подготовке и планировании работ [53-55, 263, 275], а также большие возможности и вариативность технологических схем создания и обработки цифровых геопространственных данных, ориентированных на выполнение конкретных прикладных задач, включая анализ разнородных геофизических данных, комплексный геоэкологический анализ и др. [56,57,263].

Необходимость обладания метрически корректными и содержательно полными моделями окружающей среды непосредственно адаптированными для целей физического моделирования стала причиной развития методов создания цифровых проблемно-ориентированных моделей (ЦПОМ) местности, зданий и отдельных помещений. В отличие от традиционного картографического подхода и методов компьютерной графики,

ориентированных преимущественно на визуальное восприятие результатов моделирования, при создании проблемно-ориентированных моделей принципиальную роль играют полнота и целостность исходных данных, их топологическая и семантическая структура и согласованные с ними методы повышения визуальной адаптивности пространственной модели [33, 58].

Это повышает эффективность ЦПОМ в задачах изучения пространственной неоднородности ЭМПРЧ и прогнозирования процессов его распространения с учетом локальных особенностей территории. При этом одним из основных условий применимости методов и алгоритмов расчета является возможность проведения детальной пространственной декомпозиции их результатов, в том числе для определения границ зон влияния конкретных потенциально опасных объектов в зависимости от их расположения и технических характеристик.

Теоретико-методологическая основа исследований пространственной неоднородности ЭМПРЧ. Экспериментальные исследования распространения радиоволн в условиях обитаемых сред активно ведутся специалистами в области прикладной радиофизики и связи начиная с первой половины 20-го века [37, 39] по настоящий момент. Несмотря на существенные различия в аппаратурном обеспечении, используемых алгоритмах прогнозирования величины ЭМПРЧ и в частотных диапазонах, к базовым, сквозным методологическим принципам постановки радиофизического эксперимента следует отнести следующие [1,3,44]:

- Проведение объективного контроля параметров радиосигнала от тестовых или реально функционирующих радиопередающих комплексов

- Проведение аналитических расчетов с применением того или иного (в достаточной мере развитого на момент проведения исследования) метода расчета уровня ЭМП РЧ в точках проведения эксперимента

- Оценка точности прогноза (чаще всего среднеквадратической) уровня ЭМПРЧ путем сравнения расчетных и экспериментальных значений

- Определение характеристик конкретных радиотрасс на базе метрической информации о среде распространения радиоволн и/или ее цифровых моделей (от простейших подходов, базирующихся на расчете расстояния до передатчика и типа подстилающей поверхности при использовании статистических методов до полноценного использования в расчетах трехмерных моделей местности высокой детализации).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Потапов, Александр Александрович, 2013 год

Список литературы

1. Bertoni H.L. Radio Propagation for Modern Wireless Systems. New Jersey: Prentice hall, 2001.-340 p.

2. Григорьев B.A., Лагутенко О.И., Распаев Ю.А. Сети и системы радиодоступа. М.: Экотрендз, 2005. - 384 с.

3. Saunders S.R., Aragon-Zavala A. Antennas and Propagation for Wireless Communication Systems - 2nd. ed. Chichester: John Wiley & Sons, Ltd, 2007. - 545 p.

4. Контроль физических факторов производственной среды, опасных для человека: Энциклопедия "Экометрия" из серии справочных изданий по экологическим и медицинским измерениям. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2002. - 488 с.

5. Mann S. Assessing personal exposures to environmental radio frequency electromagnetic fields //C.R. Physique. - 2010. - № 9-10. - P. 541 - 555.

6. Потапов A.A. Пространственная неоднородность физических характеристик окружающей среды как экологически значимый фактор: Монография. — М.:МАКС Пресс, 2011.-176 с.

7. Чижевский А.Л. Космический пульс жизни: Земля в объятиях Солнца. Гелиотараксия. М.: Мысль, 1995.-768 с.

8. Атлас магнитного поля Земли /Под. ред. А.Д. Гвишиани, А.В. Фролова, В.Б. Лапшина. М.: Геофизический центр РАН, 2012.-364 с.

9. Гвишиани А.Д., Агаян С.М., Богоутдинов Ш.Р., Соловьев А.А. Дискретный математический анализ и геолого-геофизические приложения //Вестник Краунц. науки о Земле. - 2010. - № 2. - Вып. 16. - С. 109 - 125.

10. Сыроешкин А.В., Плотникова Н.В., Лапшин В.Б. Нейтронное поле у поверхности Земли и биосфера. М.: Институт прикладной геофизики имени академика Е.К.Федорова, 2011.-204 с.

11. Буров В.А., Лапшин В.Б., Сыроешкин А.В. Космическая погода и авиаперевозки //Мир измерений. - 2013. - № 2. - С. 11 - 16.

12. Тертышников А.В., Кучейко А.А. Оперативный космический мониторинг ЧС: история, состояние и перспективы //Земля из космоса: наиболее эффективные решения. — 2010. — №4.-С. 7-13.

13. Эксперимент//Болыпая советская энциклопедия (второе издание). - 1957. - Т. 48. -С. 410-411.

14. Frei P. et al. Temporal and spatial variability of personal exposure to radio frequency electromagnetic fields //Environmental Research. - 2009. - № 6. - P. 779-785.

15. Viel J.-F. et al. Radiofrequency exposure in the French general population: Band, time, location and activity variability //Environment International. - 2009. -№ 8. - P. 1150-1154.

16. Frei P. et al. A prediction model for personal radio frequency electromagnetic field exposure //Science of the Total Environment. - 2009. - № 408. - P. 102 - 108.

17. Телевизионное и УКВ ЧМ (FM) радиовещание в Московской области [Электронный ресурс] //Филиал ФГУП "РТРС" "Московский региональный центр, официальный интернет сайт. URL: http://www.tvtower.ru/312_TVMO/ (дата обращения: 18.08.2011).

18. Mobile phone base station audits [Электронный ресурс] //Ofcom, официальный интернет-сайт. URL: http://www.ofcom.org.uk/sitefinder/audits/ (дата обращения: 18.08.2011).

19. Blaunstein N. Radio Propagation in Cellular Networks. London: Artech House, 2000. -330p.

20. Bornkessel C. et al. Determination of the general public exposure around GSM and UMTS base stations //Radiation Protection Dosimetry. - 2007,- № 1. - P. 40 - 47.

21. Ammoscato A., Corsale R., Dardanelli G., Scianna A., Villa B. GPS-GIS integrated system for electromagnetic pollution //The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. - 2008. - Vol. XXXVII.- Part В1. - P. 491- 498.

22. Abdelati M. Electromagnetic radiation from mobile phone base stations at Gaza //Journal of The Islamic University of Gaza (Natural Sciences Series). - 2005. - Vol.13. - № 2 - P. 129-146.

23. Line P., Cornelius W.A., Bangay M.J., Grollo M. Levels of Radiofrequency Radiation from GSM Mobile Telephone Base Stations. Australian radiation protection and nuclear safety agency, 2000.-22 p. URL: http://www.arpansa.gov.au/pubs/eme/rfrepl29.pdf (дата обращения 18.08.2011).

24. Cooper T.G. et al. Exposure of the general public to radio waves near microcell and picocell base stations for mobile telecommunications. Didcot: National Radiation Protection Board, 2004. - 55 p. URL: http://www.hpa.org.Uk/web/HPAwebFile/HPAweb_C/l 194947319169 (дата обращения: 18.08.2011).

25. Mann S.M. et al. Exposure to radio waves near mobile phone base stations. Didcot: National Radiation Protection Board, 2000. - 55 p. URL: http://www.hpa.org.uk/web/HPAwebFile/HPAweb_C/1194947399556 (дата обращения: 18.08.2011).

26. Hope B.K. An examination of ecological risk assessment and management practices //Environment International. - 2006. - № 32. - P. 983 - 995.

27. Suter G. W. et al. An integrated framework for health and ecological risk assessment //Toxicology and Applied Pharmacology. - 2005. - № 207. -P. S611 -S616.

28. Богословский B.A., Жигалин А.Д., Хмелевской B.K. Экологическая геофизика. М.: Изд-во МГУ, 2000. - 256 с.

29. Капица А.П., Потапов А.А. Общая методология эксперимента в исследованиях пространственной неоднородности электромагнитных полей радиочастотного диапазона //Доклады Академии Наук. - 2011. - Т. 441. - № 2. - С. 242 - 244.

30. Антонов В.А., Ажгиревич А.И., Бадтиев Ю.С., Власов А.И., Грачев В.А., Гутенев В.В. и др. Экология. Военная экология: Учебник для высших учебных заведений Министерства обороны Российской Федерации/Под. общ. ред. В.И. Исакова - М.-Смоленск: ИД Камертон - Маджента, 2006. - 724 с.

31. Воздействие на организм человека опасных и вредных экологических факторов. Метрологические аспекты. В 2-х томах. /Под ред. Исаева JI.K. М.: ПАИМС, 1997 - 512 с. (т.1), 496 с. (т.2).

32. Кудряшев Ю.Б. Радиационная биофизика (ионизирующие излучения) /Под ред. В.К. Мазурика, М.Ф. Ломанова. М.: Физматлит, 2004. - 448 с.

33. Потапов A.A. Пространственная неоднородность физического загрязнения как экологически значимый фактор. Препринт. М.: Физический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, 2006. - 54 с.

34. Инженерная экология. /Под ред. В.Т. Медведева. М.: Гардарики, 2002. - 687 с.

35. Королев А.Ф., Краснушкин A.B., Потапов A.A., Турчанинов A.B. Возможности геоинформационных технологий в анализе больших объемов слабоструктурированной физико-экологической информации //Наукоемкие технологии. - 2005. — № 1. - Т. 6. — С. 42-47.

36. Потапов A.A., Турчанинов A.B., Королев А.Ф. Методы радиофизического моделирования с использованием геоинформационных систем в обеспечении электромагнитной безопасности урбанизированных территорий //Экология урбанизированных территорий. - 2007. - № 1. - С. 57 - 62.

37. Введенский Б.А. К вопросу о распространении ультракоротких волн //Вестник теоретической и экспериментальной электротехники. - 1928. - №12. - С. 447-451.

38. Введенский Б. А., Аренберг А.Г. Распространение ультракоротких волн. М.: Связьтехиздат, 1934 г. - 284 с.

39. Аренберг А.Г. Распространение дециметровых и сантиметровых волн. М.: Советские радио, 1957.-306 с.

40. Джейке У.К. (ред.). Связь с подвижными объектами в диапазоне СВЧ. М.: Связь, 1979. -245 с.

41. Пономарев Л.И., Манкевич Т.Л. Моделирование радиотрасс мобильных систем связи //Успехи современной радиоэлектроники. - 1999. - № 8. - С. 45 - 48.

42. Феер К.: Беспроводная цифровая связь. М.: Радио и связь, 2000. - 520 с.

43. Cellular Expert. Radio Network Planning in ArcGIS. Vilnius: Hnit-baltic, 2011. - 12 p. URL: http://www.cellular-expert.com/system/ixles/downloads/Brochure_web_0.pdf (дата обращения 01.12.2011).

44. Сухорукое А.П., Бабушкин А.К., Дудов P.A., Захаров П.Н., Козарь A.B., Королев А.Ф., Потапов A.A., Пухов Е.А., Турчанинов A.B. Распространение радиоволн в обитаемых средах: физические, информационные и экологические аспекты //Радиотехника. - 2009. -№5.-С. 40-49.

45. Василенко Г.О., Иванов М.А. Обзор методов расчета характеристик радиополя в условиях городской застройки //Труды учебных заведений связи. - 2000. - № 166. - С. 91 -98.

46. Blaunstein N., Christodoulou C. Radio Propagation and Adaptive Antennas for Wireless Communication Links: Terrestrial, Atmospheric and Ionospheric. Hoboken: Wiley Interscience,

2007.-614 p.

47. Nagy L. Indoor Propagation Modeling for Short Range Devices //The Second European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP 2007) - 2007. - P. 1 - 6.

48. Турчанинов A.B., Королев А.Ф., Захаров П.Н., Потапов А.А. Программное обеспечение для расчета условий распространения радиоволн в городской и сельской местности "СИГНАЛ-РП" [Электронный ресурс]: Сборник докладов IV Всероссийской конференции "Радиолокация и радиосвязь". - Электронное издание. - М.: Изд-во ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, 2010. - С. 749 - 758. URL: http://jre.cplire.ru/jre/library/4conf/docs/pdffiles/pl4.pdf (дата обращения 01.12.2011).

49. Matschek R. A geometrical optics and uniform theory of diffraction based ray tracing optimisation by a genetic algorithm //C. R. Physique. - 2005- № 6. - P. 595 - 603.

50. Encyclopedia of geographic information science/ Karen K. Kemp - editor. Los Angeles: SAGE Publications, 2008. - 558 p.

51. Smith M.J., Goodchild M.F., Longley P.A. Geospatial Analysis: a comprehensive guide to principles, techniques and software tools. Leicester: Matador, 2009. - 558 p. URL: http://www.spatialanalysisonline.com/ (дата обращения 06.05.2010).

52. Brimicombe A. GIS, Environmental Modeling and Engineering - 2nd ed. Boca Raton, London, New York: CRC Press, 2010.-361 p.

53. Потапов A.A., Турчанинов A.B., Королев А.Ф. Электромагнитная безопасность электроэнергетической инфраструктуры урбанизированных территорий //Экология урбанизированных территорий. - 2007. - № 2. - С. 6 - 12.

54. Алексеев В.А., Телегина М.В., Цапок М.В. Система сбора и обработки данных экологического мониторинга //Геоинформатика. - 2008. - № 3. - С. 17-20.

55. Миронова М.О., Кузин Р.Е. Геоинформационная система сопровождения фоновых экологических исследований в эльконском урановорудном районе //Геоинформатика. -2009.-№4.-С. 43-47.

56. Алябьев А.А., Сосновский А.В. Цифровое трехмерное моделирование местности на основе результатов спутниковой стереоскопической съемки //Геодезия и картография. —

2008.-№8.-С. 23-27.

57. Сунгатуллин Р.Х. Методика создания 3D моделей геоэкологического пространства //Геодезия и картография. - 2009. - № 3. - С. 42 - 44.

58. Потапов А. А. Физико-технические принципы построения комплексов радиомониторинга: В 2-х томах. Том II: Создание радиотехнических моделей среды и исследование ее радиофизических характеристик с применением методов и технологий геопространственного моделирования: Монография /Под редакцией профессора Н.Н. Сысоева. - М.: МАКС Пресс, 2012.-352 с.

59. Трухин В.И., Показеев К.В., Куницын В.Е. Общая и экологическая геофизика. М.: Физматлит, 2005. - 576 с.

60. Электромагнитное поля в биосфере. В 2-х томах /Под ред. д.ф-м.н. Красногорской Н.В. М.: Наука, 1984. - 376 с. (т.1), 322 с. (т.2).

61. Трухин В.И., Показеев К.В., Куницын В.Е. Основы экологической геофизики. СПб.: Лань, 2004. - 384 с.

62. Куницын В.Е., Терещенко Е.Д. Томография ионосферы. М.: Наука, 1972. - 184 с.

63. Kapitsa А.Р., Ridley J.K., Robin G. de Q., Siegert M.J., Zotikov I.A. A lage deep freshwater lake beneath the ice of central East Antarctica //Nature. - 1996. - Vol. 381. - P. 684 - 686.

64. Экология севера: дистанционные методы изучения нарушенных экосистем (на примере Кольского полуострова) /Под ред. А.П. Капицы, У.Г. Риса. М.: Научный мир, 2003.-248 с.

65. Hardell L., Sage С. Biological effects from electromagnetic field exposure and public exposure standards //Biomedicine & Pharmacotherapy. - 2008. - № 62. - P. 104 - 109.

66. Sage C., Carpenter D.O. Public health implications of wireless technologies //Pathophysiology. - 2009. - № 16. - P. 233-246.

67. Baeza A., Corbacho J.A. In-situ determination of low-level concentrations of Cs-137 in soils //Applied Radiation and Isotopes. - 2010. -№ 68. - P. 812 - 815.

68. Wei H. et al. Clearance measurement of metal scraps for nuclear facility at INER in Taiwan //Applied Radiation and Isotopes. - 2009. - № 67. - P. 944 - 949.

69. Hopkins C., Turner P. Field measurement of airborne sound insulation between rooms with non-diffuse sound fields at low frequencies //Applied Acoustics. - 2005. - № 66. - P. 1339 -1382.

70. Bonotto D.M. et al. The natural radioactivity in water by gross alpha and beta measurements //Radiation Measurements. - 2009. -№ 44. - P. 92 - 101.

71. Guseva-Canu I. et al. Comparative assessing for radiological, chemical, and physical exposures at the French uranium conversion plant: Is uranium the only stressor? //International Journal of Hygiene and Environmental Health. - 2009. - № 212. - P. 398 - 413.

72. Askounis P. et al. Analysis of the personal doses lower than the reporting level //Radiation Measurements. - 2008. - № 43. - P. 603 - 606.

73. Udovicic V. et al. Radon problem in an underground low-level laboratory //Radiation Measurements. - 2009. - № 44. - P. 1009 - 1012.

74. Curcio G. et al. Is the brain influenced by a phone call?: An EEG study of resting wakefulness //Neuroscience Research. - 2005. - № 3. - P. 265 - 270.

75. Vecchio F. et al. Mobile phone emission modulates inter-hemispheric functional coupling of EEG alpha rhythms in elderly compared to young subjects //Clinical Neurophysiology. - 2010. -№ 121.-P. 163-171.

76. Антонов A.B. Системный анализ. M.: Высшая школа, 2004. - 454 с.

77. Светлосанов В.А. Применение системного анализа в исследовании природных систем. М.: 11-й ФОРМАТ, 2008. - 96 с.

78. Светлосанов В.А. Основы методологии моделирования природных систем. М.: 2007. -110 с.

79. Куклев Ю.И. Физическая экология. М.: Высшая школа, 2001. - 357 с.

80. Гипогеомагнитные поля в производственных, жилых и общественных зданиях и сооружениях: Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2.1.8/2.2.4.2489-09. М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2007. -5 с.

81. Современные методы анализа в санитарно-гигиенических исследованиях (научно-практическое руководство). - М.: ФГУП "Интерсен", 1999. - 496 с.

82. Горшкова О.М., Краснушкин A.B., Потапов A.A., Пращикина Е.М., Марголина И.Л., Корешкова Т.Н., Шкиль А.Н. Лабораторные методы изучения и контроля состояния окружающей среды: Учебное пособие /Под ред. А.П. Капицы, A.B. Краснушкина. М.: Географический факультет МГУ, 2008. - 180 с.

83. Зольников И.Д., Исаев И.О., Баландис В.А., Богуславский А.Е. Геоинформационное обеспечение детальных геохимических и геофизических исследований для оценки экогеологических обстановок в городских условиях //Материалы Международной конференции. Апатиты, Россия, 22-24 августа 2000 г. - Апатиты: Издательство Кольского научного центра РАН, 2000. - Т. 1. - С. 30-35.

84. Сухорукое А.П., Дудов P.A., Королев А.Ф., Потапов A.A., Турчанинов A.B. Квазиоптические методы в задачах моделирования распространения радиоволн вдоль поверхности Земли //Нелинейный мир. - 2005. - Т. 3. - № 1-2. - С. 107 - 115.

85. Краснушкин А. В., Денисенко О. В., Марголина И. Л., Потапов А. А. Экология жилища - новое направление в геоэкологии и природопользовании //География, общество, окружающая среда. Том III: Природные ресурсы, их использование и охрана /Под ред. проф. А.Н. Геннадиева и чл.-корр. РАН Д.А. Криволуцкого. М.: "Издательский дом "Городец", 2004. - С. 117 -122.

86. Родос Л.Я. Электродинамика и распространение радиоволн. СПб: Изд-во СЗТУ, 2007. -90 с.

87. Попов A.C. Применение методов Окамура-Хата и Введенского для расчета зон покрытия цифровых телевизионных передатчиков //Доклады ТУСУРа. - 2010. - № 2. - С. 176-179.

88. Okamura Y. Field strength and its variability in VHF and UHF land mobile radio service (Tokyo) //Rev. Elec. Comm. Lab.- 1968. - № 6. -P. 825-873.

89. COST 231 Final report, Digital Mobile Radio: COST 231 View on the Evolution Towards 3rd Generation Systems. Brussels: Commission of the European Communitiesand COST Telecommunications, 1999.

90. Определение уровней электромагнитного поля в местах размещения средств телевидения и 4M радиовещания: Методические указания (МУК 4.3.045-96). М.: Информационно-издательский центр Госкомсанэпиднадзора России, 1996 — 15 с.

91. Определение плотности потока энергии электромагнитного поля в местах размещения радиосредств, работающих в диапазоне частот 300 МГц — 300 ГГц: Методические

указания (МУК 4.3.1167-02). М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2002 - 80 с.

92. Физическая оптика /С.А.Ахманов, С.Ю.Никитин. - М.: Изд-во МГУ; Наука, 2004. -656 с.

93. Борн М., Вольф Э.Основы оптики. М.: Наука, 1973. - 720 с.

94. Петров Б.М. Электродинамика и распространение радиоволн. М.: Горячая линия — Телеком, 2007 - 558 с.

95. Кирхгофа метод //Физическая энциклопедия (под ред. А.М.Прохорова). - Том 2. -С. 369-370.

96. McNamara D.A. et al. Introduction to the Uniform Geometrical Theory of Diffraction. Boston: Artech House, 1990. - 471 p.

97. Sommerfeld A. Mathematische Theorie der Diffraction //Mathematische Annalen. - 1869. -Vol. 47. - № 2-3. - P. 317 - 374.

98. Зоммерфельд А. Оптика. M.: Изд-во иностранной литературы, 1953. - 487 с.

99. Born W., Wolf E. Principles of optics: Electromagnetic theory of propagation, interference and diffraction of light. - 7th Edition (expanded). Cambridge: Cambridge University Press, 2003. -952 p.

100. Durgin G.D. The Practical Behavior of Various Edge-Diffraction Formulas //IEEE Antennas and Propagation. - 2009. - Vol. 51. - № 3. - P. 24 - 35.

101. Kumar S., Ranganath G.S. Geometrical theory of diffraction //Pramana - Journal of Physics. - № 6. - P. 457-488.

102. Keller J.B. Geometrical Theory of Diffraction //Journal of the optical society of America. -1962.-№2.-P. 116-130.

103. Фейнберг E. Л. Распространение радиоволн вдоль земной поверхности. - 2-е изд. -М.: Наука. Физматлит, 1999.-496 с.

104. Геометрической оптики метод //Физическая энциклопедия (под ред. А.М.Прохорова). -Том 1.-С. 440-441.

105. Клингер Г. Г. Сверхвысокие частоты: основы и применения техники СВЧ. М.: Наука, Физматлит, 1969. - 272 с.

106. Yun Z., Zhang Z., Iskander M. F. A ray-tracing method based on the triangular grid approach and application to propagation prediction in urban environments //IEEE Transactions antennas and propagation. - 2002. - № 5. - P. 750 - 758.

107. Rossi J.-P., Gabillet Y. A. Mixed ray launching/tracing method for full 3-D UHF propagation modeling and comparison with wide-band measurements //IEEE Transactions antennas and propagation. - 2002. - № 4 - P. 517 - 523.

108. Schuster J.W., Luebbers R.J. FDTD techniques for evaluating the accuracy of ray-tracing propagation models for microcells. URL: http://www.scribd.com/doc/17257601/fdtd (дата обращения 01.12.2011).

109. Chen Z., Delis A., Bertoni H.L. Radio-wave propagation prediction using ray-tracing techniques on a network of workstations (NOW) //Journal of Parallel and Distributed Computing. - 2004. - № 64. - P. 1127 - 1156.

110. Леонтович M.A., Фок В.А. Решение задачи о распространении электромагнитных волн вдоль поверхности Земли по методу параболического уравнения //ЖЭТФ. - 1946. -№7.-Т. 16.-С. 557.

111. Фок В.А. Распространение прямой волны вокруг поверхности Земли при учете дифракции и рефракции /Исследования по распространению радиоволн. Сборник 11. М.: 1948.-С. 40.

112. Фок В.А. Теория распространения радиоволн в неоднородной атмосфере для приподнятого источника. //Известия АН СССР. Серия физика. - 1950. - № 14. - С. 70.

ИЗ. Levy М. Parabolic equation methods for electromagnetic wave propagation. London: The Institution of Electrical Engineers, 2000. - 336 p.

114. ДудовРА., Захаров П.Н., КозарьА.В., Королев А.Ф., Потапов А.А., Пухов Е.А., Сухоруков А.П., Сысоев Н.Н., Турчанинов А.В. Физико-технические принципы построения комплексов радиомониторинга: В 2-х томах. Том I: Радиофизические основы построения комплексов радиомониторинга: Монография /Под редакцией проф. А.В. Козаря и проф. А.П. Сухорукова. М.: МАКС Пресс, 2012. - 336 с.

115. Кессених В.Е. Распространение радиоволн. М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1952.-245 с.

116. Kuttler J.R., Dockery G.D.. Theoretical description of the parabolic approach. Fourier split-step method of representing electromagnetic propagation in the troposphere //Radio Science. -1991.-vol. 26-№2.-P. 381—393.

117. Clemens M., WeilandT. Discrete electromagnetism with the finite integration technique //Progress in Electromagnetic Research, PIER 32. — 2001. - P. 65 - 87.

118. Zakharov P.N., DudovR.A„ Mikhailov E.V., Korolev A.F., Sukhorukov A.P. Finite Integration Technique Capabilities for Indoor Propagation Prediction//Proceedings of 2009 Loughborough Antennas & Propagation Conference. - Loughborough: Loughborough University, 2009. - P. 369 - 372.

119. Rienen U. Numerical Methods in Computational Electrodynamics. New York: Springer,

2001.-378 p.

120. Nam-Ryul J. et al. Performance of Channel Prediction Using 3D Ray-tracing Scheme Compared to Conventional 2D Scheme //Asia-Pacific Conference on Communications (APCC '06).-2006.-P. 1-6.

121. Hult Т., Mohammed A. Assessment of Multipath Propagation for a 2.4 GHz Short-Range Wireless Communication System //IEEE 65th Vehicular Technology Conference (VTC2007-Spring). - 2007. - P. 544 - 548.

122. Chaudhuri Y.W., Safavi-Naeini S.K. An FDTD/ray-tracing analysis method for wave penetration through inhomogeneous walls //IEEE Transactions on Antennas and Propagation. -

2002.-№ 11.-P. 1598-1604.

123. Nagy L. Indoor Propagation Modeling for Short Range Devices //The Second European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP 2007). - 2007. - P. 1-6.

124. Михайлов E.B., Дудов P.A., Захаров П.Н., Козарь А.В., Королев А.Ф. Возможности метода конечных интегралов при расчете распространения радиоволн в зданиях [Электронное издание] //Труды школы-семинара "Волны-2009". - 2009. - С. 63 - 67.

125. Михайлов Е.В., Дудов Р.А., Захаров П.Н., Козарь А.В., Королев А.Ф. Исследование возможностей метода конечных интегралов при прогнозировании распространения радиоволн в неоднородных анизотропных средах [Электронный ресурс]: Сборник докладов III Всероссийской конференции "Радиолокация и радиосвязь". Приложение. -Электронное издание. - М.: Изд-во ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, 2009. - С. 601 - 605. - URL: http://jre.cplire.ru/jre/library/3conference/pdffiles/p013.pdf (дата обращения 02.06.2010).

126. Моделирование антенн и элементов тракта /Под ред. К.В. Шишакова -Ижевск: ИжГТУ, 2009. - 127 с.

127. Курушин А.А., Пластиков А.Н. Проектирование СВЧ устройств в среде CST Microwave Studio. - М.: Издательство МЭИ, 2010.-160 с.

128. SmartGrid [Электронный ресурс] /Официальный сайт компании CST. URL: http://www.cst.com/Content/Products/MWS/smartgrid.aspx (дата обращения: 18.02.2012).

129. Sotoudeh О., Wittig Т. Simulation of Mobile Phone Antenna Performance [Электронный ресурс] /Microwave Journal. URL: http://www.microwavejournal.com/articles/5800-electromagnetic-simulation-of-mobile-phone-antenna-performance (дата обращения: 18.02.2012).

130. Lee J.W.H., Lai A.K.Y. FDTD analysis of indoor radio propagation //Proceedings of IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium, 1998. - 1998. - Vol.3. - P. 16641667.

131. Zakharov P.N., Mikhailov E.V., Potapov A.A., Korolev A.F., Sukhorukov A.P.. Comparative Analysis of Ray tracing, Finite Integration Technique and Empirical Models Using Ultra-Detailed Indoor Environment Model and Measurements //Proceedings 2009 3rd IEEE International Symposium on Microwave, Antenna, Propagation and EMC Technologies for Wireless Communications. - Beijing: IEEE Press, 2009. -Vol. 1. - P. 176 - 183.

132. Jin L., Chang H., Shouzheng Z. Study on GIS based prediction system for radio wave propagation in urban region //Journal of electronics. - 2002.- № 3. - P. 296 - 298.

133. Scheibe K.P., Carstensen L.W., Rakes T.R., Rees L.P. Going the last mile: A spatial decision support system for wireless broadband communications //Decision Support Systems. -2006.- № 42. - P. 557 - 570.

134. Sawada M., Cossette D., Wellar В., Kurt T. Analysis of the urban/rural broadband divide in Canada: Using GIS in planning terrestrial wireless deployment //Government Information Quarterly, 2006.- № 23. - P. 454 - 479.

135. Cellular Expert. Radio Network Planning in ArcGIS. Vilnius: Hnit-baltic, 2011. - 12 p. URL: http://www.cellular-expert.com/system/files/downloads/Brochure_web_0.pdf (дата обращения 01.12.2011).

136. Проектирование и анализ радиосетей и санитарные паспорта на передающие радиотехнические объекты краткая информация о разработке. Ярославль: Научно-производственная фирма "ЯР", 2003. - 26 с. URL: http://dsplab.uniyar.ac.ru/piar/piar45.pdf (дата обращения 01.12.2011).

137. Athanaileas Т.Е., Athanasiadou G.E., Tsoulos G.V., Kaklamani D.I. Parallel radio-wave propagation modeling with image-based ray tracing techniques //Parallel Computing. - 2010-№36.-P. 679-695.

138. Rautiainen Т., Wolfle G., Hoppe R. Verifying path loss and delay spread predictions of a 3D ray tracing propagation model in urban environment //Proceedings of Vehicular Technology IEEE Conference. - 2002. - Vol. 4. - P. 2470 - 2474.

139. Corre Y., Lostanlen Y. Three- Dimensional Urban EM Wave Propagation Model for Radio Network Planning and Optimization Over Large Areas //IEEE Transactions on Vehicular Technology. - 2009. - Vol. 58. - № 7. - P. 3112 - 3123.

140. ChiparaO., HackmannG., LuC., Smart W.D., Roman G-C. Practical Modeling and Prediction of Radio Coverage of Indoor Sensor Networks //Proceedings of the 9th ACMIEEE International Conference on Information Processing in Sensor Networks IPSN 10. - 2010. -P. 339-349.

141. Fortune S.J., Gay D.M., Kernighan B.W., Landron O., Valenzuela R.A., Wright M.H., Murray H. WISE design of indoor wireless systems: practical computation and optimization //IEEE Computational Science & Engineering. - 1995. - Vol. 2. - № 1. - P. 58 - 68.

142. Birogul S., Elmas C., Cetin A. Planning of the GSM network broadcast control channel with data fusion //Expert Systems with Applications. - 2011- № 38. - P. 2421 - 2431.

143. Макаров B.3., Новаковский Б.А., Чумаченко A.H. Эколого-географическое картографирование городов. М.: Научный мир, 2002. - 196 с.

144. Grigoriev Y. Cell Towers - Results of Measurements and Estimation of Safety Limits for the Public. Salzburg: International Conference on Cell Tower Siting, 2000. - P. 47-51.

145. Frei P. et al. Classification of personal exposure to radio frequency electromagnetic fields (RF-EMF) for epidemiological research: Evaluation of different exposure assessment methods //Environment International. - 2010. - № 36. - P. 714 - 720.

146. Joseph W. et al. Comparison of personal radio frequency electromagnetic field exposure in different urban areas across Europe //Environmental Reseach. - 2010. - № 110. - P. 658 - 663.

147. Moulder. J. Mobile Phone (Cell Phone) Base Stations and Human Health [Электронный ресурс] //Интернет-сайт. URL: http://www.racineco.com/crepository/is/wireless/MouMob.doc (дата обращения: 18.08.2011).

148. Rappaport, Theodore S. An Introduction to Indoor Radio Propagation [Электронный ресурс] //Wireless Communications - Principles & Practice, IEEE Press, 1996. URL: http://sss-mag.com/indoor.html (дата обращения: 18.08.2011).

149. Viel J.-F. et al. Residential exposure to radiofrequency fields from mobile phone base stations, and broadcast transmitters: a population-based survey with personal meter //Occupational and Environmental Medicine. - 2009. - № 66. - P. 550-556.

150. Сердюк A.M. Взаимодействие организма с электромагнитными полями, как с фактором окружающей среды. Киев: Наукова Думка, 1977. - 228 с.

151. Научные исследования в области защитных пленок [Электронный ресурс] //Пленки Solar Gard, интернет-сайт. URL: http://solargard.ru/orders/sconprotect/ (дата обращения: 18.08.2011).

152. Никольский В.В. Электродинамика и распространение радиоволн. М.: Наука, 1978.544 с.

153. Воробьева Т.А., Краснушкин А.В., Потапов А.А. Изучение и картографирование физического загрязнения городской среды //Вестник Московского университета. Серия 5. География. - 2005. - № 4. - С. 35 - 39.

154. Потапов А. А., Захаров П.Н. Влияние интерференционных эффектов и пространственной детализации измерений на объективность экологического мониторинга СВЧ излучения внутри помещений //Электромагнитные волны и электронные системы. — 2010.-Т. 15.-№ З.-С. 26-32.

155. Thansandote A. et al. Radiation Leakage of Before-Sale and Used Microwave Ovens //Microwave World. - 2000. - № 21(1). - P. 4 - 8.

156. Санитарные нормы допустимых уровней физических факторов при применении товаров народного потребления в бытовых условиях: Межгосударственные санитарные правила и нормы.- М.: Информационно-издательский центр Минздрава России, 1996. -19 с.

157. СанПиН 2.1.8/2.2.4.1383-03. Гигиенические требования к размещению и эксплуатации передающих радиотехнических объектов: Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. - М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2003.-22 с.

158. Kiihn S. et al. Assessment of human exposure to electromagnetic radiation from wireless devices in home and office environments. [Электронный ресурс] //Foundation for Research on Information Technologies in Society. URL: http://www.who.int/peh-emf/meetings/archive/bsw_kuster.pdf (дата обращения: 18.08.2011).

159. Уфимцев П.Я. Метод краевых волн в физической теории дифракции. М.: Советское радио, 1962. -244 с.

160. Боровиков В.А., Кинбер Б.Е. Геометрическая теория дифракции. М.: Связь, 1978. -248 с.

161. Крюковский А.С., Лукин Д.С. Краевые и угловые катастрофы в равномерной геометрической теории дифракции. М.: МФТИ, 1999. - 132 с.

162. Арнольд В.И. Теория катастроф. М.: Наука, 1990. - 128 с.

163. Marulli J., Mallarach J.M. A GIS methodology for assessing ecological connectivity: application to the Barcelona Metropolitan Area //Landscape and Urban Planning. - 2005. -№71.-P. 243-262.

164. Zhang W. et al. Urban forest in Jinan City: Distribution, classification and ecological significance //Catena. - 2007. - № 69. - 44 - 50.

165. Шакирова А.Р., Шерстобитова Л.В., Колеснеченко Л.Г., Шакиров И.В. Методика геоэкологического анализа урбанизированных территорий и автоматизированный алгоритм расчета геоэкологической напряженности городской среды //Геоинформатика. -2008.-№2.-С. 67-73.

166. Потапов А. А. Метод оперативного исследования нелинейных вариаций низкочастотных магнитных полей с применением геоинформационных технологий //Нелинейный мир. - 2012. - Т. 10. -№ 1. - С. 3 - 10.

167. Условные знаки для топографических планов масштабов 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500. М.: ФГУП "Картгеоцентр", 2005. - 287 с.

168. Аврутин В.Д., Руденко В.Ю., Ломтев А.Ю. О трехмерной модели городского пространства Санкт-Петербурга //Arcreview. - 2009. - № 4 (51). - С. 4 - 7.

169. Еремченко Е., Гречищев А. Новый подход к созданию ГИС для небольших муниципальных образований //Arcreview. - 2005. - № 2 (33). - С. 18 - 20.

170. Гневанов И.В., Гудзь Т.В., Кубышкин В.А. О построении муниципальных геоинформационных систем: пример города Пермь //Arcreview. - 2008. - № 3 (46). - С. 9 -10.

171. Стадников В., Шпилевой А. Применение ГИС в городском электро-осветительном хозяйстве //Arcreview. - 2006. - № 3 (38). - С. 23.

172. Вучко Р.А. Географическая информационная система Ситуационного центра Санкт-Петербурга //Геодезия и картография. - 2006. - № 11. - С. 21 - 24.

173. Гречищев А. Трехмерное ГИС-моделирование и техническая инвентаризация //Arcreview. - 2006. - № 3 (38). - С. 19 - 20.

174. Kwan M., Lee J. Emergency response after 9/11: the potential of real-time 3D GIS for quick emergency response in micro-spatial environments //Computers, Environment and Urban Systems. - 2005. - № 29. - P. 93 - 113.

175. Алябьев А.А., Сосновский A.B. Цифровое трехмерное моделирование местности на основании результатов спутниковой стереоскопической съемки //Геодезия и картография. -2008.-№8.-С. 23-27.

176. Использование программного продукта Google SketchUP для быстрого формирования трехмерной модели //Геодезия и картография. - 2010. -№ 2. - С. 25 - 27.

177. Sheppard S. R., Cizek P. The ethics of Google Earth: Crossing thresholds from spatial data to landscape visualization //Journal of Environmental Management. - 2009. - № 90. - P. 2102 -2117.

178. Ghadirian P., Bishop I.D. Integration of augmented reality and GIS: A new approach to realistic landscape visualisation //Landscape and Urban Planning. - 2008. - № 86. - P. 226 -232.

179. Sugihara K., Hayashi Y. Automatic Generation of 3D Building Models with Multiple Roofs //Tsinghua science and technology. - 2008. - Vol. 13. - № SI. - P. 368 - 374.

180. Гельман Р.Н., Никитин А.В. О стереофотоеъемке фасада здания //Геодезия и картография. -2008. -№ 1. - С. 29 - 33.

181. Portales С., Lerma J. L., Navarro S. Augmented reality and photogrammetry: A synergy to visualize physical and virtual city environments //ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing.-2010.-№ l.-P. 134-142.

182. Zhou G. et al. Urban 3D GIS From LiDARand digital aerial images //Computers & Geosciences. - 2004.- № 30. - P. 345 - 353.

183. Уставич Г.А., Середович В.А., Пошивайло Я.Г., Середович А.В., Иванов А.В. Комбинированный способ создания инженерно-топографических планов масштаба 1:500 промышленных территорий и отдельных промплощадок //Геодезия и картография. - 2009. -№ 1.-С. 31 -37.

184. Pu S., Vosselman G. Knowledge based reconstruction of building models from terrestrial laser scanning data //ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing. - 2009 - № 6. -P. 575 - 584.

185. Комиссаров A.B., Середович A.B., Середович В.А., Деменьтьева О.А. Применение наземного лазерного сканирования для планирования зон перспективного строительства //Геодезия и картография. - 2009. - № 10. - С. 13 - 16.

186. Glander Т., Dollner J. Abstract representations for interactive visualization of virtual 3D city models //Computers, Environment and Urban Systems. - 2009. - № 33. - P. 375 - 387.

187. Burigat S., Chittaro L. Navigation in 3D virtual environments: Effects of user experience and location-pointing navigation aids //International Journal of Human-Computer Studies. -2007.-№65.-P. 945-958.

188. ГОСТ 28441 - 99. Картография цифровая. Термины и определения. М.: ФГУП "Стандартинформ", 1999. - 8 с.

189. Маслов Н.В. Градостроительная экология. М.: Высшая школа, 2003. - 284 с.

190. Гречищев А., Бараниченко Б., Монастырев С., Шпильман А. Трехмерное моделирование и фотореалистичная визуализация городских территорий //Arcreview. -2003.-№2(25).-С. 12-13.

191. Ergun В. A novel 3D geometric object filtering function for application in indoor area with terrestrial laser scanning data //Optics & Laser Technology. - 2010. - № 42. - P. 799 - 804.

192. Tse R., Gold C. TIN meets CAD - extending the TIN concept in GIS //Future Generation Computer Systems. - 2004. - № 20. - P. 1171 - 1184.

193. Наумов С., Савицкий Д. Московский университет: моделирование на фоне начинающейся осени //Arcreview. - 2005. -№ 2 (33). - С. 20 - 21.

194. Наймушин Б.В. Применение ГИС-технологий для контроля размещения материально-технических средств и персонала внутри здания //Arcreview. - 2009. - № 2 (49).-С. 23.

195. Куракина Н.И., Иващенко О.А., Гавричкина Н.В., Кондрашова А.А. ГИС в вопросах хозяйственного учета и управления ВУЗом //Arcreview. - 2008. - № 4 (47). - С. 9.

196. Макаров А.А. Построение трехмерных моделей зданий и сооружений для целей паспортизации объектов недвижимости //Геодезия и картография. - 2007. - № 11. - С. 40 -42.

197. Bansal V.K., Pal М. Potential of geographic information systems in building cost estimation and visualization //Automation in Construction. - 2007. - № 16. - P. 311 - 322.

198. Bansal V.K., Pal M. Construction schedule review in GIS with a navigable 3D animation of project activities //International Journal of Project Management. - 2009. - № 27. - P. 532 - 542.

199. Isikdag U., Underwood J., Aouad G. An investigation into the applicability of building information models in geospatial environment in support of site selection and fire response management processes //Advanced Engineering Informatics. - 2008. -№ 22. - P. 504 - 519.

200. Bansal V.K. Application of geographic information systems in construction safety planning //International Journal of Project Management. - 2011. - № 1. - P. 66 — 77.

201. Потапов А. А. Система ArcGIS в задачах комплексного физико-экологического обследования помещений //ArcReview. - 2004. - № 4 (31). - С. 13.

202. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2010616591. "Сигнал-РП" /Турчанинов А.В., Королев А.Ф., Захаров П.Н., Потапов А.А. - Заявка №2010615772 от 21.09.2010; зарегистрирована в Реестре программ для ЭВМ 04.10.2010. М.: Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам.-2010.

203. Черный Ф.Б. Распространение радиоволн. М.: Советское радио, 1972. - 464 с.

204. Чубинский Н.П. Научные и технические проблемы подповерхностной радиолокации //Труды XII всероссийской школы-конференции по дифракции и распространению волн. М.: Российский новый университет, 2001 - С. 270 - 283.

205. Tabakcioglua М. В., Karab A. Improvements on Slope Diffraction for Multiple Wedges //Electromagnetics. - 2010. - № 3. - P. 285 - 296.

206. ГОСТ 22012-82. Радиопомехи индустриальные от линий электропередачи и электрических подстанций. М.: Издательство стандартов, 1995. - 7 с.

207. ГОСТР 51.318.11-2006. Промышленные, научные, медицинские и бытовые (ПНМБ) высокочастотные устройства, радиопомехи индустриальные. Нормы и методы измерений. М.: ФГУП "Стандартинформ", 2007. - 32 с.

208. Code of Federal Regulations, §73.1030. U. S. Government Printing Office, 2010. URL: http://www.gpo.gov/fdsys/pkg/CFR-2009-title47-vol4/pdf/CFR-2009-title47-vol4-part73.pdf (дата обращения: 01.12.2011).

209. Code of Federal Regulations, §73.622. U.S. Government Printing Office, 2010. URL: http://www.gpo.gOv/fdsys/pkg/CFR-2009-title47-vol4/pdf/CFR-2009-title47-vol4-part73.pdf (дата обращения: 01.12.2011).

210. Code of Federal Regulations, §25.208. U.S. Government Printing Office, 2010. URL: http://www.gpo.gOv/fdsys/pkg/CFR-2009-title47-vol2/pdf/CFR-2009-title47-vol2-part25.pdf (дата обращения: 01.12.2011).

211. Допустимые параметры электромагнитных излучений в помещениях жилых и общественных зданий и на селитебных территориях МГСН 2.03-97. Москва: Научно-исследовательский и информационно-аналитический издательский центр (НИАЦ), 1997. -15 с.

212. Санитарные правила и нормы защиты населения г. Москвы от электромагнитных полей передающих радиотехнических объектов. - М.: Центр государственного санитарно-эпидемиологического надзора в г. Москве, 1996. - 19 с.

213. EN 50492:2008. Basic standard for the in-situ measurement of electromagnetic field strength related to human exposure in the vicinity of base stations. Brussels: CENELEC, 2008. -60 p.

214. Потапов А. А., Захаров П.Н. Методология широкополосных измерений в экологическом мониторинге электромагнитных излучений радиочастотного диапазона //Наукоемкие технологии. - 2009. - № 8. - Т. 10. - С. 59 - 67.

215. Анализатор спектра АКС-1201 //Интернет сайт компании "Элике". URL: http://www.eliks.ru/kio/index.php?SECTION_ID=l 196&ELEMENT_ID=24296 (дата обращения 01.12.2011).

216. Широкополосные сигналы //Интернет-сайт Wikipedia. URL: http://ru.wikipedia.Org/w/index.php?oldid=27858303 (дата обращения 01.12.2011).

217. Раушер К, Йанссен Ф., Минихольд Р. Основы спектрального анализа: Пер. с англ. С.М. Смольского /Под редакцией Ю.А. Гребенко - М.: Горячая линия - Телеком, 2006. -224 с.

218. Neubauer G., Haider Н., Lamedschwandner К., Riederer М., Coray R. Measurement methods and legal requirements for exposure assessment next to GSM base stations. Seibersdorf: Austrian Research Centers GmbH. URL: http://rf.seibersdorf-laboratories.at/index.php?id=336&type=0&jumpurl=fileadmin%2Fuploads%2Fintranet%2Fdatei en%2F2003_Measurement_Methods_Legal_Requ.pdf (дата обращения: 01.12.2011).

219. Neubauer G., Lamedschwandner K., Cecil S., Schmid G. Exposure Assessment Methods for Emerging New Technologies. Seibersdorf: Austrian Research Centers GmbH. URL: http://ursi-test.intec.ugent.be/files/URSIGA08/papers/KAEp7.pdf (дата обращения: 07.10.2009).

220. Haider H., Neubauer G., Kollar M. EMF measurement tasks and frequency selective evaluation methods for RF-communication facilities. Seibersdorf: Austrian Research Centers GmbH. URL: http://rf.seibersdorf-laboratories.at/fileadmin/uploads/intranet/dateien/2005_EMF_Measurement_Task.pdf (дата обращения: 01.12.2011).

221. Haider H., Uberbacher R. Field Nose, a Frequency Selective and Isotropic System for Long-Term EMF Measurements and Monitoring. Seibersdorf: Austrian Research Centers GmbH. URL: http://rf.seibersdorf-laboratories.at/fileadmin/uploads/intranet/dateien/2004_Field_Nose_Frequency_Selective.pdf (дата обращения: 01.12.2011).

222. Порядок подготовки и оформления санитарно-эпидемиологических заключений на передающие радиотехнические объекты: Методические указания (МУ 4.3.2320-08).

М.: Центр государственного санитарно-эпидемиологического надзора в г. Москве, 2008. -7 с.

223. Постановление Правительства РФ от 15 июля 2006 г. №439-23 "Об утверждении Таблицы распределения полос частот между радиослужбами Российской Федерации". URL: http://www.minkomsvjaz.ru/upload/docs/20070109163645nl.pdf (дата обращения: 07.10.2009).

224. Wireless communication standards. Rohde&Schwarz, 2008. - 1 p. URL: http://www2.rohde-schwarz.com/file/Wireless_po_en_Al_unfolded.pdf (дата обращения: 07.10.2009).

225. Guidelines for Limiting Exposure to Time-Varying Electric, Magnetic, and Electromagnetic Fields (up to 300 GHz) //Health Physics. - 1998. - № 74(4). - P. 494 - 522. URL: http://www.icnirp.de/documents/emfgdl.pdf (дата обращения: 01.12.2011).

226. Потапов А.А. Современное развитие методологии частотно-селективных измерений в экологическом мониторинге электромагнитных полей радиочастотного диапазона //Физические проблемы экологии (Экологическая физика) /Под редакцией В.И. Трухина, Ю.А. Пирогова, К.В. Показеева. М.: МАКС Пресс, 2010. - № 16. - С. 262 - 270.

227. E-Field Probe EF5091. Data sheet. Narda Safety Test Solutions GmbH, 2008. - 2 p. URL: http://www.narda-sts.de/pdf/hochfrequenz/DS_EF5091_EN.pdf (дата обращения: 01.12.2011).

228. Потапов A.A. Экологический мониторинг электромагнитных полей радиочастотного диапазона в условиях города с применением ГИС технологий //Экология урбанизированных территорий. - 2010. - № 3. - С. 20 - 29.

229. Потапов А.А. Совершенствование методологии оценки электромагнитной безопасности помещений с привлечением геоинформационных технологий //Нелинейный мир. - 2010. - Т. 8. - № 10 - С. 629 - 636.

230. Quick D. Scavenging ambient electromagnetic energy to power small electronic devices. [Электронный ресурс]: URL: http://www.gizmag.com/scavenging-ambient-electromagnetic-energy/19163/ (дата обращения 01.12.2011).

231. Vullers R.J.M. et al. Micropower energy harvesting //Solid-State Electronics. - 2009. -№53.-P. 684-693.

232. Harb A. Energy harvesting: State-of-the-art //Renewable Energy. - 2011. - №36. -P. 2641-2654.

233. Гринев А.Ю. Численные методы решения прикладных задач электродинамики. М.: Радиотехника, 2012. - 336 с.

234. Otto М., Muhlendahl К.Е. Electromagnetic fields (EMF): Do they play a role in children's environmental health (СЕН)? //International Journal of Hygiene and Environmental Health, 2007. - № 210. - P. 635 - 644.

235. СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03. Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы: Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. — М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2003.-54 с.

236. СанПиН 2.1.2.2801-10. Изменения и дополнения № 1 к СанПиН 2.1.2.2645-10 "Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях". URL: http://rospotrebnadzor.ru/c/document_library/get_file?uuid=l dfbOdl f-df88-480d-bf2c-6dca7b372097&groupld=38242 (дата обращения: 07.05.2011).

237. Меркулов А.В. Гигиеническая оценка магнитного поля промышленной частоту 50 Гц во внепроизводственных условиях. [Текст]: автореферат дис.... канд. биол. наук: 03.00.01, 14.00.07 /Меркулов Антон Владимирович. - М.: 2008, - 24 с. URL: http://www.fmbcfmba.rU/files/5/avtoref_merkulov.pdf (дата обращения: 07.05.2011).

238. Vocht F.D. "Dirty electricity": what, where, and should we care? //Journal of Exposure Science and Environmental Epidemiology. - 2010. - № 20. - P. 399-405.

239. Титаева H.A. Ядерная геохимия. M.: Изд-во МГУ, 2000. - 336 с.

240. Booth L.F. et. al. In-situ гамма-спектрометрия для оценки загрязнения почвы. Meriden: Canberra Industries, 1996 г. URL: http://www.canberra.ru/html/literature/insitu.pdf (дата обращения: 18.08.2011)

241. Szegvary Т. et. al. Mapping terrestrial y-dose rate in Europe based on routine monitoring data //Radiation Measurements. - 2007. - № 42. - P. 1561 - 1572.

242. Радиационная обстановка на предприятиях Росатома [Электронный ресурс] //Интернет портал. URL: http://www.russianatom.ru/ (дата обращения 18.08.2011).

243. Poncela L.S. et. al. Natural gamma radiation map (MARNA) and indoor radon levels in Spain //Environment International - 2004. - № 29. - P. 1091 - 1096.

244. Affonseca M.S. et. al. The influence of urbanization on natural radiation levels in anomalous areas //Journal of Environmental Radioactivity. - 2002. - № 63. - P. 65 - 75.

245. Reistad O. et. al. On-site gamma dose rates at the Andreeva Bay shore technical base, northwest Russia //Journal of Environmental Radioactivity.- 2008. - № 99. - P. 1032 - 1044.

246. Ethical Issues in Radiation Protection (An International Workshop). Stockholm: The Swedish Radiation Protection Institute (SSI), 2000. - 52 p.

247. Потапов A.A. Метод и результаты мониторинга локальной пространственной неоднородности радиационного фона в условиях города //Физические проблемы экологии (Экологическая физика): Сборник научных трудов/Под редакцией В.И. Трухина, Ю.А. Пирогова, К.В. Показеева. М.: МАКС Пресс, 2012. -№ 18. - С. 278 - 287.

248. Экологический атлас Москвы /рук. проекта И.Н. Ильина/. М.: АБФ, 2000. - 96 с.

249. Гигиенические требования по ограничению облучения населения за счет природных источников ионизирующего излучения. СП 2.6.1.1292-03.— М.: Министерство здравоохранения Российской Федерации, 2003. - 40 с.

250. Допустимые уровни ионизирующего излучения и радона на участках застройки МГСН 2.02-97. Москва: Научно-исследовательский и информационно-аналитический издательский центр (НИАЦ), 1997. - 19 с.

251. Санитарные правила и нормативы СанПиН 2.6.1.2523 - 09. Нормы радиационной безопасности НРБ-99/2009. URL: http://files.stroyinf.rU/Datal/56/56325/#i516959 (дата обращения: 18.08.2011).

252. Берлянт А.М., Вилков А.Ю. Мультимедиа-атлас "Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова на Воробьевых горах". М.: МГУ, 2003.

253. ГОСТ 23337-78. Шум. Методы измерения шума на селитебной территории и в помещениях жилых и общественных зданий. М.: Государственный комитет СССР по делам строительства, 1982. - 21 с.

254. ГОСТ 20444-85. Шум. Транспортные потоки. Методы измерения шумовой характеристики. М.: Государственный комитет СССР по делам строительства, 1985. -21 с.

255. Строительные нормы и правила Российской Федерации. СНиП 23-03-2003. Защита от шума. URL: http://www.know-house.ru/gost/files/snip_23-03-2003.zip (дата обращения: 14.02.2011).

256. Санитарные нормы СН 2.2.4/2.1.8.562-96. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки. Москва: Информационно-издательский центр Минздрава России, 1997. - 20 с.

257. Измеров Н.Ф., Суворов Г.А., Прокопенко Л.В. Человек и шум. М.: ГЭОТАР-МЕД, 2001.-384 с.

258. Крюковский A.C., Лукин Д.С. Построение равномерной геометрической теории дифракции методами краевых и угловых катастроф //Радиотехника и электроника. - 1998. - № 9. - С. 1044-1060.

259. Крюковский A.C., Лукин Д.С., Растягаев Д.В. Классификация и равномерное асимптотическое описание пространственно-временных трехмерных краевых фокусировок волновых полей//Радиотехника и электроника. - 2005. - № 10. - С. 1221 -1230.

260. Крюковский A.C., Лукин Д.С., Растягаев Д.В. Асимптотики быстро осциллирующих интегралов в критической точке фазовой функции на многообразии с краем //Нелинейный мир.-2012.-№ 10.-С. 651-660.

261. Лукин Д.С. Численное моделирование распространения сверхдлинных волн в магнитосфере Земли //Нелинейный мир. - 2012. - № 10. - С. 642 - 650.

262. Kunitsyn V.E., Tereshchenko E.D. Ionospheric Tomography. Berlin: Springer, 2003. -260 p.

263. Кузнецов О.Л., Никитин A.A., Черемисина E.H. Геоинформационные системы. М.: Информационные центр ВНИИгеосистем, 2005. - 345 с.

264. Abadie J., ... Braginsky V.B., ... Mitrofanov V.P., ...Vyachanin S.P. et al. Calibration of the LIGO gravitational wave detectors in the fifth science run //Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. - 2010. - № 624. - P. 223 - 240.

265. Гвишиани А.Д., Жалковский E.A., БерезкоА.Е., Соловьев A.A. Атлас Главного магнитного поля Земли //Геодезия и картография. - 2010. - № 4. - С. 33 - 38.

266. Интеллектуальная ГИС "Данные наук о Земле по территории России" [Электронный ресурс] //Геофизический центр Российской Академии наук (ГЦ РАН). URL: http://gis.gcras.ru/index.html (дата обращения: 15.12.2012).

267. Черемисина Е.Н., Никитин А.А. Системный анализ процесса физико-теологического моделирования на основе геоинформационных систем //Геоинформатика. - 2012. -№ 4. -С. 1-7.

268. Галуев В.И. Методика и компьютерная технология физико-геологического моделирования строения земной коры (ГИС ИНТЕГРО-ГЕОФИЗИКА). [Текст]: автореферат дис. ... док. тех. наук: 25.00.35 /Галуев Владимир Иванович. - М.: 2009, -45 с. URL: http://vak.ed.gov.ru/common/img/uploaded/files/vak/announcements/techn/2009/13-07/GaluevVI.pdf (дата обращения: 15.12.2012).

269. Лурье И.К., Лурье М.В. Моделирование изменения форм рельефа местности за счет эрозии почвенного покрова //Геоинформатика. - 2010. - № 4. - С. 28 - 32.

270. Shore P. et al. Precision engineering for astronomy and gravity science //CIRP Annals -Manufacturing Technology. - 2010. - № 59. - P. 694 - 716.

271. Гвишиани А.Д., Агаян C.M., Богоутдинов Ш.Р. Математические методы геоинформатики I. О новом подходе к кластеризации //Кибернетика и системный анализ. -

2002.-№2.-С. 104-122.

272. Гвишиани А.Д., Агаян С.М., Богоутдинов Ш.Р., Леденев А.В., Злотники Ж., БоннинЖ. Математические методы геоинформатики И. Алгоритмы нечеткой логики в задачах выделения аномалий на временных рядах //Кибернетика и системный анализ. —

2003.-№4.-С. 103-111.

273. Гвишиани А.Д., Агаян С.М., Богоутдинов Ш.Р., Злотники Ж., БоннинЖ. Математические методы геоинформатики III. Нечеткие сравнения и распознавание аномалий на временных рядах //Кибернетика и системный анализ. - 2008. - № 3. - С. 3 -18.

274. Черемисина Е.Н., Любимова А.В. Методические подходы к формализации комплексной оценки природных и техногенных рисков на территории региона //Геоинформатика. - 2011. - № 2. - С. 57 - 60.

275. Черемисина Е.Н., Никитин А.А. Геоинформационные системы в природопользовании //Геоинформатика. - 2006. - № 3. - С. 5 - 20.

276. Shadish W.R., Cook T.D., Campbell D.T. Experimental and quasi-experimental designs for generalized causal inference. Boston, New York: Houghton Mifflin company, 2002. - 656 p.

277. Prokhorov L.G., Khramchenkov P.E., Mitrofanov V.P. Measurement of relaxation of electrical charge distribution on fused silica sample //Physics Letters A. - 2007. - № 366. -P. 145 -149.

278. Gurkovsky A.G., Vyatchanin S.P. Parametric instability in GEO 600 interferometer //Physics Letters A. - 2007. - № 370. - P. 177 - 183.

279. Авдюшин С.И., Данилов А.Д. Солнце, погода и климат: сегодняшний взгляд на проблему (обзор) //Геомагнетизм и аэрономия. - 2000. - № 5. - С. 3 - 13.

280. Панасюк М.И., Кузнецов С.Н., Лазутин Л.Л., Авдюшин С.И. и др. Магнитные бури в октябре 2003 года коллаборация "Солнечные экстремальные события 2003 года (СЭС -2003)" //Космические исследования. - № 5. - С. 509 - 562.

281. Тертышников A.B., Большаков В.О. Технология мониторинга ионосферы с помощью приемника сигналов навигационных КА GPS/ГЛОНАСС (GALILEO) //Информация и космос. - 2010.-№ 1.-С. 100-105.

282. Михайлов В.В., Гутенев В.В., Тертышников A.B., Акселевич В.И. Повышение качества функционирования экономики в условиях экологической неопределенности //Проблемы региональной экологии. - 2007-№ 2. - С. 60-63.

283. Braginsky V.B, Ryazhskaya O.G, Vyatchanin S.P. Limitations in quantum measurements resolution created by cosmic rays //Physics Letters A. - 2006. - № 359. - P. 86 - 89.

284. Березко A.E., Гвишиани А.Д., Жалковский E.A., Соловьев A.A., Хохлов A.B., Мандеа М. Технология картографирования главного магнитного поля Земли в среде ГИС и атлас магнитного поля Земли //Открытое образование. - 2010. - № 5. - С. 24 - 30.

285. ГОСТ 7601-78. Физическая оптика. Термины, буквенные обозначения и определения основных величин. М.: ИПК Издательство стандартов, 1999. - 17 с.

Приложение № 1 Основные принципы моделирования окружающей среды с применением геоинформационных технологий

Базовые принципы моделирования окружающей среды в ГИС. Цифровые картографические материалы (ЦКМ) могут рассматриваться как специализированную объектно-ориентированная базу данных об окружающей среде. Вся совокупность объектов местности в геоинформационной системе, как правило, подразделяется на т.н. слои - группы объектов объединенных общим происхождением и/или признаком (лесные массивы, объекты гидросферы, дороги и т.д.) [58].

Необходимо отметить, что анализ структуры данных о местности (слоев) является первым шагом при адаптации исходных ЦКМ к их переходу к цифровой проблемно-ориентированной модели местности для решения прикладных задач. Это связано с тем, что при построении физической модели пространства возможно использование только слоев объекты которых обладают корректной пространственной метрикой, т.е. по принятой в картографии терминологии, содержащих масштабные условные знаки — площадь или длина которых пропорциональны соответствующим реальным объектам.

Принципиальное отличие геоинформационных систем от других распространенных сред пространственного моделирования (CAD систем и систем виртуальной реальности) состоит в том, что в ГИС информация о любом пространственно-привязанном объекте состоит из двух взаимосвязанных составляющих: позиционных данных или метрики объекта и непозиционных данных или семантики объекта. Позиционная информация описывает положение географических объектов и их пространственную форму в координатах двух- и трехмерного пространства — декартовых (х ,у или географических L (ф, X). Семантика объекта или, по принятой в геоинформационных системах терминологии, атрибуты объекта - это дополнительная цифровая/текстовая информация, имеющая табличную структуру: строки таблицы соответствуют одной записи информации об объекте, а столбцы (поля) однотипным характеристикам всех объектов.

Комплексирование метрики пространственных объектов. Практически все элементы содержания цифровых топографических карт, которые возможно использовать для построения физической модели местности представлены в виде площадных объектов, чаще всего, в виде полигонов или замкнутых кривых - контуров. Благодаря использованию принципа дуго-узловой топологии в среде ArcGIS возможен

беспрепятственный переход от полигона к замкнутому контуру и другим формам цифрового представления пространственных объектов.

При решении конкретных физических задач требуется различное представление одних и тех же данных. Например, в одном случае необходимо точно знать какие именно участки территории покрыты тем или иным типом полигонов. В другом принципиально важным является знание местоположения границ объекта причем как в виде внешнего контура, так и в виде отдельных линейных звеньев. В связи с этим, на этапе подготовки пространственных данных для проведения расчетов целесообразно заранее провести комплексирование метрики пространственных объектов. Сущность этой процедуры заключается в том, что на каждый объект в пределах массива цифровых данных создается комплекс метрик, вмещающих в себя разные формы его представления, и что принципиально важно логически объединенных единым атрибутом (атрибутами) -именем и другими характеристиками объекта. Например, полигональные объекты могут быть представлены 4 способами: собственно полигоном, замкнутым линейным объектом - контуром, совокупностью ребер - линейных элементов контура между его вершинами и совокупностью вершин - мест сопряжения ребер (перегибов контура).

Комплексирование метрики объекта может использоваться и при создании трехмерных моделей местности в среде ГИС. Переход к трехмерному представлению данных осуществляется посредством использования атрибутов высот, но кроме того информация о высоте основания объекта может быть включена и в его метрику, путем создания т.н. трехмерных примитивов (3D features), положение вершин которых задается уже не двумя, а тремя координатами - х, у, z.

Комплексирование семантики пространственных объектов. Семантическая (атрибутивная) информация играет важную роль в комплексной характеристике любого объекта в среде ГИС. Находясь в текстовой форме, атрибуты объекта в отличие от его метрики легко экспортируемы/импортируемы из среды геоинформационных систем в стандартные форматы баз данных. Основным условием возможности работы с атрибутами во внешних приложениях с последующим их возвратом в среду ГИС является наличие записи - идентификатора, устанавливающего связь строки данных с конкретным пространственным объектом.

Способы построения системы атрибутивного описания пространственных данных и управления ими в целом схожи с построением традиционных СУБД и достаточно широко освещены в литературе, поэтому остановимся на вопросе создания комплексного атрибутивного описания физических свойств пространственного объекта, т.е. комплексирования его семантики. Как и в случае метрики, своей задачей эта процедура

ставит объединить все необходимые для текущей задачи физические характеристики объекта в единой базе данных, в легкодоступной форме, не требующей затрат дополнительных вычислительных ресурсов при проведении расчетов.

Наибольшее значение имеют атрибуты объектов при построении трехмерных моделей местности в среде ГИС. Являясь 2,5 мерными системами, для описания трехмерных свойств объекта в них используются две числовые величины: это высота основания объекта (base height) и высота экструдирования (растяжения) объекта по вертикали (height). Необходимо отметить, что в качестве базовой высотной поверхности может выступать цифровая модель рельефа.

Организация цифровых данных о физической среде. Основным источником первичной информации о местности являются карты, точнее топографические карты территории разных масштабов, а также иные картографо-геодезические продукты: данные дистанционного зондирования Земли (материалы аэрофотосъемок, космических съемок), материалы наземного лазерного сканирования местности и т.д.

Для использования в вычислительных экспериментах подходят только объекты ЦКМ с пространственно-корректной метрикой, т.е. описываемые масштабными условными знаками. В связи с этим, для целей построения физически-корректной модели местности преимущественно используются следующие элементы содержания цифровой топографической карты [36, 48]: данные о рельефе местности, контуры населенных пунктов (или отдельных кварталов в крупных населенных пунктах), контуры отдельных домов и строений (на картах и планах масштаба 1:10 000 и крупнее), контуры растительного покрова (в первую очередь леса и лесопарковые зоны городов) и типов грунтов; газонов, клумб и т.п. на крупномасштабных планах, водные поверхности (показанные площадными знаками), некоторые важные линейный объекты (такие как высокие и протяженные ограждения и т.д.), преимущественно на картах масштаба 1:10 000 и крупнее.

Другие элементы содержания цифровой топографической карты, такие как геодезические пункты, целый ряд внемасштабных (точечных и линейных) знаков затруднительно непосредственно использовать для построения физической модели реальности, но они могут существенно облегчить привязку к искомой системе координат, визуальную интерпретацию результатов расчетов/эксперимента при наложении их на карту местности. Подписи и пояснительные надписи на карте, характеризующие качественные и количественные параметры физических объектов (например, высота и плотность лесопосадок), должны быть переведены в атрибуты соответствующих объектов для использования в расчетах.