priborИзвестия высших учебных заведений. ПриборостроениеJournal of Instrument Engineering0021-34542500-0381Национальный исследовательский университет ИТМО10.17586/0021-3454-2025-68-3-207-218pribor-352Research ArticleСИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ, УПРАВЛЕНИЕ И ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИSYSTEM ANALYSIS, MANAGEMENT AND INFORMATION PROCESSINGПрименение геоинформационных технологий для повышения эффективности эвакуационных мероприятий при чрезвычайных ситуацияхApplication of geoinformation technologies to increase the efficiency of evacuation measures in emergency situationsНароваГ.NarovaG. N.

Галия Нарова — студентка, факультет экотехнологий

Санкт-Петербург 

Galiya Narova — Student; ITMO University, Faculty of Ecotechnologies

St. Petersburg 

narrovag@gmail.comОриповаА. А.OripovaA. A.

Азиза Алишеровна Орипова — канд. техн. наук, доцент, факультет биотехнологий

Санкт-Петербург 

Aziza A. Oripova — PhD, Associate Professor, Faculty of Biotechnologies

St. Petersburg 

Университет ИТМОРоссияITMO UniversityRussian Federation202518042025683207218Copyright © Национальный исследовательский университет ИТМО, 20252025Национальный исследовательский университет ИТМОНациональный исследовательский университет ИТМОhttps://pribor.ifmo.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://pribor.ifmo.ru/jour/article/view/352

Рассматривается опыт применения инструментов обработки и визуализации геопространственных данных при разработке схем эвакуационных маршрутов в рамках программы „Алматы — безопасный город“. Проведен анализ сейсмической активности города Алматы и обоснована необходимость внедрения передовых методов повышения безопасности населения. Рассмотрены задачи предобработки и верификации исходных данных, геокодирования с использованием языка программирования Python и библиотеки GeoPy для преобразования текстовых адресов в географические координаты. Использованы комбинированные алгоритмы расчета оптимальных путей, методы оптимизации экспорта макетов с применением геоинформационной системы QGIS, учитывающие топографические и инфраструктурные особенности города. Автоматизация создания макетов осуществлена с помощью инструмента „Атлас“. Разработаны макеты информационных указателей с текстовой и графической информацией для облегчения навигации и эвакуации населения. Эффективность разработанных маршрутов была подтверждена в реальных условиях при землетрясении в январе 2024 года, что демонстрирует практическую значимость проведенных исследований и внедренных решений.

The experience of using geospatial data processing and visualization tools in developing evacuation route schemes within the framework of the Almaty — Safe City program is reviewed. The seismic activity of Almaty is analyzed and the need to implement advanced methods for improving population safety is substantiated. Preprocessing and verification of source data, geocoding using the Python programming language and the GeoPy library for converting text addresses into geographic coordinates are considered. Combined algorithms for calculating optimal routes, methods for optimizing the export of layouts using the QGIS geographic information system, taking into account the topographic and infrastructural features of the city, are used. The automation of layout creation is carried out using the Atlas tool. Layouts of information signs with text and graphic information are developed to facilitate navigation and evacuation of the population. The effectiveness of the developed routes is confirmed in real conditions during the earthquake in January 2024, which demonstrates the practical significance of the research and implemented solutions.

геоинформационные системычрезвычайные ситуациикратчайшие маршрутыгеокодированиегеоданныеграфкартографические схемыэвакуация населениявизуализацияgeoinformation systemsemergenciesshortest pathgeocodinggeodatagraphcartographic schemesevacuation of populationvisualizationReferencesЗейгарник В. А., Богомолов Л. М., Новиков В. А. Электромагнитное инициирование землетрясений: полевые наблюдения, лабораторные эксперименты и физические механизмы // Физика земли. 2022. Т. 58, № 1. C. 35–66. DOI:10.31857/S0002333722010100.Zeigarnik V.A., Bogomolov L.M. & Novikov V.A. Izvestiya, Physics of the Solid Earth, 2022, vol. 58, pр. 30–58.https://www.adilet.zan.kz/rus/docs/D18C0000897https://www.adilet.zan.kz/rus/docs/D18C0000897/. (in Russ.)https://www.adilet.zan.kz/rus/docs/P2300000785/https://www.adilet.zan.kz/rus/docs/P2300000785/. (in Russ.)Программа развития города Алматы до 2025 года и среднесрочные перспективы до 2030 года [Электронный ресурс]: https://www.almatydc.kz/press/news/programma_rus/, 04.03.2024.https://www.almatydc.kz/press/news/programma_rus/. (in Russ.)О фактах чрезвычайных ситуаций, произошедших на территории города Алматы за сентябрь 2023 года / Департамент по чрезвычайным ситуациям города Алматы [Электронный ресурс]: https://www.gov.kz/memleket/entities/emer-almaty/documents/details/534612?directionId=4560&lang=ru/, 21.03.2024.https://www.gov.kz/memleket/entities/emer-almaty/documents/details/534612?directionId=4560&lang=ru/. (in Russ.)Pilz M., Abakanov T., Abdrakhmatov K. An Overview on the seismic microzonation and site effect studies in Central Asia // Annals of Geophysics. 2015. Vol. 58, N 1. P. 7–14. DOI: 10.4401/ag-6662.Pilz M., Abakanov T., Abdrakhmatov K. Annals of Geophysics, 2015, no. 1(58), pp. 7–14, DOI: 10.4401/ag-6662.Садыкова А. Б., Силачева Н. В., Степаненко Н. П. Сейсмическое микрозонирование территории г. Алматы на новой методической основе // Изв. НАН РК. Серия геологии и технических наук. 2021. Т. 1, N 445. С. 20–27. DOI: 10.32014/2021.2518-170X.18.Sadykova A.B., Silacheva N.V., Stepanenko N.P. Izvestiya NAN RK. Seriya geologii i tekhnicheskikh nauk, 2021, no. 1(445), pp. 20–27, DOI: 10.32014/2021.2518-170X.18. (in Russ.)Информационный портал TENGRINEWS.KZ: Где расположены сейсмические разломы в Алматы: подробная карта. 2024. [Электронный ресурс]: https://www.tengrinews.kz/kazakhstan_news/raspolojenyi-seysmicheskierazlomyi-almatyi-podrobnaya-karta-524230/, 21.03.2024.https://www.tengrinews.kz/kazakhstan_news/raspolojenyi-seysmicheskie-razlomyi-almatyi-podrobnaya-karta-524230/.https://www.darmen.app/https://www.darmen.app/.Shokbarov Y. Expert assessment of seismic safety of buildings and structures in Almaty // Earthquake risk mitigation policies and managment. 2021. Vol. 1. P. 1595-1600. DOI: 10.5592/CO/1CroCEE.2021.77.Shokbarov Y. Earthquake risk mitigation policies and managment, 2021, vol. 1, рр. 1595–1600, DOI: 10.5592/CO/1CroCEE.2021.77.https://www.adilet.zan.kz/rus/docs/P970001286/https://www.adilet.zan.kz/rus/docs/P970001286/. (in Russ.)https://www.online.zakon.kz/Document/1003949326/https://www.online.zakon.kz/Document/1003949326/. (in Russ.)СП РК 2.03-30-2017. Свод правил. Строительство в сейсмических зонах. Астана: РГП ГГК, 2017. 123 с.SP RK 2.03-30-2017. Svod pravil. Stroitel'stvo v seismicheskikh zonakh (SP RK 2.03-30-2017. Code of Practice. Construction in Seismic Zones), KazNIISA, Replaces SNiP RK 2.03-30-2006, introduced on 20.12.2017, Astana, 2017, 123 р. (in Russ.)https://www.adilet.zan.kz/rus/docs/P2000000088#z11/https://www.adilet.zan.kz/rus/docs/P2000000088#z11/. (in Russ.)https://www.goszakup.gov.kz/ru/egzcontract/cpublic/show/18355651/, 04.03.2024.https://www.goszakup.gov.kz/ru/egzcontract/cpublic/show/18355651/. (in Russ.)Рыжков С. А. Пакетное геокодирование в QGIS // GIS-LAB.INFO: Географические информационные системы и дистанционное зондирование. 2016. [Электронный ресурс]: http://www.gis-lab.info/qa/rugeocoder.html, 19.04.2024.Ryzhkov S.A. GIS-LAB.INFO: Geograficheskie informatsionnye sistemy i distantsionnoe zondirovanie, 2016, http:// www.gis-lab.info/qa/rugeocoder.html. (in Russ.)Технологии Яндекса: Руководство разработчика. Поиск по карте». 2024. [Электронный ресурс]: https://www.yandex.ru/dev/jsapi-v2-1/doc/ru/#result_map/, 17.04.2024.https://www.yandex.ru/dev/jsapi-v2-1/doc/ru/#result_map/. (in Russ.)Graser A. Processing: A Python Framework for the Seamless Integration of Geoprocessing Tools in QGIS // Intern. Journal of Geo-Information. 2015. Vol. 4 (4). P. 2219-2245. DOI: 10.3390/ijgi4042219.Graser A. International Journal of Geo-Information (IJGI), 2015, no. 4(4), pp. 2219–2245, DOI: 10.3390/ijgi4042219.Технологии Яндекса: Руководство разработчика. API Геокодера. 2024. [Электронный ресурс] https://www.yandex.ru/dev/geocode/doc/ru/, 17.04.2024.https://www.yandex.ru/dev/geocode/doc/ru/. (in Russ.)Funkner A. A., Elkhovskaya L.O., Lenivtceva I.D. Geographical topic modelling on spatial social network data // Procedia Computer Science. 2021. Vol. 19. Р. 22–31. DOI: 10.1016/j.procs.2021.10.003.Funkner A.A., Elkhovskaya L.O., Lenivtceva I.D. Procedia computer science, 2021, vol. 19, рр. 22–31, DOI: 10.1016/j. procs.2021.10.003.Рахматов С. С., Бобоназаров Т. Ш., Абдурахмонов О. М. Определение кратчайшего пути между двумя объектами с помощью программы QGIS с использованием модуля Road Graph // Молодой ученый. 2022. Т. 5, № 1. С. 9–12.Rahmatov S.S., Bobonazarov T.Sh., Abdurahmonov O.M. Molodoj uchenyj, 2022, no. 5(1), pp. 9–12. (in Russ.)https://www.openstreetmap.org/#map=10/43.2572/76.8329/OpenStreetMap, 2024, https://www.openstreetmap.org/#map=10/43.2572/76.8329/.Ehrig-Page J. C. Evaluating Methods for Downloading OpenStreetMap Data // Cartographic Perspectives. 2020. Vol. 95. P. 42–49. DOI: 10.14714/CP95.1633.Ehrig-Page J.C. Cartographic Perspectives, 2020, vol. 95, рр. 42–49, DOI: 10.14714/CP95.1633.Herve P., Kenji O. Network Analysis and Routing with QGIS // QGIS and Applications in Water and Risks. 2018. Vol. 4. P. 2425–2444. DOI: 10.1002/9781119476726.Herve P., Kenji O. QGIS and Applications in Water and Risks, 2018, vol. 4, рр. 2425–2444, DOI: 10.1002/9781119476726.Mohammed Zeki S. Advanced GIS-based Multi-Function Support System for Identifying the Best Route // Baghdad Science Journal. 2021. Vol. 18. P. 631–641. DOI: 10.21123/bsj.2022.19.3.0631.Mohammed zeki S. Baghdad Science Journal, 2021, vol. 18, рр. 631–641, DOI: 10.21123/bsj.2022.19.3.0631.Кормен Т. Х., Лейзерсон Ч. И., Ривест Р. Л., Штайн К. Алгоритмы: построение и анализ. М.: Изд. дом „Вильямс“, 2022. Т. 4. 1312 с.Cormen T.H., Leiserson C.E., Rivest R.L., Stein C. Introduction to algorithms, Massachusetts Institute of Technology, 2009, no. 4, 1312 p.Chadha C., Garg S. Shortest Path Analysis on Geospatial Data Using PgRouting // Intern. Conf. on Innovative Computing and Communications. 2019. Vol. 55. P. 201–214. DOI: 10.1007/978-981-13-2324-9_20.Chadha C., Garg S. International Conference on Innovative Computing and Communications, 2019, vol. 55, рр. 201–214, DOI: 10.1007/978-981-13-2324-9_20.Якушев C., Бруй A. Поиск кратчайшего маршрута c помощью Road graph для QGIS. GIS-Lab.info. 2014. [Электронный ресурс]: https://www.gis-lab.info/qa/road-graph2.html/, 18.04.2024.https://www.gis-lab.info/qa/road-graph2.html/. (in Russ.)Бударова В. А. Шамсудинов В. А. Методы автоматизированного выявления дорожных сетей и построения графов // Столыпинский вестник. 2022. № 1. С. 892–904. DOI: 10.55186/27131424_2022_4_2_8.Budarova V.A. Shamsudinov V.A. Stolypinskiy vestnik, 2022, no. 1, pp. 892–904, DOI: 10.55186/27131424_2022_4_2_8. (in Russ.)Debnath P. A QGIS-Based Road Network Analysis for Sustainable Road Network Infrastructure: An Application to the Cachar District in Assam, India // Infrastructures. 2022. Vol. 7. P. 1–13. DOI: 10.3390/infrastructures7090114.Debnath P. Infrastructures, 2022, vol. 7, рр. 1–13, DOI: 10.3390/infrastructures7090114.Руководство пользователя QGIS. Database. 2024. [Электронный ресурс]: https://www.docs.qgis.org/3.34/ru/docs/user_manual/processing_algs/qgis/database.html/, 18.04.2024.https://www.docs.qgis.org/3.34/ru/docs/user_manual/processing_algs/qgis/database.html/.Guo M., Han C., Guan Q., Huang Y., Xie Z. A universal parallel scheduling approach to polyline and polygon vector data buffer analysis on conventional GIS platforms // Transactions in GIS. 2020. Vol. 24. P. 1437–1826. DOI: 10.1111/tgis.12670.Guo M., Han C., Guan Q., Huang Y., Xie Z. Transactions in GIS, 2020, vol. 24, рр. 1437–1826, DOI: 10.1111/tgis.12670.Mericskay B. Design and Implementation of Automated Atlas // QGIS and Applications in Territorial Planning. 2018. Vol. 3. P. 1–38. DOI: 10.1002/9781119457121.ch1.Mericskay B. QGIS and Applications in Territorial Planning, 2018, vol. 3, рр. 1–38, DOI: 10.1002/9781119457121. ch1.https://www.qgistutorials.com/en/docs/3/automating_map_creation.html/QGIS Tutorials and Tips. Automating Map Creation with Print Layout Atlas (QGIS3), 2023, https://www.qgistutorials.com/en/docs/3/automating_map_creation.html/. (in Russ.)https://www.app.qr-code-generator.com/create/new/?finishedOnboarding=1/QR Code Generator PRO, Denso wave incorporated, https://www.app.qr-code-generator.com/create/new/?finishedOnboarding=1/.https://www.corel.com/ 37. https://www.orda.kz/gde-perezhdat-zemletrjasenie-informacionnye-tablichki-napugali-almatincev-381264/Corel Corporation, 2024, https://www.corel.com/.Оперативная информация о произошедшем землетрясении 23.01.2024 г. / Казахстанский нац. центр данных. 2024. [Электронный ресурс]: https://www.kndc.kz/index.php/home-ru/kndcnews/227-operativnaya-informatsiya-oproizoshedshem-zemletryasenii-23-01-2024-g/, 23.03.2024.https://www.orda.kz/gde-perezhdat-zemletrjasenie-informacionnye-tablichki-napugali-almatincev-381264/. (in Russ.)Оперативная информация о сейсмической ситуации в городе Алматы по состоянию на «18:00» часов 23.01.2024 года / Департамент по чрезвычайным ситуациям города Алматы. 2024. [Электронный ресурс]: https://www.gov.kz/memleket/entities/emer-almaty/press/news/details/691169?lang=ru/, 23.03.2024.https://www.kndc.kz/index.php/home-ru/kndcnews/227-operativnaya-informatsiya-o-proizoshedshem-zemletryasenii-23-01-2024-g/. (in Russ.)https://www.gov.kz/memleket/entities/emer-almaty/press/news/details/691169?lang=ru/. (in Russ.)https://www.gov.kz/memleket/entities/emer-almaty/press/news/details/691169?lang=ru/. (in Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.