Dynamická geovizualizace v krizovém managementu

Transkript

1 MASARYKOVA UNIVERZITA Dynamická geovizualizace v krizovém managementu Milan KONEČNÝ a kol. Brno 2011

2 Publikace odráží hlavní výsledky výzkumného záměru Dynamická geovizualizace v krizovém managementu (MSM ), který byl financován Ministerstvem školství, mládeže a tělovýchovy ČR a byl realizován v Laboratoři geoinformatiky a kartografie na Geografickém ústavu Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně v letech Masarykova univerzita ISBN

3 SEZNAM AUTORŮ BŘEZINOVÁ Šárka DRÁPELA Milan V. FRIEDMANNOVÁ Lucie HERMAN Lukáš HÜBNEROVÁ Zuzana KOLÁŘ Miroslav KOLEJKA Jaromír KONEČNÝ Milan KOZEL Jiří KUBÍČEK Petr KUČEROVÁ Jitka LUDÍK Tomáš MICHÁLEK Jaroslav MÍSAŘOVÁ Darina MULÍČKOVÁ Eva RÁČEK Jaroslav RYBANSKÝ Marian ŘEZNÍK Tomáš STACHOŇ Zdeněk SVATOŇOVÁ Hana ŠAFR Gustav ŠAŠINKA Čeněk ŠTAMPACH Radim ŠTĚRBA Zbyněk TAJOVSKÁ Kateřina TALHOFER Václav TRNKOVÁ Zuzana VESELÝ Vítězslav ZBOŘIL Jiří

4 OBSAH OBSAH 4 SEZNAM ZKRATEK 10 PŘEDMLUVA ÚVOD 16 Milan KONEČNÝ 1. VČASNÉ VAROVÁNÍ A KRIZOVÝ MANAGEMENT VE SVĚTĚ A V EVROPSKÉ UNII: VÝVOJ, VÝSLEDKY A ÚLOHA VĚDY A VÝZKUMU 18 Milan KONEČNÝ 1.1 Vybrané přístupy vytvořené a rozvíjené v OSN Přístupy k problematice krizového managementu spjaté s rozvojem environmentálních přístupů a politik OSN Krizový management a omezování rizik katastrof 1.2 Přístupy Evropské unie k řešení krizových situací Věda a výzkum ve včasném varování a krizovém managementu KRIZOVÉ PROCESY 34 Jaromír KOLEJKA, Hana SVATOŇOVÁ 2.1 Úvod do problematiky krizových procesů Přírodní rizika a hazardy Havárie, poruchy a sabotáže Časoprostorové aspekty krizových procesů a základní principy hodnocení rizik BEZPEČNOSTNÍ SYSTÉM A KRIZOVÉ ŘÍZENÍ 48 Gustav ŠAFR 3.1 Bezpečnostní systém státu Systém krizového řízení a jeho organizace v České republice Bezpečnostní plánování Kritická infrastruktura 65 4

5 4. FORMY GEOGRAFICKÉ PODPORY KRIZOVÉHO ŘÍZENÍ 72 Darina MÍSAŘOVÁ, Gustav ŠAFR, Zdeněk STACHOŇ, Kateřina TAJOVSKÁ, Jitka KUČEROVÁ 4.1 Taktické řízení při řešení mimořádných událostí Systém geografické podpory krizového řízení Geoinformační technologie pro správu a vizualizaci dat Geodata pro potřeby krizového řízení Geografická podpora v krizovém řízení pomocí technologií GNSS Celkové hodnocení geografické podpory krizového řízení 4.3 Současný stav krizového řízení na celostátní úrovni v ČR a v zahraničí Krizové řízení v České republice Krizové řízení v zahraničí 5. PRINCIPY DYNAMICKÉ GEOVIZUALIZACE 99 Jiří KOZEL, Tomáš LUDÍK, Eva MULÍČKOVÁ, Jaroslav RÁČEK, Radim ŠTAMPACH, Zuzana TRNKOVÁ 5.1 Procesní analýza a podpora vizualizace dat v krizovém řízení Procesní analýza Návrh aplikační ontologie 5.2 Teorie kontextů a jejich vytváření pomocí ontologií Kontext v krizovém řízení Typy adaptace Parametrizace kontextových typů 5.3 Metody publikace map pomocí webových služeb Web Map Service (WMS) Adaptivní mapa z hlediska WMS Kontextová webová mapová služba 6. SENZOROVÉ SÍTĚ A WEBOVÉ SLUŽBY V KRIZOVÉM ŘÍZENÍ 129 Jiří KOZEL, Petr KUBÍČEK, Radim ŠTAMPACH, Lukáš HERMAN 6.1 Senzorové sítě v krizovém řízení Základní aspekty senzorových sítí Kartografická vizualizace senzorových dat Využití senzorových sítí v krizovém managementu 6.2 Webové služby v krizovém řízení 140 5

6 7. GEODATABÁZE, MODELOVÁNÍ A METADATA V KRIZOVÉM ŘÍZENÍ Vybrané statistické metody pro predikci rizikových jevů 146 Vítězslav VESELÝ, Jaroslav MICHÁLEK, Zuzana HÜBNEROVÁ, Miroslav KOLÁŘ Úvod Statistické metody používané při predikci rizikových jevů Lineární regresní model Zobecněný lineární model Řídké odhady parametrů v modelech lineárního typu Analýza znečištění prachovými částicemi PM Identifikace změn veličin sledovaných v prostoru a čase 7.2 Metadata, metainformační systém 159 Tomáš ŘEZNÍK Analýza správy metadat pro krizové řízení Návrh metadatového profilu pro krizové řízení Implementace metadatového profilu pro krizové řízení 7.3 Geodatabáze a možnosti uplatnění geografických dat v krizovém řízení 166 Jaromír KOLEJKA, Hana SVATOŇOVÁ Vývoj geodatabází Možnosti uplatnění geografických dat v krizovém řízení Ukázka použití geografických dat v krizovém řízení 8. KVALITA A DOSTUPNOST GEODAT, VIZUALIZACE SPOLEHLIVOSTI A NEJISTOTY 182 Petr KUBÍČEK, Václav TALHOFER 8.1 Úvod Klasifikace nejistoty v GIS Vizualizace nejistoty Grafické proměnné pro vizualizaci nejistoty 8.4 Testování vizualizace nejistoty Prostorové analýzy pro podporu velení a řízení Závěr KARTOGRAFICKÉ MODELY 210 Eva MULÍČKOVÁ 9.1 Generalizace modelu teoretické principy Změna tematického rozlišení Změna prostorového rozlišení 6

7 9.1.3 Změna kontextu 9.2 Koncepční modely dat v krizovém řízení Definice geograficko-kartografických modelů a jejich generalizace scénáře PŘEPRAVA NEBEZPEČNÉ LÁTKY, ÚNIK NEBEZPEČNÉ LÁTKY a POVODEŇ Definice a naplnění rolí Generalizace modelu 9.4 Sémantický prostorový model BASETOPO Sémantický prostorový model ZÁJMOVÁ INFRASTRUKTURA Generalizace modelu ZÁJMOVÁ INFRASTRUKTURA 9.6 Specifický obsah kontextových map Kontext MONITOR Kontext PERIMETR-INCIDENT Kontexty ORGANIZACE-INCIDENT, ORGANIZACE-POVODEŇ Kontext PREDIKCE-POVODEŇ Kontext EVAKUACE Kontext TECHNICKÉ ZABEZPEČENÍ-POVODEŇ 9.7 Definice kontextových map shrnutí TVORBA KARTOGRAFICKÉ INFRASTRUKTURY 235 Šárka BŘEZINOVÁ, Milan V. DRÁPELA, Lucie FRIEDMANNOVÁ, Eva MULÍČKOVÁ, Marian RYBANSKÝ, Kateřina TAJOVSKÁ 10.1 Principy adaptace mapových znaků podle kontextu Adaptace mapových znaků z hlediska role objektu a jeho relevance Adaptace mapových symbolů z hlediska časové dynamiky 10.2 Znakové sady pro podporu krizového řízení varianta A Úvod Základní filozofie tvorby znakových sad Znaková sada pro mimořádné události TCTV Znaková sada pro body zájmu POI Znaková sada pro scénář Povodně 10.3 Znakové sady pro podporu krizového řízení varianta B Úvod BASETOPO Zájmová infrastruktura (ZI) Krizová tematika Závěr 7

8 11. MOŽNOSTI TESTOVÁNÍ MAPOVÝCH ZNAKŮ 288 Šárka BŘEZINOVÁ, Zdeněk STACHOŇ, Čeněk ŠAŠINKA, Zbyněk ŠTĚRBA, Jiří ZBOŘIL 11.1 Evaluace kartografických děl objektivními metodami v perspektivě osobnostních charakteristik uživatele Povaha vnímání a interkulturní rozdíly ve vnímání Koncept kognitivních stylů a jeho užitečnost v oblasti kartografie Definice a vymezení kognitivního stylu Kognitivní styly zkoumané v rámci projektu Psychologické testování a použité psychologické testy 11.2 Analýza potřeb a požadavků operátorů TCTV 112 v kontextu užívání GIS Geografická informační věda Problematika lokalizace a komunikace v Integrovaném záchranném systému Struktura KOPIS Pozorování v provozu KOPIS a TCTV Využití GIS při práci operátorů TCTV 112 a KOPIS Výsledky výzkumu a návrh řešení problémů s GIS 11.3 Evaluace alternativních metod kartografických zobrazení: empirický výzkum Multivariantní testovací program (MuTeP) Srovnání znakových sad zaměřených na povodňovou problematiku 12. APLIKACE DYNAMICKÉ GEOVIZUALIZACE 318 Šárka BŘEZINOVÁ, Milan V. DRÁPELA, Lucie FRIEDMANNOVÁ, Milan KONEČNÝ, Jiří KOZEL, Petr KUBÍČEK, Eva MULÍČKOVÁ, Tomáš ŘEZNÍK, Gustav ŠAFR, Radim ŠTAMPACH, Zbyněk ŠTĚRBA, Kateřina TAJOVSKÁ, Václav TALHOFER, Jiří ZBOŘIL 12.1 Přeprava nebezpečného chemického nákladu pilotní scénář Úvod Cíle a teoretická východiska pilotního projektu Datové, technologické a technické řešení projektu Průběh experimentu Závěr a zhodnocení 12.2 Povodně pilotní scénář Úvod Cíle pilotního projektu Datové, technologické a technické řešení projektu Průběh experimentu Závěr a zhodnocení 8

9 SMĚRY DALŠÍHO VÝZKUMU 342 Milan KONEČNÝ, Petr KUBÍČEK, Václav TALHOFER PROJECT SUMMARY INTRODUCTION REVOLUTION IN CARTOGRAPHY: GIS, GEOINFORMATICS, VISUALIZATION GEOINFORMATION INFRASTRUCTURES SDI AND CARTOGRAPHIC GEOVISUALIZATION EMERGENCY MANAGEMENT AND COMMUNICATION SYSTEMS CARTOGRAPHIC GEOVISUALIZATION AND EMERGENCY MANAGEMENT MAIN OBJECTIVES STRATEGIES AND METHODS OF THE RESEARCH PLAN SOLUTION MAIN RESULTS Dynamic geovisualization principles 8.2 Sensor observations geovisualization and sensor web in emergency management 8.3 Data modelling and metadata for emergency management 8.4 Quality and uncertainty visualization methods and testing 8.5 Cartographic models 8.6 Cartographic infrastructure development 8.7 Geovisualization testing possibilities 8.8 Dynamic geovisualization pilot studies SEZNAM TABULEK 364 SEZNAM OBRÁZKŮ 366 PŘÍLOHY 372 CONTENT (IN ENGLISH) 380 9

10 SEZNAM ZKRATEK AČR Armáda České republiky ADR Evropská dohoda o mezinárodní silniční přepravě nebezpečných věcí AOPK Agentura ochrany přírody a krajiny AUZ Areál účelové zástavby BPEJ Bonitovaná půdně ekologická jednotka BRK Bezpečnostní rada kraje BRS Bezpečnostní rada státu CCM Mobilita při pohybu ve volném terénu (cross-country mobility) CEDA Central European Data Agency CNP Civilní nouzové plánování CNSA Čínská národní škola pro administrativu CRUD Create, read, update and delete CWMS Contextual Web Map Service ČD České dráhy ČGS Česká geologická služba ČHMÚ Český hydrometeorologický ústav ČNB Česká národní banka ČR Česká republika ČSÚ Český statistický úřad CTV Centrum tísňového volání ČÚZK Český úřad zeměměřický a katastrální DEWS Detect, model, warn in time DFDD DGIWG Feature Data Dictionary DGIWG Defence Geospatial Information Working Group DIBAVOD Digitální báze vodohospodářských dat DKM Digitální katastrální mapa DMR Digitální model reliéfu DMÚ Digitální model území DMÚ 200 Digitální model území 1: DOM Document Object Model dpp Digitální povodňový plán DPZ Dálkový průzkum Země EIA Environmental impact assessment metodika EK Evropská komise EKI Evropská kritická infrastruktura 10

11 EU FACC GEO Evropská unie Feature Attribute And Coding Catalogue Group on Earth Observations GEOKRIMA Dynamická geovizualizace v krizovém managementu GEOSS GIF GIS GiMoDig GMES GML GNSS GPRS GPS GUI HTML HZS IATF/DR IBC ICA INS INSPIRE IOO IS ISDR IS IZS IS ARGIS ISKN ISKO ISKŘ ISO ISOP ISVS IZS JmK JPEG JPO Global Earth Observation System of Systems Graphics Interchange Format Geografický informační systém Geospatial info-mobility service by real-time data-integration and generalisation Global Monitoring for Environment and Security Geography Markup Language Global Navigation Satellite System General Packet Radio Service Global Positioning System Grafické uživatelské rozhraní (graphical user interface) HyperText Markup Language Hasičský záchranný sbor Inter-Agency Task Force on Disaster Reduction Integrované bezpečnostní centrum International Cartographic Association Inerciální navigační systém Infrastructure for Spatial Information in Europe Institut ochrany obyvatelstva Informační systém International Strategy for Disaster Reduction Informační systém integrovaného záchranného systému Informační systém plánování civilních zdrojů Informační systém katastru nemovitostí Informační systém kvality ovzduší Informační systém pro podporu krizového řízení International Organization for Standardization Informační sytém ochrany přírody Informační systémy veřejné správy Integrovaný záchranný systém Jihomoravský kraj Joint Photographic Experts Group Jednotka požární ochrany 11

12 JSDI JDVM JISŽP KDM KN KI KOPIS KrÚ KŘ KS KŠ KŠK KÚ LCD LDM LGC LoD MD MIDAS MK MMR MPLS MPSV MU MuTeP MZ MŽP NATO NCHL NGII NIS IZS NL NPP O&M OASIS OBSE OGC Jednotný systém dopravních informací Jednotná dopravní vektorová mapa Jednotný informační systém životního prostředí Konceptuální datový model Katastr nemovitostí Kritická infrastruktura Krajské operační a informační středisko Krajský úřad Krizové řízení Krizová situace Krizový štáb Krizový štáb kraje Krajský úřad Displej z tekutých krystalů (liquid crystal display) Logický datový model Laboratoř geoinformatiky a kartografie Míra detailu (level of detail) Ministerstvo dopravy Metainformační datový systém Ministerstvo kultury Ministerstvo pro místní rozvoj Multiprotocol Label Switching Ministerstvo práce a sociálních věcí Mimořádná událost Multivariantní testovací program Ministerstvo zemědělství Ministerstvo životního prostředí Severoatlantická aliance (North Atlantic Treaty Organization) Nebezpečná chemická látka Národní geoinformační infrastruktura Národní informační systém integrovaného záchranného systému Nebezpečná látka Nebezpečné přírodní procesy Observations and Measurements Open Advanced System for disaster and emergency management Organizace pro bezpečnost a spolupráci v Evropě Open Geospatial Consortium 12

13 OPIS ORP OSIQ OSIRIS OSN OÚ PDOP PHP PK PNG PO POI RES RETM REZZO RGB RID RPC RSO ŘSD ČR SaP SAS SCS SDB SDI SDTS SE SensorML SES SGI SPI SLD Operační a informační středisko Obec s rozšířenou působností Objektově-prostorový obrazový dotazník (Object-Spatial Imagery Questionnaire) Open architecture for Smart and Interoperable networks in Risk management based on In-situ Sensors Organizace spojených národů Obecní úřad Positional dilution of precision Hypertext Preprocessor Pozemkový katastr Portable Network Graphics Požární ochrana Points of interest (zájmové body) Registr ekonomických subjektů Rastrové ekvivalenty topografických map Registr zdrojů znečišťování ovzduší Barevný model RGB (červená zelená modrá) Mezinárodní pravidla pro přepravu nebezpečného zboží po železnici Vzdálené volání procedur (remote procedure call) Registr sčítacích obvodů a budov Ředitelství silnic a dálnic České republiky Síly a prostředky Sensor Alert Service Sensor Collection Service Silniční databanka Spatial data infrastructure Spatial Data Transfer Standard Symbology Encoding Sensor Model Language Sensor Event Service Soubor geodetických informací KN Soubor popisných informací KN Styled Layer Descriptor SM 5 Státní mapa 1:5 000 SMD SMS Státní mapové dílo Short Message Service 13

14 SOS Sensor Observation Service SPS Sensor Planning Service SSHR Správa státních hmotných rezerv SÚJB Státní úřad pro jadernou bezpečnost SVG Scalable Vector Graphics SWE Sensor Web Enablement SWES Sensor Web Enablement Service Model TCTV Telefonní centrum tisňového volání TIA Territorial impact assessment - metodika ÚHÚL Ústav pro hospodářskou úpravu lesů ÚIR Územně identifikační registr ÚKŠ Ústřední krizový štáb UML Unified Modeling Language ÚPD Územně plánovací dokumentace URL Uniform Resource Locator ÚSES Územní systém ekologické stability ÚSÚ Ústřední správní úřad UTM Univerzální transverzální Mercatorův systém souřadnic VCNP Výbor pro civilní nouzové plánování VGI Volunteered geographic information VOP Výbor pro obranné plánování VÚV TGM Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka VZ Velitel zásahu WFS Web Feature Service WGS 84 World Geodetic System 1984 WMS Web Map Service WNS Web Notification Service WSSD World Summit on Sustainable Development XHTML extensible HyperText Markup Language XML extensible Markup Language ZABAGED Základní báze geografických dat České republiky ZaLP Záchranné a likvidační práce ZM Základní mapa ZSJ Základní sídelní jednotka ZÚ Zeměměřický úřad ZVM Základní vodohospodářská mapa ZZS Zdravotnická záchranná služba 14

15 PŘEDMLUVA Předkládaná publikace vznikla jako jeden z výsledků řešení výzkumného záměru MŠMT ČR s názvem Dynamická geovizualizace v krizovém managementu (MSM ), který byl řešen v Laboratoři geoinformatiky a kartografie na Geografickém ústavu Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně v letech Kniha odráží jak hlavní výsledky samotného výzkumného záměru, tak i vědecko-výzkumné a publikační úsilí řešitelského týmu, jehož členy byli kromě vědců z Přírodovědecké fakulty také řešitelé z fakult filozofické, ekonomicko-správní, pedagogické a fakulty informatiky Masarykovy univerzity. Výsledky výzkumného záměru vyvolaly velký zájem nejen v České republice ale i v Evropě a jinde ve světě a byly mimo jiné základem pro uspořádání mezinárodního sympozia v rámci českého předsednictví EU v roce 2009 v Praze s názvem Cartography and Geoinformatics for Early Warning and Emergency Management: Towards Better Solutions. Na základě dosažených výsledků byl řešitelský tým požádán, aby v Pekingu zorganizoval a vědecky zabezpečil spolu s předními odborníky z EU seminář Čína EU na téma Včasné varování a krizový management. Seminář pořádala Čínská národní škola pro administrativu (CNSA), dnes Akademie veřejné správy (Academy of Governance) spolu s Velvyslanectvím České republiky v Pekingu v rámci akcí CZ PRES a Delegace Evropské komise v Pekingu skrze platformu EU- CHINA PDSF (Policy Dialogue Support Facility). Výsledkem řešení výzkumného záměru bylo také vybudování celosvětové sítě pravidelných seminářů a konferencí věnovaných dané problematice (Bulharsko, Kazachstán, USA, Rusko, Čína, aj.), a to ve spolupráci s komisí Kartografie ve včasném varování a krizovém řízení, která je součástí Mezinárodní kartografické asociace (ICA). Autoři děkují vedení Masarykovy univerzity za podporu a zájem o výsledky dosažené při řešení výzkumného záměru. 15

16 0. ÚVOD Milan KONEČNÝ Počátkem roku 2012 při představování nového plánu pro řešení omezení následků katastrof uvedla na tiskové konferenci International Strategy for Disaster Reduction (ISDR) paní Margareta Wahlström, speciální reprezentantka generálního sekretáře OSN pro tyto aktivity a současně ředitelka pro Mezinárodní strategii omezování důsledků katastrof, tato velmi závažná fakta: Ekonomické ztráty způsobené přírodními katastrofami jsou odhadovány nejméně na částku 380 miliard USD, což je o 2/3 více než předchozí rekord v roce Připisuje to velkým ztrátám způsobeným zemětřesením a tsunami v Japonsku, zemětřesení na Novém Zélandu a také rozsáhlým povodním v Asii i dalších částech světa. Základním zjištěním je, že jde o rychle rostoucí trend provázený narůstajícími ekonomickými ztrátami. V globálním měřítku úmrtnost při katastrofách poměrně klesá, ale ekonomické ztráty způsobené katastrofami se stávají hlavní hrozbou pro mnoho zemí. Wahlström také dodala: Až 50% světové populace je vystaveno riziku katastrof, tzv. Velké východojaponské zemětřesení a následné tsunami připravilo o život více než lidí a zničilo města a vesnice na pobřeží oblasti Tohoku a přitom vytvořilo přes 29 milionů tun suti. Kolem lidí je stále vedeno v kategorii zmizelí a více jak jiných je evakuováno z katastrofou zasažené zóny, kam se stále nemohou vrátit. U více velkých přírodních katastrof (Sechuanské zemětřesení, hurikán Katrina, tsunami ve Fukushima) se jasně ukázalo nedostatečné využití geoinformatiky a kartografie a jejich analytických, zpracovatelských a vizualizačních možností. Také propojení vlastního rozhodovacího procesu s možnostmi vědecko-technického výzkumu je poměrně malé, není komplementární a je neúčinné. I když se geografické informační systémy (GIS) a mapy úspěšně používají po katastrofách při řešení jejich následků, není zatím dostatečně rozpracován a využit jejich potenciál při zvládání krizových situací na lokální, regionální a globální úrovni. Důsledky řady zmíněných katastrof by mohly být výrazně nižší, pokud by byly výstupy obou disciplín, doplněné o pokroky v dálkovém průzkumu Země, více rozpracovány a začleněny do příslušných plánů řešení katastrof. K obdobnému závěru došel i Národní vědecký výbor USA (NRC), který publikoval knihu s výmluvným názvem Successful Response Starts with a Map. Improving Geospatial Support for Disaster Management. Předkládaná publikace na některé z možností využití kartografie a geoinformatiky v oblasti krizového řízení a pomoci při řešení následků katastrof upozorňuje. Příslibem je také rostoucí podpora řešení krizového managementu na globální úrovni v rámci velkých projektů, jakými je GEO (Group on Earth Observations) a GEOSS (Global Earth Observation System of Systems), které byly iniciovány na nejvyšších politických úrovních (jednání G-8). Kniha popisuje možnosti geoinformatiky a kartografie v krizovém řízení a v oblastech souvisejících s realizací evropského přístupu k tzv. cyklu řízení katastrof, který sestává z částí prevence, příprava, odezva a obnova. Zabývá se otázkami 16

17 vytvoření standardní digitální kartografické infrastruktury pro dynamickou vizualizaci geoprostorových dat pro zajištění mobilních služeb v krizovém managementu. Další částí knihy je analýza celého systému geoinformační infrastruktury z hlediska jeho funkčnosti pro kartografickou vizualizaci s orientací na dynamickou vizualizaci, analýza metod a prostředků dynamické kartografické vizualizace, návrh koncepce a její ověření na pilotních projektech. V knize lze nalézt i popis nových moderních oblastí kartografie, zejména adaptivní a kontextové. Dosažené výsledky jsou originální a vznikaly ve spolupráci několika vědních disciplin, zejména kartografie, geoinformatiky a psychologie. Některé výsledky jsou pak zcela nové (např. v oblasti výzkumu kognitivního stylu) a jsou výzvou pro pokračování výzkumů v budoucnosti. Také předkládané alternativní verze legend, jež mohou být využity v krizovém managementu, dokumentují snahu autorů knihy prohloubit přístup k jednotlivým uživatelům, resp. uživatelským skupinám, a respektovat jejich připravenost, případně nepřipravenost, k pochopení a využití novodobých kartografických přístupů. V knize tak převládá přístup kartografický a geoinformatický, nicméně je zastoupen i poněkud odlišný komplexní geografický přístup k řešené problematice. V ČR je kniha o možnostech propojení kartografie, geoinformatiky, psychologie a geografie při řešení problémů krizového managementu originální. Volně navazuje na publikace, které vznikaly v průběhu řešení výzkumného záměru, resp. při propojení s řešením dalších projektů výzkumným záměrem inspirovaných a vyvolaných. Do první skupiny patří publikace Geographic Information and Cartography for Risk and Crisis Management: Towards Better Solutions. Lecture Notes in Geoinformation and Cartography, která vyšla v nakladatelství Springer a editoval ji Milan Konečný, Sisi Zlatanova a Temenoujka Bandrova. Další je pak specializované dvojčíslo časopisu International Journal of Digital Earth editorů Milana Konečného a Wolfganga Reinhardta s názvem Early warning and disaster management: the importance of geographic information (vydáno nakladatelstvím Taylor and Francis). Do druhé skupiny patří kniha editorů Milana Konečného, Evy Mulíčkové, Petra Kubíčka a Jing Li s názvem Geoinformation Support for Flood Management in China and the Czech Republic. Předkládaná publikace je věnována českému čtenáři a autoři kapitol věří, že bude inspirací pro vznik obdobných výzkumů doma i v zahraničí v budoucnosti. 17

18 1. VČASNÉ VAROVÁNÍ A KRIZOVÝ MANAGEMENT VE SVĚTĚ A V EVROPSKÉ UNII: VÝVOJ, VÝSLEDKY A ÚLOHA VĚDY A VÝZKUMU Milan KONEČNÝ Se vzrůstajícím počtem katastrof vzrůstá odpovídajícím způsobem i pozornost jim věnovaná, a to jak na úrovni státní a veřejné správy, tak i v různých mezinárodních i domácích organizacích. Mnoho z nich do značné míry využívá poznatků a závěrů, k nimž se dopracovaly iniciativy a snahy OSN. V dokumentech OSN lze vymezit dvě hlavní linie přístupu ke krizovým situacím, a to přírodním i antropogenním. Jde o linie: 1. Environmentální, spjaté s hledáním nejvhodnějších environmentálních přístupů k řešení problémů Země. Jsou rozvíjeny zejména v návaznosti na koncepce sustainable development, tedy (trvale) udržitelného růstu. 2. Krizového managementu omezování rizik katastrof (disaster management and risk reduction). Představitelem prvního, environmentálního proudu, jsou zejména dokumenty z konference OSN v Rio de Janeiro z roku 1992, dále ze světového summitu v Johannesburgu v roce 2002 a z řady dalších. Do druhého proudu patří světové konference v Jokohamě a Hyogo (v letech 1994 a 2005), dále konference Globální platformy pro snižování rizika katastrof (Global Platform for Disaster Risk Reduction) v Ženevě v roce 2010 a v neposlední řadě též koncepce Mezinárodní strategie pro snižování důsledků katastrof (ISDR - United Nations International Strategy for Disaster Reduction), resp. koncepce rozvíjené v rámci Integrovaného výzkumu rizika katastrof, které řeší problém přírodních a člověkem vyvolaných environmentálních hazardů (IRDR- Integrated Research on Disaster Risk addressing the challenge of natural and human-induced environmental hazards). Velmi specifickým problémem je úloha vědy a výzkumu při řešení problémů spjatých s krizovým řízením, resp. včasným varováním. Po dlouhá léta bylo ke krizovému řízení přistupováno jako k ryze praktické aktivitě, která byla původně omezena jen na potřebu pomoci postiženým oblastem. Později se snahy rozšířily o přípravu obyvatelstva ohrožených oblastí na určitý typ katastrof, který se v nich vyskytoval. Nové technologie a specificky zaměřený vědecký výzkum se prosazoval postupně a pomalu, spíše okrajově, a dlouho nebyl považován za prostředek k výrazné změně kvality poskytované pomoci s cílem snižování rizika katastrof. I námi předkládaná publikace chce k tomuto trendu výrazně přispět, byť jenom v úžeji vymezené oblasti geoinformatiky a kartografie, resp. geografie, jež jsou doposud při řešení katastrof významně opomíjeny. Poslední zkušenosti z řešení velkých katastrof zemětřesení a tsunami v Japonsku (Fukushima) a předtím i hurikán Katrina (USA) nebo zemětřesení v Sechuanu (Čína) - ukázaly jejich velké možnosti a naléhavou 18

19 potřebu nejen pro zvládání vlastních katastrof, ale i pro organizaci záchranných prací, hodnocení jejich důsledků, plánování pomoci a v neposlední řadě i pravdivé a aktuální (on-line) informování obyvatelstva. 1.1 Vybrané přístupy vytvořené a rozvíjené v OSN Tato kapitola popisuje charakteristiky environmentálních přístupů vztahujících se ke krizovému řízení a charakteristiky krizového managementu omezování rizik katastrof vytvořených zejména v rámci aktivit OSN Přístupy k problematice krizového managementu spjaté s rozvojem environmentálních přístupů a politik OSN Konference o životním prostředí ve Stockholmu, 1972 Za první významný dokument, který některými svými výsledky a formulacemi ovlivňuje i současný stav environmentálních řešení, byla Zpráva OSN z konference o životním prostředí ve Stockholmu v červnu 1972 (Report of the United Nations Conference on the Human Environment, Stockholm, 5-16 June 1972, Problematika přírodních katastrof byla zmíněna již v Kapitole I této Deklarace konference, kde se v principu č. 9 uvádí: Vady životního prostředí způsobené podmínkami zaostalosti a přírodních katastrof vytvářejí vážné problémy a mohou být nejlépe napraveny urychlením rozvoje oblastí prostřednictvím poskytnutí značného množství finanční a technologické pomoci, jako dodatku k vlastním snahám rozvojových zemí o řešení situace. Konference OSN o prostředí a rozvoji, Rio de Janeiro, 1992 Výrazným zlomem v historii řešení environmentálních problémů, byla konference v Rio de Janeiro v roce 1992 (Report of the United Nations Conference on Environment and Development, Rio de Janeiro, 3-14 June 1992, Problematice přírodních katastrof, resp. krizového řízení, ale na konferenci mnoho pozornosti věnováno nebylo. V Příloze I Deklarace o životním prostředí a rozvoji se v principu 18 říká: Státy budou ihned oznamovat jiným státům jakékoliv přírodní katastrofy nebo jiné mimořádné události, které by mohly způsobit náhlé škodlivé efekty na prostředí oněch států. Každé úsilí bude uskutečněno mezinárodní komunitou s cílem postiženým státům pomoci. 19

20 Světový summit o (trvale) udržitelném rozvoji, Johannesburg, 2002 O 20 let později v návaznosti na Rio 1982 se v roce 2002 v Johannesburgu uskutečnil významný Světový summit o (trvale) udržitelném rozvoji (The 2002 World Summit on Sustainable Development - WSSD). Jeho výsledky společně s Rozvojovými cíli tisíciletí (Millennium Development Goals), vedly ke vzniku Johannesburgského Implementačního plánu (UN DESA, 2002, Na summitu byla otázkám řešení katastrofických situací a krizového řízení věnována zatím největší pozornost v rámci environmentálně zaměřených konferencí. V části IV. nazvané Ochrana a správa přírodních zdrojů jako základna pro ekonomický a sociální rozvoj jsou formulovány některé přístupy k oblasti krizového řízení a v bodě č. 37 se praví: Integrovaný přístup k nebezpečím (hazardům) různého druhu s cílem vyřešit problém zranitelnosti, hodnocení rizika a řešení katastrof, zahrnující prevenci, zmírnění jejich dopadů, připravenost, odpověď a obnovu, je základním prvkem bezpečného světa ve 21. století. V bodu (h) je dále požadován rozvoj a posílení systémů včasného varování a informačních sítí při zvládání katastrof v souladu s Mezinárodní strategií pro omezení důsledků katastrof (ISDR). Bod 38 se věnuje změnám zemského klimatu a řešení jeho nepříznivých dopadů a požaduje splnění všech závazků a povinností obsažených v Rámcové smlouvě OSN o klimatických změnách a v Deklaraci tisíciletí (Millenium Declaration) a požaduje zesílení aktivit pro globální omezení rizik pro 21. století. Mj. praví, že Katastrofy mají obrovský škodlivý vliv na úsilí vymýtit globální chudobu na všech úrovních. Důsledky katastrof tak zůstávají významnou výzvou pro udržitelný rozvoj. Deklarace též upozorňuje na podstatné vztahy mezi snížením účinnosti katastrof, udržitelným vývojem a odstraněním chudoby a v neposlední řadě i na důležitost zapojení všech zúčastněných stran. Významným krokem byl paragraf 58(h) v části VII s názvem Udržitelný rozvoj malých ostrovních rozvojových států, kde se doporučuje: Rozšířit pomoc malým ostrovním rozvojovým státům na úrovni místních komunit a vhodných národních a regionálních organizací těchto států pro komplexní nebezpečí a řízení rizik, předcházení katastrofám, zmírňování jejich účinků a připravenosti na ně, a pomoci zmírnit následky katastrof, extrémního počasí a ostatních nebezpečí. Další klíčovou částí pro krizové řízení je část X. Implementačního plánu s názvem Prostředky implementace, zejména paragrafy 132 a 133 tohoto znění: 132. Podporovat rozvoj a širší využití technologií pozorování Země, včetně satelitního dálkového průzkumu (DPZ), globálního mapování a geografických informačních systémů (GIS) pro sběr kvalitních dat o životním prostředí a změnách využití půdy, které bude zahrnovat urgentní aktivity na všech stupních, s cílem: (a) Posílit spolupráci a koordinaci mezi globálními systémy pozorování Země a vědeckými programy pro integrovaná globální pozorování, které budou brát v úvahu potřebu vybudování kapacit a sdílení dat z pozemních pozorování, satelitního DPZ a dalších zdrojů mezi všemi zeměmi; 20

21 (b) Vyvinout informační systémy, které umožní sdílení hodnotných dat, včetně aktivní výměny dat získaných z pozorování Země; (c) Povzbudit iniciativy a partnerství pro globální mapování Podporovat země, zejména rozvojové, v jejich vlastním úsilí ve: (a) Sběru dat, která jsou přesná, dlouhodobá, konzistentní a důvěryhodná; (b) Využít satelitní technologie DPZ pro sběr dat a další zdokonalení pozemních pozorování; (c) Zpřístupnění, prozkoumání a využití geografické informace s použitím technologií satelitního DPZ, satelitní globální navigace, mapování a GIS. Na uvedeném zasedání došlo snad k největšímu zviditelnění kartografických a geoinformatických metod a metod DPZ do roku 2002, a toto zasedání se tak stalo základem, z něhož vycházejí i současné tendence snažící se integrovat tyto postupy založené na nejnovějších informačních a komunikačních technologiích do řešení problematiky krizového řízení Krizový management a omezování rizik katastrof V této části se zaměřujeme na přímé přístupy a výzkumné programy, které směřují do oblasti krizového řízení. Jejich počátek lze datovat již do konce 80. let 20. století. Mezinárodní desetiletí snižování účinků přírodních katastrof, 1987 Jedenáctého prosince r se Valné shromáždění OSN na svém 42. zasedání rozhodlo vyhlásit 90. léta Mezinárodním desetiletím snižování účinků přírodních katastrof (IDNDR - International Decade for Natural Disaster Reduction). Silným impulzem pro toto rozhodnutí bylo neakceptovatelné zvyšování úrovně ztrát, které katastrofy způsobují na straně jedné, a existence řady vědeckých a inženýrských knowhow, jež by mohly být efektivně využity k výraznému snížení ztrát způsobenými katastrofami, na straně druhé. Světová konference OSN o redukci důsledků přírodních katastrof, Jokohama, 1994 Řada následných realizovaných záměrů a iniciativ vedla až ke konferenci v Jokohamě v roce 1994, v jejímž usnesení v bodě 5. se říká: Informace, znalosti a některé technologie, jež jsou nezbytné pro redukci efektů přírodních katastrof, mohou být v mnoha případech dostupné za nízkou cenu a aplikovány v různých situacích. Vhodné technologie a data, spolu s odpovídajícím tréninkem, by měly být dostupné všem bezplatně a včas, zejména v rozvojových zemích. Zmíněná konference se uskutečnila mj. uprostřed aktivit uskutečňovaných v rámci Dekády (IDNDR). Tým specialistů tam předložil v rámci tzv. Jokohamské požární zprávy (Yokohama Fire Report) svůj globální pohled na možnosti řešení katastrof a jejich předcházení. 21

22 Dekáda IDNDR skončila v roce 1999 a dosáhla řady úspěchů, zejména v oblasti vytvoření vztahů a konkrétního uskupení odborníků z politických, vědeckých a technologických komunit. Toto uskupení s názvem Mezinárodní strategie pro snižování důsledků katastrof (ISDR) koordinuje realizaci akčního programu. Její sekretariát sídlí v Ženevě. Do roku 2011 byla vedena panem Sálvano Briceño a v současnosti paní Margaret Wahlström. Zmíněná konference v Jokohamě formulovala Jokohamskou strategii pro bezpečnější svět: pokyny pro prevenci před přírodními katastrofami, přiravenost a zmírnění jejich důsledků ve fromě Akčního plánu (Economic and Social Council, UN, Resolution 1994/31, 46th plenary meeting 27 July 1994, V této Jokohamské strategii (Yokohama Strategy and Plan of Action for a Safer World Guidelines for Natural Disaster Prevention, Preparedness and Mitigation World Conference on Natural Disaster Reduction Yokohama, Japan, May 1994) jsou formulována tato konstatování: 1. Důsledky přírodních katastrof v pojmech lidských a ekonomických ztrát v posledních letech vzrostly a společnost se stala zranitelnější. Tento stav souvisí také s chudobou a sociálně znevýhodněnými skupinami. 2. Prevence, zmírnění následků, příprava a podpora při katastrofách, jsou čtyři prvky, které přispívají, ale také získávají z implementace politik udržitelného rozvoje. Všechny prvky, spolu s ochranou životního prostředí a udržitelným rozvojem, jsou těsně spjaty. Jednotlivé státy by je měly zapracovat do svých rozvojových plánů a zajistit efektivní následná opatření ve společnosti, státních, subregionálních a mezinárodních úrovních. 3. Prevence, zmírňování následků a příprava jsou lepším řešením než následné reakce na katastrofy. Konference stanovila 5 principů a základní strategii, jejichž účinnost, resp. nedostatečnou rozpracovanost, prověřilo tsunami v jihovýchodní Asii o 10 let později v roce Mezi zmíněné principy patří: 1. Hodnocení rizik jako nutný stupeň pro adaptaci adekvátních a úspěšných politik a jejich následnou redukci a měření. 2. Prevence katastrof a připravenost na ně mají primární význam pro redukci potřeb při podpoře jejich zvládání. 3. Prevence a příprava na katastrofy by měla být chápána jako integrální aspekt politik rozvoje a plánování na národních, regionálních, bilaterálních, multilaterálních a mezinárodních úrovních. 4. Rozvoj a posílení kapacit předcházet, redukovat a snižovat důsledky katastrof je hlavní prioritní oblastí, která musí být řešena v období Dekády a poskytnout silnou základnu pro další aktivity v jejím průběhu. 22

23 5. Včasné varování před hrozícími katastrofami a jejich efektivní rozšiřování s použitím telekomunikací, včetně služeb televizních vysílání, jsou klíčovými faktory pro úspěšnou prevenci a přípravu na katastrofy. V rámci základní strategie konference mimo jiné konstatovala, že katastrofy sice nelze člověkem ovládat pro jejich velký rozsah, ale právě proto je musí společnost lépe poznat a zejména se zaměřit na způsoby života s riziky a být schopna rychle preventivně reagovat a redukovat jejich negativní efekty. Kapacity pro tyto kroky jsou dostupné. Dokument také rozpracoval Strategii pro rok 2000 a po něm, která mj. obsahovala rozvoj globální kultury prevence jako základní složky integrovaného přístupu ke snižování důsledků katastrof. Světová konference OSN o redukci důsledků přírodních katastrof, Hyogo, 2005 Nejvýznamnější dokumenty pro současné období, které definovaly koncepční aktivity v oblasti krizového managamentu, byly přijaty počátkem roku 2005 v Hyogo. Konference byla plánována 10 let dopředu, ale její konání se uskutečnilo bezprostředně po velkém tsunami v jihovýchodní Asii. Rámcový plán aktivit přijatých v Hyogo (HFA - The Hyogo Framework for Action) je prvním svého druhu. Vysvětluje, popisuje a uvádí podrobnosti z různých oblastí a z pohledu profesionálně různě zaměřených odborníků s cílem redukovat ztráty při katastrofách. Snaží se vytvořit společný koordinační systém, do něhož jsou začleněny vlády, mezinárodní agentury, experti na katastrofy a řada dalších specialistů. Rámcový plán vymezuje pět priorit činností: 1. Zajistit, aby snížení rizika při katastrofách se stalo národní a lokální prioritou se silnou institucionální základnou pro její implementaci. 2. Identifikovat, posuzovat a monitorovat riziko katastrof a zvýraznit úlohu včasného varování. 3. Využívat znalostí, inovace a edukace k vytvoření kultury bezpečnosti a pružnosti na všech úrovních. 4. Redukovat zásadní rizikové faktory. 5. Posílit připravenost na katastrofy s cílem efektivních odpovědí na všech úrovních. (Hyogo Framework for Action : Building the Resilience of Nations and Communities to Disasters. Extract from the final report of the World Conference on Disaster Reduction. (A/CONF.206/6) ISDR-International Strategy for Disaster Reduction. UN/ISDR Geneva. 25 pp., Na Konferenci o včasném varování v Bonnu, rok po konferenci v Hyogo 2005, J. Egeland (zástupce generálního tajemníka OSN pro humanitární záležitosti, koordinátor 23

24 pro nouzové situace a předseda ISDR) připomněl nutnost provedení některých zásadních kroků pro oblast včasného varování, zejména: 1. Vytvoření globálního komplexního systému včasného varování, který bude vycházet z existujících systémů a kapacit. 2. Vybudování národního a vůči lidským potřebám zaměřeného systému včasného varování. 3. Zaplnění hlavních mezer v globálních kapacitách pro včasné varování. 4. Posílení vědecké a datové základy pro včasné varování. 5. Rozvinutí institucionální základny pro globální systém včasného varování. Dále Egeland zdůraznil tři kritické požadavky nutné pro dosažení významného zlepšení v oblasti včasného varování, a sice: - Potřebujeme být v přímém kontaktu s lidmi, kteří jsou ohroženi riziky, pomoci jim chápat, co je v sázce, a zapojit je aktivně do rozvoje jejich systémů včasného varování. - Potřebujeme politickou váhu a uznání vlád k ochraně jejich obyvatel s pomocí systémů včasného varování. - A také potřebujeme mezinárodní podporu a prostředky pro pomoc zemím rozvinout jejich vlastní systémy a být součástí globálního systému. Řada z požadavků pana Egelanda byla naplněna, zejména spuštěním Systému včasného varování (Detect, model, warn in time - DEWS), tj. zjisti, modeluj a varuj včas, v oblasti Indického oceánu, ale i prostřednictvím dalších kroků v řadě oblastí světa. Stojí za kritické povšimnutí, že teorie, metodologie a koncepce včasného varování je rozvinuta zejména v aktivitách OSN, kdežto v přístupech Evropské unie je jenom jedním z mnoha bodů tzv. cyklu krizového řízení (Obr. 1.1). (Third International Conference on Early Warning. Bonn, Germany, March Wildland-Fire-Side-Event-Report-28-March-2006.pdf). 1.2 Přístupy Evropské unie k řešení krizových situací Ve srovnání s přístupy OSN se doposud používané koncepce a přístupy Evropské unie (EU) zdají méně propracované. Evropa ale netrpí tak rozsáhlými přírodními katastrofami jako Asie a je třeba také ocenit poslední kroky EU v oblasti vědecké a technologické, které významně zvýšily potenciál pro jejich řešení, zejména v oblasti rychlého sběru, zpracování a vyhodnocení dat a informací (projekty a direktiva GMES, INSPIRE, SEIS). V břenu roku 2008 Evropská komise přijala Dokument o posílení a integraci přístupů k rizikům katastrof a jejich redukci (Communication from the Commission to 24

25 the European Parliament and the Council: Towards a stronger European disaster response: the role of civil protection and humanitarian assistance, Brussels, COM (2010) 600 final), ( n_disaster_response_en.pdf). Komise se v něm rozhodla posílit schopnosti EU poskytovat civilní ochranu a humanitární pomoc v Evropě i zahraničí. Obdobně postupoval i Evropský parlament, který přijal příslušnou Rezoluci o posílení schopností reagovat na katastrofy v červnu téhož roku (European Union's disaster response capacity. P6_TA(2008)0304. European Parliament resolution of 19 June 2008 on stepping up the Union's disaster response capacity. (2009/C 286 E/04). Thursday 19 June 2008, ( V únoru 2009 přijala Evropská komise (EK) balík návrhů ke zlepšení znalostí o přírodních i člověkem způsobených katastrofách a upevnění společných externích i interních strategií k řešení rizik a finančně podporovaných komisí. Oba výše zmíněné dokumenty konstatují, že prevence před katastrofami musí být integrována do dalších politik EU, včetně rozvojových a vyhledávat oblasti, kde aktivity na úrovni EU přinášejí přidanou hodnotu k národním přístupům, které jsou obvykle zaměřeny na řešení lokálních situací. EK uvedla, že aktivity EU mohou přinést přidanou hodnotu k řešením na úrovni států prostřednictvím shromažďování znalostí o prevenci před katastrofami, propojováním všech činitelů zahrnutých při jejich řešení a zdokonalujících využití existujících politických nástrojů při jejich prevenci. Konstatuje, že společná odezva by měla být efektivnější v oblastech aktivit tehdy, pokud se zřídí celoevropský seznam existujících informací a nejlepších praktik, pokyny pro mapování nebezpečí a rizik a zdokonalí přístupy ke včasnému varování (Communication from the Commission to the European Parliament, the Council, the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions: A Community approach on the prevention of natural and man-made disasters. Brussels, , COM (2009) 82 final. Commission of the European Communities, Některá opatření se skutečně začala realizovat, např. Hodnocení rizik a pokyny pro mapování pro zvládání katastrof byly vydány již v prosinci 2010 (Risk Assessment and Mapping Guidelines for Disaster Management. Commission Staff Working Paper. Brussels, SEC(2010) 1626 final. European Commission), 010_1626_F_staff_working_document_en.pdf). Také Rada Evropské unie zhodnotila předešlé a současné aktivity a jejich efektivity v prevenci katastrof, ocenila výhodu komplexního přístupu k nebezpečným situacím (multi-hazard), k vytvoření EU rámce pro prevenci katastrof a využívání existujících znalostí členských zemí EU. Dohodla se o dalším rozvoji znalostně-založených politik v oblasti prevence katastrof, a to na všech úrovních vlád (lokální, regionální, národní a EU) a těsnějším propojení činitelů a politik v rámci EU cyklu krizového řízení (Obr. 25

26 1.1). Hodlá též zdokonalit efektivitu využívání stávajících nástrojů v prevenci katastrof. Rada se rozhodla pro několik aktivit, zejména: - sloučit existující data a informace ze soukromého a veřejného sektoru o katastrofách a jejich sociálních, ekonomických a environmentálních důsledcích; - identifikovat nedostatky a problémy srovnatelnosti mezi národními systémy sběru dat a prováděnými studiemi o rozdílných metodách hodnocení rizik a vytvořit společný názor a průvodce metodami a používanými definicemi. Realizace bude vyžadovat vytvoření mechanismů clearing house na platformě Web pro výměnu informací ze Sdíleného environmentálního systému (SEIS -Shared Environmental Information System), jež je iniciativou ve spolupráci EP a EU agentury životního prostředí (EEA - European Environment Agency). Vede k vytvoření integrovaného a všemi členskými státy sdíleného celoevropského environmentálního informačního systému. Autor textu si dovolí doplnit originální text Rady také konkrétní zmínkou o datech a informacích, které budou k dispozici při implementaci ISPIRE a GMES; - podpořila vydání výše zmíněného Hodnocení rizik a pokyny pro mapování pro zvládání katastrof; - podpořila vznik a rozvoj platforem pro snižování rizik katastrof v členských státech, jež by rozvíjely akční rámec z Hyogo V ČR je takovou platformou Český národní výbor pro omezování následků katastrof (ČNV ONK), jehož předsedou je Ing. Ivan OBRUSNÍK, DrSc. (Council Conclusions on a Community framework on disaster prevention within the EU, 2979th JUSTICE and HOME AFFAIRS Council meeting. Brussels, 30 November Council of the European Union, Věda a výzkum ve včasném varování a krizovém managementu První přístupy k řešené problematice počítající s vědou a výzkumem lze vystopovat už na výše zmíněné konference ve Stockholmu v roce 1972 a jejím doporučení č. 25 v souvislosti se sledováním lesů prostřednictvím sběru dat a s využitím metod DPZ. Na dalších konferencích byly sice často zmiňovány mapy, GISy a DPZ, ale až na WSSD v roce 2002, jenom v obecné rovině. Doposud chybí promyšlená standardizace a metadatové služby v celé oblasti včasného varování a krizového řízení. S prvními aktivitami přišla až pracovní skupina ICA, resp. komise Kartografie ve včasném varování a krizovém managementu a též ICA Komise pro kartografii a děti (KONEČNÝ, BANDROVA, 2006) a v posledních letech i OGC (pracovní skupina Risk and Crises Management). Jak ukázala i analýza amerických vědců po hurikánu Katrina (Committee on Planning for Catastrophe, 2007), jedním z hlavních úkolů je harmonizace spolupráce mezi rozhodovateli v oblasti krizového řízení a poskytovateli geoprostorových dat. Je třeba ale zdůraznit, že katastrofy v posledních 10 letech (teroristické útoky v USA v roce 2001, tsunami v jihovýchodní Asii v roce 2004, hurikán Katrina v roce 26

27 2005, Sečchuanské zemětřesení v roce 2008 a řada jiných) vyvolaly prudce rostoucí zájem i konkrétní kroky ve využití vědeckého výzkumu a v integraci stávajících nástrojů, možností a přístupů podporovaných nemodernějšími informačními a komunikačními technologiemi, včetně moderních metod kartografie, geoinformatiky, dálkového průzkumu, možností moderní navigace, pohotovostními telekomunikační systémy rychlého nasazení a řadou jiných. Obr. 1.1: Cyklus krizového managementu EU EU začala problematiku krizového řízení hlouběji řešit v rámci 6. a 7. rámcového programu. V prvním případě byly základem tři vzájemně na sebe navazující systémy: monitoringu, informačního systému a komunikace k zajištění bezpečnosti. Konkrétně šlo o in-situ monitorování a chytré senzorové sítě, informační infrastruktury o rizicích a generické služby, komunikace k zajištění bezpečnosti veřejnosti, poplašné systémy, aj. Jedním z projektů byl i dnes funkční výše zmíněný systém DEWS (KONEČNÝ, MULÍČKOVÁ, KUBÍČEK a JING LI, 2011). GMES V 7. rámcovém programu EU je problematika včasného varování a krizového řízení spjata s agendou ochrany a bezpečnosti. Snad nejvýznamnějšími počiny týkajícími se 27

28 oblasti geoinformatiky, kartografie a DPZ je realizace projektu Globální monitorování prostředí a bezpečnosti - GMES (Global Monitoring for Environment and Security), viz obr. 1.2 a 1.3, a direktivy INSPIRE. GMES je evropskou iniciativou pro implementaci informačních služeb a pro potřeby životního prostředí a bezpečnosti. Je založena na integrovaném shromažďování dat z družic provádějících pozorování Země a informací získávaných pozorováním a měřením na zemském povrchu. Vyhodnocování dat je vzájemně koordinováno, analyzováno a připravováno pro koncové uživatele. Mezi nejvýznamnější z nich patří i sledování krátkodobého, střednědobého a dlouhodobého vývoje prostředí poskytující informace pro potřeby politických rozhodnutí a investice. GMES je také souborem operačních služeb pro evropské obyvatele, které napomohou zdokonalit kvalitu jejich života týkající se životního prostředí a bezpečnosti. Kombinací zmíněných pozorování ze země a kosmického prostoru vznikají také nové operační služby. Obr. 1.2: Organizační schéma GMES Služby jsou poskytovány jako základní (core services) a navazující, resp. podle potřeby (downstream services). V prvním případě jsou poskytovány pro oblast bezpečnosti, ohrožení, atmosféru, moře a pevniny. Ve druhém pak např. pro oblast zemědělství (včetně přesného zemědělství precison farming ), sledování kvality ovzduší, apod. Služby poskytované GMES jsou klasifikovány do 3 hlavních kategorií: 1. Mapování, včetně topografického, a mapy komunikací, ale také využití půdy a úrody, monitorování lesů, minerálních a vodních zdrojů, které napomáhají ke krátkodobému i dlouhodobému vývoji prostředí a využívání přírodních zdrojů. Tato služba obecně vyžaduje celkové pokrytí zemského povrchu, archivování a periodickou aktualizaci dat. 28

29 2. Poskytování podpory pro krizový management příslušných institucí odpovědných za bezpečnost obyvatelstva a majetku, a to v případě přírodních a jiných katastrof. Tato služba vyžaduje co možná nejaktuálnější data před vlastním zásahem. 3. Předpovědi aplikované pro oblast moří, kvalitu ovzduší nebo sklizeň úrody. Tato služba systematicky poskytuje data o rozsáhlých územích a umožňuje předpověď krátko-, středně- a dlouhodobých událostí, včetně jejich modelování a rozvoje. Obr. 1.3: Architektura GMES. Z hlediska kartografie se v GMES objevuje termín rychlé mapování (rapid mapping) pro období katastrof a odstraňování jejich následků. Snad poprvé v historii civilní kartografie jsou předepsány i časové limity pro tvorbu určitých map: geografických do 6 hodin po začátku katastrofy, mapy hodnotících následky katastrof do 24 hodin s každodenní aktualizací, a situačních a předpovědních map o rozvoji situace na několik dnů až týdnů po krizi. Existence GMES dává také nové impulzy pro zdokonalení krizového řízení, zejména v oblasti rychlého získávání dat. Při jejich analýze, interpretaci a vizualizaci mohou být dále rozvíjeny a uplatňovány i metody adaptabilní a kontextové kartografie popsané v této publikaci. 29

30 GEO a GEOSS GMES je také evropským příspěvkem k dalším významným celosvětovým aktivitám v oblasti monitoringu a správy planety Země, zejména pak Skupiny pro pozorování Země GEO (Group on Earth Observation) a Globálního systému systemů pozorování Země - GEOSS (Global Earth Observation System of Systems) s cílem dosažení synergie všech pozorovacích technik, zjišťování a analýzy. GEO byla vytvořena na Světovém summit G-8 v červenci roku 2003 ve Washingtonu jako reakce na požadavky WSSD v Johannesburgu, s cílem zajistit informace o životním prostředí v globálním měřítku. Tato práce byla dokončena v únoru roku 2005 v Bruselu přijetím 10-ti letého integrovaného plánu GEOSS. Plán definuje vizi pro GEOSS, jeho účel a zaměření, očekávaný přínos a devět oblastí společenského přínosu : katastrofy, zdravotnictví, energie, klimatu, vodstva, počasí, ekosystémů, zemědělství a biodiverzity. Jde o ambiciózní program pro ekologickou bezpečnost a stálý vývoj lidstva. To především předpokládá monitoring a pochopení přírodních procesů, rozsahu katastrof způsobených lidskými aktivitami, dopady globálního oteplování, dezertifikace, eroze a odlesňování. V oblasti řešení katastrof chce GEOSS umožnit koordinaci pozorování a informačních systémů pro podporu všech fází řešení cyklu rizik spojených s nebezpečím (jejich zmírňování a připravenost, včasné varování, odezva a obnova). Výsledků má být dosaženo skrze: Včasnější šíření informací z globálně-koordinovaných systémů pro monitoring, předpovědi, hodnocení rizik, včasné varování, zmírňování důsledků a odpovědi na nebezpečí na lokální, národní, regionální a globální úrovni; Rozvoj komplexního přístupu k nebezpečím (multi-hazard) anebo end-to-end přístupy jež jsou vhodné pro potřeby redukce rizik katastrof, přípravu a relevantní odpovědi na nebezpečí; Podpora implementace akčních priorit identifikovaných v Hyogo rámcovém akčním programu pro léta Naplňování bude prokazováno: Zdokonalováním využití pozorování a souvisejících informací pro politiky, rozhodovatele a aktivity spjaté s připraveností na katastrofy a zmírňování jejich následků. Efektivnějším přístupem k pozorováním a souvisejícím informacím pro usnadnění varování, odezvy a obnovy po katastrofách. Zlepšením komunikace a koordinace mezi národními, regionálními a globálními společenstvími při podpoře snižování rizik katastrof, včetně vyjasnění úloh a zodpovědnosti a zdokonalování správy zdrojů. Zdokonalováním národních (státních) odezev na přírodní a člověkem způsobené katastrofy prostřednictvím doručování prostorově založených dat jako výsledku posílení Mezinárodní charty o "vesmíru a velkých katastrofách." Podporovat úspěšnou implementaci závěrů a akčního plánu z Hyogo

31 Od realizace tohoto dokumentu lze očekávat posílení a zlepšení přístupů k redukci katastrof a zdokonalení krizového managementu v globálním měřítku s lokálními dopady a zejména lepšími výsledky. INSPIRE Na GMES těsně navazuje i INSPIRE (Infrastructure for Spatial Information in Europe) (viz obr. 1.2), kde plní úkoly spjaté s datovou integrací a informačním managementem. INSPIRE vychází z následujících zásad: Data by měla být vytvářena (sbírána) jednou a udržována na úrovni, kde je to možné dělat co nejefektivněji. Kombinovat bezešvá prostorová data z různých zdrojů a sdílet je mezi mnoha uživateli a aplikacemi (interoperabilita). Prostorová data by měla být vytvářena (sbírána) na jedné úrovni veřejné správy a sdílena v rámci ostatních úrovní. Prostorová data potřebná pro dobrou správu by měla být přístupná za podmínek, které nejsou restriktivní pro jejich extenzivní využití. Mělo by být snadné dohledat vhodná prostorová data, ohodnotit jejich využitelnost k danému účelu a vědět za jakých podmínek je lze použít. INSPIRE pokrývá 34 témat prostorových dat rozdělených do tří příloh. I tato direktiva výrazně zlepší informační prostředí v Evropě a přispěje ke standardizaci a interoperabilitě dat o životním prostředí, využitelných i ve včasném varování a krizovém řízení. Mezinárodní rada pro vědu (ICSU) a Integrovaný výzkum pro redukci rizik (IRDR) Významným hybatelem zapojování vědy a výzkumu do řešení problémů redukce rizik katastrof je ICSU (International Council for Science). ICSU posoudilo oblasti priorit vzhledem k životnímu prostředí a jejich vztah k udržitelnému rozvoji (v roce 2003) a v analýze budoucího vývoje, z roku 2004, doporučila zabývat se přírodními a člověkem způsobenými riziky. V roce 2005 upozornila na rozvojový problém, neboť se rozšiřuje propast mezi rozvojem vědy a technologie a schopností společnosti je akceptovat a využívat. Byl vytvořen integrovaný interdisciplinární výzkumný program, jehož přidanou hodnotou je spolupráce přírodních, socioekonomických, zdravotních a inženýrských věd. Program dostal název Integrovaný výzkum rizika katastrof - s cílem řešení přírodních a člověkem způsobených nebezpečí (IRDR - Integrated Research on Disaster Risk). Jedním z hlavních cílů je začlenit výsledky výzkumů o přírodních nebezpečích a lidském chování do efektivních politik a opatření vedoucích ke zmenšení lidských a ekonomických ztrát. Takovýto výzkum vyžaduje multidisciplinární přístup zaměřený na potřeby nebo identifikaci zákazníků. 31

32 IRDR program má tři vědecké cíle. 1. První je zaměřen na charakteristiku nebezpečí, zranitelnost a rizika. Iidentifikace a hodnocení rizik provázejících přírodní katastrofy v globálním, regionálním a lokálním měřítku a rozvoj kapacit k předpovědím o jejich možném výskytu a dalších konsekvencích, který musí být interdisciplinární. Pochopení přírodních procesů a lidských činností, které přispívají ke snížení zranitelnosti a zvýšení odolnosti společnosti bude integrováno do redukce rizik. Tento cíl odhalí nedostatky ve znalostech, metodologiích a typech informací, které brání účinnému uplatňování efektivních aplikací vědy při odvracení katastrof a redukci rizik. 2. Druhý výzkumný cíl zahrnuje komplexní pochopení rozhodování (decisionmaking) a změny kontextů rizik. Pochopení efektivního rozhodování v kontextu řízení rizik co to znamená a jak to může být zlepšeno volá po větší pozornosti jak vůči lidskému rozhodování a pragmatickým faktorům, které mohou omezovat nebo usnadňovat taková rozhodnutí. 3. Třetím výzkumným cílem je redukce rizik a snižování ztrát pomocí znalostně založených aktivit. To bude vyžadovat integraci výstupů z prvních dvou bodů a může ho být dosaženo jen implementací a monitoringem rozhodnutí k redukci rizik, což může vést k redukci zranitelnosti a zvýšení odolnosti. Tři výše zmíněné úkoly jsou doplněny třemi podpůrnými průřezovými tématy (ICSU, 2008, s.6): 1. budování kapacit, včetně mapování kapacit pro redukci rizik a vytvoření soběstačných kapacit na různých úrovních pro různé typy nebezpečí; 2. rozvoj případových studií a demonstrace projektů; 3. hodnocení, správa dat a monitoring nebezpečí, rizik a katastrof. Téma námi předkládané knihy a její výstupy jsou volně propojeny zejména s druhým výzkumným cílem. Proto nabízíme pro srovnání i přístupy ICSU, resp. IRDR (ICSU, 2008, s.21-25). Rozvoj našich přístupů, zejména v oblasti adaptivní a kontextové kartografie může významně rozšířit původně formulované cíle druhého bodu IRDR: Chápání složitosti rozhodování a změny kontextů rizik. Do současnosti nebyly v oblasti kartografie a geoinformatiky formulovány. Politické, institucionální kulturní a ekonomické aspekty rozhodování a chování jsou důležité a potřebují být důkladněji prozkoumány. Mnoho problémů při rozhodování má také politickou a sociální povahu a zahrnuje rozdílné výklady, co jsou skutečné problémy a jak mají být řešeny. Často dochází ke konfliktům v názorech a v oblasti zájmů. V rámci tohoto bodu byly IRDR formulovány tři dílčí cíle: 1. identifikace relevantních rozhodovacích systémů a jejich interakce; 2. pochopení rozhodování v kontextu environmentálních nebezpečí; a 3: zdokonalení kvality rozhodovací praxe. 32

33 V rámci řešení výzkumného záměru i nejvýznamnějších publikovaných pracech autorů kapitol jsme se všech uvedených bodů dotkli, ale s rozdílným důrazem. Významně za rámec dosavadních výzkumů ICSU, resp. IRDR, se autoři knihy dostali v rozvoji adaptivní a kontextové kartografie, kde byly získány významné poznatky a předpoklady pro další výzkum schopností a možností jednotlivých uživatelů či jejich skupin akceptovat kartografické výstupy při krizovém řízení i redukcích rizik. Některé z dalších potenciálních směrů výzkumu jsou formulovány v závěrečné kapitole knihy Směry dalšího výzkumu. LITERATURA ICSU (2003). Priority Area Assessment on Environment and its Relation to Sustainable Development. Paris: ICSU, < ICSU (2004). Foresight Analysis: Report of the CSPR. Paris: ICSU, < ht_analysis.pdf>. ICSU (2005). Report from the ICSU Scoping Group on Natural and Human-Induced Environmental Hazards. Paris: ICSU, < _Report_Final.pdf>. ICSU (2008). A Science Plan for Integrated Research on Disaster Risk: Addressing the challenge of natural and human-induced environmental hazards. ICSU - International Council for Science, s. ISBN < KONECNY, M. - BANDROVA, T. (2006). Proposal for a Standard in Cartographic Visualisation of Natural Risks and Disasters. In International Journal of Urban Sciences, 2006, Vol. 10, No2. Seoul: The University of Seoul, ISSN: , pp KONEČNÝ, M. MULÍČKOVÁ, E. KUBÍČEK, P. JING, Li (eds.) (2011). Geoinformation Support for Flood Management in China and the Czech Republic. Brno: Masarykova univerzita, s. ISBN The National Academy of Science, National Research Council of the National Academies. Successful Response Starts with a Map. Improving Geospatial Support for Disaster Management. Washington D.C: The National Acaademies Press, s. 33

34 2. KRIZOVÉ PROCESY Jaromír KOLEJKA, Hana SVATOŇOVÁ 2.1 Úvod do problematiky krizových procesů Rozmanité katastrofy se staly běžným tématem mediálního světa. Obyvatelé jsou prakticky denně informování o různých neštěstích. Vzrůstající počet takových informací patrně zčásti odpovídá zlepšené komunikaci a vzájemné informovanosti mezi regiony světa, ale také nepochybně přímo souvisí se skutečným růstem počtu takových událostí. Příčin růstu množství škodlivých událostí je řada: vyšší hustota obyvatelstva díky růstu populace, větší koncentrace majetku a růst jeho hodnoty, vyšší mobilita obyvatelstva a růst přepravy nebezpečných materiálů, častější výskyt některých extrémních přírodních procesů a jevů, úbytek až ztráta historické krajinné paměti a nerespektování míry přírodních rizik, přecenění lidských schopností a technologií, růst cen movitého a nemovitého majetku a nákladů na nápravu škod. Česká republika zaznamenává trvalý růst případů 100-letých povodní v posledních dvou desetiletích (1997, 1998, 2002, 2006, 2008, 2010, 2011), které se vyskytují opakovaně ve stejném území. Zatímco správci vodních toků (jednotlivé podniky Povodí, s.p.) jsou zákonem vázáni k obnově území do předpovodňového stavu (jakkoliv je to nákladné a často i nelogické vzhledem k vývoji krajiny), komerční sféra reaguje na tyto události citlivěji. Především sektor pojišťovnictví reaguje nejcitlivěji, pojistky v územích s vysokou mírou povodňového (a také jiného) rizika se vyšplhaly do značné výše. Oblasti odstupňovaných povodňových rizik zveřejnily na mapách na internetu českých pojišťoven, aby uvědomili občany, kteří doposud nenaslouchali odborníkům, že přírodní riziko má důležitou ekonomickou stránku a bezprostředně se týká jejich rodinného nebo firemního rozpočtu. Podle německé pojišťovny Munich Re (ZÁRUBA, 2010) proběhlo v první polovině roku 2010 na světě 440 přírodních katastrof, což je více než průměr za první pololetí poslední dekády (380). Škody celosvětově vzrostly na 70 mld. USD ( : 41 mld. USD), pojistné náhrady na 22 mld. USD ( : 11 mld. USD). Obzvláště alarmující je růst počtu obětí na životech za 1. pololetí roku 2010 zahynulo kolem lidí (průměr za první pololetí dekády je obětí). Hlavní příčinou vzrůstu počtu obětí bylo zemětřesení na Haiti ( obětí) v dubnu Zatímco přírodní katastrofy se opakují v odpovídajících místech přirozeného zvýšeného rizika, technologické a jiné entropické havárie vykazují daleko nižší míru souvislosti s územím a jeho vlastnostmi. Obzvláště kritická nejistota panuje v případě potenciálních mobilních zdrojů havárií, zejména tedy na pozemních, vodních a vzdušných komunikacích. Ačkoliv lze sotva předpovědět místa havárií na silnicích (byť nepochybně jsou známy úseky s vyšší nehodovostí), možné dopady havárií, a to zejména toxických spojených s rozptylem znečišťující látky do prostředí, lze zmírnit znalostí dotčeného území a jeho relevantních vlastností vzhledem k charakteru přepravovaných látek. Geoinformační technologie, kvalitní geodatabáze a výkonná zpracovatelská technika na bázi expertních systémů a poznatků mohou výrazně přispět 34

35 ke správnému rozhodování ve všech fázích krizového řízení (KM), a tím ke zmírnění přímých i nepřímých dopadů událostí. Významnou roli v podpoře rozhodování hrají jak geografické podklady o území, tak expertní geografické znalosti o interakcích prostředí a polutantu. Geovizualizace potenciálních či již probíhajících krizových procesů zásadním způsobem ovlivňuje rozhodování krizového managementu a jednání lidí. 2.2 Přírodní rizika a hazardy Přírodními hazardy se nazývají přírodní jevy obvykle nepodléhající vlivu na člověka a projevující se ohromnou ničivou silou (BRYANT, 1991). Jako synonymum těchto jevů a procesů je rovněž hojně používán pojem živelná pohroma (ALEKSEJEV, 1988). Společným rysem je skutečnost, že nehledě na podmínky a příčiny se vyznačují obecně velmi rozmanitou dobou trvání, která se může pohybovat od několika sekund (zemětřesení) či minut (např. laviny), přes několik hodin (bahenní proudy) a dní (sesuvy) do několika měsíců (např. povodně). Bez ohledu na svoji podstatu podléhají hazardy ve svém výskytu (v prostoru a v čase) a průběhu následujícím zákonitostem: 1. každý druh pohromy je typický pro určité území a polohu, tj. respektuje konkrétní výběr a hodnoty přírodních, a případně také antropogenních předpokladů, 2. každý druh hazardu se opakuje s jistou časovou a prostorovou pravidelností, neboli v náchylných územích lze počítat s výskytem pohromy, avšak doba nástupu je vázána na splnění dalších podmínek, 3. výskyt každé pohromy může být s větší nebo menší pravděpodobností předpovězen podle její závislosti na rozsahu, délce a intenzitě geologických a hydrometeorologických procesů, problémem však zůstává vysoká nejistota předpovědi právě těchto pozaďových přírodních procesů. Míru nepříznivého působení daného škodlivého fenoménu na člověka lze klasifikovat trojicí kategorií (MAZUR, IVANOV, 2004): a) diskomfort vzniká obava čili riziko, že jev se může rozvinout ve škodlivý, b) nebezpečí jev již reálně může způsobit škodu a ohrožení životů i majetku, c) pohroma jev nabyl extrémních nekontrolovatelných rozměrů a působí škody. Podle přírodní krajinné složky, ze které vychází impulz k odstartování přírodní pohromy, lze rozlišit přírodní hazardy: A) geologicko-geomorfologické - s predispozicí založenou dominantně v litosférické komponentě s reliéfem (např. sesuvy, řícení, laviny, eroze, poklesy, zemětřesení, vulkanizmus aj.), B) meteorologicko-klimaticko-hydrologické - iniciované atmosférickými a hydrologickými parametry území z momentálního či dlouhodobého hlediska (např. povodně, tornáda, sucho, polomy, podmáčení aj.), 35

36 C) biotické - způsobené "samovývojem" rostlinného či živočišného druhu, společenstva, řetězce nebo ekosystému, byť v pozadí mohou být abiotické katalyzátory (deformace zavedené vláhově energetické bilanci, např. hmyzí kalamity, přemnožení škůdců, změna biodiverzity, úhyn, infekce, invaze aj.). I když impulz obvykle vychází z některé z uvedených složek, kdy katalyzátorem pohromy může být určitá vlastnost dané složky nebo proces v ní probíhající, hazard nabude obvykle komplexního rázu s důsledky ve všech krajinných komponentech. Nakonec jistým způsobem, byť se slabším účinkem, se na vzniku pohromy podílejí vždy i ostatní komponenty, ať již třeba některé jejich parametry pohromu umožňují nebo jí brání. Oslabená obrana proti pohromě může být její podmínkou (katalyzátorem) nebo alespoň akcelerátorem (KOLEJKA, 1988). Podrobnější členění přírodních rizik, nazývaných nebezpečnými přírodními procesy (NPP), nabízejí MAZUR a IVANOV (2004): 1. Kosmogenní NPP (heliomagnetické, hmotné a impaktní, gravitační), 2. Kosmogenně klimatické NPP (klimatické cykly, dlouhodobé výkyvy hladiny světového oceánu tektonické a glaciální, krátkodobé výkyvy hladiny oceánu a jev El Niňo, současné oteplování klimatu, problém ozonových děr), 3. Atmosférické NPP (meteogenní přechod front, cyklóny, pasáty, monzun, vichry, uragány, tornáda, smrště, dlouhodobé lijáky, průtrže mračen, kroupy, zimní silné sněžení, metelice, ledové jevy, holomrazy, letní horko, sucho, suchověje), 4. Meteogenně biogenní NPP (přírodní požáry lesní, stepní, podzemní), 5. Hydrologické a hydrogeologické NPP (na vnitrozemských vodách povodně, ledové jevy ledové zácpy, podzemní led, termokras, brzký zámrz, větrné jevy nahánění vody větrem do zúžených prostorů, unášení vod větrem, vlnobití, tsunami extrémní příbojová či přílivová vlna), 6. Geologické NPP (endogenní: tektonické - epeirogenetické, vulkanické, seizmické jevy, geofyzikální geopatogenní, radiační, geochemické aureoly, exogenní: zvětrávací, svahové sesuvy, řícení, sesypávání, laviny, plošná vodní eroze, creep, bahenní proudy mury a lahary, soliflukce, deflace, ssedání, lineární vodní eroze, abraze, větrná eroze), 7. Infekční onemocnění lidí (jednotlivé případy infekcí, skupinové případy, epidemické výbuchy infekčních nemocí, epidemie, pandemie, infekční onemocnění nezjištěného původu), 8. Infekční onemocnění divokých a domácích zvířat (jednotlivé případy infekcí, enzoocie, epizoocie, panzoocie, infekční onemocnění nezjištěného původu), 9. Nákazy lesních a zemědělských kultur nemocemi a škůdci (progresivní epifytozoocie, panfytozoocie, nákazy bez znalosti původu, masové rozšíření škůdců), dramatické postižení přírodních společenstev. 36

37 Z geometrického hlediska projevu mohou rizika a následné pohromy nabývat (podle rozlišení a měřítka znázornění): bodový charakter (např. impakty) lineární charakter (např. strže, sesuvy, laviny) plošný charakter (např. zemětřesení, vulkanismus, povodně, epidemie) prostorový charakter (např. magnetické bouře, atmosférické jevy) Odstupňovaná pravděpodobnost výskytu určitého druhu hazardu v konkrétní lokalitě je nazývána mírou rizika, neboli krátce rizikem daného jevu. Je-li míra rizika rovna 1 (nebo 100 %), jde o samotný průběh hazardu. Čili uskutečněné riziko je rovno hazardu. Člověkem způsobené negativní procesy v krajině se nazývají havárie. Přes jistou dominantní vázanost přírodního nebo antropogenního hazardu na jistou složku krajiny spolupůsobí na jeho vzniku úplný soubor krajinných komponent. Stejně tak je hazardem dotčena každá složka krajiny, byť různou měrou a s odlišnými důsledky. Přírodní a antropogenní hazardy jsou tedy vázány s odstupňovanou mírou na různé typy geosystémů a různé typy geosystémů jsou jimi odstupňovaně ohrožovány. Míra ohrožení je zosobněna rizikem jejich odstartování. Obecná metodologická východiska hodnocení rizik v krajině lze rovněž postavit na principech krajinné syntézy, neboť přes vázanost konkrétního hazardu přednostně na tu či onu složku či jen prvek krajiny, ostatní složky jsou do průběhu události vtaženy rozdílnou měrou posléze také, a to buď jako faktor jev zesilující nebo zeslabující. Inertní složky a prvky krajiny z hlediska vztahu k rizikům a hazardům prakticky neexistují. Hodnocení rizik je příkladem negativního hodnocení krajiny, resp. jejích segmentů - geosystémů. Hodnocení rizik je, stejně jako ostatní případy hodnocení, vždy ryze účelové a konkrétní. To znamená, že je zadán cíl, resp. účel hodnocení, kritéria hodnocení, hodnotící stupnice, způsob sdružování dílčích hodnocení do jednotného výsledku (hodnocení rizik je tedy vždy multikriteriální) a forma interpretace a prezentace výsledků. Při hodnocení území za účelem získání přehledu o jeho prostorové diferenciaci podle míry sledovaného rizika lze vyjít buď ze: 1. znalosti lidské aktivity a posuzovat její nebezpečnost pro různé typy území, anebo z 2. definování krajině škodícího procesu bez ohledu na to, která lidská aktivita jej akceleruje do škodlivé formy a intenzity. Zatímco případy negativního důsledku působení člověka na krajinu se zabývá zejména metodika EIA (environmental impact assessment) podle příslušného zákona, nověji také metodika TIA (territorial impact assessment), a to prostřednictvím pověřených specialistů, hodnocení náchylnosti krajiny ke škodlivým procesům není věnována patřičná pozornost. Je tomu tak zřejmě z důvodu absence společenské poptávky po pokryvných (pro větší územní celky) studiích. Situace v tomto ohledu se 37

38 částečně mění. Zejména po katastrofálních povodních v ČR v roce 1997, 1998, 2002, 2006 a 2010 je patrný jistý zájem o hodnocení krajiny z hlediska diferencované rizikovosti k výskytu povodní. Roste rovněž regionální poptávka po takových hodnoceních, je-li pohromami postihováno opakovaně menší území, například povodí severočeských řek Smědá, Desná, Jizera (2010, 2011) přívalovými povodněmi doprovázenými velkými materiálními škodami a ztrátami na lidských životech. Povodně ostatně patří mezi nejkritičtější škodlivé procesy na světě (Tab. 2.1). Tab. 2 1: Katastrofální povodně podle počtu usmrcených osob za léta Pořadí stát rok počet obětí 1. Čína Čína Čína Čína Čína Čína Guatemala Čína Venezuela Bangladéš (Podle různých zdrojů) V souvislosti s potřebou hodnocení stavu životního prostředí s ohledem na zabezpečení zdraví a života člověka a materiálních hodnot byl zaveden pojem ekologicko-geografická situace. Jeho synonymy jsou dřívější termíny: ekologická situace, ekologicko-ekonomická situace, ekologicko-krizová situace, geosituace pro označení určitého ohrožujícího výsledku integrace řady přírodních a sociálně ekonomických faktorů. Ekologicko-geografickou situací se rozumí taková časoprostorová konstelace vzájemně propojených přírodních, ekonomických, sociálních a politických podmínek, která podmiňuje změnu okolního prostředí, jež navozuje konkrétní stav v zabezpečení života člověka a která má vliv na úroveň rozvoje a stupeň uspokojení potřeb společnosti (ŠESTJAKOV, 1992). Pro potřeby hodnocení stavu krajiny z hlediska krizového řízení (disaster management) lze rozlišit několik kategorií ekologicko-geografických (krajinných) situací vyjádřitelných percepcí: Uspokojivá (existují příznivé podmínky pro hospodářský rozvoj a fungování společenského systému). Konfliktní (intenzivní ekonomický rozvoj, společensko-politické poměry a míra přeměnění krajiny v kontextu s rozvíjejícím se přírodním procesem vede k pocitu ohrožení a potřebě řešení problému, prozatím bez krizových projevů). 38

39 Krizová (projevují se příznaky narušení stávajícího ekonomického, společenského a politického života a fungování území, případně vývojové stagnace a jiná omezení). Kritická (dochází ke snížení kvality života, bezpečnosti osob a majetku, ekonomika omezuje činnost, hrozí vznik nepříznivých jevů v krajině, hospodářství, společnosti a politice). Katastrofální (kontrolovatelný ekonomický a společenský život v krajině je rozložen, dochází k přesunům obyvatelstva, majetku, vyhlášení živelné pohromy či stavu ohrožení nejvyššího stupně). Optimalizaci a ekologizaci využívání krajiny by jistě napomohla i jiná negativní hodnocení, např. rizika výskytu sesuvů, eroze půdy, řícení, sucha, podmáčení, výskytu epidemií, resp. důsledků globálních klimatických změn apod. Taková hodnocení lze optimálně vztáhnout k jednotlivým typům území v krajině jako celkům, čili terčům či scénám realizace určitého rizika, a nikoliv jen k neúplnému souboru jejich vybraných (specialisty jen na určitou problematiku) vlastností. Vždy jde o multikriteriální hodnocení expertním týmem, jež může být ve formalizované podobě obsahem expertních systémů napojených na geoinformační systémy s příslušnou kartografickou vizualizací. Vznik vesmíru, Země a života na ní, včetně všech probíhajících dynamických vývojových procesů dokládá, že příroda jako taková nezná katastrofy. Pouze člověk za katastrofy označuje ty přírodní procesy nebo technické havárie, které postihují s těžkými následky početné obyvatelstvo, jeho životy a majetek. Akcelerující růst světové ekonomiky a růst světové populace zvyšují počet katastrof a jejich destruktivní následky (CHALUPA, 2005). Tempo početního růstu obyvatelstva Země se zrychluje. Zatímco na přírůstek jedné miliardy potřebovalo lidstvo 100 let v období , pak na konci 20. století již jen 11 let. Polovina lidstva, 3 miliardy obyvatel, žije na územích s reálně existujícími riziky katastrof (Tab. 2.2). Tab. 2.2: Oblasti největších koncentrací ohroženého obyvatelstva Nilská delta (záplavy, úrodná půda uživí velký počet obyvatel) Povodí Gangy (záplavy, úrodná půda uživí velký počet obyvatel) Ostrov Jáva (zemětřesení, vulkanická činnost, úrodná půda uživí velký počet obyvatel) Severní a východní Čína (záplavy, průmyslové havárie, úrodná půda uživí velký počet obyvatel, průmysl poskytuje mnoho pracovních míst, s koncentrací obyvatelstva narůstají pracovní místa ve službách) Průmyslové oblasti Evropy (průmyslové havárie, zátopy, průmysl a služby zajišťují vysokou zaměstnanost) Severní část atlantského pobřeží USA (průmysl a služby zajišťují vysokou zaměstnanost) 39

40 Míra urbanizace se stále zvyšuje, rizikové jevy v hustě osídlených a často urbanizovaných areálech přinášejí velké ztráty na životech i škody materiální. Ty se daří zmírnit připraveností obyvatel a všech složek krizového řízení a rychlými a správnými rozhodnutími v momentě již probíhajícího jevu. Prostorová představa o rozmístění osob, materiálů a postupu krizového jevu je toho předpokladem. Pro názornost kartografických podkladů určených k použití v kritických okamžicích je nezbytně nutné přesně specifikovat jejich obsah. Ten se bude zásadně odlišovat pro jednotlivé fáze vzniku a průběhu katastrofického jevu. Navržená klasifikace podle S. NOVÁKA a M. WEINHÖFERA (2005) je nezbytná pro stanovení struktury mapového obsahu tak, aby bylo zabráněno vnášení zbytečného obsahu do map a eliminoval se podíl informačního šumu. Klasifikaci katastrofického jevu byla provedena podle příslušnosti ke konkrétní geosféře, podle fáze průběhu, propojenosti s dalšími geosférami a podle následků. Výsledek ukazuje tabulka 2.3. Tab. 2.3: Klasifikace katastrofických jevů podle přírodních složek krajiny Druh KJ Geosféra Podmínky vzniku Projev Dopad Silná bouřka Atmosféra Tornádo Tropický cyklón Povodeň Lavina Tsunami Atmosféra Atmosféra Hydrosféra Hydrosféra Hydrosféra Na výrazných studených frontách nebo v bouřkách při déletrvajícím teple V mohutném bouřkové mraku Nad přehřátým povrchem oceánu Silné dlouhotrvající deště, půda je nasycená a není schopná dále vodu absorbovat Nahromadění vrstvy sněhu na příkrých svazích, která je stržena gravitací Pohyb litosférických desek pod Místní intenzivní dešťové srážky, bouřky, krupobití a silný nárazový vítr Extrémně silný větrný vír s vertikální osou Mohutná tlaková níže s intenzivními bouřemi a extrémními rychlostmi větru Rozliv tekoucí vody do povodňových území, shromažďování vody ve sníženinách Masa sněhu se valí rychlostí až 100 km/h. Unáší sebou materiál a modeluje krajinu. Vzedmutí vlny s velkou mocností, Místní záplavy, poškozené domy a komunikace, škody na vegetaci Destrukce zasažené části krajiny Devastace rozsáhlých částí povrchu, ztráty na životech Likvidace rostlinného a půdního krytu, staveb a infrastruktury Ztráty na životech Devastace krajiny v místě působení. Celková destrukce pobřežních oblastí, velké ztráty na Propojení geosfér Rozsah a X X X X Lokální délka působení Krátkodobé X X Lokální Krátkodobé X X X X Regionální Střednědobé X X X X Lokální až regionální X X X Lokální X X X Lokální až regionální Střednědobé až dlouhodobé Krátkodobé Krátkodobé 40

41 mořskou hladinou u pobřeží nabývá na výšce životech Ztráta biodiverzity Biosféra Přeměna životního prostředí organizmů Vymizení rostlinných a živočišných druhů Zmenšená stabilita biologických systémů X X X Regionální až globální Dlouhodobé Přemnožení živočišného druhu Biosféra Výhodné životní podmínky jednoho biologického druhu Populační exploze Vytěsnění jiných druhů, narušení ekologického prostředí X X X X Lokální až globální Střednědobé až dlouhodobé Bahnotok Hydrosféra Přesycení půdního krytu a podloží vodou na svazích Rychlý pohyb vodou nasyceného materiálu po směru sklonu svahu Destrukce postiženého svahu, zavalení dna údolí, ztráty na životech X X X Lokální Krátkodobé až střednědobé Zemětřesení Litosféra Uvolněním energie v části zemské kůry nebo svrchního pláště Krátkodobé otřesy povrchu Země o různé intenzitě Přemodelování georeliéfu destrukce staveb, ztráty na životech X X X Lokální až regionální Krátkodobé Sopečná činnost Litosféra Zeslabená zemská kůra zejména na styku litosférických desek Erupce magmatu a plynů, rychlé šíření pyroklastického oblaku Překrytí terénu tuhnoucí lávou, likvidace původního pokryvu X X X X Lokální až regionální Krátkodobé až dlouhodobé Ztráta úrodnosti Pedosféra Eroze půdy, zasolování, zhutnění, desertifikace Zmenšená nebo zcela ztracená úrodnost Poškození až vymizení rostlinného krytu X X X X Lokální až regionální Dlouhodobé (zdroj: NOVAK, WEINHOFER, 2005) Analýza potencionálních krizových situací přinesla některá zajímavá zjištění: rozfázování průběhu katastrofického jevu je možné jen s velkou mírou zobecnění, podíl geosfér na jeho průběhu je vhodné odstupňovat jemnější škálou, přiřazení katastrofického jevu podle příslušnosti k jedné geosféře je obtížné, hodnocení podle těchto hodnotících kritérií se ukázalo v některých případech nejednoznačné. 2.3 Havárie, poruchy a sabotáže Vážná ohrožení životů a majetku představují člověkem způsobené či akcelerované ničivé procesy. Pomineme-li válečné události, kdy dochází k úmyslnému vyřazování 41

42 výrobních, obytných, dopravních a jiných objektů z provozu s cílem vojenského, ekonomického a morálního oslabení protivníka, také v dobách míru nezřídka probíhají závady na technických zařízeních, jež mají podobný efekt. Poruchy na výrobních, komunikačních a dalších zařízeních znamenají zpravidla zastavení nebo oslabení provozu daného zařízení a ve své podstatě však samy o sobě přímé ohrožení nepředstavují. Problémy však mohou nastat tím, že porušené zařízení má negativní vliv na související objekty a prostory. Porucha čerpadla může vést k zaplavení chráněných prostorů, porucha osvětlení může způsobit škody při obsluze jiných zařízení, porucha signalizace může vnést chaos do využívání prostoru či zařízení. Porucha je tak často příčinou značné části technologických havárií. Havárie, jakožto neúmyslné odstartování škodlivého procesu v souvislosti s využíváním rozmanitých technických zařízení a objektů, představuje konkrétní ohrožení životů a materiálních hodnot mimo vlastní dotčené zařízení či objekt. Za sabotáže je nutno považovat všechna úmyslná poškození zařízení či objektů, jejichž cílem je vyvolání konkrétní havárie. Spektrum možných havárií je neobyčejně široké tak, jak člověk vykonává ohromné množství činností. Z hlediska krizového řízení je však možné je rozdělit do dvou základních skupin: 1. Havárie interní uvnitř zařízení a objektů bez materiálního vlivu na okolní prostředí. 2. Havárie externí probíhající přímo v městské nebo venkovské krajině, či havárie původně interní, jež vývojem přerostly rámec objektů a ovlivňují okolní prostředí. Zatímco interní havárie spadají do kompetence uplatnění havarijních plánů, především výrobních, skladových, dopravních apod. podniků a pro jejich likvidaci jsou předem propracované alternativní plány, externí havárie jsou předmětem řešení veřejného krizového řízení. Havarijní plánování je společné oběma typům havárií. Pokud jde o prostorové hledisko, a tím i o aplikaci kartografických vizualizačních metod, interní havárie se řeší na úrovni plánů podniků (v měřítku max. cca do 1:1000). Naopak externí havárie mají výrazný teritoriální aspekt a rozmanité formy integrace s okolním prostředím. Zde pak výběr vizualizačního měřítka není nijak předem limitován. Vše závisí na územním rozsahu dopadu a vlivu havárie na prostředí. Naopak různé rozlišovací úrovně kartografické dokumentace mají svá opodstatnění v jednotlivých fázích reakce na situaci a na různých úrovních organizace zásahů. Dynamická geovizualizace v krizovém řízení sloužící veřejnému, nikoliv podnikovému managementu, tak pracuje s geoprostorovými daty různého obsahu, různé dostupnosti, různé kvality, různého stupně použitelnosti apod., vždy však v dobré víře v jejich maximálně efektivní a účelné využití ke správné reakci na událost a její likvidaci, včetně následků. Scénou, v níž se externí havárie odehrává, je urbanizovaná nebo venkovská krajina, případně obě z nich podle teritoriálního zásahu události. Ačkoliv u havárií je prakticky vyloučeno jakékoliv hodnocení míry rizika jejího vzniku (jistá technologická rizika jsou však havarijními plány podniků přesto respektována), je však možné hodnotit 42

43 perspektivně míru rizikovosti jejího chování v zasažené krajině. Podle očekávaného (nikoliv však žádaného) typu havárie je možné hodnotit charakter jejího chování v území s konkrétními přírodními parametry a antropogenními objekty i různými člověkem využívanými plochami. 2.4 Časoprostorové aspekty krizových procesů a základní principy hodnocení rizik Není pochyb o tom, že parametry krajiny výrazně ovlivňují riziko konkrétních škodlivých přírodních procesů, jejich vlastní průběh i dopady a chování havárie, resp. jejích následků. Vzhledem k tomu, že krajina je vnitřně strukturalizována (vykazuje přírodní, ekonomickou, humánní a duchovní strukturu) a prostorově hierarchizována (procesy a jevy se odehrávají na různých významových úrovních), geografické hledisko je nezbytné pro pochopení škodlivého jevu a odborně podložený odhad dalšího vývoje. Jiné faktory vstupují do škodlivého procesu na místní úrovni, jiné na krajinné, regionální a případně i globální. Pro pochopení nestačí jen zvolit vhodnou rozlišovací úroveň kartografických produktů na podporu správného rozhodování. Přírodní struktura je představována teritoriálním rozmístěním relativně (na dané úrovni rozlišení) homogenních územních jednotek, vykazujících konkrétní přirozenou kombinaci terénních, geologických, klimatických (mikro- až mezo-), hydrologických (vláhových, resp. vlhkostních), půdních a biologických faktorů. Ty společně fungují (podle okolností) buď jako aktivní faktor škodlivého procesů jsou jeho zdrojem (sesuv, lavina, ), anebo jako katalyzátor startér-trigger (atmosférická srážka určité velikosti, teplota vzduchu, vítr, sklon svahu, uložení geologických vrstev, retenční kapacita půdy, ), případně pasivně jako scéna pohybu procesu (povrchová drsnost, překážky, ). Zohlednění těchto faktorů v rámci oněch relativně homogenních jednotek (ty je nutno vymezit) je daleko spolehlivější, než jejich izolované hodnocení jednotlivě. Ekonomickou strukturu krajiny představuje teritoriální rozmístění ploch s konkrétním (ne)využitím člověkem. Jde jak o plochy, tak objekty na příslušné úrovni rozlišení. Jejich vlastnosti a existence obecně mohou hrát roli faktorů, triggerů nebo pasivního prostředí při vzniku a vývoji krizových jevů. V kombinaci s přírodní strukturou vykazuje ekonomická struktura limitující vliv na šíření škodlivých jevů. Humánní (sociální) struktura představuje rozmístění rozmanitých zájmů v území. Zájmy jsou jednak reprezentovány rozmanitými legislativními opatřeními (od lokální po nadnárodní úroveň) na ochranu přírody, přírodních zdrojů, infrastruktury, architektury, zdraví, ), nakonec i individuálními či skupinovými zájmy (s částečným průmětem v územně plánovací dokumentaci ÚPD) a do značné míry tak indikují hodnotu ploch a objektů. Jejím průmětem je také cena pozemků, objektů (cenová mapa). Míru rizika v rámci této struktury ovlivňuje koncentrace obyvatel a jeho různě pojímaných skupin (nemocní, děti, senioři, ). Duchovní (spirituální) struktura je dána prostorovým rozmístění ploch a objektů s konkrétním vnímáním ze strany obyvatel (místních i návštěvníků). Vnímání (percepce) 43

44 ploch a objektů může být subjektivně různé, kladné i záporné ( genius loci může mít i záporný náboj). V rámci krizového řízení nutno počítat s tím, že některé skupiny obyvatel budou vyhledávat k záchraně lokality požívající určitou formu vnímání (zejména kladnou), aniž by k tomu bylo k dispozici zcela racionální jádro (kostely při zemětřesení jsou naopak velmi riskantní lokalitou). Vlastní postup hodnocení míry rizika v území, v zásadě bez ohledu na to, zda jde o pohromu nebo havárii, může zahrnovat následující operace: A. Respektování přírodní struktury krajiny a její náchylnosti k odstartování, akceleraci či obecně průběhu přírodní pohromy, případně vztahu k havárii. Ačkoliv se hodnocení rizika týká krajinných jednotek jako celků, z praktického hlediska probíhá prostřednictvím hodnocení jejich jednotlivých parametrů z aspektu náchylnosti k danému hazardu (BASTIAN, SCHREIBER, 1994). B. Zohlednění současné ekonomické struktury krajiny a lidských aktivit působících v území z hlediska jejich přínosu pro průběh přírodní pohromy a havárie. C. Zabezpečení reprezentativnosti výběru hodnotících kritérií pro posouzení vztahu přírodní krajinné struktury a sledované přírodní pohromy nebo havárie, provedení dílčích a integrálního hodnocení s cílem stanovení celkové míry rizika dané pohromy či chování havárie diferencovaně od místa k místu. D. Porovnání kvalifikovaně odhadnuté míry rizika s reálnými stopami sledované přírodní pohromy či havárie v daném území pro případnou verifikaci hodnotící hypotézy a jejích výsledků. E. Kartografická (prostorově lokalizovaná) prezentace zjištěné přírodní pohromy nebo havárie s odstupňovanou mírou intenzity v krajinných jednotkách pro názorné pochopení synergických souvislostí mezi prostředím a procesem pohromy a havárie. F. Návrh a prostorový průmět optimalizačních opatření ke snížení až omezení rizika přírodní pohromy a jeho včlenění do projektu funkčního uspořádání krajiny. V případě havárií lze takovou změnu v ekonomické struktuře provést jen s ohledem na potenciální stacionární riziko havárie (rizikové výroby, sklady, služby). Mobilní příčiny havárií (doprava) sice mohou být zohledněny také, avšak plošné uplatňování opatření není obvykle příznivě přijímáno (např. kácení všech stromořadí podél silnic). Příkladů aplikace principů geografické syntézy v hodnocení rizik a motivaci jejich následků nabízí současná krajina bohužel poměrně hodně, ať již jde v podmínkách ČR o erozi půdy, snižování bio- a geodiverzity, záplavy, požáry lesů a zemědělských kultur, sesuvy, skalní řícení, sucho, rozšíření škůdců a řada dalších. Podobně je tomu i s haváriemi způsobenými člověkem (KUKAL ET AL., 2005). Všechny škodlivé jevy a události se tedy odehrávají v geografickém prostředí a rozmanitými způsoby se jich účastní přírodní, ekonomické a humánní složky a prvky krajiny. S nimi se obecně musí potýkat krizové řízení (krizový management), jako ucelený systém řídících činností věcně příslušných orgánů zaměřených na analýzu a 44

45 vyhodnocení bezpečnostních rizik, plánování, organizování, realizaci a kontrolu činností prováděných v souvislosti s řešením krizové situace (Zákon č. 240/2000 Sb. o krizovém řízení). Původně vojenský termín nabyl koncem 20. století univerzálního významu pro označení procesů spojených se zvládáním krizových situací přírodního, antropogenního, sociálního, ekonomického či podniko-hospodářského charakteru (ANTUŠÁK, KOPECKÝ 2003). Jeho široké (tedy i civilní) chápání (jako emergency management - Výkladový slovník krizového řízení a obrany státu, 2008) zahrnuje veškeré přístupy, názory, zkušenosti, doporučení, metody, opatření a vazby uplatňované v hierarchizovaném a funkčně propojeném systému věcně příslušných orgánů veřejné správy, právnických a fyzických osob s cílem: 1) minimalizovat (zamezit) možnosti vzniku krize (formou prevence a korekce krizových situací ve spojitosti s účinnou protikrizovou intervencí) a/nebo (v případě, že již krize nastala), 2) redukovat rozsah škod, minimalizovat dobu trvání krize, odstraňovat následky působení negativních faktorů krizových situací a obnovit systém do běžného stavu (DVOŘÁČKOVÁ, 2008). Systém krizového plánování ČR tvoří tři relativně samostatné oblasti: obranné plánování, civilní nouzové plánování a havarijní plánování (ANTUŠÁK, KOPECKÝ 2003). Ve všech třech oblastech se nabízí široké uplatnění geografických dat a znalostí, byť zatím se tak děje zcela sporadicky. Pro řešení krizových situací v ČR byl koncipován integrovaný záchranný systém (IZS), který koordinuje společný postup svých základních složek (Hasičský záchranný sbor ČR, zdravotnická záchranná služba, Policie ČR) a případně dalších vyčleněných složek (ostatní záchranné sbory, zařízení civilní ochrany, vyčleněné ozbrojené síly) při přípravě na mimořádné události a při provádění záchranných a likvidačních prací (REKTOŘÍK ET AL., 2004). Základní složky zajišťují nepřetržitou pohotovost pro příjem ohlášení vzniku mimořádné události (MU), její vyhodnocení a neodkladný zásah v místě MU. Geografická data a znalosti se mohou uplatnit v různých fázích KM při řešení MU. Při okamžitém zásahu (kdy jde především o záchranu lidských životů a ochranu zdraví) je vhodné využít data digitálního modelu terénu (DMT) pro vytvoření 3D obrazu zásahového prostoru pro operativní rozhodování zainteresovaných složek IZS v něm. Podobně se účelně uplatní okamžitá meteorologická data. Při krátkodobém rozhodování (zastavení šíření škod na lidech, majetku a životním prostředí) lze již vhodně využít podklady o všech složkách krajiny, neboť v této etapě dochází k využití technických prostředků IZS v místě události. Pro výběr techniky a místa jejího nasazení jsou však zapotřebí interpretované analytické podklady o chování daného hazardu: povodně, požáru, rozptylu toxické látky apod. Zde se vedle původních geodat uplatní geografické znalosti v interpretovaných podkladech či při realizaci zásahu. Ve střednědobém horizontu již půjde o likvidaci následků události a v dlouhodobém horizontu o výchovu a prevenci (a také o integrované hodnocení rizik jednotlivých případů možných událostí). Zde si již efektivní činnost orgánů KM nelze představit bez použití geografických dat a znalostí (byť se tak zatím dostatečně neději v ČR ani v zahraničí). 45

46 Efektivnost opatření krizového řízení se měří rychlostí a správností opatření, které byla zvolena a nasazena k řešení konkrétní události. Proto je nutno rozvinout, formulovat, formalizovat a algoritmizovat relevantní procedury pro implementaci do počítačově podporovaných rozhodnutí v KM vedoucí k vývoji takových produktů (návodů, řešení) a vizualizací, které podpoří uživatele na jednotlivých úrovních KM, počínaje managementem a jednotlivým občanem konče. Úkoly lze realizovat pouze na bázi interdisciplinární integrace údajů a poznatků o přírodní, ekonomické a sociální stránce prostředí. LITERATURA ALEKSEJEV, N. A. (1988). Stichijnyje javlenija v prirodě: projavlenije, effektivnosť zaščity. Moskva: Mysl, s. ANTUŠÁK, E. - KOPECKÝ, Z. (2003). Úvod do teorie krizového managementu I. Praha: Vysoká škola ekonomická v Praze, s. BASTIAN, O. - SCHREIBER, K.-F. (eds.) (1994). Analyse und ökologische Bewertung der Landschaft. Jena/Stuttgart: Gustav Fischer Verlag, s. BRYANT, E. A. (1991). Natural Hazards. Cambridge-New York-Melbourne: Cambridge University Press, s. DVOŘÁČKOVÁ, T. (2008). Ohrožení obyvatelstva mimořádnými událostmi v povodí řeky Svitavy. Diplomová práce. Brno: Masarykova univerzita, s. CHALUPA, P. (2005). Naselenija Čechii v konteksti svitovogo i evropeiskogo demografičnogo rozvitki. Naukovij časopis, Serija 4, Geografija i suščtnist, 2005, č. 14, s CHUNG, Ch. F. et al. (2005). Risk Assessment Using Spatial Prediction Model for Natural Disaster Preparedness. In van OOSTEROM, P. - ZLATANOVA, S. - FENDEL, E. M. (eds.). Geo-Information for Disaster Management. Berlin-Heidelberg: Springer, s KOLEJKA, J. (1988). Automatizované vyhledávání citlivých míst v krajině a jejich stabilizace. In Vegetačné úpravy poľnohospodárskej krajiny. Bojnice: ČSVTS, s KUKAL, Z. et al. (2005). Přírodní katastrofy a rizika. Praha: Ministerstvo životního prostředí, s. MAZUR, I. I. - IVANOV, O. P. (2004). Opasnyje prirodnyje processy. Moskva: Ekonomika, s. NOVÁK, S. - WEINHÖFER, M. (2005). Přírodní katastrofy význam pro geografii a vyučování zeměpisu. In Geografické aspekty středoevropského prostoru. Geografie, 2005, 16, s REKTOŘÍK, J., et al. (2004). Krizový management ve veřejné správě. Praha: Ekopress, s. 46

47 ŠESTJAKOV, A. S. (1992). Principy klassifikacii ekologo-geografičeskich situacij. Izvěstija Rossijskogo Geografičeskogo Obščestva, 1992, roč. 124, č. 3, s ZÁRUBA, I. (2010). První pololetí: katastrofy na vzestupu. Celkem 440 pohrom si vyžádalo škody 70 miliard dolarů. Mladá fronta, 2010, E15, č. 665, s. 8. Elektronické zdroje < 47

48 3. BEZPEČNOSTNÍ SYSTÉM A KRIZOVÉ ŘÍZENÍ Gustav ŠAFR 3.1 Bezpečnostní systém státu Společnost nedokáže vždy zabránit vzniku a šíření mimořádných a krizových situací. Z analýz, realizovaných státními orgány při tvorbě Bezpečnostní strategie České republiky (Usnesení vlády ČR č. 1254/2003) vyplývá, že v podmínkách České republiky (ČR) mohou být řešeny: a) krizové situace spojené s vnějším vojenským ohrožením státu zahrnující agresi nebo hrozbu agrese cizí moci na území ČR (např. nárůst napětí na hranicích, pokusy o destabilizaci situace v příhraničních oblastech ČR, úmyslné narušování vzdušného prostoru státu, rozsáhlá diverzní činnost zaměřená na znehodnocení prostředků obrany ČR, přímá vojenská agrese ozbrojených sil cizí mocnosti apod.), vtažení nebo hrozbu vtažení ČR do lokálního či regionálního válečného konfliktu, důsledky účasti ČR na mírových operacích mezinárodních organizací nebo při plnění smluvních závazků ve prospěch spojenců, které jsou spojeny s nasazením ozbrojených sil ČR, b) krizové situace vnitřně bezpečnostního charakteru, které mohou být způsobeny nekontrolovatelnou migrací osob spojenou s nezvládnutelným přílivem cizinců, růstem kriminality, vyhrocením národních nebo etnických vztahů apod., vyhrocením politické, ekonomické nebo sociální situace ve státě, prudkým nárůstem násilných a majetkových trestných činů, růstem drogové kriminality, růstem organizované zločinnosti, terorismem, množícími se útoky na ústavní zřízení, rasovými, náboženskými nebo občanskými nepokoji atd., c) krizové situace spojené s ohrožením stability hospodářské a finanční soustavy státu zahrnující např. výpadky ve fungování hospodářství státu nebo jeho produkčních schopností, které postihují celou ekonomiku státu nebo jen některé její odvětví nebo vybrané komodity, destabilizaci měny, nerespektování celních a devizových předpisů ve velkém rozsahu, embarga na dovoz důležitých surovin atd., d) ostatní krizové situace spojené s ohrožením životů a zdraví obyvatelstva, ničením životního prostředí, majetkových a kulturních hodnot, ke kterým dochází v souvislosti s ohrožením vnější nebo vnitřní bezpečnosti státu a dále při přírodních (živelních) pohromách, jako jsou např. požáry v přírodě, záplavy, sesuvy, vichřice, napadení přírody škůdci, důsledky znečištění životního prostředí apod., 48

49 antropogenních (tj. lidmi způsobených nebo lidskou činností ovlivněných) pohromách, jako jsou např. provozní havárie spojené s velkými požáry a výbuchy, s úniky lidem nebo životnímu prostředí škodlivých látek, dále rozsáhlé poruchy energetických sítí, velké dopravní nehody apod. Proto stát k zajištění své vlastní bezpečnosti a bezpečnosti svých občanů vytváří bezpečnostní systém jako institucionální nástroj pro tvorbu a realizaci bezpečnostní politiky. Působí v rámci ČR, ale současně je úzce propojen s NATO a EU a dalšími mezinárodními institucemi (OSN, OBSE, Světová zdravotnická organizace), což zabezpečuje jeho komptabilitu a interoperabilitu s aliančními a dalšími, především evropskými bezpečnostními systémy. Cílem bezpečnostního systému státu je zajišťování bezpečnosti, ochraňování a prosazování životních, strategických i dalších významných zájmů státu. Jeho základní funkcí je řízení a koordinace činnosti jednotlivých prvků při zajišťování bezpečnostních zájmů státu. V souladu s Bezpečnostní strategií ČR bezpečnostní systém vytváří kvalifikované podklady pro aktualizaci bezpečnostní politiky státu a pro rozhodování jeho jednotlivých prvků. Tyto prvky disponují příslušnými kompetencemi stanovenými platnými zákony, jsou centrálně řízeny a koordinovány, případně na jednotlivých úrovních působí i samostatně v rozsahu své působnosti. Musí adekvátně a operativně reagovat na vzniklou krizovou situaci a být schopny koncepčně a dlouhodobě reagovat na měnící se bezpečnostní prostředí. Jednotlivé prvky bezpečnostního systému vytvářejí hierarchickou strukturu, v níž jsou obecnými pravidly, zásadami a specifickými postupy vymezeny vzájemné funkční vztahy a působnosti při zajišťování bezpečnosti ČR na všech úrovních. Celá struktura umožňuje rychlý přechod z běžného do krizového stavu, což současně vytváří předpoklad pro úspěšné a organizované zvládnutí počáteční etapy řešení krizové situace. Bezpečnostní systém ČR je tvořen příslušnými prvky zákonodárné, výkonné a soudní moci, územní samosprávy, právnickými a fyzickými osobami, které mají odpovědnost za zajištění bezpečnosti státu. S ohledem na charakter možného ohrožení bezpečnosti ČR struktura bezpečnostního systému ČR zahrnuje zejména prezidenta republiky, Parlament ČR, vládu, Bezpečnostní radu státu (BRS) a její pracovní orgány, ústřední správní úřady, krajské a obecní úřady a jejich výkonné orgány krizového řízení, dále ozbrojené síly, ozbrojené bezpečnostní sbory, zpravodajské služby, záchranné sbory, záchranné služby a havarijní služby. Rozsah činností jednotlivých subjektů při zajišťování bezpečnosti (ochrany životů, zdraví a majetkových hodnot obyvatel) ČR a další podrobnosti jsou upraveny celou řadou právních předpisů (viz Příloha 1). Prezident republiky má své pravomoci z hlediska bezpečnosti státu dané Ústavou ČR a další platnou legislativou. Je vrchním velitelem ozbrojených sil. Má zvláštní postavení k vládě a k BRS. V kompetenci Parlamentu ČR je, kromě schvalování zákonů týkajících se bezpečnosti státu, spolurozhodovat o orientaci bezpečnostní politiky státu, rozhodovat o 49

50 vyhlášení stavu ohrožení státu, válečného stavu a o účasti ČR v obranných systémech mezinárodních organizací, jichž je ČR členem, dávat souhlas k vyslání ozbrojených sil mimo území republiky a k pobytu cizích vojsk na území republiky. Vláda je vrcholným výkonným orgánem státní moci, který uskutečňuje bezpečnostní politiku státu. Vláda je odpovědná za řízení a funkčnost celého bezpečnostního systému. Je oprávněna vyhlašovat nouzový stav v případě závažných krizových situací, které ve značném rozsahu ohrožují životy, zdraví, majetek či vnitřní pořádek a bezpečnost. Vláda za stanovených podmínek rozhoduje o vyslání ozbrojených sil mimo území ČR a o pobytu ozbrojených sil jiných států na území ČR, a to nejdéle na dobu 60 dnů. BRS je stálým pracovním orgánem vlády v oblasti bezpečnosti, koordinuje a vyhodnocuje tuto problematiku a připravuje vládě návrhy opatření k jejímu zajišťování. V oblasti zajišťování bezpečnosti ČR může BRS žádat informace a analýzy od všech ministrů a vedoucích jiných správních úřadů a ukládat jim úkoly spojené se zajišťováním bezpečnosti ČR. BRS posuzuje a následně předkládá vládě ČR k projednání pravidelné zprávy o stavu zajištění bezpečnosti ČR a návrhy opatření. Spolupracuje s bezpečnostními radami krajů. Je koncipována jako orgán pro přípravu opatření v této oblasti, ale současně i pro řešení vzniklé krizové situace. Součásti systému BRS jsou její stálé meziresortní pracovní orgány, k nimž patří Výbor pro koordinaci zahraniční bezpečnostní politiky (koordinuje vnitrostátní zahraniční bezpečností politiku ČR), Výbor pro obranné plánování (koordinuje plánování opatření k zajištění obrany ČR), Výbor pro civilní nouzové plánování (koordinuje plánování opatření k zajištění vnitřní bezpečnosti státu, obyvatelstva a ekonomiky a požadavky na civilní zdroje nezbytné pro zajištění bezpečnosti ČR) a Výbor pro zpravodajskou činnost (samostatně nevyvíjí zpravodajskou činnost, ale koordinuje činnost zpravodajských služeb ČR a plánování opatření k zajištění zpravodajské činnosti a spolupráci státních orgánů). V systému BRS je zařazen také Ústřední krizový štáb (ÚKŠ), který je pracovním orgánem vlády ČR k řešení krizových situací. ÚKŠ je aktivován v době přímé hrozby nebo při vzniku krizové situace a předkládá návrhy na její řešení BRS nebo v případě nebezpečí z prodlení přímo vládě ČR. ÚKŠ zajišťuje operativní koordinaci, sledování a vyhodnocování stavu realizace opatření přijímaných vládou a Ústředními správními úřady k zamezení vzniku nebo k řešení vzniklé krizové situace. Poskytuje podporu v činnosti orgánům krizového řízení územních správních úřadů a orgánům územní samosprávy. Bezprostředně po vzniku hrozby je hlavní činností ÚKŠ koordinace zpracování Plánu řešení krizové situace, která může v důsledku hrozby nastat. Současně mohou být přijímána nebo navrhována operativní opatření k zabránění vzniku hrozící krizové situace nebo k omezení jejich případných následků. V daném období a v průběhu vývoje situace činnost ÚKŠ spočívá v upřesňování schválených plánů, průběžném projednávání a koordinování přijímaných alternativ řešení situace. Úkoly ministerstev a ostatních ústředních správních úřadů v oblasti zajišťování bezpečnosti ČR vycházejí z platných zákonů a dalších právních norem. Ministerstva 50

51 a jiné správní úřady, včetně územních, zřizují jako svůj pracovní orgán k řešení krizových situací krizové štáby. Na úrovni krajů a obcí s rozšířenou působností působí jako koordinační orgány pro přípravu na krizové situace bezpečnostní rady krajů a bezpečnostní rady obcí. Pracovním orgánem hejtmana nebo starosty k řešení krizových situací jsou u krajů krizové štáby krajů a u obcí krizové štáby obcí. Pro přípravu na povodně a jejich řešení je vytvořena struktura povodňových orgánů obcí a krajů, která je zastřešena Ústřední povodňovou komisí. Tyto orgány řídí, kontrolují, koordinují a v případě potřeby ukládají úkoly v celém rozsahu řízení ochrany před povodněmi. Za účelem předcházení nebezpečným nákazám a jejich zdolávání je vytvářena Ústřední nákazová komise. V případě vyhlášení krizového stavu se povodňové a nákazové komise včleňují do krizových štábů na příslušných úrovních řízení a stávají se jejich součástí. Ochrana veřejného zdraví při hrozících nebo vzniklých epidemiích je zabezpečována prostřednictvím orgánů veřejného zdraví. Při případném výskytu pandemie je zřizována zvláštní pracovní skupina při Ministerstvu zdravotnictví ČR. Hlavními výkonnými prvky (Bezpečnostní strategie ČR, Usnesení vlády ČR č. 1254/2003, s. 18) bezpečnostního systému jsou ozbrojené síly, ozbrojené bezpečnostní sbory, záchranné sbory, záchranné služby a havarijní služby, přičemž tyto prvky jsou při zajišťování záchranných a likvidačních prací současně složkami integrovaného záchranného systému (IZS). Specifické úkoly při zajišťování bezpečnosti na obecní úrovni plní obecní policie, která je orgánem obce zřízeným obecním zastupitelstvem. Z výše uvedeného je zřejmé, že bezpečnostní systém ČR je koncipován tak, aby každá z jeho součástí byla schopna realizovat zákonem stanovené úkoly samostatně. Současně však společné úsilí v boji proti všem formám destabilizace bezpečnostní situace uvnitř i vně státu vyžaduje stále více překonávat tradiční resortní kompetence. V případě vzniku rizikových a krizových situací jsou aktivovány mechanismy krizového řízení. 3.2 Systém krizového řízení a jeho organizace v České republice Krizovým řízením rozumíme modifikaci obecného managementu, který je zaměřen na zvládání mimořádných a krizových situací ve společnosti, přičemž uvedené stavy jsou vymezeny následovně: Mimořádnou událostí (MU) se rozumí škodlivé působení sil a jevů vyvolaných činností člověka, přírodními vlivy, a také havárie, které ohrožují život, zdraví, majetek nebo životní prostředí a vyžadují provedení záchranných a likvidačních prací Mimořádnou situací (MS) se rozumí situace vzniklá v důsledku hrozící nebo nastalé mimořádné události. 51

52 Krizovou situací (KS) se rozumí mimořádná situace, kdy hrozící nebezpečí nelze odvrátit nebo způsobené následky odstranit běžnou řádnou činností správních úřadů a složek IZS. V podmínkách bezpečnostní politiky ČR je krizové řízení pojato (viz zákon č. 118/2011 Sb., o krizovém řízení a o změně některých zákonů krizový zákon) jako souhrn řídících činností orgánů krizového řízení zaměřených na analýzu a vyhodnocení bezpečnostních rizik a plánování, organizování, realizaci a kontrolu činností prováděných v souvislosti s přípravou na krizové situace a jejich řešením nebo s ochranou kritické infrastruktury. Systém krizového řízení v ČR představuje soustavu orgánů krizového řízení a dalších orgánů a organizací a jejich vzájemných vazeb. Orgány krizového řízení pracují ve dvou základních obdobích: období koordinace krizové připravenosti, období řešení krizových stavů. V období krizové připravenosti systém krizového řízení tvoří: na centrální úrovni (stát) Bezpečnostní rada státu, vláda, ministerstva a jiné správní úřady s jejich pracovišti krizového řízení, na krajské úrovni Bezpečnostní rada kraje, Hejtman kraje, Krajský úřad a jeho pracoviště krizového řízení na úrovni obce s rozšířenou působností (ORP) Bezpečnostní rada ORP, Starosta ORP, Obecní úřad ORP a jeho pracoviště krizového řízení, na úrovni obce Starosta obce, Obecní úřad. V období krizových stavů systém krizového řízení tvoří: na centrální úrovni (stát) Ústřední krizový štáb a jeho sekretariát, vláda, ministerstva a jejich krizové štáby, jiné správní úřady a jejich krizové štáby, na krajské úrovni Krizový štáb kraje a jeho stálá pracovní skupina, Hejtman kraje, Krajský úřad, na úrovni ORP Krizový štáb ORP a jeho stálá pracovní skupina, Starosta ORP, Obecní úřad ORP, na úrovni obce (Krizový štáb obce), Starosta obce, Obecní úřad. K orgánům krizového řízení podle citovaného zákona patří vláda, ministerstva a jiné ústřední správní úřady, Česká národní banka (ČNB), orgány kraje a další orgány s působností na území kraje. Vláda ukládá úkoly ostatním orgánům krizového řízení, řídí a kontroluje jejich činnost, určuje ministerstvo nebo jiný ústřední správní úřad (ÚSÚ) pro koordinaci přípravy na řešení konkrétní krizové situace v případě, že příslušnost ke koordinující funkci nevyplývá z působností stanovených ve zvláštním právním předpisu, zřizuje Ústřední krizový štáb (ÚKŠ) jako svůj pracovní orgán k řešení krizových situací, stanoví průřezová a odvětvová kriteria pro určení prvku kritické infrastruktury (KI), rozhoduje na základě seznamu předloženého Ministerstvem vnitra o prvcích KI a prvcích evropské KI (EKI), jejichž provozovatelem je organizační složka státu a při 52

53 přípravě na krizové situace a při jejich řešení projednává s Českou národní bankou (ČNB) opatření, která se týkají působnosti této banky. Ministerstva a jiné ústřední správní úřady zajišťují připravenost na řešení krizových situací v jejich působnosti, k tomu zřizují pracoviště krizového řízení, zpracovávají krizový plán, zřizují krizový štáb (KŠ) jako pracovní orgán k přípravě na krizové situace a jejich řešení, na základě vyžádání jiného ministerstva zajišťují provedení odborných prací vyplývajících z jejich působnosti, poskytují na požádání podklady ministerstvům, krajským úřadům (KÚ) a obecním úřadům (OÚ) obcí s rozšířenou působnosti (ORP), vyžadují potřebné podklady od KÚ a OÚ ORP, stanovují podřízeným ÚSÚ povinnost poskytovat podklady pro zpracování krizových plánů krajů, realizují opatření k ochraně KI náležející do jejich působnosti (návrh odvětvových kriterií, informace nezbytné pro určení prvku KI nebo EKI, navrhují zařazení prvků do seznamů KI/EKI, kontrolují plány krizové připravenosti prvků KI a ukládají opatření k nápravě zjištěných nedostatků), vedou přehled možných zdrojů rizik, provádějí analýzy ohrožení, rozhodují o činnostech k řešení krizových situací a ke zmenšení jejich následků a organizují okamžité opravy nezbytných veřejných zařízení pro přežití obyvatelstva a k zajištění funkčnosti veřejné správy. Zákon ukládá další vyjmenované povinnosti ministerstvu vnitra, které je odpovědné za přípravu a řešení krizových situací souvisejících s vnitřní bezpečností a veřejným pořádkem, ministerstvu zdravotnictví, které na základě vyžádání kraje koordinuje činnost zdravotnické záchranné služby (ZZS) a zdravotnických zařízení, které mají urgentní příjem nebo statut specializovaného centra, při poskytování neodkladné zdravotní péče a rozhoduje o rozsahu poskytované zdravotní péče v lůžkových zdravotnických zařízeních v případě zavádění regulačních opatření, ministerstvu dopravy, které v době krizového stavu ukládá povinnosti k zabezpečení dopravních potřeb a ministerstvu průmyslu a obchodu, které přijímá opatření k zachování celistvosti energetických soustav s cílem urychleného obnovení všech důležitých funkcí KI v energetice. Česká národní banka při přípravě na krizové situace zřizuje krizový štáb, vede přehled možných zdrojů rizik, provádí analýzu ohrožení a odstraňuje nedostatky, které by mohly vést k vzniku krizové situace a projednává s vládou krizová opatření, která se dotýkají ČNB. Orgány kraje a další orgány s působností na území kraje (územní správní úřady s působností na území kraje, orgány ORP, orgány obcí, právnické a fyzické osoby) jsou zapojeny následovně: hejtman zajišťuje připravenost kraje na řešení krizových situací, tj. zřizuje a řídí bezpečnostní radu kraje, zřizuje a řídí krizový štáb kraje, schvaluje po projednání v bezpečnostní radě kraje krizový plán kraje, v době krizového stavu koordinuje záchranné a likvidační práce, poskytování zdravotnické pomoci, provádění opatření k ochraně veřejného zdraví a k zajištění bezodkladných pohřebních služeb, koordinuje nouzové ubytování, nouzové zásobování pitnou vodou, potravinami a dalšími nezbytnými prostředky k přežití obyvatelstva, koordinuje zajištění ochrany majetku na území, kde byla provedena evakuace, a v době nouzového stavu a stavu ohrožení státu zajišťuje provedení stanovených krizových opatření v podmínkách kraje. 53

54 Krajský úřad poskytuje součinnost Hasičskému záchrannému sboru kraje (HZS kraje) při zpracování krizového plánu kraje a plní úkoly podle krizového plánu kraje. Za účelem plnění těchto úkolů zřizuje pracoviště krizového řízení. Hasičský záchranný sbor kraje při přípravě na krizové situace a jejich řešení organizuje součinnost mezi správními úřady a obcemi v kraji, vede přehled možných zdrojů rizik, zpracovává krizový plán kraje a krizový plán ORP (přitom vyžaduje součinnost orgánů kraje a obcí, organizačních složek státu, právnických osob a podnikajících fyzických osob a dalších subjektů, je-li to nezbytné), plní úkoly stanovené Ministerstvem vnitra a úkoly stanovené hejtmanem v rozsahu krizového plánu kraje a starostou ORP v rozsahu krizového plánu ORP, získává od příslušného správního úřadu údaje vedené v základním registru obyvatel, základním registru právnických osob, podnikajících fyzických osob a orgánů veřejné moci, základním registru územní identifikace, adres a nemovitostí, agendovém informačním systému evidence obyvatel, informačním systému cizinců, registru silničních vozidel a registru řidičů, je oprávněn za účelem přípravy na krizové situace vyžadovat, shromažďovat a evidovat potřebné údaje (o kapacitách zdravotnických, ubytovacích a stravovacích zařízeních; předmětu a rozsahu činnosti právnických a podnikajících fyzických osob v oblasti výroby a služeb, výrobních programech a výrobních kapacitách, rozsahu zásob surovin, polotovarů a hotových výrobků, počtech zaměstnanců a jejich kvalifikaci; o počtech zaměstnanců ve výrobních provozech a počtech osob bydlících v místech předpokládané evakuace, množství, složení a umístění vyráběných, používaných nebo skladovaných nebezpečných látek; množství zadržené vody ve vodních nádržích; o počtech a typech dopravních, mechanizačních a výrobních prostředků ve vlastnictví právnických nebo fyzických osob a druzích vyrobené nebo zachycené přírodní energie; uspořádání vnitřních prostorů výrobních objektů, popřípadě jiných objektů důležitých pro řešení krizových situací, vodovodech, kanalizacích, produktovodech a energetických sítích; o stavbách určených k ochraně obyvatelstva při krizových situacích, k zabezpečení záchranných prací, ke skladování materiálu civilní ochrany a k ochraně a ukrytí obsluh důležitých provozů; výměrech pěstovaných zemědělských plodin a druhu a počtu zemědělských zvířat chovaných právnickými nebo fyzickými osobami, seznamuje obce a právnické nebo fyzické osoby na jejich žádost s charakterem možného ohrožení, s připravovanými krizovými opatřeními a se způsobem jejich provedení, vytváří podmínky pro činnost krizového štábu kraje a krizového štábu ORP a vede evidenci údajů o přechodných změnách pobytu osob za stavu nebezpečí. Policie ČR zajišťuje připravenost k řešení krizových situací spojených s vnitřní bezpečností a veřejným pořádkem na území kraje, k tomu je oprávněna od HZS kraje vyžadovat výše uvedené údaje. Starosta ORP zajišťuje připravenost správního obvodu ORP na řešení krizových situací, ostatní orgány ORP se na této připravenosti podílejí. Starosta ORP zřizuje a řídí bezpečnostní radu ORP pro území správního obvodu ORP, organizuje přípravu správního obvodu ORP na krizové situace a podílí se na jejich řešení, schvaluje po projednání v bezpečnostní radě ORP krizový plán ORP, vyžaduje od HZS kraje 54

55 potřebné příslušné údaje shromažďované a evidované za účelem přípravy na krizové situace, zřizuje a řídí KŠ ORP pro území správního obvodu ORP (tento KŠ je současně KŠ pro správní území obce), zajišťuje za krizové situace provedení stanovených krizových opatření, plní úkoly stanovené hejtmanem a orgány krizového řízení při přípravě na krizové situace a při jejich řešení. Obecní úřad ORP za účelem zajištění připravenosti správního obvodu ORP na řešení krizových situací poskytuje součinnost HZS kraje při zpracování krizového plánu kraje a při zpracování krizového plánu ORP, plní úkoly podle krizového plánu ORP, vede evidenci o přechodných změnách pobytu osob a předává tyto údaje HZS kraje, vede evidenci údajů o přechodných změnách pobytu osob za stavu nebezpečí a předává tyto údaje HZS kraje, vede přehled možných zdrojů rizik a v rámci prevence odstraňuje nedostatky, které by mohly vést ke vzniku krizové situace a za účelem plnění výše uvedených úkolů zřizuje pracoviště krizového řízení. Starosta obce zajišťuje připravenost obce na řešení krizových situací (ostatní orgány obce se na této připravenosti podílejí), jako svůj pracovní orgán může zřídit krizový štáb obce, plní úkoly stanovené starostou ORP a opatření uvedená v krizovém plánu ORP, v době krizového stavu zabezpečuje varování a informování osob nacházejících se na území obce a vyrozumění orgánů krizového řízení (pokud tak již neučinil HZS kraje), nařizuje a organizuje evakuaci z ohroženého území obce, organizuje činnost obce v podmínkách nouzového přežití obyvatelstva, zajišťuje organizaci dalších opatření nezbytných pro řešení krizové situace a při vyhlášení nouzového stavu nebo stavu nebezpečí starosta obce zajišťuje provedení krizových opatření v podmínkách obce. Obecní úřad organizuje přípravu obce na krizové situace, poskytuje OÚ ORP podklady a informace potřebné ke zpracování krizového plánu ORP, vede evidenci údajů o přechodných změnách pobytu osob, o přechodných změnách osob za stavu nebezpečí a předává tyto údaje OÚ ORP v jehož správním obvodu se nachází, podílí se na zajištění veřejného pořádku, plní úkoly stanovené krizovým plánem ORP při přípravě na krizové situace a jejich řešení a seznamuje právnické a fyzické osoby s charakterem možného ohrožení, s připravenými krizovými opatřeními a se způsobem jejich provedení. Právnické osoby a podnikající fyzické osoby jsou na výzvu příslušného orgánu krizového řízení povinny při přípravě na krizové situace podílet se na zpracování krizových plánů, pokud zajišťují plnění opatření vyplývajících z krizového plánu, jsou povinny zpracovávat plány krizové připravenosti a na výzvu oprávněného orgánu krizového řízení (hejtman, při nebezpečí z prodlení starosta) jsou povinny poskytnout věcné prostředky potřebné pro řešení krizové situace. Subjekty kritické infrastruktury odpovídají za ochranu prvků KI, jsou povinny vypracovat plán krizové připravenosti subjektu KI, umožnit příslušným orgánům kontrolu plánu krizové připravenosti subjektu KI a ochrany prvku KI, neprodleně oznámit změny které mohou mít vliv na určení prvku KI, plán krizové připravenosti subjektu KI identifikuje možná ohrožení funkce prvku KI a stanovuje opatření na jeho 55

56 ochranu. Je-li to účelné, lze zpracovat dílčí plány krizové připravenosti samostatných celků prvku KI, které jsou součástí plánu krizové připravenosti subjektu KI. 3.3 Bezpečnostní plánování Bezpečnostním plánováním se rozumí soubor postupů, metod a opatření, které věcně příslušné orgány využívají při přípravě na zajištění bezpečnosti státu, tj. k zajištění bezpečnosti jeho obyvatelstva, svrchovanosti a územní celistvosti státu, jeho demokratického zřízení a principů právního státu, vnitřního pořádku, majetku, životního prostředí a k plnění mezinárodních bezpečnostních závazků a dalších definovaných zájmů (ŠENOVSKÝ et al., 2006, s. 27) Bezpečnostní plánování má svou část nevojenského plánování a část vojenského plánování. Mezi těmito částmi existuje vazba ve formě civilně-vojenské spolupráce. Do části nevojenského plánování bezpečnostního plánování patří: Havarijní plánování tj. soubor postupů, metod a opatření, které věcně příslušné orgány užívají při přípravě na provádění záchranných a likvidačních prací (ZaLP) ve vymezeném území. Krizové plánování tj. ucelený soubor postupů, metod a opatření, které věcně příslušné orgány (orgány krizového řízení a další určené orgány státní správy) užívají při přípravě na činnosti v krizových situacích a k minimalizaci možných zdrojů krizových situací a jejich škodlivých následků. Civilní nouzové plánování tj. proces plánování opatření k zajištění ochrany obyvatelstva, ochrany ekonomiky, trvalé funkčnosti státní správy, přijatelné úrovně společenské a hospodářské činnosti státu a obyvatelstva. Nedílnou součástí je i koordinace požadavků na civilní zdroje pro zajištění bezpečnosti ČR, EU a NATO. Část vojenského plánování bezpečnostního plánování tvoří: Plánování obrany státu tj. soubor plánovacích aktivit k zajištění svrchovanosti, územní celistvosti, principů demokracie a právního státu, ochrany života obyvatel a jejich majetku před vnějším napadením a ke splnění všech požadavků na zajišťování obrany státu, zabezpečení mezinárodních smluvních závazků o společné obraně, včetně podílu ozbrojených sil na činnostech mezinárodních organizací ve prospěch míru, účasti na mírových operacích a podílu při záchranných pracích a při plnění humanitárních úkolů. Havarijní plánování Havarijním plánováním (viz Zákon č. 239/2000 Sb., o integrovaném záchranném systému a změně některých zákonů, ve znění pozdějších předpisů) se rozumí soubor postupů, metod a opatření, které věcně příslušné orgány užívají při přípravě na provádění ZaLP ve vymezeném území. Výstupem havarijního plánování je havarijní plán dokument, který obsahuje opatření a postupy k provedení ZaLP na vymezeném území. 56

57 Havarijní plány se dělí na: havarijní plán kraje (havarijní plán správního území), vnější havarijní plán (zonální havarijní plán pro území zónu havarijního plánování stanovené kolem objektu, který je nositelem určitého nebezpečí vzniku havárie nebezpečnými chemickými látkami a přípravky nebo ionizujícím zářením), vnitřní havarijní plán (plán právnické osoby pro území jejího podniku s nebezpečnou látkou, přípravkem nebo zdrojem ionizujícího záření). Havarijní plán kraje obsahuje postupy při řešení těch mimořádných událostí (MU), které vyžadují vyhlášení třetího stupně poplachu (tj. MU ohrožuje více než 100 a nejvýše 1000 osob, části obce nebo areálu podniku, soupravy železniční přepravy, několik chovů hospodářských zvířat, plochy území do 1 km 2 povodí řek, produktovody, jde o hromadnou havárii v silniční dopravě nebo o havárii v letecké dopravě nebo ZaLP provádí základní a ostatní složky IZS nebo se využívají síly a prostředky (SaP) z jiných krajů nebo je nutné složky při společném zásahu v místě zásahu koordinovat velitelem zásahu za pomoci štábu velitele zásahu a místo zásahu rozdělit na sektory a úseky) nebo zvláštního (nejvyššího) stupně poplachu (tj. MU ohrožuje více než 1000 osob, celé obce nebo plochy území nad 1 km 2, ZaLP provádí základní a ostatní složky IZS včetně využití SaP z jiných krajů, případně je nutné použít pomoc nebo prostředky zahraniční pomoci; je nutné složky při společném zásahu v místě zásahu koordinovat velitelem zásahu za pomoci štábu velitele zásahu a místo rozdělit na sektory a úseky; společný zásah složek vyžaduje koordinaci na strategické úrovni). Havarijní plán kraje se dělí na část informační, část operativní a plány konkrétních činností. Jednotlivé části jsou tvořeny textem doplněným grafickými dokumenty (mapami, grafy, schématy, apod.). Informační část havarijního plánu kraje obsahuje charakteristiku kraje (geografická, demografická, klimatická a hydrologická charakteristika, popis infrastruktury) a dále skutečnosti zjištěné analýzou možného vzniku MU pro jednotlivé druhy MU místo možného vzniku; pravděpodobnost vzniku; rozsah a ohrožení v závislosti na čase a dalších podmínkách; seznam obcí včetně přehledu počtu jejich obyvatel; seznam právnických osob a podnikajících fyzických osob zahrnutých do havarijního plánu; ohrožení obyvatelstva; předpokládané škody; předpokládané následky vyvolané mimořádnou událostí; zásady pro vedení ZaLP; předpokládané množství SaP pro ZaLP; ke konkrétnímu druhu MU popis příslušné části struktury organizace havarijní připravenosti kraje včetně uvedení působnosti složek; ke konkrétnímu druhu a místu MU popis využitelné části systému vyrozumění a varování v rámci organizace ZaLP a ochrany obyvatelstva; možnosti asanace předpokládaných následků MU, s uvedením odpovědnosti za provedení jednotlivých asanačních opatření; výčet MU, které přesahují hranice kraje nebo mohou vzniknout na území kraje anebo se mohou šířit z jiných krajů. Do operativní části havarijního plánu kraje se uvádí SaP pro ZaLP s ohledem na vyžadovanou pomoc ( 20 odst. 1 a 2 zákona č. 239/2000 Sb.) jen tehdy, pokud nejsou 57

58 zahrnuty v poplachových plánech, přičemž poplachový plán kraje se k havarijnímu plánu kraje přikládá. Síly a prostředky (SaP) pro ZaLP, které nejsou zahrnuty v poplachovém plánu kraje, se uvádí s následujícími údaji: a) pomoc poskytovaná sousedním krajům MU, při nichž bude pomoc zpravidla realizována, SaP určené k pomoci, způsob povolání SaP určených k pomoci a jejich zapojení do ZaLP, odpovědnost za vyslání; b) pomoc, která může být poskytnuta ze sousedních krajů MU, při nichž bude zpravidla pomoc požadována, SaP určené k pomoci, způsob povolání SaP určených k pomoci a jejich zapojení do ZaLP, odpovědnost za vyslání; c) pomoc, která může být poskytnuta z ústřední úrovně MU, při nichž bude zpravidla pomoc vyžadována, SaP určené k pomoci, způsob povolání SaP určených k pomoci a jejich zapojení do ZaLP, odpovědnost za vyslání. d) způsob vyrozumění o MU a spojení. Pro provádění ZaLP na území kraje se zpracovávají plány konkrétních činností. Patří k nim plán: vyrozumění, traumatologický, varování obyvatelstva, ukrytí obyvatelstva, individuální ochrany obyvatelstva, evakuace obyvatelstva, nouzového přežití obyvatelstva, monitorování, pohotovostní plán veterinárních opatření, veřejného pořádku a bezpečnosti, ochrany kulturních památek, hygienických a protiepidemických opatření, komunikace s veřejností a hromadnými informačními prostředky, odstranění odpadů. 58

59 Vnější havarijní plány se zpracovávají pro jaderná zařízení (jaderná zařízení nebo pracoviště IV. kategorie, u kterých je Státním úřadem pro jadernou bezpečnost (SÚJB) stanovena zóna havarijního plánování) a chemická zařízení (objekty a zařízení, u kterých je možnost vzniku závažné havárie způsobené nebezpečnými chemickými látkami a přípravky). Vnější havarijní plány se dělí na informační část, operativní část a plány konkrétních činností, zpracované ve formě textové a grafické. Grafické části obsahují mapy, grafy, schémata, rozmístění SaP, způsoby vedení ZaLP, v případě jaderných zařízení možné směry šíření radioaktivních látek při radiační havárii apod. Vnitřní havarijní plány (resp. svým obsahem podobnou dokumentaci) mají jako povinnost zpracovat provozovatelé příslušných zařízení např. chemických zařízení, jaderných zařízení, energetických zařízení důležitých pro řešení stavů nouze v energetice, nebo při ohrožení kvality povrchových a spodních vod, zdolávání požárů, evakuaci apod. Vnitřní havarijní plány podniku mají části informační, operativní a plány konkrétních činností. Krizové plánování Krizovým plánováním se rozumí ucelený soubor postupů, metod a opatření, které věcně příslušné orgány (orgány krizového řízení a další určené orgány státní správy) užívají při přípravě na činnosti v krizových situacích a k minimalizaci možných zdrojů krizových situací a jejich škodlivých následků. V krizovém plánování se rozlišují: zpracovatele krizového plánu, jimž zákon ukládá zpracovat krizový plán s ohledem na charakteristiku území; patří k nim správní úřad, jiné státní orgány a orgány samosprávy; subjekty krizového plánování podílející se na zajištění krizových opatření v rámci krizového plánování; patří k nim orgány a organizační složky státu, jejich organizační celky, právnické osoby, podnikající fyzické osoby. V případě orgánů krizového řízení je výstupem krizový plán, představující souhrn krizových opatření a postupů k řešení krizových situací v jejich působnosti. Zpracovatel má rovněž povinnost zpracovat plán akceschopnosti zpracovatele krizového plánu zahrnující postupy a termíny zabezpečení připravenosti k řešení krizových situací a opatření k zajištění ochrany před následky krizových situací. Dotčené právnické osoby nebo podnikající fyzické osoby zpracovávají k řešení krizových situací plány krizové připravenosti. Krizový plán správních úřadů (ministerstva, jiné správní úřady) a dalších státních orgánů (Kancelář Poslanecké sněmovny, Kancelář Senátu, Kancelář prezidenta republiky, Úřad vlády, Nejvyšší kontrolní úřad, Bezpečnostní informační služba) se skládá ze základní části a přílohové části. Základní část obsahuje: vymezení působnosti, odpovědnosti a úkolů správního úřadu a jiného státního orgánu s ohledem na charakteristiku území, 59

60 popis organizace krizového řízení, výčet a hodnocení možných krizových rizik, jejich dopad na území, činnost orgánů a organizačních složek státu, jejich organizačních celků, právnických nebo podnikajících fyzických osob podílejících se na zajištění krizových opatření v rámci krizového plánování a další podklady a zásady potřebné pro používání přílohové části krizového plánu. Přílohovou část tvoří dokumenty nezbytné ke zvládnutí krizové situace, zejména přehled SaP včetně jejich počtu a využitelnosti, katalog krizových opatření (tj. seznam krizových opatření a katalogových listů jednotlivých krizových opatření; je to souhrnný přehled a stručný popis krizových opatření, která lze výběrovým způsobem, podle druhu, charakteru a rozsahu konkrétní krizové situace použít ke snížení jejich dopadů, pro předcházení jejímu bezprostřednímu vzniku nebo k jejímu řešení), typové plány (tj. dokumenty, stanovující pro jednotlivé druhy krizových situací doporučené = typové postupy, zásady a opatření pro jejich řešení), povodňové a havarijní plány zpracované podle zvláštních právních předpisů, další operační plány, které se zpracovávají pro konkrétní druh krizové situace na daném území, plán nezbytných dodávek, plán hospodářské mobilizace, plán akceschopnosti zpracovatele krizového plánu, plány spojení, plány materiálně technického zabezpečení, topografické mapy s vyznačenými riziky a řešením ohrožení. Krizový plán kraje, který zpracovává HZS kraje, má základní a přílohovou část. Základní část krizového plánu kraje obsahuje: vymezení působnosti, odpovědnosti a úkolů kraje s ohledem na charakteristiku území kraje, charakteristiku organizace krizového řízení kraje, výčet a hodnocení možných krizových rizik, jejich dopad na území kraje, činnost subjektů krizového plánování podílejících se na zajištění krizových opatření v rámci krizového plánování, další podklady a zásady potřebné pro používání přílohové části krizového plánu kraje. Přílohovou část představuje: přehled SaP včetně jejich počtu a využitelnosti, které jsou k dispozici ve správním území kraje, 60

61 katalog krizových opatření, typové plány očekávaných krizových situací na území kraje,, povodňový plán kraje, havarijní plán kraje, operační plány pro řešení dalších očekávaných krizových situací na území kraje, plán nezbytných dodávek, plán hospodářské mobilizace, plán akceschopnosti kraje, plány spojení kraje, plány materiálně technického zabezpečení, plány zdravotnického zabezpečení kraje, topografické mapy území kraje s vyznačenými riziky a řešením ohrožení. Krizovým zákonem je stanoveno, že vybrané úkoly krizového plánu kraje jsou pak ORP zpracovány v krizovém plánu ORP. Pokud právnické osoby a podnikající fyzické osoby zajišťují plnění opatření vyplývajících z krizového plánu, jsou povinny realizovat v oblasti krizového řízení vlastní plánovací proces, který realizují formou zpracování plánu krizové připravenosti. Plán krizové připravenost má část základní a část přílohovou. Základní část plánu krizové připravenosti obsahuje: vymezení předmětu podnikání vymezení úkolů a opatření, které byly důvodem pro zpracování plánu krizové připravenosti, charakteristiku organizace krizového řízení a havarijní připravenosti, výčet a analýzu krizových ohrožení, jejich možný dopad na činnost právnické nebo podnikající fyzické osoby, a zásady pro používání plánu krizové připravenosti. Přílohovou část plánu krizové připravenosti tvoří dokumenty nezbytné ke zvládnutí krizové situace, zejména: výpis z krizového plánu s uvedením požadavků zpracovatele krizového plánu příslušného orgánu krizového řízení na účast dotčené právnické osoby při zabezpečení konkrétních krizových opatření, plán akceschopnosti právnické osoby pro zajištění pohotovosti a připravenosti k plnění krizových opatření a ochrany před účinky krizových situací, plán krizových opatření k řešení krizových stavů v rámci působnosti právnické nebo podnikající fyzické osoby, vnitřní havarijní plán (pokud jej právnická nebo podnikající fyzická osoba zpracovává podle zvláštních právních předpisů), 61

62 plán opatření hospodářské mobilizace (pokud je právnická osoba subjektem hospodářské mobilizace), plány spojení, topografické mapy s vyznačenými riziky a řešením krizových situací, přehled uzavřených smluv a dalších dokumentů mezi právnickou osobou a příslušným orgánem krizového řízení nebo zpracovatelem krizového plánu, další dokumentace potřebná pro řešení krizových stavů zejména statuty a jednací řády, vzory hlášení, předpisy, dohody o spolupráci. Civilní nouzové plánování Civilním nouzovým plánováním (CNP) se rozumí proces plánování opatření k zajištění ochrany obyvatelstva, ochrany ekonomiky, trvalé funkčnosti státní správy, přijatelné úrovně společenské a hospodářské činnosti státu a obyvatelstva. Nedílnou součástí je i koordinace požadavků na civilní zdroje pro zajištění bezpečnosti ČR, EU a NATO. Usnesením vlády č. 391/1998 byl zřízen Výbor pro civilní nouzové plánování (VCNP) jako stálý orgán Bezpečnostní rady státu (BRS) pro koordinaci plánování opatření k zajištění ochrany vnitřní bezpečnosti státu, ochrany obyvatelstva a ochrany ekonomiky a ke koordinaci požadavků na civilní zdroje, které jsou nezbytné pro zajištění bezpečnosti ČR. VCNP úzce spolupracuje s Výborem pro obranné plánování (VOP). Základní plánovací oblasti CNP v ČR jsou: zachování funkčnosti státní správy a samosprávy, plánování opatření pro ochranu obyvatelstva, plánování civilních zdrojů. CNP pokrývá široký rozsah úkolů státu, zejména plnění úkolů k ochraně obyvatelstva a zahrnuje: nepřetržité fungování orgánů státní správy a orgánů územní samosprávy, zabezpečení vnitřní bezpečnosti, přípravu civilních zdrojů, které jsou nezbytné pro zajištění bezpečnosti, ochranu obyvatelstva v MU (KS), zajišťování základních lidských potřeb, společenského a hospodářského života při MU (KS), fungování, ochranu a obnovu kritické infrastruktury (tj. výrobních a nevýrobních systémů, jejichž nefunkčnost by měla vážné dopady na bezpečnost, ekonomiku a zachování nezbytného rozsahu dalších základních funkcí státu při krizových situacích), vytváření civilních zdrojů nezbytných pro zajištění bezpečnosti a využití zdrojů personálních, finančních, zemědělských, průmyslových, energetických, 62

63 zdravotnických, dopravních, zdrojů potravin apod., využití telekomunikací a spojů, výkon mimořádných pravomocí a zabezpečení mobilizace, civilní podporu činnosti ozbrojených sil a bezpečnostních sborů v případě jejich použití, koordinaci bezpečnostního výzkumu a spolupráce veřejného a soukromého sektoru, dodržování neproliferačních režimů na území republiky, poskytování humanitární pomoci a záchranných akcí doma i v zahraničí včetně pomoci při zacházení s uprchlíky, zvyšování úrovně výstražných, varovacích a informačních systémů, přípravu profesionálních orgánů krizového řízení, organizování vzdělávacího systému v oblasti krizového řízení a ochrany obyvatelstva, mezinárodní spolupráci nadnárodních organizací a orgánů, zejména v rámci EU a NATO. Z uvedeného vyplývá, že plánování civilních zdrojů pro krizové stavy se zabezpečuje zejména v oblastech dopravy, telekomunikací a pošt, průmyslu a zboží, potravin a zemědělství, zdravotnického materiálu a strategických zásob surovin a vybraných komodit materiálu. Tato civilní podpora je realizována pro řešení krizových situací vojenského i nevojenského charakteru (HORÁK et al., 2011, s ). Plánování obnovy Obnovou se rozumí činnosti, které nemají charakter záchranných a likvidačních prací (tj. bezprostředních opatření při řešení MU nebo KS), ale jsou směrovány k zajištění návratu do stabilizovaného stavu a k nastartování dalšího rozvoje v rozumném čase a za přijatelných nákladů. S ohledem na možnou různorodost MU a KS a jejich následků nelze situaci řešit a obnovovací práce realizovat bez předchozích příprav. Základem při obnově je zabránit dalším ztrátám, využít zdroje a prostředky efektivně. Proto se sestavuje tzv. program prevence ztrát při obnově. Program prevence ztrát má dva cíle: provádět takové činnosti, které mohou redukovat výskyt dalších dopadů pohrom (lze např. u technologických pohrom), provádět takové činnosti, které minimalizují potenciální (tj. zmírňují) dopady relevantní pohromy. Je tedy žádoucí mít pro možné dopady pohrom zpracovány scénáře obnovy, které zahrnují zásady, při nichž je obnova prováděna na základě určitých zásad, které nebudou zvyšovat zranitelnost chráněných zájmů státu ani vůči pohromě, po které se obnova provádí a ani vůči předvídatelným možným pohromám dalším. Proto je třeba vycházet z hodnocení ohrožení od pohromy, analýzy rizik a přihlížet k požadavkům 63

64 udržitelného rozvoje a principu předběžné opatrnosti, tj. používat nástroj řízení bezpečnosti. Výše uvedený výčet ukazuje, že tvorba plánu obnovy není jednoduchý, ale naopak vícestupňový proces. Tento proces se zpravidla skládá z několika fází. Patří k nim: fáze identifikace problémů, které jsou nutné pro udržení, resp. zachování činností po výskytu pohromy a pro zahájení normálních činností. Tato fáze předpokládá: - ustanovení týmu pro obnovu a definování rolí účastníků týmu, - vytvoření seznamu informací o postupech obnovy, - definování řídících postupů pro zajištění životně důležitých funkcí, - určení alternativních požadavků pro území, budovy i obyvatele, - zabezpečení alternativních lokalit pro provoz životně důležitých funkcí a pro přežití obyvatel, - stanovení časového harmonogramu činností, - provedení odhadu a dokumentace ztrát a odhadu nákladů na obnovu, - zabezpečení nezbytných záznamů, - stanovení strategií prací a plánu na řízení škod. fáze zajištění prioritních kritických potřeb, které jsou životně důležité, a tudíž nezbytné. Patří k nim: - obnova základní infrastruktury (silniční sítě včetně zničených mostů; rozvodů elektrické energie, vodovodů, podzemních zdrojů pitné vody, plynu; funkčnosti kanalizace a čistíren odpadních vod, poškozené říční sítě a rybniční soustavy), - obnova bytového fondu (s prioritou bydlení pro občany, kteří o dům či byt přišli), - obnova provozu státních i podnikatelských subjektů zajišťujících zaměstnanost v kraji, - obnova zdravotnických, vzdělávacích a lázeňských zařízení v kraji, - obnova památek, kulturních zařízení a zařízení sloužících cestovnímu ruchu a sportu. fáze tvorby vlastního plánu obnovy. Součástí plánu obnovy jsou - problémy obyvatel (naděje zraněných na přežití závisí na rozsahu a velikosti pohromy a jejich dopadů; z toho plyne potřeba v plánu obnovy identifikovat jak zdravotní služby, tak pomoc psychologů předem), - problémy budov, komunikací a další infrastruktury (nutnost prověřit rozsah fyzického poškození budov, systémů zásobování vodou, elektřinou, jídlem, kanalizace apod. a porovnat je s předem stanovenými daty, pro které jsou připraveny zdroje a postupy obnovy), 64

65 - problémy služeb (potřeba obnovy činnosti podniků, které mohou přispět k rychlému zotavení života v území a z toho plynoucí podporu implementaci plánů kontinuity jako součástí plánu obnovy), - na základě analýzy situace realizace vhodné varianty plánu obnovy nebo alespoň plánu pro nepředvídané situace rozuměj výběr variant řešení obnovy účinné, přijatelné, perspektivní pro další rozvoj a přitom finančně zvládnutelné. V procesu specifikace nákladů na obnovu se musí nejprve identifikovat a určit priority v území, funkcích a provozech. K tomu slouží úvahy o: podstatě pohromy a jejich dopadech (především u těch zájmů a funkcí, které byly v rámci analýz určeny jako podstatné), stanovení maximální doby, po kterou mohou probíhat alternativní dočasné postupy vedoucí k zajištění kontinuity činnosti území (podniku, organizace). S ohledem na existenci vnitřní provázanosti faktorů je možné určit různé varianty postupů. 3.4 Kritická infrastruktura Základní funkcí státu je zajistit ochranu a rozvoj chráněných zájmů a trvale udržitelný rozvoj lidské společnosti. Zajištění bezpečnosti státu, fungování ekonomiky, fungování veřejné správy a zabezpečení základních životních potřeb obyvatelstva je závislé na konkrétních infrastrukturách, které jsou označovány jako kritické. Kritickou infrastrukturou (KI) rozumíme souhrn systémů a objektů, jejichž zničení nebo omezení funkčnosti má vážné dopady na ekonomickou a společenskou stabilitu, obranyschopnost a bezpečnost státu a na fungování státu jako územně společenské komunity. V KI rozlišujeme objekty KI, tj. stavby nebo zařízení zajišťující fungování KI, a subjekty KI, kterými jsou vlastníci nebo provozovatelé objektů KI. Kritická infrastruktura obvykle zahrnuje: systém dodávky energií, především elektřiny, systém dodávky vody, kanalizační systém, přepravní síť, komunikační a informační systémy, bankovní a finanční sektor, pohotovostní služby (lékařské, policejní, hasiči, záchranný systém), nouzové služby (policie, hasičská záchranná služba, zdravotnictví), základní služby (zásobování obyvatel, likvidace odpadu, sociální služby), průmysl a zemědělství, státní správu a samosprávu. 65

66 Tab. 3.1: Oblasti národní kritické infrastruktury P.č. Oblast KI Produkt nebo služba 1. Energetika 2. Vodní hospodářství 3. Potravinářství a zemědělství 4. Zdravotní péče 5. Doprava Komunikační a informační systémy Bankovní a finanční sektor 1.1 Elektřina 1.2 Plyn 1.3 Tepelná energie 1.4 Ropa a ropné produkty 2.1 Zásobování pitnou a užitkovou vodou 2.2 Zabezpečení a správa povrchových vod a podzemních zdrojů vody 2.3 Systém odpadních vod 3.1 Produkce potravin 3.2 Péče o potraviny 3.3 Zemědělská výroba 4.1 Přednemocniční neodkladná péče 4.2 Nemocniční péče 4.3 Ochrana veřejného zdraví 4.4 Výroba, skladování a distribuce léčiv a zdravotnických prostředků 5.1 Silniční 5.2 Železniční 5.3 Letecká 5.4 Vnitrozemská vodní 6.1 Služby pevných telekomunikačních sítí 6.2 Služby mobilních telekomunikačních sítí 6.3 Radiová komunikace a navigace 6.4 Satelitní komunikace 6.5 Televizní a radiové vysílání 6.6 Poštovní a kurýrní služby 6.7 Přístup k internetu a k datovým službám 7.1 Správa veřejných financí 7.2 Bankovnictví 7.3 Pojišťovnictví 7.4 Kapitálový trh 8. Nouzové služby 8.1 HZS ČR a příslušné jednotky požární ochrany 8.2 Policie ČR (vnitřní bezpečnost a veřejný pořádek) 8.3 AČR (zabezpečení obrany) 8.4 Radiační monitorování včetně podkladů pro opatření vedoucích ke snižování nebo odvrácení ozáření 8.5 Předpovědní, varovná a hlásná služba 9. Veřejná správa 9.1 Státní správa a samospráva 9.2 Sociální ochrana a zaměstnanost (sociální zabezpečení, státní sociální podpora, sociální pomoc) 9.3 Výkon justice a vězeňství 66

67 Z výše uvedeného je zřejmé, že KI je velice rozsáhlá a očekává se, že stát ji bude nepřetržitě chránit. Je tu však problém, neboť ne všechny subjekty a objekty KI patří státu. Řada subjektů a objektů KI je součástí soukromého sektoru, ve kterém platí především zájem o zvyšování zisku před výdejem nákladů na zajištění ochrany a bezpečnosti objektu KI. I přes tuto skutečnost se stát, prostřednictvím Výboru pro civilní nouzové plánování (VCNP), který je stálým pracovním orgánem Bezpečnostní rady státu (BRS), touto problematikou zabývá. BRS ve svém usnesení č. 30 ze dne projednala a schválila 9 oblastí národní KI a v jejich rámci deklarovala 37 produktů a služeb tak, jak je uvedeno v tabulce 3.1 (tabulka je zpracována podle Usnesení Bezpečnostní rady státu č. 30/2007). Významnou změnu v oblasti krizového řízení včetně KI přinesla novela krizového zákona realizovaná zákonem č. 118/2011 Sb., ve které je uvedeno úplné znění zákona č. 240/2000 Sb., o krizovém řízení a o změně některých zákonů (krizový zákon), jak vyplývá z pozdějších změn a s novelou související Nařízení vlády č. 432/2010 Sb., kterým se stanoví průřezová a odvětvová kritéria pro určení prvku kritické infrastruktury. S ohledem na skutečnost, že v původním znění krizového zákona byly některé formulace, které umožňovaly nejednotný výklad některých termínů, výše citované dokumenty vymezují některé pojmy, které s KI úzce souvisí. Podle nich se rozumí: a) krizovým řízením souhrn řídících činností orgánů krizového řízení zaměřených na analýzu a vyhodnocení bezpečnostních rizik a plánování, organizování, realizaci a kontrolu činností prováděných v souvislosti s přípravou na krizové situace a jejich řešením, nebo ochranou kritické infrastruktury, b) krizovou situací mimořádná událost podle zákona o IZS (Zákon č. 239/2000 Sb., o integrovaném záchranném systému a o změně některých zákonů, ve znění pozdějších předpisů), narušení kritické infrastruktury nebo jiné nebezpečí, při nichž je vyhlášen stav nebezpečí, nouzový stav nebo stav ohrožení státu (dále jen krizový stav ), c) krizovým opatřením organizační nebo technické opatření určené k řešení krizové situace a odstranění jejích následků, včetně opatření, jimiž se zasahuje do práv a povinností osob, d) pracovní povinností povinnost fyzické osoby vykonávat po nezbytně nutnou dobu určenou práci, která je nutná pro řešení krizové situace a kterou je tato osoba povinna konat v místě určeném orgánem krizového řízení, e) pracovní výpomocí povinnost fyzických osob vykonávat jednorázové a mimořádné úkoly nezbytné pro řešení krizové situace, které jsou povinny konat v místě určeném orgánem krizového řízení, f) věcným prostředkem movitá nebo nemovitá věc nebo poskytovaná služba, pokud tuto věc nebo službu lze využít při řešení krizové situace, g) kritickou infrastrukturou prvek kritické infrastruktury nebo systém prvků kritické infrastruktury, narušení jehož funkce by mělo závažný dopad na 67

68 bezpečnost státu (Čl. 2 ústavního zákona č. 110/1998 Sb. o bezpečnosti České republiky), zabezpečení základních životních potřeb obyvatelstva, zdraví osob nebo ekonomiku státu, h) evropskou kritickou infrastrukturou kritická infrastruktura na území České republiky, jejíž narušení by mělo závažný dopad i na další členský stát Evropské unie, i) prvkem kritické infrastruktury zejména stavba, zařízení, prostředek nebo veřejná infrastruktura (Zákon č. 183/2006 Sb., o územním plánování a stavebním řádu stavební zákon ve znění pozdějších předpisů), určené podle průřezových a odvětvových kritérií; je-li prvek kritické infrastruktury součástí evropské kritické infrastruktury, považuje se za prvek evropské kritické infrastruktury, j) ochranou kritické infrastruktury opatření zaměřená na snížení rizika narušení funkce prvku kritické infrastruktury, k) subjektem kritické infrastruktury provozovatel prvku kritické infrastruktury. Zákon č. 118/2011 Sb. rozlišuje dva typy subjektů soukromé (provozovatelem je právnická a podnikající fyzická osoba; jsou určovány hasičským záchranným sborem kraje, popřípadě gesčním ministerstvem nebo jiným ústředním správním orgánem a to formou opatření obecné povahy), státní (provozovatelem je organizační složka státu; jsou určeny usnesením vlády). Jde-li o provozovatele prvku Evropské kritické infrastruktury (EKI), považuje se tento za subjekt EKI. Subjekty kritické infrastruktury dělíme podle kriterií. Jako subjekty zvláštní kategorie jsou řešeny subjekty EKI. Prvním kritériem je nenahraditelnost. V případě porušení subjektu je nutná jeho oprava, rekonstrukce nebo nová výstavba. Z uvedeného je zřejmé, že činnost subjektu nelze v krátkém časovém období nahradit a bude nutné přijmout opatření (regulační stupně, stavy nouze, stavy omezení, resp. vyhlášení krizového stavu), která mohou nabývat až celostátního rozsahu. Podle tohoto kriteria se zařazují subjekty KI do I. kategorie. Druhým kriteriem je nahraditelnost, kdy při narušení nebo zničení jsou nutné opravy, rekonstrukce nebo znovuvýstavba. Subjekt je však možné nahradit jiným subjektem nebo provizoriem s dostačující kvalitou. Rovněž i v tomto případě jsou přijímána opatření (regulační stupně, stavy nouze, stavy omezení, resp. vyhlášení krizového stavu), mající však omezený rozsah v návaznosti na postižené území. Podle tohoto kriteria se zařazují subjekty KI do I. a II. kategorie. Posledním kriteriem je úroveň působnosti (potřebnosti). Subjekty KI podle jejich úrovně působnosti (potřebnosti) dělíme na místní, krajské, národní (celostátní) a nadnárodní (EKI). Každá z uvedených úrovní má svou kategorii. 68

69 Subjekty zařazené do místní (nejnižší) úrovně jsou označovány jako subjekty kritické infrastruktury III. kategorie. Subjekty zařazené do krajské úrovně jsou označovány jako subjekty kritické infrastruktury II. kategorie. Jejich narušení nebo ohrožení správného chodu funkcí musí řešit krajský úřad. Tab. 3.2: Oblasti Evropské kritické infrastruktury Oblast I. Energetika II. Jaderný průmysl III. Informační a komunikační technologie IV. Voda Podoblast 1. Výroba ropy a plynu, úprava (rafinace), zpracování, skladování a distribuce prostřednictvím produktovodů. 2. Výroba a přenos (transmise) elektřiny. 3. Výroba a skladování (zpracování) jaderných látek 4. Ochrana informačních systémů a sítí 5. Používání automatizovaných a kontrolních systémů 6. Internet 7. Poskytování pevných telekomunikačních sítí 8. Poskytování mobilních telekomunikačních sítí 9. Radiová komunikace a navigace 10. Satelitní komunikace 11. Vysílání 12. Zásobování pitnou vodou 13. Kontrola kvality vody 14. Zachycování a kontrola objemu vody V. Potraviny 15. Zásobování potravinami a zajištění bezpečnosti potravin VI. Ochrana zdraví VII. Finanční VIII. Doprava IX. Chemický průmysl 16. Lékařská a nemocniční péče 17. Léky, séra, očkovací látky a léčiva 18. Biologické laboratoře a biologické agens 19. Infrastruktury a systémy plateb 20. Regulované trhy 21. Silniční doprava 22. Železniční doprava 23. Letecká doprava X. Vesmír 28. Vesmír XI. Výzkumná zařízení 24. Vnitrozemská vodní doprava 25. Námořní a pobřežní doprava 26. Produkce a skladování (zpracování) chemických látek 27. Produktovody pro přepravu nebezpečných látek (chemických látek) 29. Výzkumná zařízení (Zpracováno podle dokumentu Evropské komise čj /06) Subjekty s celostátní úrovní působnosti jsou označovány jako subjekty kritické infrastruktury I. kategorie. Narušení nebo ohrožení správného chodu funkcí musí řešit 69

70 ministerstvo, ústřední správní úřad, právnické a fyzické osoby působící na území celého státu nebo na území více krajů. Jde o nenahraditelné subjekty, které při zničení nebo poškození jsou velmi obtížně (pomalu) obnovitelné a narušují chod celého státu. Subjekty s nadnárodní úrovní představují subjekty, jejichž narušení vyvolává narušení chodu EKI (minimálně narušují KI dvou nebo více zemí EU; vzniklým problémem se zabývá Evropská komise). Subjekt kritické infrastruktury zpracovává Plán připravenosti subjektu kritické infrastruktury, ve kterém jsou identifikována možná ohrožení funkce prvku KI a stanovena opatření na jeho ochranu. Kromě toho subjekt kritické infrastruktury určuje styčného bezpečnostního zaměstnance, poskytujícího za subjekt kritické informace součinnost při plnění úkolů podle krizového zákona: l) průřezovými kritérii soubor hledisek pro posuzování závažnosti vlivu narušení funkce prvku kritické infrastruktury s mezními hodnotami, které zahrnují rozsah ztrát na životě (více než 250 mrtvých), dopad na zdraví osob (více než 2500 osob s následnou hospitalizací po dobu delší než 24 hodin), mimořádně vážný ekonomický dopad (hospodářská ztráta státu vyšší než 0,5% hrubého domácího produktu) nebo dopad na veřejnost v důsledku rozsáhlého omezení poskytování nezbytných služeb nebo jiného závažného zásahu do každodenního života (postihující více než osob). Průřezová kritéria navrhuje Ministerstvo vnitra, 2) odvětvovými kritérii technické nebo provozní hodnoty k určování prvku kritické infrastruktury v odvětvích energetika, vodní hospodářství, potravinářství a zemědělství, zdravotnictví, doprava, komunikační a informační systémy, finanční trh a měna, nouzové služby a veřejná správa. Odvětvová kriteria navrhují ministerstva a jiné ústřední správní úřady k ochraně KI náležející do jejich působnosti a návrhy předkládají Ministerstvu vnitra. Konkretizace odvětvových kriterií pro určení prvků KI je uvedena v příloze Nařízení vlády č. 432/2010 Sb. Problematika bezpečnosti prvků KI patří však i k současným prioritám mezinárodních organizací. Orgány Evropské unie (EU) v prosinci roku 2006 schválily Návrh Směrnice Rady EU o určování a označování EKI a o posouzení potřeby zvýšit její ochranu (dokument Evropské komise čj /06). Dokument vychází z principů subsidiarity (tj. odpovědnosti především na národní úrovni), důvěrnosti sdílených informací, spolupráce zainteresovaných subjektů (vlastníci, provozovatelé, stát, regulátoři, normalizační úřady, atd.), proporcionality (chránit nelze vše), odvětvového přístupu (podle odvětví/oblastí KI) a doplňkovosti (existence stávajících norem). V souladu s citovaným dokumentem EK byl zpracován přehled oblastí a podoblastí EKI, uvedený v tabulce 3.2. LITERATURA ŠENOVSKÝ, M. - ADAMEC, V. - VANĚK, M. (2006). Bezpečnostní plánování. SPBI: Ostrava, s. ISBN

71 Usnesení vlády č. 391/1998 Usnesení vlády ČR č.1254/2003 Zákon č. 239/2000 Sb., o integrovaném záchranném systému a změně některých zákonů, ve znění pozdějších předpisů Zákon č. 118/2011 Sb., o krizovém řízení a o změně některých zákonů krizový zákon 71

72 4. FORMY GEOGRAFICKÉ PODPORY KRIZOVÉHO ŘÍZENÍ Darina MÍSAŘOVÁ, Gustav ŠAFR, Zdeněk STACHOŇ, Kateřina TAJOVSKÁ, Jitka KUČEROVÁ 4.1 Taktické řízení při řešení mimořádných událostí Koordinování záchranných a likvidačních prací (ZaLP) v místě nasazení složek IZS a v prostoru předpokládaných účinků mimořádné události ("místo zásahu") a řízení součinnosti těchto složek provádí velitel zásahu (VZ). Ten podle závažnosti mimořádné události (MU) vyhlásí odpovídající stupeň poplachu dle příslušného poplachového plánu IZS. Kdo je VZ stanoví zákon o IZS (Zákon č. 239/2000 Sb., Vyhláška č. 247/2001 Sb.). Pokud zvláštní právní předpis nestanoví jinak, je VZ velitel jednotky požární ochrany nebo příslušný funkcionář HZS s právem přednostního velení (Vyhláška č. 328/2001 Sb.). Druh MU tedy rozhoduje o tom, kdo je VZ (HORÁK et al., 2004, s. 245, 246) v případě, že je pro konkrétní druh MU legislativně stanoveno, kdo řídí ZaLP na místě zásahu. Pokud na místě zásahu není ustanoven VZ výše uvedeným způsobem, řídí součinnost těchto složek velitel nebo vedoucí zasahujících SaP složky IZS, která v místě zásahu provádí převažující činnost. Velitel zásahu je při provádění ZaLP oprávněn (ŠENOVSKÝ et al., 2005, s ): zakázat nebo omezit vstup osob na místo zásahu a nařídit, aby místo zásahu opustila osoba, jejíž přítomnost není potřebná, nařídit evakuaci osob, popřípadě stanovit i jiná dočasná omezení k ochraně života, zdraví, majetku a životního prostředí, vyzvat osobu, která se nepodřídila stanoveným omezením, aby prokázala svoji totožnost; tato osoba je povinna výzvě vyhovět, nařídit bezodkladné provádění nebo odstraňování staveb, terénních úprav za účelem zmírnění nebo odvrácení rizik vzniklých mimořádnou událostí, vyzvat právnické osoby nebo fyzické osoby k poskytnutí osobní nebo věcné pomoci, zřídit štáb velitele zásahu jako svůj výkonný orgán a určit náčelníka a členy štábu (členy štábu jsou zejména velitelé a vedoucí složek IZS; členy tohoto štábu mohou být dále fyzické osoby a zástupci právnických osob, se kterými složky IZS spolupracují nebo které poskytují osobní nebo věcnou pomoc), rozdělit místo zásahu na sektory, popřípadě úseky, a stanovit jejich velitele, kterým je oprávněn ukládat úkoly a rozhodovat o přidělování SaP do podřízenosti velitelů sektorů a úseků. 72

73 Je třeba poznamenat, že výše uvedené pravomoci ze zákona o IZS jsou vázány právě jen na místo zásahu a vyplývají z nutnosti bezprostředního jednání zejména při záchraně osob. Velitel zásahu dále a) organizuje ZaLP s ohledem na zásady koordinace složek a po konzultaci s vedoucími složek IZS stanoví celkový postup provedení ZaLP, přičemž také vychází z typové činnosti složek při společném zásahu, b) zajišťuje součinnost mezi vedoucími složek IZS, která zahrnuje také označení VZ, náčelníka a členy štábu VZ a vedoucího složky, ukládá potřebné příkazy vedoucím složek, přičemž SaP složek nadále podléhají vedoucím těchto složek IZS (z toho vyplývá, že VZ neřídí každého člena složky, ale řídí složky ke koordinaci předepsaných a potřebných úkolů prostřednictvím jejich velitelů), c) organizuje členění místa zásahu, d) stanoví v místě zásahu svého nástupce pro případ předání funkce VZ, e) organizuje spojení mezi místem zásahu a územně příslušným operačním a informačním střediskem (dále jen OPIS ) při předávání informací a vyhlašuje nebo upřesňuje pro místo zásahu odpovídající stupeň poplachu územně příslušného poplachového plánu IZS a vyžaduje povolávání potřebného množství SaP složek na místo zásahu, g) organizuje součinnost složek s ostatními právnickými a fyzickými osobami poskytujícími osobní a věcnou pomoc, se správními úřady, s orgány obcí a jejich organizačními složkami IZS. Podle rozsahu MU a potřeb koordinace ZaLP velitel zásahu organizačně člení místo zásahu na: vnější zónu pro uzavření místa zásahu, nebezpečnou zónu s charakteristickým nebezpečím v místě zásahu, nástupní prostor, týlový prostor, dekontaminační prostor, prostor pro poskytnutí zdravotní péče osob postižených MU, shromaždiště evakuovaných, prostor pro náhradní ustájení evakuovaných nebo zachráněných zvířat, popřípadě též poskytnutí veterinární péče, prostor pro umístění a identifikaci obětí, prostor předpokládaného šíření MU, úsek a sektor, přičemž úsekem se rozumí část místa zásahu, kde složky provádí ZaLP; při plošně rozsáhlých MU, může VZ zřídit pro několik úseků sektor. Dále velitel zásahu stanoví místo pro velitelské stanoviště, 73

74 stanoviště štábu VZ, informování sdělovacích prostředků a informování o osobách postižených MU. Velice důležité je, aby byl VZ pro ostatní složky IZS i občany čitelný, tzn. je nezbytně nutné, aby byl řádně označen - páskou na levé paži s nápisem "VELITEL ZÁSAHU" nebo vestou se stejným nápisem. Velitelské stanoviště musí být pokud možno na stabilním a plně zabezpečeném a chráněném místě. V případě, že VZ nemůže vykonávat svoje oprávnění a plnit povinnosti, stává se velitelem zásahu nástupce, kterého určil v místě zásahu předem, případně jiný vedoucí složky IZS, která provádí v místě zásahu převažující činnost. Ve zprávě o zásahu se pak zaznamená čas změny VZ, jeho jméno a příjmení. Štáb velitele zásahu (dále jen štáb") je využíván při koordinaci složek IZS a připravuje rozhodnutí VZ. Štáb tvoří: a) náčelník štábu, který odpovídá za činnost štábu; navrhuje VZ složení štábu, zastupuje VZ po dobu jeho nepřítomnosti a zajišťuje styk s veřejností na místě zásahu, b) člen štábu pro spojení, který zabezpečuje koordinaci spojení na místě zásahu mezi jednotkami a složkami IZS a spojení složek IZS s příslušným operačním střediskem, c) člen štábu pro týl, který organizuje materiální zabezpečení jednotek, včetně podmínek péče o hasiče a osoby vyzvané k poskytnutí osobní pomoci, evidenci výdajů a nákladů na zásah a poskytování neodkladné péče osobám postiženým mimořádnou událostí, Poznámka: Výše uvedené funkce představují minimální možný štáb. d) člen štábu pro analýzu situace na místě zásahu, který provádí analýzu situace na místě zásahu za účelem přípravy rozhodnutí VZ, e) člen štábu pro nasazení SaP, který organizuje součinnost jednotek a složek IZS na místě zásahu a jejich evidenci, f) zástupci složek IZS, g) pomocníci členů štábu, kterými mohou být vedle hasičů i fyzické osoby a zástupci právnických osob, které při zásahu poskytují osobní nebo věcnou pomoc nebo se kterými složky IZS na místě zásahu spolupracují. Stanoviště štábu určí VZ, a to obvykle v místě velitelského stanoviště. Na stanovišti štábu musí být přítomen po dobu zásahu některý z jeho členů a vedena evidence o činnosti štábu. Stanoviště štábu musí být zabezpečeno proti neoprávněnému vstupu nepovolaných osob a před vlivem nepříznivých meteorologických podmínek. Současně musí být zajištěn náhradní mobilní zdroj elektrické energie a prostředky k odstranění technických závad na zařízeních používaných pro činnost štábu. 74

75 Stejně jako VZ, tak i náčelník a členové štábu VZ jsou označeni podle zvláštního právního předpisu (Vyhláška č. 247/2001 Sb.). Jejich označení zajišťuje HZS ČR, pokud se zúčastňuje ZaLP. Při společném zásahu složek IZS musí velitel zásahu zajistit součinnost mezi vedoucími těchto složek (ŠENOVSKÝ et al., 2005, s.102). Součinnost je zajišťována prostřednictvím soustavné činnosti VZ, velitele sektoru nebo velitele úseku, jejichž úkoly a ve vztahu k řízení součinnosti složek IZS jsou obdobné jako VZ, ovšem jsou omezeny na svěřený úsek, štábu VZ nebo spojení. Vedoucí složky IZS ohlašuje VZ svoji přítomnost, množství SaP složky ihned po té, co se dostaví na místo zásahu, podřizuje se příkazům VZ, popřípadě velení velitele úseku nebo velitele sektoru (dále jen nadřízený"), podává jim informace o plnění svých úkolů a o situaci v místě svého nasazení; v případě bezprostředního ohrožení života sil je oprávněn změnit rozhodnutí nadřízených, předává řízení složky na dobu své nepřítomnosti nástupci, oznamuje nadřízenému vznik situace, kdy hrozí bezprostřední ohrožení života a zdraví sil složek a činí neodkladná opatření k ochraně jejich zdraví a životů, předává VZ potřebné podklady pro zpracování zprávy o zásahu. Vedoucí složky IZS je v místě zásahu označen reflexní vestou nebo rukávovou páskou, které označují také příslušnost ke složce. Uvedené označení si zabezpečuje každá složka sama. 4.2 Systém geografické podpory krizového řízení Pro sdílení informací, koordinaci a kooperaci řídících a operačních složek krizového managementu a různých organizací zapojených do řešení krizové situace je rozhodující efektivní a spolehlivý informační a komunikační systém, který by umožnil všem uživatelům získat právě ty informace, které jsou pro ně nezbytné. V rámci řešení výzkumného záměru byly získány informace o využití a získávání dat a informací, klíčových informačních tocích a souvisejících tématech od klíčových organizací, které mají v České republice zabezpečovat přímé geoinformační toky dané legislativně nebo organizačně v rámci krizového řízení. Mezi organizace zahrnuté do šetření, které proběhlo v roce 2008, byly zahrnuty základní složky integrovaného záchranného systému, oddělení krizového řízení na krajských úřadech a oddělení krizového řízení vybraných ministerstev ČR. 75

76 4.2.1 Geoinformační technologie pro správu a vizualizaci dat Integrovaný záchranný systém (IZS) V oblasti geoinformačních technologií existovaly a stále existují mezi jednotlivými složkami IZS výrazné rozdíly. Nejlepší pozici má v současné době Hasičský záchranný sbor České republiky (HZS ČR). Geoinformační systémy zde byly zavedeny v roce 2000 jako jedny z prvních. V současné době HZS ČR disponuje produkty společnosti ESRI (ArcGIS) a dalšími aplikacemi komerčních společností vyrobenými na klíč (T-MAPY spol. s r.o., RCS Kladno, s.r.o., Profia, s.r.o.). Tento systém je postaven na modulárním řešení obsahující aplikace od několika různých komerčních společností navázaných na softwarové vybavení od společnosti ESRI (GiselIZS AE Operátor, Spojař, Výjezd, GIS klient). Systém je společný pro všechna krajská ředitelství HZS, centrální datový sklad spravuje Institut ochrany obyvatelstva Lázně Bohdaneč. Distribuci dat a architekturu celého systému v rámci sítě jednotlivých pracovišť KOPIS popisuje ve své práci ZETEK (2010). Pro Zdravotnickou záchrannou službu (ZZS) dodávají potřebný geovizualizační software na operační střediska různé soukromé firmy. Bylo zjištěno, že nejčastěji je využívána aplikace GISel IZS (shodně jako v případě HZS ČR) firmy T-MAPY, spol. s r.o., kterou využívá celkem 7 krajských operačních středisek ZZS. U třech krajských operačních středisek ZZS se můžeme setkat s řešením dodávaným firmou MEDIUMSOFT, a.s. Jedná se o další ze systémů pro podporu vnitřních organizačních procesů u záchranné služby. Řešení využívá moderní nástroje informačních a komunikačních technologií. Dispečerský systém krajského operačního střediska se (v tomto případě) skládá z dílčích subsystémů: administrátor, výjezdového stanoviště, zdravotnické dokumentace (záznam o výjezdu) a pojišťovny. Dalšími individuálními aplikacemi vyskytujícími se na krajských operačních střediscích ZZS jsou řešení firmy KomTes Chrudim s.r.o. s názvem NaviGate (platforma pro vizualizaci a integraci širokého spektra prostorových dat nad mapovým podkladem), dále pak InfoMapa firmy PJSOFT s.r.o. (desktopová aplikace projektovaná na bázi systému InfoMap, který zobrazuje vektorová data a umožňuje připojení informačních databází ke všem druhům grafických objektů) a řešení ECC - Emergency Control Center firmy CPE, spol. s r.o. dodávající integrační, řídící a komunikační nástroje na různých úrovních. Materiální vybavení ZZS jsou na dobré úrovni a často převyšují evropský i světový standard (HASÍK, 2008). Ve většině vozů ZZS je také instalovaný přijímač GPS napojený na vysílačku a u některých operačních středisek je implementován program pro sledování těchto vozidel. Sledování a řízení vozového parku je nejčastěji založeno na principu přenosu polohové informace na bázi systému GPS z mobilní jednotky do dispečerského centra, které je zajišťováno různými systémy, např. systém Fleetware firmy Radium, s.r.o., LUPUS firmy PRINCIP a.s. atd. Polohy vozidel se na některých krajských zdravotnických operačních střediscích zobrazují přímo v GIS, například v aplikaci GISel IZS, NaviGate atd. Dispečer má možnost buďto sledovat pohyb jednoho vozidla on-line s nastavitelným přiblížením nebo sledovat pohyb veškerých vozidel v kraji 76

77 najednou, případně lokalizovat akci a jejich prioritu v čase apod. Komunikace s výjezdovými posádkami probíhá nejčastěji pomocí radiostanic různých systémů (Motorola, Matra apod.) nebo komunikaci zabezpečuje síť GSM s využitím služby SMS/DATA/GPRS. Policie ČR zatím geoinformační technologie pro potřeby krizového řízení využívá minimálně. Od roku 2010 se zpracovává projekt zavedení GIS u Policie, který by měl poskytovat mapové, analytické, koordinační služby, kontrolní mechanismy a spolupracovat s obdobnými systémy používanými v IZS. Tento projekt si klade za cíl vytvořit i mimo jiné WMS (Web Map Service) služby dostupné široké veřejnosti, kde by se publikovaly data o činnosti policie např. ve formě kartograficky zpracovaných informacích o kriminální činnosti. Výrazně odlišná situace od popisovaného stavu je v Moravskoslezském kraji, kde bylo v červnu 2011 spuštěno integrované bezpečnostní centrum (IBC), které bylo vybudováno z prostředků Evropské unie. Všechny tři základní složky IZS mají celý proces od přijetí tísňového volání až po operační řízení koncentrován v jedné budově. Uvedený systém je v České republice jedinečný a prozatím nebyl aplikován v jiných krajích ČR (viz též kapitola 11.2). Obr. 4.1: Struktura architektury NIS IZS (zdroj: Informace o projektu IS IZS, 2011) Unifikaci vybavení geoinformačními technologiemi u všech tří základních složek IZS má zajistit program Národního informačního systému integrovaného záchranného systému NIS IZS (viz obr. 4.1). Tento systém vzniká od roku 2008 a v současné fázi probíhají pilotní studie na krajských odděleních jednotlivých složek IZS. Ideové řešení projektu vystihuje základní myšlenku, provázanost celkového řešení a 77

78 základní strukturu projektu IS IZS společné standardy a technologie všude tam, kde jednotlivé složky IZS provádí obdobné procesy a plnou provázanost tam, kde kooperují. Střechový projekt NIS IZS vytváří jednotnou úroveň informačních systémů operačního řízení a modernizuje technologie pro příjem tísňového volání základních složek integrovaného záchranného systému. Základním cílem tohoto projektu je prokazatelné snížení následků mimořádných událostí méně mrtvých, zraněných, menší škody na majetku a vyšší uchráněná hodnota při těchto událostech, a to tam, kde při mimořádných událostech zasahuje současně více složek IZS. Typickými příklady takových zásahů jsou např. požáry a dopravní nehody. Krajské úřady Systém krizového řízení je nastavený v souladu se zákonem 240/2000 Sb. a nařízením vlády č. 462/2000 Sb. k Zákonu č. 240/2000 Sb. To znamená, že do struktury krizového řízení České republiky spadá také krizové řízení na krajských úřadech (KÚ). Na všech krajích je ustanovená Bezpečnostní rada kraje (BRK) a také funkce tajemníka BRK, který je vždy i členem BRK. Na všech krajích tuto funkci vykonává vedoucí oddělení/odboru krizového řízení. Současně v souladu s citovaným nařízením vlády má každý kraj ustanovený krizový štáb kraje (KŠK) a funkci tajemníka KŠK. Oddělení krizového řízení spadá na 11 krajských úřadech v ČR pod Odbor kancelář hejtmana, na zbylých třech krajích je krizové řízení samostatným odborem. V oblasti geoinformačních technologií v prostředí Krajských úřadů výrazně dominují produkty společnost ESRI nebo řešení postavená na ESRI technologiích. Kromě těchto produktů se zde vyskytují (někdy současně s technologií ESRI) také technologická řešení firem VARS Brno a.s., Hydrosoft Veleslavín, s r.o., T-Mapy, spol. s r.o., Z.L.D. s r.o., AVANTI, KomTes Chrudim s.r.o. Krizové řízení na ministerstvech a ostatních státních úřadech Ministerstva musí mít ze zákona zřízeno pracoviště krizového řízení. Obecně se jedná o odbory krizového řízení (názvy se mírně liší), které mají v působnosti bezpečnost, krizové řízení (přípravu na řešení krizové situace) a většinou i ochranu utajovaných informací. Tyto odbory (ani jejich vedoucí) nejsou součástí žádné bezpečnostní rady. Členy Bezpečnostní rady státu a Ústředního krizového štábu jsou vždy ministři jednotlivých resortů. Ministerské "krizové" odbory bývají obecně členy krizových štábů ministerstev, což je pracovní orgán ministerstva k řešení krizových situací, jehož složení určuje ministr. Pro potřeby naší analýzy bylo vytipováno celkem 9 ministerstev a osloveny byly jejich příslušné odbory krizového řízení. Jen 5 ministerstev na výzvu reagovalo. U těchto však bylo dále šetřením zjištěno, že Ministerstvo průmyslu a obchodu v současnosti nevyužívá žádný informační systém kromě ARGISu, který provozuje Správa státních hmotných rezerv. Ani Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy nevyužívá v krizovém řízení GIS ani žádné jiné kartografické podklady. Šetření tedy bylo provedeno se zástupci oddělení krizového řízení Ministerstva životního prostředí, 78

79 s vedoucím oddělení krizového řízení Ministerstva zemědělství a s tajemníkem Komise GIS, jejímž zřizovatelem je Ministerstvo vnitra. Jako další státní instituce byly osloveny a šetřením prošly Správa státních hmotných rezerv (SSHR), zajišťující hospodářská opatření pro krizové stavy, a Krizové koordinační centrum Státního úřadu pro jadernou bezpečnost (SÚJB) Geodata pro potřeby krizového řízení Základním prvkem každého informačního systému jsou data. Jednotlivé složky krizového řízení využívají různých datových podkladů pocházejících z různých zdrojů. Ke vzájemnému poskytování dat dochází jen zřídka a je to otázkou individuální angažovanosti zástupců jednotlivých složek činných v krizovém řízení. Datový sklad IZS Výroční zpráva Komise GIS HZS ČR (2006) dělí použité datové sady u HZS ČR na dvě skupiny data referenční a data tematická. Mezi referenční data jsou zahrnuta data: ZABAGED a vrstevnice, GEONAMES pomístní názvosloví, StreetNet ČR, Definiční body, Registr ekonomických subjektů a Registr sčítacích obvodů. Data tematická představují datové sady Českých drah, Operativa, Poplachové plány, Spojení, Lesních správ, Ředitelství silnic a dálnic, Turistické trasy a Vodstvo. Jako alternativní referenční vrstva (dle klasifikace HZS) je zmíněn například DMÚ 25 z produkce Vojenského geografického a hydrometeorologického úřadu v Dobrušce a za alternativní tematická data můžeme považovat např. geologická data, data týkající se ochrany přírody, využití půdy apod. Centrální datový sklad HZS ČR byl vytvořen na přelomu let 2004 a 2005 a obsahuje celorepublikové podklady využívané pro tvorbu map. Datový sklad je umístěn v Institutu ochrany obyvatelstva (IOO) Lázně Bohdaneč, kde je udržován, spravován, aktualizován a distribuován jednotlivým krajským ředitelstvím HZS ČR. Všechna data dodávána do skladu jsou ve formátu ESRI shapefile v souřadnicovém systému S-JTSK. Do skladu se nedostanou žádná data, která nemají celostátní charakter. Většina dat je dodávána externími subjekty jak státního, tak soukromého charakteru a až na několik málo výjimek jsou dodávány zdarma. Hlavní oporou při získávání dat je zákon č. 240/2000 Sb. ze dne 28. června 2000 o krizovém řízení a o změně některých zákonů. HZS ČR se také snaží do skladu dodávat vlastní datové sady vzniklé z interních materiálů sboru. Pro data vytvářená vlastními silami příslušníků sboru se na IOO určuje na základě požadavků nejvhodnější datový model (Výroční zpráva Komise GIS HZS ČR, 2008). Ukázka vizualizace dat je na obrázku 4.2 na následující straně. Záchranná zdravotnická služba je samostatným právním subjektem zřizovaným krajem a tedy využívá data poskytovaná příslušným krajským úřadem. U některých krajských operačních středisek ZZS byla zjištěna také datová spolupráce s HZS ČR a především snaha sjednotit a legislativně opatřit data tak, aby byl datový model shodný s datovým modelem používaným operačními pracovníky HZS ČR. 79

80 U policie ČR se z dostupných digitálních dat zatím využívají produkty Geobáze od firmy Geodézie ČS, Infomapa a DMÚ. Obr. 4.2: Ukázka vizualizace topografických dat pro potřeby HZS v programu GISel IZS (zdroj: KŘ HZS Libereckého kraje) Veřejná správa Krizové řízení na úrovni státní správy a samosprávy je rozděleno do několika úrovní, v nichž si každé složky vytváří pro svou potřebu vlastní mapové podklady a datové soubory. Tyto podklady jsou většinou spravovány v rámci odboru GIS nebo přímo úřadem pro krizové řízení. Z již uvedeného dotazníkového šetření (FOLTÝNOVÁ et al., 2008) vyplynulo, že zde opět není žádný jednotný, standardizovaný systém, ani svým způsobem unifikovaná znaková sada, vytvořená pro potřeby krizového řízení. Vlastní tematická data, týkající se krizových situací, jsou už v současné době přístupná i veřejnosti v podobě mapových serverů a služeb, jimiž většina úřadů disponuje. Tyto mapové služby poskytuje občanům ministerstvo životního prostředí, jednotlivé krajské úřady, magistráty a městské úřady a v rámci možností i obecní úřady. Co se týče vlastních mapových produktů, které se dají označit jako mapy pro krizové řízení, lze je rozdělit obecně na povodňové plány a krizové mapy (havarijní, hrozeb apod.). Z hlediska jednotné koncepce a standardizace jsou nejlépe zpracovány povodňové plány, ke kterým existuje dostatečná metodika a legislativa. Podrobněji obsah a strukturu povodňových plánů uvádí Norma TNV Povodňové plány a Metodika pro tvorbu digitálních povodňových plánů Ministerstva životního prostředí. Nejrozšířenější podobou je digitální povodňový plán (dpp), který slouží hlavně povodňovým komisím kraje, jednotlivým obcím, institucím a zprostředkovaně 80

81 i složkám IZS či běžným občanům. Jedná se o GIS software firmy Hydrosoft Veleslavín s.r.o. a umožňuje propojení všech úrovní v rámci struktury povodňových komisí (stát, kraje, obce s rozšířenou působností) a zároveň informační propojení mezi orgány státní správy a složkami IZS. Obr. 4.3: Ukázka povodňového plánu mapový pohled Důležité organizace (zdroj: Pro vlastní potřeby si některá města a krajské úřady zpracovávají krizové mapy. Většinou se jedná opět o mapovou webovou službu, založenou na softwarovém řešení dodaném komerční společností. Typickým příkladem může být Mapa krizového řízení města Hradec Králové (dostupná na Některé další typy krizových map mohou mít specifické zaměření na jednotlivé tematiky havarijní plán Pardubic ( zdroje znečišťování ovzduší Brno ( mapa Bezpečné město v Plzni (plán policejních okrsků mapa sesuvů Zlín ( apod. Poskytovatelé geodat Jak již bylo zmíněno, hlavní oporou při získávání dat pro IZS je zákon č. 240/2000 Sb. ze dne 28. června 2000 o krizovém řízení a o změně některých zákonů. Další část dat (např. vrstva JPO, čerpací stanice a další) si složky IZS, zejména HZS produkují samostatně. Jako poskytovatelé dat jsou pro IZS uváděny nejčastěji státní organizace (ČÚZK, ČSÚ, ŘSD, AČR, ÚHÚL a další), ministerstva, veřejné výzkumné instituce, krajské úřady s povinností poskytovat informace zdarma a také soukromé firmy. Ze soukromých firem byly v dotazníku uváděny nejčastěji následující: GEODIS BRNO, 81

82 spol. s r.o., CEDA, a.s., SHOCART, spol. s r.o., ČD a další. Hlavní dodavatelé dat pro segment krizového řízení v prostředí České republiky jsou popsáni níže. Armáda České republiky (AČR) poskytuje digitální model území DMÚ-25 ve 157 spojitých vrstvách (rozdělených do 7 kategorií viz tab. 4.1) s příslušnými popisnými a kvalitativními informacemi v atributových tabulkách pokrývajících celé území ČR. Dále jsou dostupné rastrové ekvivalenty topografických map RETM 25, 50 a 100. Tab. 4.1: Přehled typů objektů v DMÚ VODSTVO 2. KOMUNIKACE 3. POTRUBÍ A ENERGETICKÉ PÁSY 4. ROSTLINNÝ KRYT 5. SÍDLA, PRŮMYSLOVÉ A JINÉ TOPOGRAFICKÉ OBJEKTY 6. HRANICE A OHRADY 7. TERÉNNÍ RELIÉF Central European Data Agency, a.s. (CEDA) poskytuje datovou sadu StreetNet ČR silniční síť České republiky do úrovně ulic a místních komunikací, která dále obsahuje i vrstvy doplňující mapovou sadu o vrstvy využití území a zemního pokryvu. Informace je doplněna o navigační informace typu jednosměrné komunikace, zákaz vjezdu apod. V atributech jsou připojeny také informace o číslu, třídě a typu silnice, informace o městě a názvy ulic. Doba aktualizace je čtvrtletní. Data jsou placená. Český hydrometeorologický ústav (ČHMÚ) poskytuje základní informace o charakteru počasí a podnebí (klimatu) v České republice a nezanedbatelným způsobem vstupuje do procesů předcházení (prevence), případně řízení a řešení krizí vzniklých v důsledku extrémní podoby meteorologických a hydrologických jevů. Zabránit přírodním nebezpečím sice do značné míry nelze, avšak vhodným propojením systémů vyhodnocování rizik a včasného varování s preventivními a zmírňujícími opatřeními je možno zabránit jejich rozvinutí do podoby katastrof. Světová meteorologická organizace (WMO) a národní meteorologické a hydrologické služby na mezinárodní i národní úrovni významným způsobem přispívají k určování, vyhodnocování a sledování nebezpečí vzniku katastrof a poskytování včasného varování. Zásadní podmínkou pro připravenost na katastrofy je fungující systém včasného varování schopný spolehlivě a včas dodávat ohroženému obyvatelstvu přesné informace. Za tím účelem je zabezpečována koordinace příslušných aktivit národních meteorologických a hydrologických služeb tak, aby se ke každé z nich bez ohledu na politické hranice dostaly údaje nezbytné k zajištění účinného poskytování operativního včasného varování před nebezpečími souvisejícími s počasím, vodou a klimatem. 82

83 Obr. 4.4: Schéma napojení Předpovědní a výstražné služby do celostátního varovného systému ( ČHMÚ) Vytvořením Centrálního předpovědního pracoviště (CPP), které je spojené s odpovídajícími regionálními předpovědními pracovišti (RPP) na jednotlivých pobočkách ČHMU, byla vytvořena Předpovědní a výstražná služba (PVS), jejíž součástí je i oddělení Výstražné a informační služby (VIS). Hlavní činností oddělení je vydávání výstrah na nebezpečné meteorologické prvky a jevy (např.: silné srážky, sněhovou pokrývku, závěje, náledí, silný vítr, mrazy v době vegetace), jakož i na ostatní jevy ovlivněné počasím (smogová situace, přenos nebezpečných látek v ovzduší apod.). V takovýchto případech poskytuje informace o aktuálním stavu a vývoji počasí na území ČR státním institucím a široké veřejnosti prostřednictvím informačních médií (rozhlas, televize, internet, telefon pevná i mobilní síť, apod.) viz obr Celý tento systém se nazývá Systém integrované výstražné služby (SIVS) a je společně poskytován jednak výstražnou službou ČHMÚ a dále Odborem hydrometeorologického zabezpečení Vojenského geografického a hydrometeorologického úřadu (HMZ VGHMÚř) pro území ČR. Úkolem SIVS je: vyhodnocení meteorologických a hydrologických aktuálních dat, informací a prognózních materiálů, vydávání a rozšiřování integrovaných výstražných informací. Pro všechny nebezpečné hydrometeorologické jevy se vydávají předpovědní výstražné informace (PVI), pro některé jevy s extrémním stupněm nebezpečí se vydávají i informace o výskytu nebezpečných jevů (IVNJ). V případě, že předpovědní výstražná informace nebo informace o výskytu extrémních jevů obsahuje hydrologickou část, vydává se také jako výstraha hlásné a předpovědní povodňové služby. 83

84 Obr. 4.5: Úvodní stránka Systému integrované výstražné služby PVS ČHMÚ ( ČHMÚ) Český úřad zeměměřický a katastrální (ČÚZK) poskytuje ZABAGED (viz tab. 4.2) a vrstevnice. ZABAGED je digitální geografický model území České republiky, který svou přesností a podrobností zobrazení geografické reality odpovídá přesnosti a podrobnosti Základní mapy České republiky v měřítku 1: (ZM 10). Obsah ZABAGED tvoří 106 typů geografických objektů reprezentovaných v digitální databázi polohopisem a příslušnými popisnými a kvalitativními atributy. Součástí ZABAGED je i výškopis území České republiky. Dále ČÚZK poskytuje HZS ČR databázi pomístního názvosloví Geonames, která obsahuje standardizované názvosloví Základní mapy ČR 1 : ČÚZK poskytuje také letecké snímky. Data jsou aktualizována čtvrtletně. 84

85 Tab. 4.2: Přehled typů objektů v ZABAGED 1. SÍDELNÍ, HOSPODÁŘSKÉ A KULTURNÍ OBJEKTY 2. KOMUNIKACE 3. ROZVODNÉ SÍTĚ A PRODUKTOVODY 4. VODSTVO 5. ÚZEMNÍ JEDNOTKY VČETNĚ CHRÁNĚNÝCH ÚZEMÍ 6. VEGETACE A POVRCH 7. TERÉNNÍ RELIÉF 8. GEODETICKÉ BODY Český statistický úřad (ČSÚ) přispívá především vytvářením, údržbou a aktualizací základních registrů. Mezi nabízené informace patří například definiční body obcí, definiční body částí obcí a definiční body základních sídelních jednotek v podobě významových středů. Atributy obsahují kompletní informace o územněsprávním členění České republiky. Další dostupnou sadou je Registr ekonomických subjektů, který zahrnuje právnické subjekty a fyzické osoby s postavením podnikatele. Sada Registr sčítacích obvodů eviduje soustavu územních prvků a územně evidenčních jednotek, která podchycuje územní, správní, sídelní a statistické struktury. Dále eviduje budovy nebo jejich části (vchody) s přidělenými popisnými nebo evidenčními čísly. Definiční body data jsou poskytována v podobě vrstvy obsahující definiční body obcí, definiční body částí obcí a definiční body základních sídelních jednotek v podobě významových středů. Vrstva kompletně pokrývá území České republiky. Polohová přesnost je udávána 5 m (Český statistický úřad, Definiční body obcí). K bodům jsou připojeny atributové údaje o územně-správním členění státu. Aktualizace probíhá průběžné, minimálně dvakrát ročně. Registr ekonomických subjektů (RES) databáze ekonomických subjektů, která obsahuje informace o právnických osobách, podnikajících fyzických osobách a organizačních složkách státu, které jsou účetní jednotkou. Aktualizace probíhá průběžně. V případě Hasičského záchranného sboru data nejsou používána pro malou spolehlivost (Výroční zpráva Komise GIS HZS ČR, 2006). Registr sčítacích obvodů a budov (RSO) datový soubor pokrývající územní, správní, sídelní a statistické struktury na území České republiky. Eviduje také přidělená čísla popisná a evidenční budov nebo jejich částí. Data jsou aktualizována průběžně. České dráhy (ČD) poskytují data obsahující hektometráž železničních tratí, stanice a zastávky ČD. Perioda aktualizace je 1 rok. Ředitelství silnic a dálnic (ŘSD) ČR poskytuje data obsahující základní informace o silniční a dálniční síti a dalších objektech na komunikacích na území České republiky. V případě využití u HZS ČR je ve Výroční zprávě Komise GIS (2006) uváděna omezení využitelnosti z důvodu chybějící aktualizace od vzniku datového skladu. 85

86 Lesy ČR, s.p. a správy národních parků poskytují data, z nichž jsou pro oblast krizového řízení potřebná zejména data obsahující informace o hranicích lesních správ a závodů. Aktualizace datové sady je průběžná. Telefónica O2 Czech Republic, a.s. poskytuje data pokrytí signálem krizových mobilních telefonů a telefonní automaty. Aktualizace dat je průběžná. T-MAPY spol. s r.o. poskytují turistické trasy, cyklistické trasy, křižovatky, výchozí a koncové body cyklotras a Turistické rozcestníky. Aktualizace je dvouletá. Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka (VÚV TGM) poskytuje Základní vodohospodářské mapy 1: (ZVM50) a Digitální báze vodohospodářských dat (DIBAVOD) viz tab Aktualizace je průběžná. Tab. 4.3: Obsah katalogových listů DIBAVOD (VÚV TGM) Obsah katalogového listu Kategorie objektu Označení objektu Název objektu Popis objektu Definice typu objektu Definice typu objektu z různých zdrojů Poznámka Vazba na ostatní objekty Knihovna značek Měřítko Geometrický typ objektu Číslo značky Značka objektu Správce dat Definice atributů Z hlediska požadavků krizového řízení mají největší potenciál dvě datové sady poskytované Central European Data Agency (CEDA). Jedná se o datovou sadu StreetNet ČR a zájmové body (POI). StreetNet ČR představuje silniční síť České republiky do úrovně ulic a místních komunikací s úrovní přesnosti 5 m v intravilánu a hlavních komunikacích a 10 m v extravilánu a místních komunikacích. Celkem se jedná o přibližně km komunikací vhodných pro pohyb motorových vozidel. Datový model odpovídá specifikaci GDF 4 - ISO 14825:2004 Geographic Data Files. Data jsou aktualizována se čtvrtletní periodou. 86

87 Agentura ochrany přírody a krajiny (AOPK) poskytuje data týkající se tématu ochrany přírody a krajiny. Datová vrstva je poskytována v návaznosti na ZM 10, resp. ZM 50. Data obsahují informace o chráněných územích, Územním systému ekologické stability, Natura 2000 apod. Poskytované datové vrstvy obsahují také popisné informace o sledovaných jevech. Česká geologická služba (ČGS) poskytuje data týkající se ložisek nerostných surovin, poddolovaných území, sesuvů apod. Data jsou ve většině případů poskytována v měřítku 1:50 000, resp. 1: (např. GeoČR 50). Atributová informace obsahuje údaje využitelné k popisu. Některá tematická data využívaná HZS ČR nemají celorepublikový charakter, a proto nejsou ukládaná v centrálním datovém skladu. Požadavky na tato obvykle oblastní (krajská) data pocházejí především od pracovníků na operačních střediscích a spravují a shromažďují je jednotliví GIS pracovníci na příslušných krajských odděleních. Jedná se např. o následující tematické vrstvy: zdroje požární vody, tábory, zábrany, zastávky MHD apod. Tato data mají často nejednoznačný datový model, více garantů nebo podléhají legislativnímu omezení či se pracovníci setkávají s neochotou při poskytování dat, a proto se tato data za území celého státu jen s velkou námahou a mnohdy neúspěšně centralizují. Využívání dalších tematických dat na jednotlivých krajských operačních střediscích ZZS je různé a odvíjí se od spolupráce ZZS jak s krajským úřadem, tak od spolupráce s Krajským operačním a informačním střediskem HZS. V některých krajích je snahou používat shodné mapové podklady u jednotlivých složek činných v krizovém řízení, problém však často nastává s licenčními právy. Jako nejčastěji využívaná tematická data pro potřeby operátorů ZZS (opět poskytovaná krajským úřadem) je uváděna vektorová bodová vrstva adresních bodů s popisnými atributy, jejímž správcem je Český statistický úřad. Dále se využívá StreetNet ČR (CEDA). Dalšími uváděnými tematickými daty využívanými některými středisky ZZS jsou: čerpací stanice pohonných hmot, autobusové a železniční zastávky, silniční mosty, železniční přejezdy, sloupy veřejného osvětlení, dětské tábory, průmyslové objekty, obchodní domy atd. Metadata Průzkum ukázal, že s výjimkou HZS ČR žádné další složky činné v krizovém řízení nevyplňují metadata prostorových dat a služeb. Ani datový sklad HZS ČR při svém založení neobsahoval žádnou formu metainformačního systému. V MS Excel proto byla vytvořena souborová struktura, která popisuje pomocí vzájemně propojených hypertextových odkazů všechna data (jméno atributu, význam atributu, hodnota a její číselník, datový typ) ze skladu. Tato aktualizovaná forma však nesplňuje požadavky na vždy dostupné a centrálně spravované řešení. Proto bylo rozhodnuto, že v rámci sítě MPLS bude nasazen systém GeoNetwork. Tento metainformační systém byl postupně nahrazen komerčním produktem METIS (T-Mapy) verze 4.2, který již nepodporuje normu ISVS, ale novější normu ISO V první fázi probíhá naplňování metapopisu prostorových dat, metadata služeb zatím nejsou v plánu. 87

88 4.2.3 Geografická podpora v krizovém řízení pomocí technologií GNSS V současné době je mezi běžnou populací široce rozšířeno určování polohy a navigace pomocí technologií využívajících Globálních navigačních družicových systémů (GNSS Global Navigation Satellite System). Aplikace využívající signály GNSS se uplatňují nejen v silniční, železniční, letecké a námořní dopravě, ale i v dalších oblastech jako jsou telekomunikace, geodézie, zemědělství, vyhledávání ložisek nerostných surovin a těžba nebo ekologické pozorování Země. Důležité je včasné předvídání možných přírodních kritických situací a katastrof a s tím spojená civilní bezpečnost na všech úrovních života společnosti. Globální navigační družicový systém je služba umožňující za pomoci přijímaných signálů z družic určit svojí okamžitou polohu s přesností odpovídající použitým metodám, přístrojům a podmínkách v místě měření. Tato přesnost se pohybuje v rozmezí od několika metrů až po přesné určení polohy v centimetrech. Podstatou určení polohy je příjem signálů z družic ve formě protínání prostorových vektorů mezi jednotlivými družicemi a přijímačem (podrobněji viz např. RAPANT, 2002). Nejrozšířenějším systémem je americký vojenský systém NAVSTAR GPS, jenž pokrývá svým signálem téměř celý povrch Země. Jeho obdobou je ruský vojenský družicový systém GLONASS. Oba tyto systémy jsou do určité míry přesnosti zpřístupněny i veřejnosti. Evropská unie v současnosti dokončuje nezávislý systém Galileo, který by měl být pod gescí civilní správy. Mezi další lokální systémy můžeme zařadit ještě čínský Compass (Beidou), indický IRNSS či japonský Quasi-Zenith QZSS. Díky těmto systémům lze okamžitě lokalizovat místo krizové události a vyslat odpovídající záchranné složky. Samotné složky IZS pak využívají navigaci pomocí GNSS k rychlému zásahu a zajištění místa události. Používáním této technologie se zefektivňuje spolupráce, komunikace a koordinace mezi jednotlivými složkami, dochází k menším časovým prodlevám. Současné moderní geoinformační technologie mají v sobě již tyto prostředky pro určování polohy zabudované a výrazně tím napomáhají k řešení krizových situací. Současná situace v ČR V rámci České republiky se využití technologie GNSS dá vysledovat na několika úrovních krizového řízení. Míra jejich využití je odlišná a ne všechny složky Integrovaného záchranného systému mají tento systém k dispozici. Nasazení závisí především na zřizovateli a finančních možnostech jednotlivých složek IZS či orgánech činných v krizovém řízení. V Hasičském záchranném sboru se technologie GNSS využívá na několika úrovních. Jednou z aplikací v geografickém informačním systému GISel IZS je možnost lokalizace osoby, která hlásí mimořádnou událost na linku 112, pomocí souřadnic ve formátu souřadnicového systému WGS84, jimiž se určuje poloha v systému GPS. Předpokladem ovšem je, že volaný své souřadnice zná (vlastní např. mobilní telefon se zabudovanou GPS, případně automobilovou navigaci). V tomto případě má dispečer na 88

89 operačním středisku přijímající událost možnost nahlásit souřadnice cílového místa zásahovému vozidlu a to se může pomocí navigačních softwarů GPS na místo události navigovat. Dalším z modulů podporujícím aplikaci GNSS je potom program Výjezd, jenž umožňuje na dispečinku KOPISu on-line sledovat zásahová vozidla a případně koordinovat jejich součinnost na místě zásahu nebo povolat nejbližší dostupné prostředky a síly. Z hlediska použitých GPS přístrojů v zásahových vozidlech se jedná o různé produkty komerčních firem, většinou speciálně upravených pro potřeby HZS. V rámci výše zmíněného GISel IZS ještě existuje aplikace, jež umožňuje hlásit pomocí webového formuláře místa pálení trávy. Formulář umožňuje zadat lokalizaci i pomocí souřadnic v souřadnicovém systému WGS84 systému GPS. Operátor má potom jednoduchým způsobem možnost v mapě ověřit, zda se případný hlášený požár neshoduje s předem ohlášeným pálením (LALÍK, 2009). U Zdravotnické záchranné služby je rozšíření technologie GNSS na vyšší úrovni než v HZS. Operační systém pro sledování záchranných vozidel na dispečinku funguje téměř ve všech krajích neexistuje ovšem centrální systém, každý kraj má svého vlastního dodavatele. Zároveň i při výjezdech se používá satelitní navigace zabudovaná ve vozidlech. Tyto přístroje jsou opět speciálně upraveny pro potřeby ZZS (např. ignorace jednosměrných ulic apod.) V realizaci je propojení celého systému ZZS s Jednotným systémem dopravních informací (JSDI) obsahující aktuální údaje o uzavírkách, dopravních omezeních či dopravních nehodách (LALÍK, 2009). Policejní složky rovněž využívají pro svojí práci technologie GNSS, ovšem operační systémy pro sledování vozidel nejsou dosud zavedené na všech krajských střediscích. Vozidla mají zabudovaný modul GPS, který vysílá informace o poloze do operačních středisek, některá vozidla jsou vybavena i navigačním softwarem. Mimo toto vybavení mají k dispozici některé kraje i vysílačky pro pěší hlídky se zabudovaným modulem GPS. V případě ohrožení je možné stisknout nouzové tlačítko, které vyšle informaci o poloze hlídky. Obdobný systém jako má Policie ČR využívají i městské policie několika měst. Jedná se především o sledování a kontrolu činnosti jednotlivých hlídek, v některých případech jsou vybavena i služební vozidla satelitní navigací. Přijímače GNSS využívají ke své práci i členové Horské služby při hledání pohřešovaných osob v neznámém terénu. V případě různých organizačních složek státní správy a samosprávy jsou na celostátní i regionální úrovni zatím možnosti geografické podpory krizového řízení pomocí technologií GNSS rozšířeny velmi málo. Většinou se jedná pouze o zabudování navigačních zařízení do služebních vozidel úředníků. Na některých úřadech jsou potom k dispozici mobilní přístroje pro sběr dat do GIS systémů se zabudovanými GPS přijímači, jež se využívají např. pro mapování nebezpečných skládek, chráněných území, rozsahů povodní apod. Pro přímé řešení krizových situací se ovšem využívají v minimální míře. Do budoucna je ovšem snaha vybavit odbory krizového řízení obdobnými přístroji ve větším počtu, právě pro případy mapování mimořádných událostí (LALÍK, 2009). 89

90 Pokud shrneme dosavadní využití technologií GNSS jako podpory pro řešení krizových situací na úrovni České republiky, je zde tato technologie zatím nedostatečně vytěžována. Aplikační úlohy se omezují pouze na určení polohy mimořádné události a případné další navigace zásahových jednotek, či jejich on-line sledování. Zcela se opomíjí další možnosti, jako je aktuální sběr dat a zmapování místa události pomocí mobilních geoinformačních technologií typicky kombinace mobilního GISu a GNSS přijímače. Tyto prostředky, jež umožňují efektivně provádět tzv. geokolaboraci (podrobněji viz ŠTĚRBA a BŘEZINOVÁ, 2009), by jistě výrazně napomohly k rychlému získání přehledu na místě události a flexibilní komunikaci mezi zásahovými jednotkami, krizovým štábem a dispečinkem operačních sil. Bariéry masivnějšího nasazení těchto prostředků tkví zřejmě ve finanční náročnosti při počátečních investicích do vybavení a v neposlední řadě v absenci důkladně proškoleného personálu, který by byl schopen tyto prostředky obsluhovat. Pokud ovšem srovnáme škody, které mohou vzniknout časovým prodlením při rozhodování v důsledku nedostatečných a neaktuálních informací, je zřejmé, že se vložené investice do těchto podpůrných prostředků více než navrátí. Je tedy na zvážení, zda by nebylo vhodné ve větší míře do těchto technologií investovat a příslušné zásahové jednotky dostatečně vyškolit. Ve vyspělých státech je běžné, že záchranné síly jsou vybaveny mobilními počítači (PDA, polní notebooky, tablety), na kterých pomocí zabudovaného přijímače GNSS a aplikace mobilního GIS aktualizují či mapují místo události, sbírají data a zasílají je pomocí přenosových kanálů v reálném čase na dispečink či středisko zásahových sil, kde se data mohou okamžitě zpracovat, vyhodnotit a učinit další opatření a rozhodnutí. Zároveň i díky zabudovanému modulu na určování polohy ve vozidle zásahové jednotky má středisko operačních sil celkový přehled o nasazených silách a prostředcích a může operativně povolávat další, či je vhodně rozprostřít na místě události. Datový tok funguje oboustranně, tj. zásahové jednotky dostávají další informace i pomocí např. webových služeb či mobilním připojením na datové servery operačního střediska, odkud si mohou stáhnout aktuální data pořízená i ostatními jednotkami nebo vyhodnocená centrálou (TAJOVSKÁ, 2011). Případové studie použití v krizovém řízení lze nalézt např. na webových portálech jednotlivých dodavatelů těchto mobilních aplikací (viz např. industries/public-safety/index.html a mnoha dalších) Celkové hodnocení geografické podpory krizového řízení Z vyhodnocení získaných informací lze konstatovat, že dostupnost geodatových sad pro jednotlivá pracoviště činná v procesu krizového řízení je až na výjimečné případy na velmi dobré úrovni. Rezervy jsou naopak spatřovány ve způsobu jejich využití, které v současné době závisí na aktivitě a znalostech pracovníků konkrétního pracoviště. Jedinou složkou činnou v krizovém řízení s dostatečně propracovanou metodikou získávání, ukládání, aktualizací a následné využití geodat je HZS ČR, který stále intenzivně pracuje na vývoji této metodiky. Pro ostatní orgány (složky) činné 90

91 v krizovém řízení bude nutné v blízkém časovém horizontu přistoupit k vytvoření (převzetí) a implementaci standardů v oblasti správy a využití geodat. Z hlediska obecných uživatelských požadavků lze na základě provedeného šetření vymezit tři hlavní oblasti nutné pro spolehlivé a kvalitní budování jednotného systému krizového řízení: Interoperabilita snaha o sdílení informací na všech úrovních. Požaduje zjištění toho, které informace jsou v dané situaci nutné, jejich formát a dále subjekt, který je vlastní a řídí. Cílem je navrhnout řešení pro sdílení informací tak, aby zůstala kontrola nad tím, jaká část informací je sdílena a kým. Komunikační sítě problém na obecné úrovni. Především řešení vztahu veřejných a privátních sítí, jejich rychlosti a spolehlivosti v krizových situacích, implementaci standardů apod. Aplikace většina používaných aplikačních nástrojů je stále na základní úrovni. Je třeba integrovat a rozpracovávat exitující aplikace a systémy. Vstupní požadavky se soustředí na to, aby byl k dispozici konzistentní pohled na stávající situaci v reálném čase, možnost vyměňovat si situační informace s týmy v terénu, řídit a ovlivňovat využití zdrojů, ukládat informace o jejich činnosti a získávat informace z interních i externích databází. Uvedené výsledky šetření, které proběhlo v roce 2008 (podrobněji viz např. FOLTÝNOVÁ a STACHOŇ, 2008a, 2008b), byly využity jako základní vstupní informace k vytvoření a definování požadavků na systém a jeho architekturu a funkcionalitu (datová, komunikační infrastruktura, základní služby dynamické vizualizace) při řešení výzkumného záměru Dynamická geovizualizace v krizovém managementu. 4.3 Současný stav krizového řízení na celostátní úrovni v ČR a v zahraničí Krizové řízení v České republice Základní legislativa Postavení a činnosti subjektů státní správy a územní samosprávy v otázkách bezpečnosti a řešení krizových situací upravují Ústava České republiky, ústavní zákony, zákony a podzákonné (prováděcí) předpisy. Na jejich základě jsou tyto orgány ze zákona zmocněny k užití mimořádných opatření pro řešení krizové situace. Základní a v určitém slova smyslu systémové uspořádání právních předpisů vztahujících se k problematice řešení krizových situací je znázorněno na obr Ústava České republiky, Listina základních práv a svobod a Ústavní zákon o bezpečnosti vytvářejí základní právní rámec pro vytváření bezpečnostního systému státu a tvoří základ, na který navazují právní předpisy týkající se bezpečnosti a krizového řízení. Modře jsou na schématu označeny právní předpisy, které stanovují základní působnosti subjektů státní správy a územní samosprávy. Určují jejich právní 91

92 subjektivitu, základní kompetence, případně strukturu a způsoby jejich činnosti jako instituce veřejné správy. Obr. 4.6: Schéma legislativy krizového řízení (převzato z VALÁŠEK, 2008) Červeně jsou zvýrazněny právní předpisy, které systémově upravují problematiku krizových situací a mimořádných událostí a stanovují úkoly a pravomoc státních orgánů a orgánů územních samosprávných celků a práva a povinnosti právnických a fyzických osob při přípravě na krizové situace a při jejich řešení. Zeleně jsou zvýrazněny právní předpisy, které upravují otázku bezpečnosti, související se zajišťováním obrany České republiky před vnějším napadením (jedná se o problematiku vojenského ohrožení). Závěrečná část schématu, zvýrazněna žlutou barvou, ukazuje na právní předpisy, které upravují problematiku specifického druhu resp. typu ohrožení. Například zákon o vodách upravuje problematiku ochrany před povodněmi, zákon o prevenci závažných havárií stanovuje systém prevence závažných havárií pro objekty a zařízení, v nichž je 92

93 umístěna chemická látka. Atomový zákon upravuje systém ochrany osob a životního prostředí před nežádoucími účinky ionizujícího záření v souvislosti s využíváním jaderné energie apod. Schéma legislativy krizového řízení poskytuje základní orientaci v právních předpisech vztahující se ke krizovému řízení. V zájmu přehlednosti jsou uvedeny pouze zákony a ne prováděcí právní předpisy vydané na základě zákonů uvedených ve schématu (VALÁŠEK, 2008). Struktura orgánů krizového řízení je podrobně popsána v kapitole 3 této publikace. Rozhodovací procesy pak probíhají na třech úrovních: strategická úroveň velení má na starosti cíle a celkové řízení konkrétní krizové operace, zajišťuje také dostupnost rezervních zdrojů a expertízu krizového jevu, operační úroveň určuje priority pro získávání a rozdělování zdrojů, monitoruje a řídí odezvu na krizové jevy, taktická úroveň má na starostí krizové řízení v první linii. Vytváří terénní zprávy a požadavky na operační velení a koordinuje činnosti napříč různými složkami krizového řízení, pokud to je možné. Obr. 4.7: Řízení a komunikační infrastruktura v rámci krizového managementu (upraveno podle KUBÍČEK et al., 2006) Standardizace v krizovém řízení Nutnost efektivní spolupráce mezi jednotlivými složkami na všech úrovních krizového řízení vyvolala potřebu vyvinout a implementovat jednotné informační systémy pro podporu rozhodování a plánování v krizových situacích. Tyto systémy na národní úrovni umožní lepší propojení komunikačních toků mezi všemi složkami, 93

94 stanoví společné operační postupy a zabezpečí všeobecnou podporu v celé oblasti krizového řízení (TAJOVSKÁ, 2011). Vybudování takového informačního systému, který zabezpečí podporu jak procesů krizového plánování, tak i procesů řešení krizových situací je základním cílem projektu ISKŘ (Informační systém pro podporu krizového řízení). Globální architektura ISKŘ ČR má akceptovat dělení systému na relativně samostatné, vzájemně komunikující podsystémy "Centrum" a "Kraj" s příslušným sdílením informací jak na národní (obec, kraj,...), tak i mezinárodní úrovni (EU, NATO,...). Legislativní požadavky na mapové podklady v krizovém řízení Z hlediska legislativy a standardizace na používané mapové podklady či geografické informační systémy v oblasti krizového řízení existuje zatím pouze několik málo základních požadavků. Patří mezi ně Nařízení vlády č. 430/2006 Sb. o stanovení geodetických referenčních systémů a státních mapových děl závazných na území státu a zásadách jejich používání. Tento dokument uvádí závazná mapová díla i geodetický referenční systém pro potřeby krizového řízení a integrovaného záchranného systému. Jedná se o tato státní mapová díla: katastrální mapa, Státní mapa v měřítku 1 : 5 000, Základní mapa České republiky v měřítcích 1 : , 1 : , 1 : nebo 1 : , Mapa České republiky v měřítku 1 : , Topografická mapa v měřítcích 1 : , 1 : a 1 : , Vojenská mapa České republiky v měřítcích 1 : a 1 : Dále potom toto nařízení stanovuje, že postupují-li orgány krizového řízení a složky integrovaného záchranného systému v součinnosti, používají vždy pouze státní mapová díla zobrazená v geodetickém referenčním systému WGS84 (Světový geodetický referenční systém 1984). Dalším zákonem, který definuje požadavky na mapové podklady, je Zákon č. 240/2000 Sb., o krizovém řízení a o změně některých zákonů (krizový zákon). V rámci tohoto zákona je vymezen pojem krizový plán a uvedena jeho struktura společně s vymezením základních mapových a geodatových podkladů v dokumentu Metodika zpracování krizových plánů dle 15 a 16 nařízení vlády č. 462/2000 Sb., ve znění nařízení vlády č. 36/2003 Sb. (podrobněji viz kapitola 3.3). Problematiku geodat a mapových podkladů v případě povodní řeší Norma TNV Povodňové plány a novější dokument Metodika pro tvorbu digitálních povodňových plánů. V případě digitálního povodňového plánu jsou uvedeny i odkazy na konkrétní veřejně dostupné zdroje na jednotlivých krajských či městských úřadech. Národní geoinformační infrastruktura, Program rozvoje v letech (dále též Program NGII) dokument zpracovaný Sdružením Nemoforum a podpořený Radou vlády ČR pro státní informační politiku a přijatý jako podklad 94

95 pro aktualizaci Akčního plánu realizace státní informační politiky (usnesení Rady vlády pro SIP č z 6. září 2001), Návrh usnesení vlády ČR k informaci o možnostech právní úpravy registru geografických informací. Pro samotnou oblast krizového řízení existuje celá řada zákonů, vyhlášek, nařízení, operačních postupů, metodik apod., které přesně vymezují jednotlivé úkoly, pravomoci, způsoby řešení a zabezpečení a koordinovaný postup v případě mimořádných událostí. Co se ovšem týká samotné kartografické vizualizace konkrétních událostí a jevů spjatých s krizovým řízením, zatím zde není zavedena žádná jednotná metodika, norma, vyhláška či obdobný dokument, který by tuto vizualizaci sjednocoval. Zákonem či vyhláškou jsou stanoveny pouze případné mapové podklady, společný geodetický referenční systém nebo architektura distribuování geografických dat samotný zákres či způsob vizualizace krizové situace už potom závisí na jednotlivé instituci či jedinci. Určitou výjimkou jsou v tomto ohledu digitální povodňové plány, ale i zde se způsob vizualizace jednotlivých prvků částečně liší v závislosti na územně příslušném správci (TAJOVSKÁ, 2011) Krizové řízení v zahraničí Stále častější vznik mimořádných událostí, pohrom či katastrof se snaží řešit odpovědné orgány na několika úrovních. Vzhledem k přesahu některých událostí nad lokální rámec vznikají snahy nejenom o standardizované řešení na úrovni jednotlivých států, ale i o vytvoření mezinárodních či dokonce celosvětových projektů, které mají za úkol sjednotit postupy, vytvořit společná pravidla pro řešení krizových situací a jejich předcházení, a tím i zmírnit dopad výše uvedených situací. Obecně můžeme tyto snahy rozdělit do dvou kategorií za prvé jsou to systémy pro včasné varování, které plní i částečně úlohu prevence mají hlavní význam před samotným vznikem události, a za druhé pak samotné postupy a opatření během nastalé krizové situace, případně pak řešení dopadů a následků již nastalé mimořádné události nebo katastrofy. OSN Globální aspekty včasného varování a krizového managementu na úrovni OSN ve své práci popisuje KONEČNÝ (2008). Na konferenci OSN The World Conference on Disaster Reduction v japonském Kobe (2004) byly formulovány klíčové požadavky pro zlepšení situace v oblastní včasného varování v publikaci Global Survey. Jsou jimi: a) rozvoj globálně srozumitelných systémů, b) vybudování národních uživatelský orientovaných geodatabází, c) zaplnění hlavních děr v globálních kapacitách, d) zesílení vědecké a datové podpory, e) rozvoj institucionální podpory pro globální systémy. 95

96 Nejdůležitějším projektem OSN pro krizový management a redukci katastrof je International Strategy for Disaster Reduction (ISDR). ISDR usiluje o budování společností odolných vůči katastrofám pomocí zvyšování povědomí o důležitosti redukce katastrof jako základní složky udržitelného rozvoje. Jejím cílem je snížení lidských, sociálních, ekonomických a environmentálních ztrát způsobených přírodními hrozbami a s tím souvisejícími technologickými a environmentálními katastrofami. Hlavním orgánem pro rozvoj prostředků pro snižování dopadů katastrof je IATF/DR (Inter-Agency Task Force on Disaster Reduction). Mezinárodní kartografická asociace Mezinárodní kartografická asociace (ICA) se v posledních letech zabývá aktivitami, které vedou k tvorbě jednotných standardů při využívání map pro krizové řízení. V jejím rámci vznikla pracovní skupina Kartografie pro včasné varování a krizový management (Working Group on Cartography on Early Warning and Crisis Management). Tato skupina si klade za cíl rozvíjet koncepce pro standardizaci map pro včasné varování a krizový management, podporovat využívání geoprostorových dat, přispívat ke globálním aktivitám v oblasti kartografického modelování pro včasné varování a krizový management, pořádat na tato témata různé konference, semináře, workshopy a rozvíjet spolupráci a mechanismy pro výměnu informací mezi stranami, jež se touto problematikou zabývají. Evropská unie Současný legislativní rámec Evropské unie v oblasti civilní ochrany, krizového řízení a plánování je tvořen třemi základními dokumenty (HAVRÁNKOVÁ, 2008): rozhodnutí Rady ze dne 23. října 2001 o vytvoření mechanismu Společenství na podporu zesílené spolupráce při asistenčních zásazích v oblasti civilní ochrany (2001/792/ES, Euratom), rozhodnutí Komise ze dne 29. prosince 2003, kterým se stanoví prováděcí pravidla k rozhodnutí Rady 2001/792/ES, Euratom (2004/277/ES/Euratom), rozhodnutí Rady ze dne 9. prosince 1999, o vytvoření Akčního plánu Společenství v oblasti civilní ochrany (1999/847/EC). V průběhu 6. rámcového programu Evropské unie byly řešeny projekty monitorovacích senzorových sítí, rizikových informačních infrastruktur, systémů varování aj. Z hlediska kartografie a geoinformatiky byly důležité následující: OASIS, ORCHESTRA, WIN, ARMONIA. Dále poté v souvislosti se 7. rámcovým programem EU jsou problémy včasného varování a krizového managementu navázány na Strategii udržitelného rozvoje EU a 6. environmentální akční program, který zahrnuje Akční program ochrany obyvatelstva, Rámcovou směrnici o vodách, Směrnici integrovaného řízení při ohrožení povodněmi a řadu dalších. V současné době jsou aktuální programy GMES (Globální monitoring životního prostředí a bezpečnosti; a INSPIRE (Infrustructure for Spatial Information in Europe; které jsou realizovány prostřednictvím směrnic Evropského parlamentu. 96

97 LITERATURA Dokument Evropské komise čj /06. FOLTÝNOVÁ, D. - STACHOŇ, Z. (2008a). Současný stav využití geodat v klíčových organizacích krizového řízení v ČR, In Sborník České Geografické společnosti. Praha, FOLTÝNOVÁ, D. - STACHOŇ, Z. (2008b). Využití GIS v orgánech činných v krizovém řízení ČR. In: Geoinformatika ve veřejné správě, Brno s. FOLTÝNOVÁ, D. - STACHOŇ, Z. - TALHOFER, V. (2008). Výsledky dotazníkového šetření pro zjištění používaných topografických a geografických objektů v krizovém řízení. Dílčí zpráva výzkumného záměru Dynamická geovizualizace v krizovém managementu. Brno, HASÍK, J. (2008). Úkoly zdravotnické záchranné služby za standardních i mimořádných situací. Časopis 112, 2008, č. 1. MV-generální ředitelství HZS ČR, < HAVRÁNKOVÁ Š.(2007). Legislativa EU ve vztahu ke krizovému plánování. Doplňkové texty pro posluchače kombinované formy studia studijního programu Ochrana obyvatelstva. Zdravotně sociální fakulta, ČB, s. HORÁK, R. KRČ, M. ONDRUŠ, R. DANIELOVÁ, L. (2004). Průvodce krizovým řízením pro veřejnou správu. Praha: Linde a.s., s. ISBN HORÁK, R. - DANIELOVÁ, L. - KYSELÁK, J. - NOVÁK, L. (2011). Průvodce krizovým plánováním pro veřejnou správu. Praha: Linde a.s., s. ISBN Informace o projektu IS IZS. < IS IZS: Informační systémy IZS. < KONEČNÝ, M. (2008): Kartografie a geoinformatika pro včasné varování a krizový management. Brno: Vutium, s. ISBN KRIZOVÝ ZÁKON - zákon č. 240/2000 Sb. ze dne 28. června 2000 o krizovém řízení a o změně některých zákonů. KUBÍČEK a kol. (2006). Typizace základních uživatelských úloh při krizovém řízení závěrečná zpráva. Interní zpráva výzkumného záměru Dynamická geovizualizace v krizovém řízení. Brno: Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita, s. LALÍK, R. (2009). Využití GPS ve složkách krizového managementu. Bakalářská práce. Brno: Přírodovědecká fakulta Masarykova univerzita, s. RAPANT, P. (2002). Družicové polohové systémy. Ostrava: VŠB TU, s. ISBN < ŠENOVSKÝ, M. - ADAMEC, V. - HANUŠKA, Z. (2005). Integrovaný záchranný systém. Edice Sdružení požárního a bezpečnostního inženýrství. Ostrava: Spektrum, s. ISBN: ŠTĚRBA, Z. - BŘEZINOVÁ, Š.(2009). Možnosti využití geokolaborace v krizovém řízení. In Geoinformační infrastruktury pro praxi. Brno: MSD, s. 97

98 TAJOVSKÁ, K. (2011). Mapová symbolika v krizovém řízení. Disertační práce. Brno: Přírodovědecká fakulta Masarykova universita, s + 7 vevázaných příloh. Usnesení Bezpečnostní rady státu č. 30/2007 VALÁŠEK, J. KOVÁŘÍK, F. a kol.(2008). Krizové řízení při nevojenských krizových situacích modul C. Účelová publikace pro krizové řízení. Praha: Ministerstvo vnitra, generální ředitelství Hasičského záchranného sboru České republiky, 2008, < Vyhláška č. 247/2001 Sb., kterou se upravují podrobnosti o úkolech jednotek požární ochrany, stanoví činnost osob zúčastněných na jejich plnění a zásady velení při zásahu. Vyhláška č. 328/2001 Sb., o některých podrobnostech zabezpečení integrovaného záchranného systému, ve znění vyhlášky č. 429/2003 sb. Výroční zpráva Komise GIS HZS ČR, < Výroční zpráva Komise GIS HZS ČR, období < Zákon č. 239/2000 Sb., o integrovaném záchranném systému a změně některých zákonů, ve znění pozdějších předpisů. Elektronické zdroje: < 98

99 5. PRINCIPY DYNAMICKÉ GEOVIZUALIZACE Jiří KOZEL, Tomáš LUDÍK, Eva MULÍČKOVÁ, Jaroslav RÁČEK, Radim ŠTAMPACH, Zuzana TRNKOVÁ 5.1 Procesní analýza a podpora vizualizace dat v krizovém řízení Každodenně je zapotřebí řešit množství krizových situací, jejichž řešení však není jednoduchou záležitostí. Je třeba si uvědomit, že krizové situace neohrožují pouze majetek a životní prostředí, ale i lidské životy. Aby bylo možné řešit krizové situace co nejefektivněji, je potřeba upustit od starého, nicméně stále ještě poměrně zažitého přístupu funkčního řízení, které se orientuje na dílčí znalosti a dovednosti jednotlivých osob. Při tomto přístupu mají lidé rozdělené úlohy, které nezávisle na sobě plní a na základě jejich charakteru jsou rozděleni do organizačních jednotek. Lepší alternativou je však pro krizové situace procesní přístup k řízení, který je orientovaný zejména na výsledek, respektive cestu (proces), která vede k jeho dosažení. Práce zde není vykonávána separátně v oddělených funkčních jednotkách, ale naopak jimi protéká napříč. Při tomto přístupu dochází ke zvýšení efektivity zejména formou optimalizace a zjednodušení celého workflow. Řízení procesů vede k lepší koordinaci úkolů a rovněž ke snížení chybovosti. Efektivitu procesního řízení v krizových situacích lze navíc podpořit vytvořením aplikační ontologie, která slouží jako znalostní báze vykonávaných procesů (viz např. FIALA a MINISTR, 2007; TALHOFER et al., 2007; LUDÍK a RÁČEK, 2008). Tato problematika je v dalším textu ukázána na procesech spadajících do oblasti Bojového řádu hasičského záchranného sboru v České republice Procesní analýza Případy užití Před tím, než se zaměříme na procesní mapy, je zapotřebí pochopit bojový řád jako jeden celek. Jeden z dobrých globálních pohledů lze vytvořit pomocí případů užití. K tomu lze použít jako modelovací nástroj příslušný diagram, který nabízí UML (Unified Modeling Language). Jeho hlavním účelem je vymezit a dokumentovat sadu požadavků na modelovaný informační systém. Prvním krokem při jeho tvorbě je vymezení hranic studovaného systému. Ty jsou v tomto případě jasně vymezeny bojovým řádem. Stejně tak i jednotlivé případy užití. Vše ostatní, co není zmíněno v bojovém řádu, je považováno za okolí systému. Dále je třeba vytvořit seznam aktérů (účastníků procesů). Jedná se o role přiřazené osobám nebo dalším systémům a přístrojům komunikujícím a používajícím modelovaný systém. Kvůli vytvoření kompletního seznamu aktérů bylo zapotřebí projít všechny dokumenty (metodické listy) bojového řádu. Při tomto hledání bylo základní otázkou Kdo nebo co systém používá a kdo nebo co se systémem komunikuje. Během tvorby seznamu aktérů se ukázalo, že vlastnosti řady z nich se v dokumentech opakují nebo jsou částečně společné. Aby 99

100 diagram případů užití nebyl nepřehledný kvůli velkému množství podobných asociací mezi jednotlivými případy užití a aktéry, je zde vhodné použít generalizaci mezi aktéry. Po namodelování jednotlivých případů užití je možné začít s tvorbou specifikací jednotlivých případů užití. Tyto specifikace jsou vytvořeny ve formě procesních map. Varianta použít pro specifikaci procesní mapy (na rozdíl od častěji používané strukturované angličtiny nebo úvodních a závěrečných podmínek) byla zvolena proto, že tyto mapy jsou schopny lépe zachytit posloupnosti činností v jednotlivých metodických listech. Příklad use case diagramu popisující část zásahu IZS ukazuje obrázek 5.1. Obr. 5.1: Use case diagram situace Nález předmětu s podezřením na přítomnost toxinů Procesní mapy Proces je po částech uspořádaná množina činností, která na základě jednoho nebo více vstupů tvoří opakovatelným způsobem požadovaný výstup. Specifikace jednotlivých procesů se skládají z entit následujících typů: proces (popis celého procesu), činnost (definice činností, ze kterých se proces skládá), přechod (definice přechodů mezi činnostmi), 100

101 účastník (deklarace účastníků procesu), aplikace (deklarace aplikací používaných procesem), data (deklarace dat procesu). Jako ukázka procesní mapy byl zpracován metodický list Způsob komunikace na místě zásahu (rozkaz, pokyn, příkaz nebo povel). Cílem tohoto metodického listu je definovat proces vedoucí ke splnění rozkazu velitele jednotky na místě zásahu. Z analýzy metodického listu plynou dvě uživatelské role - nadřízený a podřízený. Nadřízený odpovídá za činnosti vydání příkazu, kontrola příkazu a zrušení příkazu. Podřízený je pak zodpovědný za zbývající činnosti, kterými jsou potvrzení příkazu, plnění příkazu a ohlášení splnění příkazu. Procesní mapa ukazující průběh tohoto procesu v čase je znázorněná na obrázku 5.2. Obr. 5.2: Procesní mapa metodického listu HZS č. 8 kapitoly Ř Prvotní datový model, matice CRUD Dalším úhlem pohledu na metodické listy je pohled z hlediska dat a datových struktur, tzn. zjišťování toho, jaké informace si systém potřebuje pamatovat, a nalezení vhodného způsobu jejich zastoupení. Protože se metodické listy soustřeďují na popis činností a procesů, není vždy jednoduché data a datové struktury najít. Na základě těchto skutečností vznikl prvotní datový model popisující jednotlivé datové struktury v míře detailu, kterou umožnily příslušné metodické listy. Následně byl procesní a datový model vyvažován pomocí matice CRUD (Create - Read - Update - Delete). Matice ukazuje, jaké činnosti vykonávají jednotlivé procesy a jaké údaje z datového modelu k tomu potřebují. Řádky matice reprezentují datové položky z logického datového modelu, sloupce představují jednotlivé činnosti procesu. V příslušných polích matice jsou potom uvedené operace: vytvoření (C), čtení (R), změna (U) a mazání (D), které proces vykonává s příslušnými údaji Návrh aplikační ontologie Ontologie je z pohledu informatiky chápaná jako formální specifikace sdílené konceptualizace. Účelem ontologie je podpora porozumění mezi lidmi, nebo zlepšení 101

102 interoperability mezi počítačovými systémy. Podle předmětu formalizace dělíme ontologie na doménové, generické a aplikační. Aplikační ontologie je nejspecifikovanější. Jedná se o konglomerát modelů převzatých a adaptovaných pro konkrétní aplikaci. Stavebními prvky ontologie jsou: třídy označují množiny konkrétních objektů a jsou základními prvky ontologií. Jejich interpretace je odvozená z pojmu relace. Při definici tříd se silně využívá generalizace, instance odpovídají konkrétním objektům reálného světa. Instance také asociuje příslušnost k určité třídě, relace jsou podstatnou složkou ontologií. Relace v ontologiích jsou binární, můžou být k sobě inverzní nebo provázané pomocí generalizace. Příklad aplikační ontologie Při analýze Bojového pořádku bylo zjištěno, že modelované procesní mapy zachycují jednotlivé činnosti spolu s účastníky, kteří jsou potřební pro jejich řešení. Tyto informace jsou doplněné prvotním datovým modelem a maticí CRUD, která popisuje propojení mezi činnostmi z procesních map a údaji z datového modelu. Z této analýzy vyplynuly tři klíčové oblasti, které slouží jako základ pro vytvářenou aplikační ontologii. Obr. 5.3: Ukázka aplikační ontologie v nástroji Protégé 102

103 Jsou to krizové situace, účastníci a informace, které budou zároveň sloužit jako kořenové třídy vytvářené ontologie. Tyto se následně doplnily pomocí generalizace o další podtřídy. Takto byla vytvořená stromová hierarchie tříd. Na obrázku 5.3 (vlevo) lze vidět generalizaci mezi třídami KrizovaSituace a KrizovyPlan a také mnohé jiné. Dalším krokem je vytvoření relací. Cílem vytvářené ontologie je vymezit a popsat jednotlivé krizové situace. Na základě toho byly definovány relace mezi krizovou situací a potřebnými informacemi, krizovou situací a potřebnými účastníky a nakonec vztahy mezi krizovými situacemi jako takovými. Relace mezi krizovými situacemi a potřebnými informacemi má v ontologii název potrebuje. K této relaci je také definovaná inverzní relace jezapotrebik. Podobně relace jeresena reprezentuje vztah mezi krizovou situací a účastníkem. Její inverzní relace má název resi. Posledními popsanými vztahy jsou vztahy mezi krizovými situacemi jako takovými. Tady byly definované relace include a extend. Jejich význam je stejný jako v diagramu případů užití. Relace include znamená, že s touto krizovou situací musí být současně řešená i další krizová situace. Relace extend říká, že za určitých podmínek může jako důsledek vzniknout nová (jiná) krizová situace. Příklad jak aplikační ontologie popisuje pomocí tříd a relací krizovou situaci řešící lesní požár je na obrázku 5.3. Kontext pro vizualizaci V aplikační ontologii lze definovat pravidla, pomocí kterých systém na základě vzniklé krizové situace a jejího následného vývoje dynamicky stanoví, jaké informace jednotliví uživatelé v daný okamžik potřebují. Vedle obsahu informací lze i stanovit vhodnou formu jejich prezentace. V případě rozšíření aplikační ontologie o kartografické prvky lze definovat tzv. vizualizační kontext, který říká, jakým způsobem zobrazovat mapy a jejich obsah jednotlivým složkám IZS během řešení vzniklé situace. Na obrázku 5.4 je příklad zobrazení mapy s využitím kontextu zaměřeného na zdůraznění zón zásahu. Obr. 5.4: Ukázka zobrazení geografických dat v kontextu velitele zásahu 103

104 Celkově lze konstatovat, že procesní řízení se jeví jako dobrý nástroj pro řízení krizových situací. Metodické listy zachycené pomocí procesních map jsou pro zasahující složky lépe pochopitelné. Vytvořené procesní mapy se dají použit k simulaci a optimalizaci procesů. Zmapování procesů je také prvním krokem k jejich automatizaci a dynamické vizualizaci příslušných dat. Vytvořená znalostní báze v podobě aplikační ontologie pomáhá zasahujícím složkám v rozhodování. Na základě obsažených znalostí je možné doporučit nejlepší postup zvládání krizové situace nebo odhalit další hrozící krizové situace, které můžou být na první pohled skryté. Vizualizaci výrazně napomáhá rozšíření aplikační ontologie o kartografické vizualizační prvky. 5.2 Teorie kontextů a jejich vytváření pomocí ontologií Kontext v krizovém řízení Základem adaptabilního vizualizačního systému je znalost uživatelského kontextu, tzn. znalost okolností, za kterých uživatel mapu používá, a jejich vlivu na čitelnost a využitelnost mapy. V kartografické doméně představuje kontext soubor činitelů, které identifikují určitou kartografickou reprezentaci. Vzhledem k tomu, že mapa v elektronickém prostředí nepředstavuje pouze samotné mapové pole, adaptace může zahrnovat celé uživatelské prostředí aplikace. Změna podmínek, za kterých uživatel aplikaci používá, vyvolá změnu kontextu a tak i změnu výběru příslušné vizuální reprezentace. Množina faktorů ovlivňujících uživatelův kontext může být neomezená. Pro potřeby kartografické adaptabilní vizualizace v krizovém řízení je nutno vybrat ty, které mají na vytváření kontextu rozhodující vliv (MULÍČKOVÁ a KUBÍČEK, 2011). Vyčleňujeme tyto základní typy kontextu (viz obr. 5.5): 1. UŽIVATELSKÉ SCHOPNOSTI. Kdo bude mapu využívat, jaké jsou jeho percepční vlastnosti? Tento kontext ovlivňuje způsob vizualizace (symbolika, použití kartografických metod). Důležité mohou být například tyto vlastnosti uživatele: zrak - ovlivní velikost symbolu, vzdělání a profesní pozadí - lze předpokládat, že uživatelé budou efektivněji pracovat se symboly běžně používanými v jejich profesi, znalost příslušné domény také implikuje některé souvislosti bez nutnosti jejich kartografického zdůraznění, schopnosti práce s mapou - lepší schopnost práce s mapou umožňuje využití sofistikovanějších kartografických metod, ovlivní kartografickou metodu zobrazení jevu a vzhled symbolu, uživatelská znalost terénu - lze předpokládat, že uživatel se rychleji zorientuje podle objektů, které dobře zná, a takové objekty mohou být zvýrazněny. Tato volba může být vázána na konkrétního uživatele a vyvolat mimo jiné i tzv. 104

105 uživatelské záložky vlastní sadu bodů zájmu, které si vytváří sám uživatel pro lepší orientaci v prostoru. 2. SPRÁVA DAT. Kdo spravuje jaká data? Krizové řízení zahrnuje i takové uživatele, kteří sami vytvářejí a spravují geodata systém adaptabilní kartografické vizualizace přitom neslouží k primárnímu sběru geodat, ale je nutno postihnout dynamiku krizového jevu i činnosti spojené s jeho řešením. Musí být specifikováno, jaká data (datové vrstvy, atributy) mohou být editována kterým uživatelem. Např. policie může editovat jen informace o uzavírkách silnic, správce toku o stavu objektů na řece. Tento typ může například nabývat hodnot ČLEN HZS, SPRÁVCE TOKU, PŘEDSEDA POVODŇOVÉ KOMISE. Specifickým uživatelem se zvláštními přístupovými právy může být i OBČAN, který může mít možnost vytvářet tzv. Volunteered Geographic Information (VGI) (viz např. GOODCHILD a GLENNON, 2010). 3. FUNKCE MAPY. Jak bude mapa využívána? Jaká je funkce mapy v rozhodovacím procesu? Je nutno odlišit uživatele, pro které bude mít mapa jen informační funkci od těch, kteří vyžadují mapu jako prostředek k plánování či organizaci (nutnost vytvářet nové objekty nebo měnit vlastnosti stávajících). Konkrétní hodnoty mohou být např. INFORMACE (jen prohlížení dat), KONTROLA (změna stavu stávajících objektů editace atributové složky), ORGANIZACE (editace grafické i atributové složky). Typ kontextu FUNKCE MAPY úzce souvisí s typem SPRÁVCE, kterým se nastavují obecná přístupová práva. Funkční kontext blíže specifikuje potřebu konkrétního uživatele např. hasič v terénu, který do mapy zaznamenává zasaženost budov při povodni, musí mít možnost editovat stávající data nastavení ČLEN HZS KONTROLA (na rozdíl od hasiče, který dostává pokyn, aby zajistil konkrétní budovu, a mapa slouží jen k navigaci k této budově nastavení ČLEN HZS INFORMACE). Tyto dva typy kontextu vymezujeme samostatně, neboť každý z nich ovlivňuje aplikaci rozdílně. 4. MÍSTO. Kde se krizový jev udál? Ovlivňuje zejména výběr objektů. Městská krajina se vyznačuje vyšší hustotou jevů než venkovská krajina zatímco ve městě je nutno z hlediska velké informační hustoty vynechat v přehlednějším měřítku některé objekty, v oblasti s rozptýlenou zástavbou je lze ve stejném měřítku zobrazit (např. ve středu města nelze zobrazit všechny obchody, v malé obci však bude obchod významným zájmovým bodem). 5. DOBA. Kdy se krizový jev udál? Čas je důležitý z několika hledisek. Světelné podmínky, které jsou vázány na denní nebo roční dobu, ovlivňují čitelnost mapy a tak i způsob zvýraznění symbolů. Dále je zřejmé, že některé jevy jsou sezónního charakteru a jsou tedy relevantní jen v určitých obdobích. 6. ČINNOST. Jaká činnost má být mapou podporována? Jedná se o nejdůležitější typ kontextu, který je nejtěsněji spjat s účelem mapy a definuje tak její základní informační náplň. 105

106 7. SITUACE. Co se událo? Definuje typ krizové situace a tak i specifickou informační náplň. 8. FÁZE. V jaké fázi se krizový jev nachází? Tento kontext úzce souvisí s ČINNOSTÍ. Přestože lze některé činnosti vymezit v rámci celého cyklu krizového jevu (tj. prevence, příprava, odezva a obnovení), relevance některých objektů a jevů se může měnit a je tak třeba modifikovat kartografický model. 9. TECHNOLOGIE. Jaká je velikost zobrazovací jednotky? Krizové řízení je velice široce vymezená oblast a zahrnuje velké množství uživatelů pracujících na různých elektronických zařízeních. Velikost zobrazovací jednotky významně ovlivňuje množství zobrazené informace. Mohou sem spadat i vlastnosti systému jako např. rychlost připojení, které však nemají přímý vliv na výslednou elektronickou mapu, a proto je neuvažujeme. 10. OPERAČNÍ ROZSAH. Jaký má krizový jev plošný rozsah a dosah? Jaký plošný rozsah má návazná činnost? Tento kontext úzce souvisí s TECHNOLOGIÍ a ČINNOSTÍ. Je důležité vědět, zda uživatel pro podporu určité činnosti vyžaduje na obrazovce plošně rozsáhlou oblast (tj. mapu malého měřítka) nebo spíše detailní situaci (tj. mapu velkého měřítka). Pro úroveň detailu, ve které se činnost typicky provádí, by mělo být k dispozici maximální množství informací (myšleno v maximální kvalitě, ne kvantitě). Obr. 5.5: Jednotlivé typy kontextů Typy adaptace Podle REICHENBACHER (2004) lze u adaptivních systémů obecně vybírat objekty, které se mohou stát předmětem adaptace, ze čtyř oblastí (domén): 106

107 informační doména (adaptován je informační obsah), doména uživatelského rozhraní (adaptováno je uživatelské rozhraní), prezentační doména (adaptován je způsob vizualizace informací), technologická doména (adaptován je způsob kódování informací). Jednotlivé typy kontextů ovlivňují to, jak jsou data přenesena k uživateli ovlivňují výběr (co je relevantní a co ne), způsob vizualizace, vztahy k jiným objektům apod. Obecně lze vymezit tyto základní okruhy adaptace: informační náplň, generalizace, symbolika (velikost, způsob zvýraznění, komplexnost apod.), kartografická metoda, grafické uživatelské prostředí (GUI), přístup k datům. Obr. 5.6: Vliv jednotlivých kontextů na adaptaci Obr. 5.6 ilustruje, jak jednotlivé typy kontextů ovlivňují adaptaci aplikace. Na informační náplň výsledné kontextové mapy má vliv zejména ČINNOST, která vymezuje prvky základního obsahu (Č1). Samotná ČINNOST je ovlivněna FÁZÍ, takže fáze má nepřímý vliv i na informační náplň (F1). Na základě SITUACE jsou vybrány specifické prvky obsahu (S1). Obsah je dále modifikován na základě DOBY, neboť relevance některých prvků se mění s denní/roční dobou (D1). Specifické prvky obsahu mohou být vyvolány i různým typem krajiny, který udává MÍSTO (M1). OPERAČNÍ ROZSAH, který je úzce svázán s ČINNOSTÍ, zásadní měrou ovlivňuje množství zobrazené informace a tak způsob generalizace (O1). MÍSTO, které je charakterizováno různou prostorovou informační hustotou, ovlivňuje zejména generalizaci výběru (M2). Mapová symbolika je dána v prvé řadě ČINNOSTÍ (Č2), která udává tzv. roli prvku 107

108 mapového obsahu (viz dále kap. 10.1). Rozdílné vlastnosti prvku z hlediska denní/roční DOBY vyvolávají nutnost multiparametrizace symbolu, případně různé světelné podmínky mohou vyžadovat odlišné způsoby zvýraznění symbolu (D2). Mapová symbolika je dále ovlivněna uživatelskými schopnostmi (velikost symbolu, volba vodícího znaku) (U1) a technologií (např. nutnost používat jednodušších znaky na malých displejích) (T1). SPRÁVA DAT ovlivní přístup k datům (editační práva, omezení přístupu) (P1) a FUNKCE MAPY vyvolá změnu GUI (např. nabídku editačních nástrojů). Silnějšími čarami jsou vyobrazeny vazby, které budou podrobněji rozebírány v dalších částech této knihy (kap. 10.1). Způsoby adaptace Konkrétní hodnoty kontextových typů lze nastavovat různě. Podle SCHMIDT (2002) lze typ kontextu nastavit nejčastěji následujícími čtyřmi způsoby: pokynem od uživatele, automaticky z operačního systému, automaticky ze senzoru, automaticky z datového zdroje. V případě kartografického vizualizačního systému nám ještě přibude další způsob, a to automaticky prostřednictvím mapového pole. Obr. 5.7: Příklady nastavení jednotlivých kontextových typů Obr. 5.7 dokumentuje, jakým způsobem mohou být jednotlivé kontextové typy nastaveny. Nastavení uživatelem prostřednictvím grafického uživatelského rozhraní může být nezbytné např. pro nastavení ČINNOSTI, UŽIVATELSKÝCH SCHOPNOSTÍ a FUNKCE MAPY. SITUACE a FÁZE může být mimo nastavení 108

109 uživatelem změněna na základě informace ze senzoru (např. při přepravě nebezpečné látky zařízení sledující polohu vozidla může v případě havárie vyslat tuto informaci a přepnout SITUACI z PŘEPRAVA NL na ÚNIK NL, nebo v případě povodně může hydrologické čidlo zaznamenat prudké zvýšení hladiny a tak iniciovat FÁZI PŘÍPRAVA viz níže). Informace z operačního systému mohou nastavit DOBU a TECHNOLOGII (datum, velikost a rozlišení obrazovky). SPRÁVCE DAT je vázán na datový zdroj. Pomocí středu aktuálního mapového pole je možné nastavit MÍSTO Parametrizace kontextových typů V následující části textu je popsána parametrizace kontextových typů, které jsou nezbytné z hlediska tvorby kartografických modelů. Pozornost je věnována kontextovým typům, které ovlivňují informační náplň, generalizaci a mapovou symboliku. V textu není dále uvažován kontextový typ technologie jako zobrazovací zařízení je uvažován běžný LCD monitor větších rozměrů. Kontextový typ ČINNOST, SITUACE a FÁZE Druh ČINNOSTI, kterou má elektronická mapa podporovat, je asi nejblíže běžnému chápání účelu mapy. Udává pro účely jaké činnosti je mapa definována a tedy, jaké základní prvky musí obsahovat, aby byla zajištěna podpora rozhodování. Krizové řízení zahrnuje velké množství SITUACÍ, jejichž povaha je značně různorodá. Celá řada objektů a jevů je relevantní pouze v určité krizové situaci. Konkrétní situace tedy vyvolává tzv. specifický obsah mapy. Můžeme vymezit činnosti úzce specifické, které jsou definovány jen v rámci určitých situací, a činnosti univerzální, které nejsou vázány na specifickou krizovou situaci. Pokud se jedná o činnost univerzální, SITUACE mírně modifikuje datový obsah (relevantní jsou prvky specifické jen pro tuto situaci např. pro podporu ČINNOSTI OCHRANA OBYVATELSTVA při ÚNIKU NEBEZPEČNÉ CHEMICKÉ LÁTKY nebude zobrazena záplavová zóna, ale dosah nebezpečné látky). Tabulka 5.1 podává přehled činností, které byly definovány pro scénáře POVODEŇ, PŘEPRAVA NEBEZPEČNÉ LÁTKY a ÚNIK NEBEZPEČNÉ LÁTKY. Činnosti prováděné v rámci krizového řízení spadají do jedné z těchto FÁZÍ (LUMBROSO et al., 2007): prevence (období mimo krizový jev), příprava (těsně před krizovým jevem), odezva (při a těsně po krizovém jevu), obnovení (po krizovém jevu). 109

110 Tab. 5.1: Přehled činností definovaných pro scénáře POVODEŇ a PŘEPRAVA NEBEZPEČNÉ LÁTKY ČINNOST TYP ČINNOSTI VAZBA NA SITUACI POPIS predikce a vývoj SPECIFICKÁ POVODEŇ předpověď vývoje situace, předpoklad zasaženosti území povodní technické zabezpečení ZÚ SPECIFICKÁ POVODEŇ podpora zabezpečovacích prací v záplavovém území (ZÚ) monitoring SPECIFICKÁ PŘEPRAVA NEBEZPEČNÉ LÁTKY perimetr SPECIFICKÁ ÚNIK NEBEZPEČNÉ LÁTKY síly a prostředky UNIVERZÁLNÍ např. POVODEŇ, ÚNIK NEBEZPEČNÉ LÁTKY lokalizace UNIVERZÁLNÍ např. ÚNIK NEBEZPEČNÉ LÁTKY ochrana obyvatelstva evakuace obyvatelstva UNIVERZÁLNÍ např. POVODEŇ, ÚNIK NEBEZPEČNÉ LÁTKY sledování vozidla přepravujícího NL v reálném čase organizace místa zásahu podpora rozmisťování sil a prostředků lokalizace volajícího, záchranných týmů apod. podpora záchranných prací (zajištění evakuace) UNIVERZÁLNÍ např. POVODEŇ informování veřejnosti o organizaci evakuace Obr. 5.8 dokumentuje, jaké činnosti jsou vázány na jednotlivé fáze krizového cyklu v případě povodně a jak se jednotlivé činnosti vzájemně ovlivňuji: 1 - rekonstrukce může být ovlivněna hodnocením rizik a naopak; 2 - přípravná činnost je často prováděna na základě předem sestavených krizových plánů; 3 - zkušenosti z krizových jevů jsou zužitkovány při přípravné činnosti; 4 - krizové řízení může upřednostňovat obnovu veřejné infrastruktury, její obnova pak může podpořit zvládnutí krizové situace; 5 - po dočasné obnově nejnutnější veřejné infrastruktury může být nezbytné provést její rekonstrukci, aby se zajistila její lepší kvalita. Vlastní krizové řízení je vázáno na fázi odezvy. Pro jeho efektivní zvládnutí je však žádoucí sdílet informace v průběhu celého krizového cyklu, neboť konečný stav předchozí fáze je vždy výchozím stavem fáze následující. Všechny činnosti vázané na situaci POVODEŇ je účelné definovat kromě fáze ODEZVA i pro fázi PŘÍPRAVA. 110

111 Jako příklad činnosti prováděné v rámci celého cyklu je TECHNICKÉ ZABEZPEČENÍ ZÁPLAVOVÉHO ÚZEMÍ správce vodního toku tak může v období mimo povodeň prostřednictvím aplikace aktualizovat stav objektů na vodním toku, protipovodňových opatření apod. Obr. 5.9 ilustruje činnosti, které byly vymezeny pro účely experimentu POVODEŇ. Obr. 5.8: Cyklus krizového jevu (upraveno podle LUMBROSO et al., 2007) Obr. 5.9: Vymezení činností v jednotlivých fázích krizového cyklu situace POVODEŇ 111

112 V souvislosti s přepravou nebezpečné látky jsou z důvodu větší univerzálnosti vymezeny dvě situace PŘEPRAVA a ÚNIK. ÚNIK NEBEZPEČNÉ LÁTKY totiž není nezbytně vázaný na její přepravu může se jednat i o únik ze statického zdroje. MONITOROVÁNÍ přepravy nebezpečné látky probíhá na fázi PŘÍPRAVA. Jeho případná havárie pak vyvolá ODEZVU situace se mění na ÚNIK NEBEZPEČNÉ LÁTKY a je možné provádět činnosti jako PERIMETR, LOKALIZACE, OCHRANA OBYVATELSTVA, SÍLY A PROSTŘEDKY (viz obr. 5.10). Obr. 5.10: Vymezení činností v jednotlivých fázích krizového cyklu situace PŘEPRAVA NEBEZPEČNÉ LÁTKY a ÚNIK NEBEZPEČNÉ LÁTKY Kontextový typ OPERAČNÍ ROZSAH Měřítko ovlivňuje to, jak bude informační náplň, definovaná na základě ČINNOSTI, SITUACE a FÁZE, převedena do kartografického modelu. U analogové mapy je měřítko mapy základním činitelem, který ovlivňuje plošný rozsah území, které lze zobrazit na jednom mapovém listu. Zde odvozujeme měřítko kontextové mapy od tzv. OPERAČNÍHO ROZSAHU, který byl stanoven na základě analýzy jednotlivých činností a situací. Byl vymezen HLAVNÍ a OBECNÝ OPERAČNÍ ROZSAH. Stanovují se v přibližných hodnotách měřítka mapy. HLAVNÍ OPERAČNÍ ROZSAH představuje územní rozsah, který uživatel potřebuje mít na obrazovce, aby se vyhnul častému posunu případně zmenšování/zvětšování mapového pole, ale současně měl informace v patřičné úrovni podrobnosti. Je to územní rozsah, ve kterém uživatel primárně pracuje, a proto pro něj potřebuje mít maximální množství (chápáno kvalitativně) informací. Pokud pro tento měřítkový rozsah není možné zobrazit požadované informace, musí být provedena vhodná generalizace obsahu. Protože řada činností je vázána na administrativní či jinou 112

113 jednotu, může HLAVNÍ OPERAČNÍ ROZSAH představovat rozsah této jednotky. Např. při POVODNI je management řízen hierarchicky na úrovni OBEC, OBEC S ROZŠÍŘENOU PŮSOBNOSTÍ, KRAJ, dále má význam vymezit i přirozené hranice vývoje povodně, tj. POVODÍ. V rámci HLAVNÍHO OPERAČNÍHO ROZSAHU není možné postihnout všechny potřeby uživatele uživatel se někdy nevyhne zmenšování/zvětšování mapového pole. Vymezujeme tedy OBECNÝ OPERAČNÍ ROZSAH, který je definován maximálním a minimálním měřítkem, ve kterém uživatel dostane potřebné informace. Pokud uživatel zmenší mapové pole mimo tento OBECNÝ OPERAČNÍ ROZSAH, měl by být prostřednictvím GUI upozorněn, že v tomto měřítku nemá dostatek informací. Naopak, pokud zvětší měřítko nad polohovou přesnost zobrazovaných dat, měl by být informován o datové nejistotě či vyzván ke zmenšení měřítka. Pro vymezení operačních rozsahů jsou definovány tyto intervaly: MAX1 (max 1:4 900) MAX2(1: :9 900) MAX3 (1: :14 900) MID1 (1: :24 900) MID2 (1: :49 900) MID3 (1: :99 900) MIN1 (1: : ) MIN2 (1: : ) MIN3 (1: : ) Hlavní operační rozsah může být vyjádřen prostřednictvím administrativní či jiné jednotky. Pro účely scénáře POVODEŇ byly vymezeny následující (viz obr. 5.11): ZÁPLAVOVÉ ÚZEMÍ OBEC OBEC S ROZŠÍŘENOU PŮSOBNOSTÍ KRAJ POVODÍ Obr. 5.11: Vymezení intervalů pro definici operačních rozsahů (červeně) a příklady hlavních operačních rozsahů (zeleně) 113

114 Pro účely práce v podrobnějším měřítku byl dále stanoven hlavní operační rozsah ČÁST OBCE, který na rozdíl od předchozích rozsahů není vázán na administrativní či jinou jednotku, ale má pevně stanovené měřítko 1: Pro některé činnosti je účelné vymezit více hlavních operačních rozsahů. Příklady jsou uvedeny v tabulce 5.2. Tab. 5.2: Příklady vymezení operačních rozsahů pro různé činnosti predikce a vývoj síly a prostředky ochrana obyvatelstva technické zabezpečení OBECNÝ OPERAČNÍ ROZSAH MAX1-MIN3 (max 1: ) MAX3-MIN2 (1: : ) MAX1-MIN1 (max 1: ) MAX1-MID3 (max 1: ) HLAVNÍ OPERAČNÍ ROZSAH POVODÍ/DÍLČÍ POVODÍ KRAJ/ORP/OBEC/ČÁST OBCE ORP/OBEC OBEC/ČÁST OBCE OBEC/ZÁPLAVOVÉ ÚZEMÍ monitoring MAX2-MIN2 ORP/OBEC/ČÁST OBCE perimetr MAX1-MID3 ZÓNA C (dle třídy nebezpečné látky) Hlavní operační rozsah může sloužit pro výchozí nastavení mapového pole. Při nastavení kontextu se mapové pole může vycentrovat na aktuální velikost jednotky udávající operační rozsah (viz obr A). Pokud je však velikost jednotky větší než by odpovídalo měřítku přednastaveného operačního rozsahu (v absolutních hodnotách), mapové pole se nastaví na nejbližší možnou hodnotu měřítka (viz obr B). Pokud zvolená činnost umožňuje více hlavních operačních rozsahů, musí být tento rozsah zvolen uživatelem prostřednictvím GUI. Obr. 5.12: Ukázka nastavení mapového pole podle operačního rozsahu OBEC 114

115 Kontextový typ MÍSTO MÍSTO, tedy Kde se krizový jev udál?, ovlivňuje zejména generalizaci výběru. Jak již bylo zmíněno, městská krajina se vyznačuje vyšší hustotou jevů než venkovská krajina. Tento typ kontextu ovlivňuje zejména výběr objektů nutných pro lokalizaci tedy objektů, podle kterých může člověk popsat svoji polohu. V tabulce 5.3 na následující straně je uveden přehled hodnot, kterých může kontextový typ MÍSTO nabývat, a jejich popis. Tab. 5.3: Kontextový typ MÍSTO Druh MÍSTO URBAN SUBURBAN RURAL Typ zástavby / krajiny Městská zástavba Předměstská, příměstská a venkovská zástavba Zemědělská krajina Základní charakteristika Bloky budov vymezené uliční sítí, velké množství POI Rozvolněnější zástavba, méně POI Málo POI, malé převýšení SILVAN Lesní krajina Málo POI, větší převýšení Speciální obsah - Objekty rozptýlené zástavby (mimo areály zástavby a zahrad) - Elektrické vedení - Objekty rozptýlené zástavby (mimo areály zástavby a zahrad) - Podrobnější výškopis a terénní tvary - Elektrické vedení - Turistické značky - Objekty rozptýlené zástavby (mimo areály zástavby a zahrad) - Výškopis a terénní tvary - Skály - Elektrické vedení - Turistické značky - Informace o porostech z lesních typologických map Speciální způsob vizualizace Lokální POI a cesty se zobrazují ve větším měřítku než v ostatních kontextech Lokální POI se zob-razují již v menším měřítku než URBAN 115

116 Kontextový typ DOBA DOBA nebo-li Kdy se krizový jev udál? či Jaká je aktuální denní/roční doba v době zásahu? je důležitá z hlediska světelných podmínek (ovlivňují způsob zvýraznění symbolů nebude dále uvažováno) a relevantnosti objektů. Některé jevy jsou sezónního charakteru a jsou tedy relevantní jen v určitých obdobích (např. nerelevantní jsou ledové jevy v létě, nerelevantní za normálních podmínek je škola jako objekt nutný k evakuaci v noci). V souvislosti s roční dobou se také mění vlastnosti relevantních objektů např. zamrzlý rybník nemůže sloužit k čerpání vody. DOBA je důležitá zejména pro objekty zájmové infrastruktury. Lze ji vymezit z hlediska různých druhů periodicit (viz tab. 5.4). Tab. 5.4: Kontextový typ DOBA Druh periodicity Hodnoty Příklad ROČNÍ OBDOBÍ JARO LÉTO PODZIM ZIMA DENNÍ DOBA RÁNO (např. 6-8) TÝDEN ŠKOLNÍ ROK DOPOLEDNE (8-12) ODPOLEDNE (12-17) PODVEČER (17-19) VEČER (19-22) NOC (22-6) Po, Út, St, Čt, Pá, So-Ne OBDOBÍ VYUČOVÁNÍ OBDOBÍ PRÁZDNIN ledové jevy vázány na jarní a zimní povodeň, koupaliště je v provozu v létě, ledovka na silnici v zimě v divadle je přítomno větší množství lidí v době představení, tj. večer v průmyslovém závodě je maximum osob v Po-Pá v období prázdnin nejsou ve škole děti (kromě mimořádných akcí) Jednotlivé druhy periodicity se pak mohou kombinovat např. zvýšený pohyb osob v centru města večer a v noci v pátek a v sobotu. Kontextové typy shrnutí Tabulka 5.5 podává přehled jednotlivých typů kontextů a jejich hodnot. Tab. 5.5: Přehled typů kontextů a příklady hodnot, kterých mohou nabývat typ kontextu hodnoty UŽIVATEL např. kritérium zrak: ŠPATNÝ/DOBRÝ ZRAK kritérium profese: PROFESE HZS/VODOHOSPODÁŘ apod. SPRÁVCE ČLEN HZS, ČLEN POLICIE, SPRÁVCE TOKU, PŘEDSEDA 116

117 FUNKCE MAPY MÍSTO DOBA SITUACE ČINNOST FÁZE TECHNOLOGIE OPERAČNÍ ROZSAH POVODŇOVÉ KOMISE, OBČAN apod. INFORMACE, KONTROLA, ORGANIZACE URBAN, SUBURBAN, RURAL, SILVAN JARO, LÉTO,PODZIM,ZIMA; RÁNO,DOPOLEDNE,ODPOLEDNE, VEČER,NOC; Po, Út, St, Čt, Pá, So-Ne POVODEŇ, PŘEPRAVA NEBEZPEČNÉ LÁTKY, ÚNIK NEBEZPEČNÉ LÁTKY apod. PREDIKCE a VÝVOJ, MONITORING, SÍLY A PROSTŘEDKY, LOKALIZACE apod. PREVENCE, PŘÍPRAVA, ODEZVA, OBNOVA např. MALÉ/STŘEDNÍ/VELKÉ ZOBRAZOVACÍ ZAŘÍZENÍ MAX1 (max 1:4 900), MAX2(1: :9 900), MAX3 (1: :14 900), MID1 (1: :24 900), MID2 (1: :49 900), MID3 (1: :99 900), MIN1 (1: : ), MIN2 (1: : ), MIN3 (1: : ) 5.3 Metody publikace map pomocí webových služeb Kapitola pojednává o možnostech publikování map pomocí webové služby Web Map Service (WMS). Popisovány jsou také související technologie používané pro určení vizualizace mapových prvků na mapách získaných z webových služeb Styled Layer Descriptor (SLD) a Symbology Encoding (SE). Druhá část kapitoly vysvětluje pojmy adaptivní mapa a mapový kontext a objasňuje, jak může tento typ mapy zajistit větší využívání webových mapových služeb v krizovém řízení. Třetí část kapitoly pak popisuje návrh rozšíření webové služby WMS na tzv. kontextovou WMS (CWMS Contextual Web Map Service). Toto rozšíření by umožnilo využít zároveň výhod webových mapových služeb i adaptivních map. Podrobněji o uvedené problematice pojednává KOZEL (2009) Web Map Service (WMS) Web Map Service (WMS, česky webová mapová služba, viz OGC:WMS 2011) je název specifikace konsorcia OGC, která standardizuje rozhraní webové služby produkující mapy v podobě obrázků. Jako Web Map Service je označována jak samotná specifikace, tak i softwarové produkty a jejich instance, které tuto specifikaci dodržují (produkty i instance bývají označovány též jako WMS služby nebo WMS servery). Klienti, kteří chtějí komunikovat s WMS službou, k ní přistupují pomocí webových dotazů ve formě URL adresy s upřesňujícími parametry (Uniform Resource Locator textový řetězec sloužící k identifikaci, např. HTML stránky na webu). Přestože s WMS 117

118 službou může komunikovat jakýkoliv běžný webový prohlížeč, byla by komunikace s WMS službou pomocí běžných prostředků takového prohlížeče pro uživatele značně nepřívětivá a neefektivní. Proto existují specializované aplikace umožňující uživatelsky příjemnější práci s WMS službami a vyznačující se zejména interaktivními prvky v ovládání a výběru obsahu mapy. Tyto aplikace jsou označovány jako WMS klienti, stejně jako počítače, na kterých běží. WMS klienti mívají buď podobu aplikace pro webový prohlížeč (v podobě JavaScriptu nebo Java appletu) nebo podobu samostatné aplikace. V obou těchto případech může být funkcionalita aplikace značně širší než pouhá interaktivní komunikace s WMS službou. Podobně aplikace označovaná jako WMS služba může mít mnohem širší funkční záběr, než jaký plyne z WMS specifikace. Specifikace WMS patří v rámci OGC k těm nejčastěji implementovaným a tudíž i k nejvyužívanějším. V České republice poskytuje digitální mapy prostřednictvím rozhraní WMS množství institucí. Mezi největší poskytovatele patří např. Ministerstvo životního prostředí nebo Český úřad zeměměřický a katastrální. Komunikace v rámci služby WMS Základním mechanismem komunikace podle WMS specifikace jsou dotazy klienta na WMS službu a odpovědi na ně. WMS specifikace pojednává o několika dotazech, ale podrobně popisuje pouze tři: povinně podporované dotazy GetCapabilities a GetMap a nepovinně podporovaný dotaz GetFeatureInfo. Podrobnější informace o dotazech GetCapabilities a GetMap jsou uvedeny ve specifikaci WMS (OGC:WMS 2006). Dotaz GetCapabilities vrací odpověď se základními metadaty o službě, s upřesněním funkcionality služby, možných dotazů a především s popisem mapových vrstev, které jsou na WMS službě přístupné. Jedná se většinou o iniciální dotaz, který uživatel zasílá proto, aby zjistil, co může po WMS službě požadovat. Odpovědí na dotaz GetCapabilities je XML dokument s předem danou strukturou. Mapové vrstvy jsou zde popsány jako stromová struktura, kde každý uzel odpovídá jedné vrstvě dotazovatelné pomocí GetMap nebo skupině vrstev. Každá vrstva má definovaný název a obsahuje seznam souřadných systémů, v nichž je k dispozici, prostorový rozsah, měřítkový rozsah, v němž se vykreslí, informaci o tom, zda je dotazovatelná dotazem GetFeatureInfo, apod. Dotaz GetMap umožňuje uživateli dotázat se na konkrétní mapu. V parametrech dotazu musí uživatel specifikovat mapové vrstvy, z nichž má být vrstva složena, a případně i jejich symboliku, souřadný systém mapy, prostorový rozsah mapy, velikost mapy v pixelech, souborový formát, apod. Vrácená, WMS službou vygenerovaná mapa má nejčastěji podobu rastrového obrázku; vektorové souborové formáty podporují WMS služby zcela výjimečně. Mezi nejpoužívanější rastrové formáty map patří JPEG, GIF a PNG. Obecně se doporučuje používat formát PNG, protože používá bezeztrátovou kompresi obrazu. Nepovinně podporovaný dotaz GetFeatureInfo umožňuje blíže popsat prostorový objekt na daných souřadnicích mapy. Informace jsou klientovi předány nejčastěji 118

119 v podobě výčtu atributů prostorového objektu a jejich hodnot. Nejčastějšími formáty pro popis prostorového objektu jsou (X)HTML, XML a GML. Spojování map z více WMS služeb a kaskádování WMS služeb Specifikace WMS umožňuje spojování map z více WMS služeb v jednom mapovém okně, což je zajištěno jednak tím, že vrácené mapy jsou georeferencované, a také možností nastavit mapě v rámci dotazu GetMap průhledné pozadí. Proto, aby bylo možné několik map z různých WMS služeb opravdu spojit do jedné, je nutné, aby byly splněny dvě podmínky. Za prvé, aby všechny WMS služby podporovaly alespoň jeden stejný souřadný systém. Za druhé, aby WMS služby poskytující překryvné mapy umožnily vrátit mapy klientovi v jednom z formátů podporujících průhlednost. Zatímco spojování map je záležitostí klientské strany, na straně serverové existuje možnost tzv. kaskádování WMS služeb. Jedná se o situaci, kdy jedna WMS služba přebírá mapovou vrstvu z jiné WMS služby první WMS služba se nazývá kaskádová WMS služba, druhá jí slouží jako zdrojová WMS služba. Kaskádová WMS služba může mít více zdrojových WMS služeb a může poskytovat i vlastní, originální vrstvy. Kaskádová WMS služba také nemusí předávat dál všechny vrstvy zdrojové WMS služby, ale pouze vybrané vrstvy. Může nastat situace, kdy jedna WMS služba je kaskádovou a zároveň i zdrojovou pro jinou kaskádovou WMS službu. Možnosti výběru symboliky vrstev v mapových službách Výběr obsahu mapy v rámci WMS služby je jasný: uživatel si prostřednictvím WMS klienta zvolí jednu či více nabízených vrstev, o kterých ho informuje odpověď na dotaz GetCapabilities. Při výběru symboliky je situace podobná. V rámci GetCapabilities může mít každá vrstva definován neomezený počet tzv. WMS stylů. WMS styl je slovní popis kartografické symboliky dané vrstvy, včetně např. URL obrázku, který má daný WMS styl reprezentovat v legendě. WMS styl tedy reprezentuje jeden kartografický znak. Uživatel má možnost si z nabízených WMS stylů vybrat ten, který mu vyhovuje nejvíce, a tím se následně vrstva v mapě vykreslí. Například u vrstvy komunikací může WMS služba nabízet dva WMS styly: Šedá jednoduchá úzká linie a Dvojpixelová červená linie s tenkou černou obrubou. Hlavní nedostatek WMS stylů je ten, že uživatel je omezen jen na WMS službou nabízené možnosti. Pokud služba poskytuje jen jeden WMS styl, což se v praxi děje nejčastěji, uživatel výběr symboliky nijak ovlivnit nemůže. Uživatel nicméně může využít alternativní cesty, pokud ji WMS služba nabízí. Zmíněnou alternativou je využití jednoho z rozšíření WMS specifikace, a sice SLD symboliky. V případě použití SLD symboliky je spolu s dotazem GetMap odeslán tzv. SLD styl, což je XML soubor s předdefinovanou strukturou, který obsahuje jak seznam požadovaných vrstev, tak detailní popis jejich požadované symboliky. Uživatel tedy nevybírá jeden z nabízených kartografických znaků, ale vytváří si svůj vlastní. 119

120 V případě využití SLD symboliky není uživatel omezen na jednu z možností nabízených WMS službou, ale je omezen pouze vyjadřovacími prostředky SLD specifikace (viz níže). Ne každá WMS služba ovšem SLD symboliku podporuje. Styled Layer Descriptor a Symbology Encoding Specifikace Styled Layer Descriptor (SLD OGC:SLD 2007) a Symbology Encoding (SE OGC:SE 2006) spolu úzce souvisejí. Obě se zabývají standardizovaným popisem kartografické symboliky rastrových i vektorových prostorových objektů, včetně jejich textových popisků. Specifikace SLD navíc rozšiřuje specifikaci WMS právě o možnost definice kartografické symboliky samotným uživatelem. SLD styl je vyjadřovací prostředek specifikace SLD, resp. SE. Jedná se o XML dokument, jehož obsahem je popis kartografické symboliky mapových vrstev. Symbolika v rámci SLD stylu není popsána obecně, ale vždy se vztahuje ke konkrétním mapovým vrstvám s konkrétními atributy a jejich hodnotami. Každý SLD styl je tvořen výčtem mapových vrstev, přičemž každá vrstva má definován jeden či více způsobů kartografického znázornění, tzv. stylů. Každá vrstva se též může ve SLD stylu objevit vícekrát. Na SLD styl lze nahlížet dvojím způsobem: První způsob chápe SLD styl jako komplexní popis obsahu a symboliky jedné mapy (tzn. i jako popis jazyka mapy). Tímto způsobem je nahlíženo na SLD styl, který je zasílán společně s dotazem GetMap. Obsah mapy je tvořen výčtem vrstev SLD stylu a jejich symbolika je definována jednotlivými styly. Pokud má vrstva definováno více stylů, je na mapě znázorněna všemi těmito styly zároveň. Pokud se v seznamu vrstev objeví některá vrstva na více místech, použijí se při vykreslování styly ze všech těchto míst. Pořadí vrstev v SLD stylu určuje pořadí vykreslování jednotlivých vrstev v mapě (první vrstva je vykreslena nejdříve, poslední naposledy). Druhý způsob chápe SLD styl jako knihovnu kartografických stylů jedné či více mapových vrstev (tzn. jako sadu různých kartografických znaků). SLD styl tak nepopisuje žádnou mapu, ale několik různých způsobů možných kartografických znázornění v něm obsažených vrstev. Každé toto znázornění je reprezentováno jedním stylem, ale na rozdíl od předchozí možnosti se tyto styly nepoužívají dohromady, ale zvlášť (každý styl je tedy jediným plnohodnotným kartografickým znázorněním vrstvy, jedním kartografickým znakem). Pořadí vrstev v SLD stylu v tomto případě nehraje žádnou roli. Z takovéto knihovny pak řídící program vybere požadovanou vrstvu a její požadovaný styl a při vykreslování použije jen a pouze tyto části SLD stylu. Pokud má vrstva více definovaných stylů, objeví se každý z těchto stylů v dokumentu GetCapabilities jako jeden nabízený WMS styl. Podmínky nasazení webových mapových služeb v krizovém řízení Z předchozích částí této kapitoly vyplývá, že webové mapové služby poskytují velké možnosti a že je vzhledem ke standardizaci ve formě WMS může využít prakticky každý i bez nutnosti investic do nových technologií a pořizování nových programů. 120

121 Krizové řízení je pak beze sporu oblast, která se týká prakticky každého, ať už coby organizátora, zasahujícího nebo zachraňovaného. Přesto však nejsou webové služby v oblasti krizového řízení příliš využívány. Aby se využívání webových služeb v krizovém řízení rozšířilo, je v zásadě potřeba několik věcí. Především musí prokázat užitečnost a musí urychlit a zjednodušit práci a rozhodování. Jen tak o ně projeví zájem i další účastníci krizového řízení a dojde k rozšíření jejich používání. Jedna z cest, jak toho dosáhnout, vede přes rozšíření možností systémů a programů využívaných v krizovém řízení. Tyto programy mohou nabízet nové a nové funkce a druhy analýz, které mohou být využity např. při predikci následků teprve začínající havárie a pro přípravu prostředků nutných pro jejich zvládnutí. Takový systém je užitečný hlavně pro operátory středisek záchranného systému, kteří musí koordinovat zásah různých složek systému. Tímto způsobem však nelze zajistit rozšíření užívání webových služeb ve smyslu většího počtu uživatelů, pouze jejich intenzivnější využití skupinou specialistů, kteří jsou schopni využít jejich široké možnosti. Aby došlo k rozšíření využívání webových služeb v krizovém řízení také co se týká počtu uživatelů, je potřeba jít jinou cestou. Je nutné zajistit, aby tyto služby usnadňovaly a urychlovaly práci i těm účastníkům krizového řízení, kteří nebyli školeni na využití specializovaných programů např. starostům postižených obcí. Jejich požadavkem však není množství nabízených funkcí, ale naopak jednoduchost systému. Takovéto možnosti nabízí adaptivní mapy Adaptivní mapa z hlediska WMS Představme si následující situaci. Starosta obce postižené záplavou organizuje evakuaci obyvatelstva pomocí autobusů. Využije GIS a v něm vyhledá budovy v okolních obcích, které mohou posloužit jako dočasný úkryt pro evakuované např. tělocvičny. Také využije vrstvu komunikací a vyhledá nejkratší cestu k těmto budovám. Ale v časové tísni si nevyhledá vrstvu silničních uzavírek nebo informace o nich. Řidič autobusu zjistí až během cesty, že doporučená cesta je uzavřena. Autobus se musí vrátit a musí být vyhledána nová cesta. Evakuace se zpožďuje a ohrožení roste. Nyní si představme, že starosta pouze zadá do systému kód evakuace. Následně mu systém sám (na základě přednastavení) zobrazí všechny vrstvy a informace, které potřebuje vhodné úkryty, evakuační trasy, dopravní informace, přistávací plochy pro vrtulníky záchranářů atd. Adaptivní mapa právě toto dokáže, protože mění svůj obsah podle různých podmínek podle uživatele a jeho současné situace, hardwarového vybavení atd. Situace, ve které se nachází starosta, se dá popsat slovem evakuace. Stejný systém by zobrazil úplně jinou mapu při zadání kódu turistický výlet (podrobněji viz např. KOZEL et al., 2010). Souhrn výše zmíněných podmínek ovlivňujících adaptivní mapu se nazývá kontext (DEY a ABOWD, 1999). Proto se adaptivním mapám také někdy říká kontextové mapy. 121

122 Tvorba kontextové mapy Tvorba kontextové mapy se skládá z několika fází: analýza potřeb uživatele a účelu mapy, určení kontextů, výběr zdrojů dat, výběr kartografických metod, testování vytvořených map. Prvním krokem je analýza potřeb uživatele a přesné určení účelu mapy. Na základě toho jsou pak zvoleny vhodné parametry kontextu (podrobněji viz kapitola 5.2.3). Další fáze spočívá ve vybrání vhodných zdrojů dat a kartografických metod vhodných pro jejich vizualizaci. Poté může být nakonfigurována samotná webová mapová služba. Služba s kontextovými mapami je následně testována v praxi a mapy jsou upravovány podle komentářů uživatelů (KOZEL et al., 2010). Jednotlivé druhy kontextů a kontextové typy Pro lepší orientaci při vytváření kontextů je dobré definovat některé jejich speciální případy na základě jejich struktury. Dobrý příklad uvádí KOZEL a ŠTAMPACH (2010, s. 305). Definujme tři kontexty A, B a C: A: Uživatel je hasič. B: Uživatel zasahuje při povodni. C: Uživatel je hasič zasahující při povodni. Je zjevné, že spojení kontextů A a B, které může být také nazýváno kontextem, je rovno kontextu C. Složený kontext je tedy kontext, který je roven spojení alespoň dvou různých kontextů. Příkladem tedy může být kontext C, který je spojením kontextů A a B. Podkontext je kontext, který je neprázdnou podmnožinou jiného kontextu. Kontexty A a B jsou tedy podkontexty. Elementární kontext je kontext, který již nemůže být dělen na různé kontexty nebo je jeho další dělení nesmyslné. Kontexty A a B jsou tedy zároveň elementární kontexty. Pro jednodušší práci s kontexty je dobré je klasifikovat do tzv. kontextových typů podle vlastnosti, kterou popisují. V práci KOZEL et al. (2010) je uveden následující příklad: Kontexty Uživatel je hasič a Uživatel je policista popisují stejnou vlastnost roli uživatele. Mají tedy stejný kontextový typ role uživatele. Kontextový typ tedy znamená soubor všech kontextů, které popisují stejnou vlastnost Kontextová webová mapová služba Aby bylo možno v krizovém řízení využít výhody poskytované současnými webovými službami a zároveň využít možnosti adaptivních map založených na 122

123 určování kontextů mapy, byla navržena kontextová webová mapová služba Contextual Web Map Service dále CWMS. Prvotním motivem návrhu kontextové mapové služby je realizace otevřené kontextové kartografické vizualizace ve webovém prostředí. Základní filosofie kontextové mapové služby je založena na modelu klient server, kde klientská část slouží k výběru požadovaného kontextu a k vizualizaci a ovládání kontextové mapy, kdežto samotný proces kontextové kartografické vizualizace a vygenerování kontextové mapy zajišťuje část serverová. Kontext může popisovat jak samotný uživatel, tak mapový klient např. pomocí informací ze senzorů. Kontextová mapová služba je v tomto případě serverová aplikace, která pro daný uživatelův kontext vygeneruje odpovídající kontextovou mapu. Schéma rolí kontextové mapové služby, klienta i uživatele je na obr Tato filosofie je stejná jako v projektu GiMoDig viz např. NIVALA a SARJAKOSKI (2005) nebo NIVALA (2005) nebo v práci REICHENBACHERA (2004), v jejichž rámci byla úspěšně odzkoušena v praxi. Obr. 5.13: Schéma komunikace a rolí kontextové mapové služby CWMS, mapového klienta a uživatele (převzato z KOZEL, 2009, s. 67) Velký důraz je kladen na otevřenost celého řešení, tedy na jeho propojení s existujícími specifikacemi. Komunikace mezi klientem a serverem je tak postavena na rozšíření specifikace Web Map Service (WMS). Tento přístup úspěšně využíval již projekt GiMoDig. Oproti předchozím projektům se však CWMS odlišuje ve třech bodech: 1. Podpora kontextové mapové služby je navržena jako přímé rozšíření specifikace WMS. Dřívější projekty byly na této specifikaci sice postavené, ale o komplexním rozšíření specifikace neuvažovaly. 2. Kontextová mapová služba není omezena jen na podporu určité množiny elementárních kontextových typů. Záleží pouze na provozovateli konkrétní instance 123

124 kontextové mapové služby, které elementární kontextové typy a které elementární, potažmo složené kontexty bude podporovat. Kontextová mapová služba pro turistický ruch tak může pracovat např. s elementárními kontextovými typy roční období, věk, oblíbené aktivity, kdežto kontextová mapová služba pro krizové řízení může pracovat např. s elementárními kontextovými typy krizová situace a role uživatele. 3. Kontextová mapová služba disponuje mechanismem, který umožňuje informovat klienty o tom, jaké elementární kontextové typy a elementární kontexty daná instance podporuje, a tudíž jaké kontextové mapy po ní lze požadovat. To je důležitý aspekt pro otevřenost celého řešení, který nebyl v jiných projektech vyřešen. Návaznost na specifikaci WMS a její rozšíření Kontextová mapová služba je navržena jako rozšíření specifikace WMS verze (OGC:WMS 2002) z toho důvodu, že v počátcích návrhu kontextové mapové služby a její implementace byla tato verze nejrozšířenější. CWMS služba přináší tři rozšíření, resp. změny specifikace WMS 1.1.1: dotaz GetElementaryContextTypes, popis uživatelova kontextu v běžných dotazech WMS, konceptuální změnu v odpovědi na dotaz GetCapabilities. Hlavním smyslem dotazu GetElementaryContextTypes je informovat klienta o kontextových typech, elementárních kontextech a z nich složených kontextech, které daná instance kontextové mapové služby podporuje. Jde tedy o obdobu dotazu GetCapabilities orientovanou směrem na kontexty. Na základě těchto informací si uživatel zvolí svůj kontext, který je klientem automaticky zakódován a v podobě přídavných URL parametrů dotazu GetCapabilities odeslán na kontextovou mapovou službu. Kontext je nadále automatizovaně uchováván i pro další standardní WMS dotazy GetMap, GetFeatureInfo a GetLegendGraphic. Vrácená odpověď na dotaz GetCapabilities obsahuje hierarchickou stromovou strukturu mapových vrstev, které dohromady tvoří obsah kontextové mapy tj. mapy, která je relevantní k uživatelově kontextu a která je výsledkem procesu kontextové kartografické vizualizace. Jakým způsobem byla tato mapa (především její obsah a symbolika) vygenerována, záleží na konkrétní implementaci kontextové mapové služby. Všechny vrstvy dotazovatelné pomocí GetMap z odpovědi GetCapabilities by měly být automaticky zobrazeny v prostředí klienta, čímž uživatel prakticky okamžitě po vybrání svého kontextu dostává odpovídající kontextovou mapu. Průběh komunikace CWMS klienta s CWMS službou Kontextová služba byla navržena s následující vizí komunikace mezi CWMS klientem a CWMS službou (viz obr. 5.14). 124

125 Obr. 5.14: Schéma typické komunikace mezi CWMS klientem a CWMS službou v čase (převzato z KOZEL, 2009, s. 83) 1. Uživatel zadá CWMS klientovi URL adresu CWMS serveru, z něhož chce obdržet kontextovou mapu. 2. CWMS klient automaticky doplní parametry dotazu GetElementaryContext- Types a odešle jej. 3. CWMS služba přijme dotaz GetElementaryContextTypes a vrátí odpověď. 4. CWMS klient obdrží odpověď GetElementaryContextTypes, zpracuje ji a nabídne uživateli, jaké elementární kontextové typy a elementární kontexty CWMS služba podporuje. Známé hodnoty některých elementárních kontextových typů může CWMS klient doplnit automaticky sám, např. ze senzorových dat, systémových proměnných, apod. 5. Uživatel zvolí svůj kontext, přičemž tento kontext může být jak úplný, tak neúplný. 6. CWMS klient automaticky zakóduje uživatelův kontext do podoby URL parametru context a odešle jej spolu s dotazem GetCapabilities. 7. CWMS služba přijme dotaz GetCapabilities, sestaví obsah kontextové mapy odpovídající danému kontextu, jednotlivým mapovým vrstvám přiřadí odpovídající symboliku, a to vše odešle v podobě standardní odpovědi na dotaz GetCapabilities zpět. V rámci tohoto kroku provádí instance CWMS služby proces kontextové kartografické vizualizace. 8. CWMS klient obdrží odpověď GetCapabilities a automaticky sestaví první dotaz GetMap, který obsahuje všechny vrstvy z odpovědi GetCapabilities dotazovatelné pomocí GetMap. CWMS klient též automaticky doplní prostorový rozsah mapy, velikost mapového okna, souborový formát odpovědi, souřadný systém apod. Uživatelský kontext klient nedoplňuje, protože je již součástí URL adresy dotazu GetMap získané z odpovědi GetCapabilities (obdobně jako u dotazu GetFeatureInfo). Sestavený dotaz GetMap odešle klient na CWMS službu. Následující průběh komunikace je shodný s kroky komunikace běžného WMS klienta s běžnou WMS službou: 125

126 9. CWMS služba přijme dotaz GetMap a vrátí odpověď. 10. CWMS klient automaticky zobrazí vrácenou mapu. 11. Uživatel se pomocí interaktivních ovládacích prvků CWMS klienta pohybuje v mapě (posun, zvětšení, zmenšení), přidává a odebírá vykreslované vrstvy apod. Každá změna vyvolá nový dotaz GetMap, který je automaticky odeslán, a jeho odpověď je automaticky zobrazena v mapovém okně. Sled dotazů GetMap bývá často doprovázen dotazy GetFeatureInfo, které jsou většinou automaticky zaslány při kliknutí uživatele na prostorový objekt v mapě. LITERATURA BASARANER, M. (2002). Model Generalization in GIS. In International Symposium on GIS. Istanbul, Turkey, BASARANER, M. (2007). Model and Cartographic Generalisation in GIS: A Comparison. In International Symposium on Modern Technologies, Education and Professional Practice in Geodesy and Related Fields. Sofia, DEVOGELE, T. - PARENT C. - SPACCAPIETRA S. (1998). On spatial database integration. International Journal of Geographical Information Science, 1998, sv. 12, č. 4, s (18). DEY, A. K. - ABOWD, G. D. (1999). Towards a Better Understanding of Context and Context-Awareness. In Proceedings of the 1st international symposium on Handheld and Ubiquitous Computing. GVU Technical Report GIT-GVU Atlanta: Georgia Institute of Technology, FIALA, J. - MINISTR, J. (2007). The Model of Process Framework in Czech Public Government. Change Management. In Proceedings of the 26th International Conference on Organizational Science Development. Portorož: University of Maribor, GOODCHILD, M. F. - GLENNON, A. J. (2010). Crowdsourcing geographic information for disaster response: a research frontier. International Journal of Digital Earth, 2010, č. 3, s KOZEL J. (2010). Kontextová mapová služba. Disertační práce. Brno: Masarykova univerzita, s. KOZEL, J. - ŠTAMPACH, R. (2010). Practical Experience with a Contextual Map Service. In KONECNY, M. ZLATANOVA, S. - BANDROVA, T. (eds.). Geographic Information and Cartography for Risk and Crisis Management - Towards Better Solutions. Lecture Notes in Geoinformation and Cartography Heidelberg, Dordrecht, London, New York: Springer-Verlag, s KOZEL, J. - ŠTAMPACH, R. - ZBOŘIL, J. (2010). Adaptive map visualization: from context selection to web service configuration. In 3rd ISDE Digital Earth Summit. Sofia: University of Architecture, Civil Engineering and Geodesy, s. 126

127 LUDÍK, T. - RÁČEK, J. (2008). Process Analysis in Crisis Management and its Usage for Development Applications Ontology, In Riešenie krízových situácií v špecifickom prostredí. Žilina: Žilinská univerzita, LUMBROSO, D. et al. (2007). Review report of operational flood management methods and models, FLOODsite Project Report, 2007, No. T MULÍČKOVÁ, E. - KUBÍČEK, P. (2011). Definition of Cartographic Context in Emergency Management - Conceptual Framework of the Pilot Study Flood. In JALOVECKÝ R. - ŠTEFEK, A. (eds.). Proceedings of the International Conference on Military Technologies 2011 (ICMT 11). Brno: University of Defence, s NIVALA, A. M. (2005). User centered design in the development of a mobile map application. Thesis. Helsinki: University of Technology, s. < NIVALA, A. M. - SARJAKOSKI, L.T. (2005). Adapting Map Symbols for Mobile Users. In Proceeding of the 22th International Cartographic Conference 2005: Mapping Approaches into a Changing World. A Coruña, Španělsko, s. < OGC:SE (2006). Open Geospatial Consortium: Symbology Encoding Implementation Specificatio, Version OpenGIS Project Document r4. 55 s. < OGC:SLD (2007). Open Geospatial Consortium: Styled Layer Descriptor profile of the Web Map Service Implementation Specification. Version OpenGIS Project Document r4. 45 s. < OGC:WMS (2002). OpenGIS Web Map Service Implementation Specification. Version: Open GIS Document: OGC r3. < OGC:WMS (2006). OpenGIS Web Map Service Implementation Specification. Version: Open GIS Document: OGC < OGC:WMS (2011). Open Geospatial Consortium: Web Map Service. < PENG, W. (2000). Database generalization: concepts, problems, and operations, In IAPRS, 2000, Svazek XXXIII, část B4. Amsterdam, s PUNDT, H. (2005). Evaluating the Relevance of Spatial Data in Time Critical Situations. In VAN OOSTEROM, P. ZLATANOVA, S. FENDEL, E. M. (eds). Geo-information for Disaster Management. Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, REICHNBACHER, T. (2004). Mobile Cartography Adaptive Visualisation of Geographic Information on Mobile Devices. PhD Thesis. München: Technical University, s. < 127

128 SCHMIDT, A. (2002). Ubiquitous Computing Computing in Context. PhD Thesis. Lancaster (Velká Británie): Lancester University, TALHOFER, V. - KUBÍČEK, P. - BRÁZDILOVÁ, J. - SVATOŇOVÁ, H. (2007). Transport of Dangerous Chemical Substances and its Cartographic Visualisation. In Proceedings 10th Conference on Geographic Information Science, AGILE Aalborg, Dánkso: AGILE, s , 4 s. ISBN VANGENOT, C. - PARENT, C. - SPACCAPIETRA, S. (2002). Modeling and manipulating multiple representations of spatial data. In Proc. of the Symposium on Geospatial Theory, Processing and Applications, WEIBEL, R. (1997). Generalization of Spatial Data: Principles and Selected Algorithms. In VAN KREVELD, M. - ROOS, T. - NIEVERGELT, J. - WIDMAYER, P. (eds.). CISM School, LNCS, č Heidelberg: Springer, s XU, W. - ZLATANOVA S. (2007). Ontologies for Disaster Managmement, In LI, W. - ZLATANOVA, S. FABBRI (eds.). Geomatics Solutons for Disaster Management, Lecture Notes in Geoinformation and Cartography. Berlin, Heidelberg: Springer- Verlag, s ŽEMLIČKA, Ž. (2008). Požární taktika: činnost jednotky po při zásahu s přítomností nebezpečných látek (Činnost JPO při zásahu s NL 2-02). Konspekty odborné přípravy jednotek požární ochrany II. Ostrava, < 128

129 6. SENZOROVÉ SÍTĚ A WEBOVÉ SLUŽBY V KRIZOVÉM ŘÍZENÍ Jiří KOZEL, Petr KUBÍČEK, Radim ŠTAMPACH, Lukáš HERMAN 6.1 Senzorové sítě v krizovém řízení Základní aspekty senzorových sítí V současné době se stále častěji hovoří o geoinformačních infrastrukturách, a to jak na evropské, tak na národní úrovni. Základním předpokladem jejich praktického zavedení a fungování je vznik a postupný rozvoj standardů a specifikací, které byly v posledních letech vytvořeny pod gescí Open Geospatial Consortia (OGC) a jsou podporovány řadou projektů a aktivit na úrovni Evropy (INSPIRE, GMES). Doposud se vývoj specifikací OGC soustředil zejména na oblast interoperability týkající se přístupu k datovým sadám, jejich vizualizace a sdílení z různých datových zdrojů. Pomocí implementace standardizovaných rozhraní jsou již nyní takováto data přístupná na internetu prostřednictvím webových služeb splňujících specifikaci Web Map Service (WMS). Podobně se podařilo naplnit i interoperabilitu na úrovni datových sad za využití Geography Markup Language (GML) a specifikace Web Feature Service (WFS). Na jedné straně je možné konstatovat, že na úrovni statických dat jsou k dispozici odpovídající nástroje pro jejich pokročilou interoperabilitu a tvorbu SDI, na straně druhé narůstajícím požadavkům na získávání prostorových dat v téměř reálném čase a jejich sdílení nebyla až doposud věnována odpovídající pozornost. Senzorové sítě jsou v současné době integrovány pomocí nového konceptu založeného na internetu tzv. Sensor Web. ZYL et al. (2009) popisuje tento koncept jako infrastrukturu podporující systém integrující senzorové systémy nebo jednotlivé senzory zajišťující přístup k senzorům, senzorovým sítím a naměřeným datům. Sensor Web zahrnuje různorodé typy senzorů senzory pozemní i senzory pro dálkové snímání, senzory s pevnou pozicí i ty umístěné na mobilních platformách. Sensor Web si lze představit jako otevřený adaptabilní systém organizovaný jako síť senzorových zdrojů dat a metadat, přičemž tento systém zpřístupňuje tyto zdroje prostřednictvím Internetu. Od roku 2002 pracuje Open Geospatial Consortium na iniciativě Sensor Web Enablement (SWE), která má sloužit coby rámec založený na bázi otevřených standardů pro využití senzorů a senzorových systémů různých typů. Hlavním zaměřením SWE je vyvinout spíše standardizované rozhraní pro práci se senzory v téměř reálném čase než klasické úložiště dat. Mělo by zajistit získávání informací z rozličných senzorů a zdrojů s různou strukturou, a to na bázi webových služeb. Jinými slovy se jedná o sběr a zpracování dat získávaných v reálném čase takovými senzory (čidly), jako jsou vodoměrné stanice (v případě povodní) nebo čidla znečištění ovzduší či teploty v budovách, webové kamery sledující dopravní situaci, ale také družicové nebo letecké obrazové zdroje (viz obr. 6.1 na následující straně). Protože každý senzor 129

130 má svoji geografickou polohu, lze pracovat s jednotlivými senzory či dokonce jejich sítěmi jako s distribuovanými zdroji geografických dat. Pro dosažení požadavků specifikace SWE musí senzory splňovat několik základních podmínek. Především se jedná o možnost najít a získat data ze senzorů (ať už ve veřejném či autorizovaném režimu), která splňují podmínky hledání geografická lokalita (oblast), kvalita dat a vhodnost jejich využití pro danou úlohu. Obr. 6.1: Příklady senzorů zapojených do SWE (upraveno podle webových stránek OGC ) Uvedená podmínka je splněna pomocí metadat, respektive metadatových katalogů, ve kterých jsou jednotlivé senzory registrovány (za využití OGC specifikace Web Registry Services). Dalším požadavkem je získání požadované informace o senzoru v takové formě, která je srozumitelná jak pro uživatele, tak pro jeho programové, případně aplikační vybavení. Na to navazuje schopnost přistoupit k měřením senzoru v takové formě, která odpovídá obecným zvyklostem a požadavkům uživatele. Komunikace je možná oběma směry a umožní také zadat senzorům specifický úkol, který mají v určité situaci splnit. Uživatel musí mít také možnost objednat si službu, která zajišťuje posílání procesně řízených výstrah v případě, že senzor naměří určité limitní hodnoty vybraného jevu. Z technologického hlediska je nutným předpokladem také vytvoření standardní plug-and-play sítě senzorů založených na již existujících technologických specifikacích. 130

131 Specifikace SWE služeb K jednotlivým výše uvedeným podmínkám fungování SWE byly vytvořeny konkrétní OGC specifikace, které jsou podmíněny a založeny na jazyku XML a s ním úzce souvisejících obecných webových službách. Pro pochopení funkčnosti SWE je třeba věnovat pozornost zejména následujícím specifikacím OGC: Sensor Observation Service (SOS) základní služba z balíku SWE, určená pro získávání naměřených dat ze senzorů. Detailnější rozbor lze najít např. v práci KOZEL et al. (2011b), Sensor Model Language (SensorML) detailní popis XML schémat, která definují geometrické, dynamické a pozorovací charakteristiky jednotlivých senzorů, Observations and Measurements (O&M) představuje generalizované (zobecněné) standardní XML kódovací schéma pro modelování senzorických pozorování, Sensor Collection Service (SCS) poskytuje webové rozhraní pro senzor, síť senzorů, případně jejich zástupce. Jedná se v podstatě o programovou komponentu, která je schopna přijmout žádost o informace o senzorech, poskytnout přístup a zprostředkovat požadovanou informaci o senzoru, Sensor Planning Service (SPS) umožní specifikovat požadavky na data ze senzorů, Web Notification Service (WNS) případně Sensor Alert Service (SAS), v nové verzi SWE nahrazena specifikací Sensor Event Service (SES) poskytne uživateli informaci o tom, že senzor překročil/dosáhnul určité předem definované hodnoty, nebo případně ukončil svoji činnost. Technologická specifikace je pouze podmínkou nutnou a nikoliv dostatečnou pro rozvoj skutečných a přínosných aplikací senzorického webu. Další důležitou podmínkou je vytvoření funkční sítě senzorů a s nimi spojených služeb, které v praxi ověří uvedené specifikace a budou iniciovat jejich další vývoj. Od roku 2007 je v OGC připravována nová verze SWE. BRÖRING et al. (2011) uvádějí, že SWE 2.0 přináší vyšší provázanost jednotlivých specifikací v rámci SWE a větší přehlednost po formální stránce. Změny se týkají většiny výše zmíněných specifikací z rámce SWE, v době přípravy této publikace vznikly nebo vznikaly jejich nové verze. V nové verzi SWE byla zrušena specifikace TransducerML, protože se její účel překrýval se SensorML. Nová verze SensorML 2.0 redukuje délku a odstraňuje redundance při popisu senzorů. Některé části specifikací O&M a SensorML byly přesunuty do nové specifikace SWE Common 2.0. Tato specifikace definuje datové typy používané v rámci celého konceptu SWE. Specifikace O&M byla povýšena na verzi 2.0 a ta byla následně přijata jako standard ISO Také v případě specifikací SOS, SAS a SPS byly v nové verzi balíku SWE provedeny změny. SAS byla nahrazena novou specifikací Sensor Event Service (SES). Hlavní rozdíl spočívá v tom, že SES používá mnohem více i další specifikace z balíku SWE (např. O&M), ale také i jiné standardy (např. XPath). Společné části specifikací 131

132 SOS and SPS byly umístěny do nové specifikace SWE Service Model (SWES). Specifikace SOS a SPS ve verzi 2.0 pak na tento společný standard následně odkazují. Za možná nejdůležitější změnu v nové verzi SOS lze asi označit nové a zjednodušené typy dotazů získávajících data ze senzorů. To umožňuje výrazně redukovat množství dat přenášených z databáze ke klientovi a usnadnit a zrychlit tak práci se získanými daty, např. jejich vykreslení v podobě grafu. INSPIRE a O&M principy Z hlediska směrnice INSPIRE je nejdůležitější částí SWE specifikace Observations & Measurements (O&M). Ta je jedinou částí SWE využívanou přímo v datových specifikacích INSPIRE. Verze O&M 2.0 byla označena jako standard ISO O&M je zmíněna v datových specifikacích hned několika témat: geologie, oceánografické jevy, stav ovzduší, meteorologické jevy, zařízení pro sledování životního prostředí, půda. Specifikace O&M byla použita, protože představuje vhodný základ pro vytváření datových modelů. Je však zároveň poměrně složitá na implementaci. Tématikou využití senzorů a specifikací v rámci SWE ve směrnici INSPIRE se zabývá pracovní skupina INSPIRE Cross Thematic Working Group on Observations & Measurements. Ta zmiňuje, že O&M by měla být použita, pokud se spolu s daty budou poskytovat i informace o jejich kvalitě a původu (např. za účelem umožnit uživateli rozhodnout se o vhodnosti daných dat pro určitý účel). Pokud to není pro uživatele důležité nebo tyto údaje nechce poskytovatel dat poskytovat, není použití O&M vhodné! (INSPIRE, 2011, s. 2) Kartografická vizualizace senzorových dat Vizualizace sehrává při práci se senzorovými daty důležitou roli. Při správném výběru vizualizace jsou data snáze a rychleji pochopitelná, je možné lépe nalézt vzory, spojení a podobnosti, než v čistě číselné podobě dat. Vizuální podoba dat získaných ze senzorů je také vhodnější pro základní analýzu pomocí lidského oka, než surová naměřená data. Podle RICHTERA (2009) je pro výběr odpovídající vizualizace nezbytné chápat jak typ měřené fyzikální veličiny, tak použitý senzor a jeho konkrétní aplikační zaměření. Konceptuální základ Jak uvádí PLAISANT (2004), je největším problémem při návrhu vizualizace její soulad s přáním a očekáváním uživatelů, s úlohou, kterou má pomoci řešit, nebo 132

133 s konkrétním problémem reálného světa. Jinými slovy při samotné vizualizaci je nezbytné poskytnout více odlišných pohledů na jednu naměřenou sadu dat. Existuje proto závislost mezi řešenou úlohou a vizualizací, a právě konkrétní úloha je jedním ze stěžejních bodů při výběru konkrétní vizuální podoby. Dalším výchozím bodem jsou konceptuální přístupy v oblasti vizualizaci informací. Řada autorů, např. ANDRIENKO a ANDRIENKO (2006) nebo RICHTER (2009) cituje SHNEIDERMANA (1996) a jeho přístup vizuální vyhledávání informací jako vhodný postup pro vytvoření dobré vizualizace. Shneiderman navrhnul sedm postupných kroků, které je třeba sledovat při vizualizaci informací: přehledný pohled (overview) cílem kroku je získat přehled o celkovém uspořádání informací, zvětšení oblasti zájmu (zoom), filtrování (filter) slouží pro odstranění nadbytečných dat, které jsou mimo sféru zájmu z časového či tematického pohledu, detaily na vyžádání (details on demand) možnost výběru prvku či skupiny prvků a získání detailních informací o nich, nalezení vztahů mezi vizualizovanými informacemi (relate), historie (history) uchování historie provedených úkonů, slouží k podpoře možnosti návratu zpět (undo), opětovného zobrazení (reply) či zvětšení detailu pohledu (progressive refinement). ANDRIENKO a ANDRIENKO (2006) dále rozvinuli čtyři z výše zmíněných principů s ohledem na explorační analýzu dat. Přestože použili odlišné pojmenování (overview see the whole; zoom and filter zoom and focus; details on demand attend to particulars), jsou původní principy zachovány a lze je považovat za hlavní kroky pro efektivní vizualizaci informací. Vlastní dynamická vizualizace se provádí jak přímou reprezentací hodnot, tak interpolací. U přímé reprezentace je obvyklé použít proporcionálních symbolů v možné kombinaci s barevným tónem pro zvýraznění jevu. V případě jevů liniového charakteru (například hustota dopravy) se používá stuhových diagramů (KUBÍČEK a STANĚK, 2005). V případě vizualizace senzorových dat pomocí kartogramu se volí určitá fixní klasifikace, nejběžněji intervalová. Ve specifických případech, kdy je pro vizualizaci senzorů použit například jazyk Scalable Vector Graphics (SVG), lze také využít animace, kdy se ukládá určitý časový úsek senzorových měření a ten se pak opětně přehrává. V případě spojitých jevů nebo prognózy se senzorových dat používá k doladění předem zpracovaných modelů. Zde je obvykle zapotřebí mezistupně, kdy senzorová data jsou nejprve zpracována GIS systémem a po provedení interpolace vizualizovaná. 133

134 Vizualizace senzorových dat pro využití v zemědělství Komplexní řešení problematiky vizualizace senzorových dat může být popsáno na příkladu projektu Agrisensor. Jde o projekt zabývající se využitím senzorů v zemědělství (webové stránky projektu V rámci projektu byly na experimentálním poli v Žabčicích v Jihomoravském kraji umístěny senzory měřící meteorologické veličiny pro účely optimalizace zemědělských prací. Následující podkapitoly popisují různé aspekty přenosu dat z těchto senzorů a jejich následné vizualizace prostřednictvím nově vyvíjeného mapového klienta, který umožňuje načtení dat ze senzorových sítí a jejich interaktivní vizualizaci v mapě. Přenos dat mezi senzorem a klientem probíhá zprostředkovaně přes centrální databázi a lze jej rozdělit na dva základní kroky: přenos mezi senzorem a databází a přenos mezi databází a klientem. Podle KOZEL et al. (2011a, s. 528) probíhá přenos dat mezi senzorem a databází automaticky pokaždé, když je naměřena nová hodnota, což odpovídá periodě měření. Ta je v případě testovacích měření v Žabčicích stanovena na 15 minut, což je dostatečná perioda pro stanovení hodinových průměrů teplot (BROTAN a LITSCHMANN, 1996). Naměřená hodnota je okamžitě přesunuta pomocí bezdrátového ZigBee protokolu na lokální sběrnou stanici, odkud je odeslána pomocí GPRS do centrální databáze, kde je uložena natrvalo. Přenos dat z databáze na klienta je založen na rozhraní definovaném specifikací Sensor Observation Service (OGC, 2007). Přenos naměřených hodnot zde již není prováděn automaticky, ale na základě podnětu od klienta, který si naměřené hodnoty explicitně vyžádá. Serverová část navíc umožňuje přenos agregovaných hodnot (např. teplotních průměrů) za různé časové úseky (např. hodiny, dny, měsíce), čímž se výrazně sníží velikost i rychlost odpovědi. Typy vizualizace v mapovém klientu Aby mohla být naměřená senzorová data analyzována, je potřeba je vhodně vizualizovat. Pro tyto účely byl vyvinut interaktivní webový klient, v jehož rámci byly implementovány základní principy popsané výše (přehledný pohled, přiblížení oblasti zájmu, filtrování, detail na vyžádání). Klient umožňuje dvojí vizualizaci senzorových dat: prostorovou a časovou. Prostorová vizualizace byla realizována na základě open source JavaScriptové knihovny OpenLayers. Jako podklady pro prostorovou vizualizaci byly využity mapové vrstvy získané z WMS serverů. Multivariantní symboly reprezentující samotná senzorová data byly realizovány prostřednictvím Scalable Vector Graphics (SVG). Naproti tomu časová vizualizace byla realizována pomocí knihovny HighCharts a zobrazuje výhradně časové řady senzorových dat v podobě liniových grafů. Klient nabízí volbu mezi dvěma základními okny mapovým a datovým (viz obr. 6.2 a 6.3). Mapové okno nabízí hierarchii předdefinovaných úrovní detailu od celkového přehledu zájmové oblasti přes zobrazení jednotlivých experimentálních polí až po detailní pohled na bezprostřední okolí vybrané senzorové jednotky. Kliknutím na 134

135 symbol vybrané senzorové jednotky lze otevřít malé informační okno, v němž je uvedena poslední hodnota naměřená jednotlivými senzory. V datovém okně je pak vykreslen interaktivní graf pro senzor a časové období zvolené uživatelem. Obr. 6.2: Mapový klient projektu Agrisensor mapové okno Obr. 6.3: Mapový klient projektu Agrisensor datové okno 135

136 Je také možné vykreslit do jednoho grafu naměřené hodnoty z více senzorů (za předpokladu, že dané senzory měří stejnou fyzikální veličinu) a analyzovat tak rozdíly mezi hodnotami v jednotlivých místech měření. Pod grafem je pak zobrazena tabulka se základními statistickými informacemi o zobrazené datové sadě (průměr, minimální a maximální hodnota apod.). Klient rovněž umožňuje export grafu do zvoleného formátu, případně jeho tisk (KOZEL et al., 2011a.). Pro zvolené experimentální lokality byl sestaven katalog dostupných geoprostorových dat jak z lokálních, tak ze vzdálených mapových služeb (WMS). Tato sada zdrojů geodat je využívána k vykreslení jednotlivých vrstev topografického základu v mapovém poli. Slouží také jako znalostní základna pro vizuální exploraci časoprostorových závislostí mezi naměřenými daty a různými složkami prostředí. Údaje o umístění senzorů a prostorové i časové lokalizaci pěstovaných plodin byly získány sběrem dat na místě. Využití principu adaptivní kartografické vizualizace pro pozorování senzorů Při vizualizaci senzorů v klientské aplikaci lze účelně využít principů adaptivní kartografické vizualizace, tak jak ji definují DEY a ABOWD (1999). Vzhled mapových znaků je modifikován tzv. kontexty tento pojem uvádí ve své práci REICHENBACHER (2004) a přebírají ho např. KOZEL (2009) nebo ZBOŘIL (2010). V případě projektu Agrisensor mají kontexty pomoci při rozhodování o provádění agrotechnických činností. Kontextem je tedy např. založení porostu kukuřice. Každý kontext se skládá ze dvou parametrů: plodina (Crop) a činnost (Activity). Multivariantní symbol je navržen tak, aby umožnil zároveň sledovat aktuální vlhkost vzduchu (AH), teplotu vzduchu (AT), vlhkost půdy (SH) a teplotu půdy (ST). Tento základ je modifikován konkrétním kontextem. Na obr. 6.4 je ukázka symbolu senzoru pro kontext založení porostu kukuřice. Obr. 6.4: Návrh znaku pro kontext založení porostu kukuřice Aktuální hodnoty jedné nebo více veličin jsou srovnávány s limitními hodnotami pro daný kontext. V případě založení porostu kukuřice je jako limitní veličina definována teplota půdy (limitní hodnoty jsou ve znaku také zobrazeny, zde minimum 136

137 8 C a optimum 10 C). Limity definují rozpětí teplot nebo vlhkostí, při kterých je vhodné provádět danou agrotechnickou činnost. Na základě porovnání dojde ke změně barvy daného sloupce (teplota půdy 12 C je optimální sloupec se zbarví zeleně). K implementaci výše popsaného návrhu byl využit formát SVG, jazyk JavaScript a specifikace DOM (Document Object Model). SVG symboly byly vykresleny pomocí odpovídajícího jmenného prostoru a umístěny do vektorové vrstvy v rámci knihovny OpenLayers, podle souřadnic senzoru. Testování návrhu na reálných datech ukázalo, že před samotné vykreslení symbolu je výhodné zařadit kontrolu vstupních senzorických dat (např. vlhkost by neměla být mimo interval 0 100%) Využití senzorových sítí v krizovém managementu Pozorování senzorových sítí, a to jak kosmického, tak pozemního segmentu, jsou široce využitelná ve všech fázích vývoje krizového jevu v období prevence, přípravy, odezvy i obnovy. Období prevence a přípravy dokumentuje vytvoření prototypu metadatového katalogu vytvořeného s cílem zjednodušení přístupu k informacím o senzorových sítích monitorujících geologické hazardy (zemětřesení, gravitační pohyby, vulkanismus). Pozorování zahrnují široké spektrum senzorů od družicových a leteckých snímků s vysokým rozlišením přes hyperspektrální data, data o vrtech, seismometrická data, geofyzikální sítě až po případné další specifické nástroje obou segmentů. Pro případ krizových událostí velkého rozsahu (povodně, zemětřesení) uvádí CAYIRCI a COPLU (2007) návrh vytvoření senzorové sítě SENDROM, která má napomoci zejména ve fázi záchranných operací v období odezvy a případně nápravy. Uvedená senzorová architektura počítá s vybudováním hierarchické pozorovací sítě v závislosti na konkrétním typu krizového jevu. JIRKA et al. (2009) popsali praktickou ukázku aplikace SWE architektury v monitorování rizik a krizovém řízení. Jako příklad je uvedeno monitorování rizika a průběhu lesního požáru pomocí různých typů senzorů. Popsaný scénář zahrnoval celkem čtyři typy senzorů a byl realizován v průběhu projektu OSIRIS ( První typ pozorování zajišťuje digitální letecká kamera s vysokým rozlišením, která poskytuje letecký snímek pro zmapování současného stavu krizové situace a identifikaci ohrožených zón. V další fázi rozvoje situace umožní sledování pohybu (rozvoje) oblasti požáru a jeho vývoj v čase. Snímky získané z těchto pozorování jsou dále poskytovány prostřednictvím WMS, která zajistí jejich standardizovanou podobu a možnost přístupu pomocí široké škály klientů. Druhým typem senzoru byla síť bezdrátových kamer sledujících důležité oblasti v okolí krizového jevu (evakuační místa, strategická dopravní uzly, kritická infrastruktura). Zadávání úkolů a řízení obou těchto segmentů bylo realizováno pomocí specifikace SPS (Sensor Planning Service). Třetím typem senzorů byly dynamické GPS snímače v okolí požářiště, které měly za cíl sledovat a lokalizovat požární týmy a v případě nebezpečí je varovat. Posledním typem senzorů byla mobilní meteorologická stanice sbírající 137

138 informace o lokálním stavu počasí (směr a rychlost větru, srážky, vlhkost). Pozice požárních týmů a meteorologické informace byly poskytovány pomocí specifikace SOS. Specifickou ukázkou komplexního využití SWE je budování monitorovacího a varovného systému pro povodně v Severním Porýní Vestfálsku (SPIES a HEIER, 2008). V povodí řeky Wuper zde byl vytvořen systém založený na následujících požadavcích: vizualizace časových řad pro data výšek vodní hladiny řeky a srážek, upozornění na překročení kritických (výstražných) hodnot v reálném čase, video sledování retenčních nádrží na srážkovou vodu. První z uvedených požadavků byl realizován pomocí instance SOS, která využila stávající infrastruktury pro přenos a ukládání dat do interní databáze a pro níž byl následně vytvořen vizualizační klient. Následující požadavek upozornění v reálném čase při překročení limitu je založen na stejných datech. V tomto případě byla data převedena do podoby SAS (Sensor Alert Service), která příchozí data filtruje s ohledem na kritéria specifikovaná uživateli. Nastavení kritérií je dostupné v podobě internetového rozhraní a jednoduchého formuláře. Kromě specifických podmínek (výše hladiny, výběr měřící stanice) si může uživatel také zvolit komunikační kanál, na který bude oznámení odesláno (číslo mobilního telefonu pro SMS, ová adresa). Při dosažení specifikované hodnoty je následně vysláno vyrozumění službě WNS (Web Notification Service), která odešle upozornění prostřednictvím vybraného komunikačního kanálu. Poslední požadavek souvisí s nutností získání vizuálního přehledu míst zasažených povodní, případně vybraných míst kritické infrastruktury. Dálkově řiditelné kamery (ostření, pohyb, zvětšení) byly ovládány pomocí SPS služby. Senzory pro sledování vozidel byly také využity v průběhu scénáře Přeprava nebezpečného chemického nákladu (MULÍČKOVÁ et al., 2007; TALHOFER et al., 2007), kde lokalizace vozidel a jejich stav sloužila jako proměnná pro ověření metodiky kontextové kartografické vizualizace při přepravě nebezpečných chemických látek. Celý scénář byl rozdělen na dva základní bloky: normální provoz a havárie, přičemž jejich realizaci zajišťovalo několik modulů (viz obr. 6.5). V rámci bloku normální provoz bylo zajištěno sledování pohybu vozidel a dodání informací o okolí pohybujícího se vozidla prostřednictvím mapy. Sledování pohybu vozidel obstarával lokalizační a komunikační modul, jehož technologické řešení se skládalo ze speciálně upraveného přijímače GPS (lokalizace) a z přenosu dat přes GPRS a GSM (komunikace). Na poskytovaných mapách se zobrazovaly kromě polohy vozidla i základní geografické charakteristiky okolí, zvýrazněné prvky kritické infrastruktury, sociální infrastruktura aj. Generování kontextových map obstarávaly společně geoinformační a databázový modul, které jsou detailněji popsány ve výše zmíněných publikacích. 138

139 Modul havárie, který byl aktivován v okamžiku nehody, zajišťoval oproti normálnímu provozu navíc zvýrazněnou vizualizaci všech objektů potenciálně zasažených v okolí vozidla danou nebezpečnou chemickou látkou a automaticky předával vybraným komunikačním kanálem relevantní informace o nehodě jednotkám Integrovaného záchranného systému (IZS). Předávala se poloha havárie, druh a množství převážené chemické látky, příslušné zásahové plány, navrhovaná trasa k místu havárie apod. Součástí zprávy byl i odkaz na relevantní kontextovou mapu zvětšenou na místo havárie. Generování kontextových map opět obstarávaly geoinformační a databázový modul, předávání informací fungovalo na bázi elektronické pošty a bylo obstaráváno komunikačním modulem. Obr. 6.5: Schéma propojení jednotlivých modulů (upraveno podle TALHOFER et al., 2007) Problematika využití senzorů v krizovém řízení není zdaleka omezena pouze technologickou stránkou. DE LONGUEVILLE et al. (2010) upozorňují na nutnost zapojení dobrovolné složky, která může napomoci lépe zobrazit události reálného světa v jejich časoprostorové podobě. Důležitou roli mohou tyto informace dodávané dobrovolníky sehrávat právě v době krizových situací, kdy přesné a aktuální informace sehrávají kritickou roli. Na rozdíl od tradičních hodnověrných zdrojů mohou dobrovolní přispěvatelé (občané) sehrát doplňkovou úlohu při poskytování lokalizovaných informací známých jako dobrovolné geografické informace (volunteered geographic information VGI). Přestože již existují cesty pro zpřístupnění, validaci a šíření VGI v oblasti krizového řízení, jejich širší využití v reálném čase a integrace do existujících konceptů krizového řízení je stále před námi. 139

140 6.2 Webové služby v krizovém řízení V následující podkapitole je popsán příklad implementace kontextové mapové služby v rámci řešení výzkumného záměru Dynamická vizualizace v krizovém řízení a její testování při nasazení během experimentů. Sissi - prototyp kontextové webové mapové služby Jak je podrobněji vysvětleno v kapitole 5.3, kontextová webová mapová služba (Contextual Web Map Service CWMS) je serverová aplikace vytvořená pro poskytování kontextových map pro různé mapové klienty. Její prototyp vyvinutý v Laboratoři geoinformatiky a kartografie na Masarykově univerzitě dostal jméno Sissi (KOZEL a ŠTAMPACH, 2010). Pojmenování vychází z anglické výslovnosti zkratky původního názvu prototypu contextual cartographic service CCS [čti: sisies]. Komunikace mezi Sissi a mapovým klientem je zajišťována rozšířenou verzí WMS Web Map Service, konkrétně byla základem verze WMS (OGC:WMS 2002). Rozšíření oproti standardní WMS poskytuje možnost, aby libovolný WMS klient mohl zobrazit kontextovou mapu. Sissi není omezena na nějakou předem danou množinu kontextů. Umožňuje definovat jakékoliv elementární kontexty a následně z nich i jakýkoliv složený kontext (KOZEL a ŠTAMPACH, 2009, s. 306). Obr. 6.6: Postup Sissi při zpracování požadavku klienta (převzato z KOZEL, 2009, s. 114) Komunikaci mezi Sissi a mapovým klientem pomocí rozšířené WMS popisuje ve své práci KOZEL (2009, s. 114). Znázorněná je také na obr Každý požadavek GetMap poslaný klientem na Sissi obsahuje speciální parametr context, který popisuje 140

141 kontext, a dva další parametry mapwindow a wmssession, které specifikují o které mapové okno klienta a WMS relaci se jedná. Sissi dekóduje uživatelský kontext (ze stejnojmenného parametru), mapové okno a WMS relaci. Poté je ze sady podporovaných kontextů vybrán požadovaný a s ním také příslušná definice symboliky. Nakonec Sissi transformuje příchozí GetMap požadavek do jednoho nebo více GetMap požadavků a rozešle je na vzdálené WMS servery, které poskytují obsah potřebný v požadovaném kontextu. Po obdržení odpovědí ve formě obrázků, spojí Sissi tyto obrázky do jediného a vrátí jej klientovi. Komplexní informační infrastruktura pro dynamickou geovizualizaci Architektura celého systému je vidět na obr Podrobněji ji ve své práci popisuje KOZEL (2009, s. 124). Sissi využívá data ze dvou zdrojových WMS serverů, GeoServer LGC a Cenia, přičemž komunikace s GeoServerem LGC probíhá prostřednictvím rozšířeného rozhraní WMS&SLD. Obr. 6.7: Architektura systému dynamické vizualizace včetně kontextové mapové služby Sissi (převzato z KOZEL, 2009, s. 124) GeoServer publikuje jednak statická polohová data, ale též data o aktuální poloze sledovaných i zásahových vozidel. Všechna data jsou umístěna ve dvou databázích PostgreSQL&PostGIS, což zaručuje rychlejší a efektivnější komunikaci. 141

142 Dynamická data o poloze vozidel jsou do databáze zasílána průběžně pomocí GPRS vysílače, který má každé auto. Kromě toho jsou stejným způsobem ze zásahových vozidel přenášena data meteosenzorů o aktuálním počasí a ze sledovaných vozidel signál Havárie, který indikuje havárii vozidla převážejícího nebezpečnou látku. Při havárii vysílá havarované vozidlo pomocí GPRS signál Havárie, který zachycuje pomocný skript napsaný v PHP (Hypertext Preprocessor, skriptovací programovací jazyk). Ten si v daném okamžiku vyžádá aktuální polohu havarovaného vozidla z databáze a tuto informaci spolu s vhodným kontextem Incident & Ortofoto a měřítkem kontextové mapy odesílá na předem nastavené ové adresy (v tomto případě ové adresy vedoucího zásahu a posádky zásahového vozidla). Obsahem u je i odkaz na rozšířeného CWMS klienta, kterému jsou do URL adresy zakódovány parametry s kontextem, polohou i měřítkem. Díky tomu mohou uživatelé jediným kliknutím zobrazit relevantní kontextovou mapu okolí místa havárie. Jediný software potřebný pro spolupráci s kontextovou mapovou službou je libovolný program umožňující prohlížet WMS služby. Na obr. 6.8 je ukázka využití open-source programu GIS OpenJump ( Obr. 6.8: Práce s kontextovou mapovou službou v prostředí programu OpenJump (převzato z KOZEL a ŠTAMPACH, 2009, s. 309) V rámci výzkumu byl vytvořen i speciální kontextový klient, který ve své práci podrobně popisuje PALAS (2010). Je založen na OpenLayers, což je open source knihovna programovacího jazyka JavaScript. Klient umožňuje uživateli snadný výběr 142

143 kontextu a zobrazuje kromě hlavního mapového pole také přehledovou mapu a legendu mapy. Na ukázce na obr. 6.9 jsou v polích v horní části vybrány elementární kontexty incident (kontextový typ Situace ) a verze s ortofotem (kontextový typ Verze ), v pravé části je pak zobrazena legenda mapy. Obr. 6.9: Práce s kontextovou mapou pomocí kontextového klienta (převzato z KOZEL a ŠTAMPACH, 2009, s. 310) LITERATURA ANDRIENKO, N. ANDRIENKO, G. (2006). Exploratory Analysis of Spatial and Temporal Data. Berlin, Heidelberg: Springer Verlag, s. BRÖRING, A. - ECHTERHOFF, J. - JIRKA, S. - SIMONIS, I. - EVERDING, T. - STASCH, CH. - LIANG, S. - LEMMENS, R. (2011). New Generation Sensor Web Enablement. In Sensors, 2011, 11. s BROTAN, J. - LITSCHMANN, T. (1996). Vliv různých způsobů stanovení denní průměrné teploty vzduchu na hodnotu teplotní sumy. In Vývoj životního prostředí pod tlakem civilizačních procesů z hlediska bioklimatologie, XII. Československá bioklimatologická konference, 1996, V. Bílovice. CAYIRCI, E. - COPLU, T. (2007). SENDROM: Sensor networks for disaster relief operations management. Wireless Networks, s De LONGUEVILLE, B. - ANNONI, A. - SCHADE, S. - OSTLAENDER, N. - WHITMORE, C. (2010). Digital Earth's Nervous System for crisis events: real-time Sensor Web Enablement of Volunteered Geographic Information. International Journal of Digital Earth, 2010, 3: 3. s

144 DEY, A. K. - ABOWD, G. D. (1999). Towards a Better Understanding of Context and Context-Awareness. In Proceedings of the 1st international symposium on Handheld and Ubiquitous Computing, GIT. Atlanta (USA), 2001 <ftp://ftp.cc.gatech.edu/pub/gvu/tr/1999/99-22.pdf> INSPIRE Cross Thematic Working Group on Observations & Measurements (2011). D2.9 Guidelines for the use of Observations & Measurements and Sensor Web Enablement-related standards in INSPIRE Annex II and III data specification development. < _V1.0.pdf> JIRKA, S. - BRÖRING, A. - STASCH, C. (2009). Applying OGC Sensor Web Enablement to risk monitoring and disaster management. In workshop on "Sensorweb Enablement: Strengthening the SDI" at the GSDI 11 World Conference, Rotterdam, Nizozemí. 13 s. KOZEL J. (2009). Kontextová mapová služba. Disertační práce. Brno: Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita, s. KOZEL, J. - KUBÍČEK, P. - LUKAS, V. - ŠTAMPACH, R. - ZBOŘIL, J. (2011a). Vizualizace senzorových dat prostřednictvím mapového klienta. In GÁLOVÁ, L. - FENCÍK, R. Kartografia a geoinformatika vo svetle dneška. Zborník referátov 19. kartografickej konferencie. Bratislava: Kartografická spoločnosť Slovenskej republiky, s KOZEL, J. - ŠTAMPACH, R. (2009). Practical experience with contextual map service. In Proceedings of Cartography and Geoinformatics for Early Warning and Emergency Management: Towards Better Solutions. Brno: Masarykova univerzita, s KOZEL, J. - ŠTAMPACH, R. (2010). Practical Experience with a Contextual Map Service. In KONECNY, M. ZLATANOVA, S. - BANDROVA, T. (eds.). Geographic Information and Cartography for Risk and Crisis Management - Towards Better Solutions, Lecture Notes in Geoinformation and Cartography. Heidelberg, Dordrecht, London, New York: Springer-Verlag, s KOZEL, J. - ŠTAMPACH, R. (2010). Sissi - kontextová mapová služba. Software. KOZEL, J. - ŠTAMPACH, R. - ZBOŘIL, J. (2011b). Monitoring weather situation in the field: an approach based on sensor observation service. In JALOVECKÝ, R. - ŠTEFEK, A. (eds.). Proceedings of the International Conference on Military Technologies 2011 (ICMT 11). Brno: Univerzita obrany, s KUBÍČEK, P. - STANĚK, K. (2005). Sensor interoperability, integration, and emergency management. In Proceedings of 8th international conference Present and Future of Crisis Management. Praha: T-soft, s MULÍČKOVÁ, E. - KOZEL, J. - KUBÍČEK, P. (2007). Využití kontextové vizualizace při sledování přepravy nebezpečných nákladů. In Sborník přednášek Mezinárodního kongresu o interoperabilitě v krizovém řízení Interop-soft Brno: MSD Brno, s

145 OGC:WMS. (2002). OpenGIS Web Map Service Implementation Specification. Open GIS Document: OGC r3. < PALAS, J. (2010). Kontextový WMS klient. Bakalářská práce. Brno: Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita, Brno. 35 s. PLAISANT, C. (2004). The challenge of information visualization evaluation. In Proceedings of the working conference on Advanced visual interfaces, ACM New York, New York (USA), s REICHENBACHER, T. (2004). Mobile Cartography Adaptive Visualisation of Geographic Information on Mobile Devices. Disertační práce. München: Technische Universität, s. < RICHTER, R. (2009). Visualizing sensor data. In Media Informatics Advanced Seminar on Information Visualization. 7 s. < SHNEIDERMAN, B. (1996). The eyes have it: a task by data type taxonomy for information visualizations. In Proceedings of IEEE Symposium on Visual Languages. s SPIES, K. H. - HEIER, C. (2010). OGC Sensor Web in der Praxis Bereitstellung von Sensordaten in Geodaterastrukturen und personalisierter Hochwasserwarndienst. In STROBL, J. - BLASCHKE, T. - GRIESEBNER, G. Angewandte Geoinformatik. Heidelberg: Wichmann Verlag, 2010, s TALHOFER, V. - KUBÍČEK, P. - BRÁZDILOVÁ, J. - SVATOŇOVÁ, H. (2007). Dynamic cartographic visualisation in a process of transportation monitoring of dangerous chemical substances. In Proceedings of the International Conference on Military Technologies Brno: University of Defence, 2007, s ZBOŘIL, J. (2010). Kontextová kartografická vizualizace a její využití v krizovém managementu. Disertační práce. Brno: Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita, s. ZYL, T. L. van - SIMONIS, I. - MCFERREN, G. (2009). The Sensor Web: systems of sensor systems. International Journal of Digital Earth, 2009, vol. 2(1), s

146 7. DATOVÉ ZDROJE PRO DYNAMICKOU GEOVIZUALIZACI V KRIZOVÉM ŘÍZENÍ 7.1 Vybrané statistické metody pro predikci rizikových jevů Vítězslav VESELÝ, Jaroslav MICHÁLEK, Zuzana HÜBNEROVÁ, Miroslav KOLÁŘ Úvod Jak vyplývá z většiny definic pojmu krizové řízení je jeho cílem mj. eliminovat výskyt potenciálních krizových situací a v případě jejich vzniku přijímat a organizovat taková opatření, která by vedla k jejich likvidaci, resp. k minimalizaci negativních důsledků. To bylo důvodem k tomu, abychom se v rámci řešení uvedeného výzkumného záměru zaměřili též na problematiku predikce vzniku kritických situací event. jejich spouštěcích mechanismů a následně rozhodovacích procesů. Kvalitní prognóza s dostatečně dlouhou dobou předstihu je samozřejmě do značné míry podmíněna typem rizika, odpovídajícím monitoringem, sofistikovanými postupy zpracování dat a možnostmi modelování reálných scénářů s akcentem na příčinu, rozsah a dynamiku jevu. Ve svých analýzách jsme se zaměřili především na přírodní rizika. Pro ně je typická relativně malá nebo prakticky žádná možnost jejich pozitivního ovlivnění. Na druhou stranu převážná většina rizik je vázána na určitý typ území, vyskytují se s určitou periodicitou a je možné je s určitou pravděpodobností předpovědět. Z přírodních pohrom jsou největším nebezpečím v České republice meteorologická a hydrologická rizika. Jejich extrémní projevy způsobují velké materiální škody i ztráty lidských životů. Největšími riziky jsou u nás silné větry a vypadávání velkého množství atmosférických srážek, které může vést až ke vzniku povodní. Tyto jevy mohou postihovat velká území nebo mohou mít pouze místní význam (zimní a bleskové povodně, nebo jevy spojené s oblakem druhu cumulonimbus tornádo, dowburst, húlava, krupobití, blesk aj.). Dalším rizikem (především pro lidské zdraví) může být extrémní znečištění atmosféry, výskyt přízemního ozónu, teplotní inverze či mlhy. S výše uvedenými meteorologickými a hydrologickými jevy se setkáváme téměř denně a jejich výskyt pro nás většinou není nijak nebezpečný. Rizikem se stávají až tehdy, pokud jejich intenzita či dopady přesáhnou určitou hranici. V některých případech může být rizikový i zdánlivě málo intenzivní jev, např. atmosférické srážky s nízkými úhrny mohou vyvolat povodeň, pokud pro její vznik budou příznivé podmínky v povodí (nízká infiltrační kapacita půdy, nasycenost povodí, časová a prostorová charakteristika srážkového pole, ap.). Stejně tak mohou mít katastrofální následky situace, při jejichž řešení selže lidský faktor, tzn. povodeň může způsobit i nevhodná manipulace na vodárenských objektech nebo selže systém krizového řízení a při reakci na pohromu jsou vykonávány zcela chybné nebo neefektivní činnosti. 146

147 7.1.2 Statistické metody používané při predikci rizikových jevů Statistické modely, které se v současné době používají k modelování průběhu klima- tologických a hydrologických jevů a k identifikaci a predikci krizových jevů, je možné klasifikovat podle použitých statistických technik. Základní statistické metody vycházejí z teorie lineárních [22, 23], zobecněných lineárních modelů [25, 26, 27, 29], lineární i nelineární regresní analýzy [24, 30, 31], dále metody časových řad (autoregresní modely, modely Box-Jenkinsovy metodologie [32, 33], dále dynamické metody založené na diferenciálních rovnicích [35], markovské modely [34] a konečně při výběru optimálních regresorů z velkého počtu regresních proměnných se používají moderní řídké odhady parametrů v modelech lineárního typu. Zde se zaměříme na dva modely, které byly využity při analýze a modelování znečištěni ovzduší prachovými částicemi PM 10. Analýza podle [9, 10, 11, 12, 13] bude detailně provedena v kapitole 4. Tato analýza vycházela ze zobecněných lineárních modelů, kde byl proveden speciální výběr regresorů pomocí řídkých odhadů. Proto je nejdříve stručně popsán lineární regresní model, který je následně zobecněn na zobecněný lineární model. Poté je stručně nastíněna metodika hledání řídkých odhadů a její vybrané aplikace Lineární regresní model Při zpracování dat je často potřeba modelovat nějakou sledovanou (hůře dostupnou či nesnadno měřitelnou) náhodnou veličinu Y (tzv. vysvětlovaná veličina nebo odezva), pomocí jiných snáze dostupných veličin X 1, X 2,..., X k (nazývaných vysvětlující proměnné nebo regresory ). Vyjdeme ze situace, kdy příslušná statistická data obsahují n nezávislých pozorování vysvětlované proměnné Y a odpovídajících n pozorování každého z regresorů X 1, X 2,..., X k. Budeme předpokládat, že i té pozorování vysvětlované proměnné Y lze modelovat rovnicí Y i = β 1 x i1 + β 2 x i2 + + β k x ik + ε i, (2.1) kde Y i je i té pozorování Y, i = 1,..., n, x ij je i té pozorování regresoru X j, i = 1,..., n, j = 1,..., k, β j pro j = 1,..., k, jsou neznámé parametry, ε i, i = 1,..., n jsou neznámé náhodné chyby, které vznikají při pozorování vysvětlované proměnné Y a které nemůžeme přímo pozorovat ani měřit. Při tom dále předpokládáme, že x ij jsou pevně dané známé reálné hodnoty a veličiny Y i a ε i jsou náhodného charakteru (náhodné veličiny). Na jejich pravděpodobnostní rozdělení klademe následující předpoklady: (P1) Střední hodnota Eε i = 0, i = 1,..., n, tj. náhodné chyby jsou nesystematické (P2) Rozptyl var(ε i ) = σ 2, i = 1,..., n, 147

148 tj. náhodné chyby jsou homogenní se stejným neznámým rozptylem σ 2 (P3) Kovariance cov(ε i, ε l ) = 0, i l, tj. náhodné chyby jsou nekorelované. i, l = 1,..., n, Model daný rovnicí (2.1) spolu s předpoklady (P1), (P2), (P3) se nazývá lineární regresní model (LRM). Funkci, která popisuje závislost vysvětlované proměnné Y na regresorech X 1,..., X k pak nazýváme regresní funkcí. Tedy v LRM je uvažovaná regresní funkce lineární funkcí neznámých parametrů. Odtud je také odvozen název modelu. V případě, kdy je třeba provádět testy hypotéz o neznámých parametrech a konstruovat intervaly spolehlivosti pro neznámé parametry modelu, zavádí se v LRMu další předpoklad o rozdělení náhodných veličin Y i. Obvykle se předpokládá, že tyto náhodné veličiny mají normální rozdělení. Podle volby regresorů lze konstruovat různé speciální případy lineárního modelu. Když předpokládáme, že regresory jsou veličiny spojitého typu, pak obvykle dospíváme k modelům regresní analýzy. Předpokládáme-li, že regresory X 1, X 2,..., X k jsou nominální nebo kategoriální proměnné, vede model (2.1) obvykle k modelům analýzy rozptylu. Konečně v případě, kdy část proměnných X 1, X 2,..., X k je spojitého typu a zbylá část jsou kategoriální proměnné, vede model (2.1) k modelům analýzy kovariance. Lineární modely, kde X 1, X 2,..., X k jsou náhodné veličiny, jsou v oblasti zpracování environmentálních dat také časté, ale zde se jimi nebudeme zabývat Zobecněný lineární model Použití lineárního modelu je limitováno třemi základními podmínkami (P1), (P2) a (P3). Když v obecném lineárním modelu nahradíme tyto tři podmínky podmínkami obecnějšími, dospějeme ke zobecněnému lineárnímu modelu. Pokud jde o podmínku (P1), zavedeme nejdříve funkci η = β 1 X 1 + β 2 X β k X k. (2.2) Funkce η je lineární funkcí regresorů X 1, X 2,..., X k. Při platnosti modelu (2.1) lze vyjádřit střední hodnotu µ odezvy Y pomocí funkce η identickým vztahem µ = EY =η = η (X 1,..., X k ). Lze tedy predikovat střední hodnotu µ náhodné veličiny Y pomocí vztahu µ = η. Proto v této souvislosti budeme funkci η nazývat lineárním prediktorem odezvy Y. Když označíme hodnotu prediktoru η při hodnotách regresorů X 1 = x i1,..., X k = x ik, lze pak model (2.1) přepsat do tvaru µ i = η i. Tedy střední hodnota i tého pozorování odezvy Y je podle podmínky (P1) přímo rovna hodnotě lineárního prediktoru η i pro X 1 = x i1,..., X k = x ik. Podmínka (P1) se ve zobecněném lineárním modelu nahrazuje novou podmínkou, 148

149 která nahrazuje identický vztah mezi střední hodnotou µ = EY a lineárním prediktorem η obecnějším vztahem. Předpokládá se, že µ a η jsou v obecném funkčním vztahu, který je určen tzv. linkovací funkcí g (z anglického link function). Tedy podmínku (P1) z lineárního modelu lze přepsat jako novou podmínku zobecněného lineárního modelu tvaru: (ZP1) g(µ) = η = β 1 X 1 + β 2 X β k X k, přičemž o funkci g se předpokládá, že je ryze monotónní a existuje tedy funkce h, která je inverzní funkcí k funkci g. Na základě podmínky (ZP1) lze střední hodnotu µ odezvy Y zapsat jako funkci lineárního prediktoru η ve tvaru µ = h(η ). Ve zobecněném lineárním modelu pak místo rovnice (2.1) uvažujeme novou modelovou rovnici µ i = EY i = h( η i ) = h(β 1 x i1 + β 2 x i2 + + β k x ik ), i = 1..., n. (2.3) V tomto modelu už EY i obecně není lineární funkcí lineárního prediktoru η ale jedná se o speciální případ nelineárního modelu. Dále podmínku (P2) a podmínku (P3) zapíšeme pomocí varianční matice vektoru Y a jednotkové matice I ve tvaru var(y) = σ 2 I. Toto maticové vyjádření podmínek (P2) a (P3) z LRM se pak ve zobecněném lineárním modelu nahrazuje obecnější podmínkou (ZP2) var(y) = a(φ)w, kde W je diagonální matice, jejíž diagonální prvky mohou záviset na vektoru neznámých parametrů β a a(φ) je nějaká funkce rušivého parametru φ. V lineárním modelu byl rušivým parametrem φ pouze rozptyl σ 2. Konečně se ve zobecněném lineárním modelu zobecňuje předpoklad o normálním rozdělení pozorování Y i a nahrazuje se předpokladem, že rozdělení odezvy Y a tedy i jednotlivých pozorování Y i patří do tzv. exponenciální třídy rozdělení, přičemž exponenciální třída rozdělení je speciální skupina rozdělení, která zahrnuje celou řadu známých diskrétních i spojitých rozdělení. Patří do ní např. rozdělení binomické, Poissonovo, normální, exponenciální, gamma a další. Detaily o této třídě rozdělení lze nalézt např. v [22]. Protože zobecněný lineární model se v současné době při modelování klimatických, hydrologických a obecně environmentálních jevů často používá a protože zahrnuje celou řadu dílčích modelů, které mohou být ve statistické praxi velice užitečné, zmíníme zde alespoň stručně některé literární prameny, kde je teorie zobecněných lineárních modelů systematicky popsána. Za základní monografii o zobecněných lineárních modelech je všeobecně považována monografie [27]. Výborná je učebnice [25]. Pro začátečníky je určen popis zobecněných lineárních modelů v konferenčních sbornících [28] a [29]. Pro pokročilejší čtenáře je určena monografie [26]. Uvedený přehled může čtenáři posloužit pouze pro základní orientaci, není nijak 149

150 reprezentativní a ani zdaleka není vyčerpávající Řídké odhady parametrů v modelech lineárního typu Dva faktory jsou podstatné pro úspěšné modelování: volba adekvátního modelu, numericky stabilní procedura (tzv. estimátor) poskytující spolehlivé odhady jeho parametrů. Bohužel pro nedostatek teoretických poznatků jsou úvahy o volbě vhodného modelu velmi často velice vágní a vedou k modelům, kde je těžké vybalancovat protichůdné požadavky na dostatečnou regularitu modelu (co nejméně parametrů k dosažení numerické stability jejich odhadů) na straně jedné, a dostatečné přesnosti modelu na straně druhé, která si naopak vynucuje zvyšování počtu komponent modelu, a tedy vede k jeho přeparametrizování doprovázeném nejednoznačností a numerickou nestabilitou odhadů. Takové odhady mohou ale silně záviset na použitém algoritmu i jeho softwarové implementaci a následně dávat nespolehlivé hodnoty zatížené zaokrouhlovacími chybami během výpočtu. V takové situaci se obecně doporučuje dávat přednost iteračním technikám před přímými metodami řešení takovýchto inverzních problémů. Bohužel většina standardních numerických řešičů toto doporučení nerespektuje a vzniká tak nebezpečí, že statistická analýza odhadnutých parametrů je buď zčásti nebo zcela neadekvátní, protože vypočtené hodnoty mohou být značně vzdáleny od očekávaných teoreticky přesných, kdy náhodné efekty jsou překryty zaokrouhlovacími chybami a nedají se od nich separovat. V poslední době zažívají ve světě prudký rozmach iterační techniky založené na na hledání řídkých ( sparse ) odhadů [1, 2] opírající se o teorii framů [3, 4] jako přirozeného zobecnění známých waveletových systémů. Současný stav shrnuje přehledový článek [5]. Často používaným je algoritmus vyhledávání báze Basis Pursuit poprvé popsaný v [6] a jeho čtyřkroková varianta BPA4 implementovaná v knihovně [7]. Tato procedura je dobrou volbou, neboť automatizuje výběr regulárního submodelu (případně jednoho z mnoha) tím, že hledá řešení s co nejmenším počtem významně nenulových složek (řídké řešení) a koncentruje tak informaci do co nejmenšího počtu parametrů. Jejich hodnoty jsou typicky mnohem větší než u standardních neřídkých řešení, kde značná část užitečné informace se ztrácí, protože je roztříštěna do velkého počtu malých hodnot ležících blízko hladiny numerické přesnosti výpočtů nebo dokonce pod ní. To vede k nárůstu relativní chyby odhadnutých hodnot. Řídká i neřídká řešení téže úlohy přitom obvykle dávají takřka identickou aproximaci dat, takže rezidua nemají žádnou vypovídací schopnost o kvalitě odhadnutých parametrů. Problémy se tak vynoří až v okamžiku, kdy odhady parametrů chceme interpretovat nebo použít do dalších výpočtů (predikce modelem), kdy mohou vznikat značné rozdíly. 150

151 Při hodnocení kvality modelu x ˆ( ξ ) závislého lineárně na parametrech ξ = [ ξ j ] a jejich odhadu ξˆ = [ ξˆ ] bychom tedy měli posuzovat tři kritéria: j Kvalita aproximace: o Hodnocení reziduí x xˆ jak z pohledu co nejlepší aproximace, tak i ze statistického hlediska (rozložení chyb). o Typ použitého estimátoru (řídký, neřídký) není pro toto kritérium rozhodující, pokud všechny parametry pouze zprostředkovávají chování modelu a nejsou jiným způsobem dále využívány. o Všechny estimátory obvykle dávají skoro stejný fit xˆ. Přesnost predikcí: o Požadujeme například co nejmenší chyby lineární predikce c j specifické volbě koeficientů. c j jξˆ j při o Typicky řídký estimátor dává přesnější predikce než neřídký, u něhož by měla být alespoň dána přednost iteračním algoritmům, které jsou robustnější k šíření zaokrouhlovacích chyb (viz [8]). o Skoro stejná rezidua získaná různými modely, resp. estimátory nemusí dávat stejné predikce. Informační obsah odhadu parametrů ξˆ : o Odhady parametrů garantována. ξˆ j o Numerická významnost odhadnutých parametrů nesou užitečnou informaci, která by měla být ξˆ j je klíčová. o Skoro stejná rezidua i predikce získané z různých modelů, resp. estimátorů ξˆ j nezaručují stejné hodnoty odhadů ani jejich srovnatelnou kvalitu (viz například přeparametrizovaný model [13]). Jako jednoduchá ilustrace poslouží systém lineárních rovnic Gξ = x s maticí soustavy G a sloupcovým vektorem ξ neznámých parametrů, kde x ˆ( ξ ) = Gξ ξ j představuje model závislý lineárně na parametrech pro vektor dat x = [ x i ] v roli jeho pravé strany. Vektor dat je obvykle zatížen chybami e, takže vhodným estimátorem hledáme odhad ξˆ parametrů tak, aby x = xˆ ( ˆ ξ ) + e, kde odchylka e = x xˆ (tzv. reziduální chyba) je ve vhodném smyslu optimální (viz výše uvedené kritérium kvality aproximace). Obvykle se používá metoda nejmenších čtverců minimalizující součet čtverců odchylek e 2 j j. Roli komponent modelu představují sloupce matice G. Přesáhne-li jejich počet hodnost matice, pak existuje nekonečně mnoho řešení, jejichž 151

152 rozsah značně omezíme právě dodatečnou podmínkou na řídkost. Stejným způsobem se vypořádáme se špat- nou podmíněností matice, kdy některý ze sloupců je blízko nějaké lineární kombinaci ostatních (obvykle důsledek přeparametrizování) Analýza znečištění prachovými částicemi PM 10 Jedním z faktorů představujícím závažná zdravotní rizika nejen pro lidskou populaci, ale pro jakékoli živé organismy představují nejrůznější cizorodé látky šířené vzduchem. Mohou se objevit jak jednorázově při vzniku nehod průmyslového charakteru, tak i běžně za nepříznivých meteorologických podmínek. Modelování množství cizorodých látek zejména s cílem predikovat jeho budoucí vývoj, ale i identifikovat zdroje znečištění nabývá tedy stále více na významu. Pro pilotní studii byla zvolena analýza a modelování znečištění ovzduší prachovými částicemi PM 10 (prachové částice do velikosti 10 mikrometrů) v městě Brně jakožto druhé největší městské aglomeraci v České republice. Hlavním důvodem této volby byla dostupnost rozsáhlých souborů dat. Předpokládáme, že získané výsledky bude možno využít i při modelování jiných typů znečištění šířených vzduchem. Průměrné denní koncentrace PM 10 pochází z měření v letech na pěti monitorovacích stanicích umístěných ve vhodně zvolených a nejvíce exponovaných oblastech města Brna. Spolu s koncentracemi prašného aerosolu PM 10, které označíme, Ap t [µg.m 3 ] byly na každé stanici měřeny doprovodné veličiny: teplota vzduchu T t [ C], relativní vlhkost H t [%], směr větru D t [ ] a rychlost větru V t [m.s 1 ]. Průběh veličin měřených na stanici Arboretum je znázorněn na obr Kromě těchto měřených veličin byly zahrnuty i některé dodatečné sezónní faktory zachycující vliv ročního období HS t a efekt nižšího zatížení dopravou o víkendech F t. Za vysvětlovanou proměnnou položíme znečištění prašným aerosolem Ap t. Jelikož po provedení testů dobré shody bylo zjištěno, že její rozdělení lze popsat rozdělením gamma, tak jako linkovací funkce g byla zvolena logaritmická funkce (viz kap ). Vektor větru popsaný jeho směrem D t [ ] a rychlostí V t [m.s 1 ] byl v článku [12] zohledněn pomocí jeho projekcí V t sind t a V t cos D t. Takto bylo možno identifikovat jeden (zprůměrovaný) směr maximálního znečištění [14]. Výsledný optimální model ve [12] může být popsán rovnicí ln(µ t ) = β 0 + β 1 ln(ap t 1 ) + β 2 (T t T t 1 ) + β 3 H t /100 + β 4 V t sin D t +β 5 V t cos D t +β 6 H t 1 /100 + β 7 HS t + β 8 F t, (4.1) kde β 0,..., β 8 jsou neznámé parametry, µ t = E(Ap t S t ) je podmíněná střední hodnota a S t je množina proměnných na pravé straně rovnice (4.1). Tedy S t sestává z proměnných Ap t 1, (T t T t 1 ), H t, V t sin D t, V t cos D t, H t 1, HS t a F t, kde index t respektive t 1 značí časový okamžik, k němuž se jednotlivá pozorování vztahují. 152

153 Výsledky predikce jsou znázorněny na obrázcích 7.1 a 7.2. Obr. 7.1: Pozorované a predikované hodnoty prašného aerosolu Apt spolu s odpovídajícími Anscombeovými rezidui na stanici Arboretum v období do Obr. 7.2: Pozorované a predikované hodnoty prašného aerosolu Apt spolu s odpovídajícími Anscombeovými rezidui na stanici Arboretum v období do V článku [13] byly projekce větru v rovnici (4.1) nahrazeny m proměnnými Wi,t = ρ Vt cos(d t i ), i = 1,..., m (projekce vektoru větru do i-tého směru potenciálního 180 ρ i = 90 + ( i 1) znečištění), pro m potenciálních směrů znečištění m [ ]. Bylo zvoleno m = 36 (s krokem 5 ), čímž došlo k silnému přeparametrizování modelu. Užitím 153

154 metody řídkých odhadů bylo proto možné určit větší množství významnějších potenciálních směrů znečištění. Obr. 7.3: Hodnoty meteorologických prvků a koncentrace prašného aerosolu v období na stanici Arboretum. Extrémně velké hodnoty jsou znázorněny hvězdičkou na ose x. Předběžné výsledky výzkumu vedoucí k uvedeným modelům znečistění prašným aerosolem byly prezentovány v letech na environmentálních konferencích [9, 10, 11]. Souhrnné výsledky pak v periodikách Atmospheric Environment [12] a Environmetrics [13]. V první práci se ze statistického hlediska (viz výše kritérium kvality aproximace) ukazuje jako perspektivní výše popsaný zobecněný lineární model. Druhá práce pak na ni navazuje komplexní srovnávací studií zahrnující tři standardní a šest variant zobecněných lineárních modelů, každý v kombinaci se třemi estimačními algoritmy (dva standardní a jeden hledající řídký odhad pomocí BPA4). Studie zahrnuje i hledání optimální délky časových řad pro odhad parametrů. V našich klimatických podmínkách se dá totiž očekávat vliv ročního období na mechanismus znečištění a tedy i na stabilitu modelu. Jako optimální se ukázala délka kolem 120 dní. Všechny modely byly silně přeparametrizovány, což bylo vedeno snahou identifikovat na každé stanici 154

155 směry dominantního znečištění. Hlavním cílem studie bylo určit model a algoritmus dávající nejpřesnější jednodenní předpovědi koncentrace znečištění v závislosti na stávajících hodnotách meteorologických a sezónních doprovodných veličin. Jako optimální volba se ukázal zobecněný lineární model vycházející z rozložení gamma s logaritmickou linkovací funkcí (viz výše uvedený popis modelu) a s logaritmicky transformovanou au- toregresní komponentou. Jako jednodušší variantu lze doporučit i klasický lineární model (2.1) bez transformace autoregresního členu. Všechny algoritmy dávaly pro všechny varianty modelů srovnatelně přesné jednodenní predikce, řídká varianta však jako je- diná umožnila z odhadnutých parametrů spolehlivě identifikovat dominantní znečištění i z více jak jednoho směru. Bylo tak dosaženo větší citlivosti než u dosud známého po- stupu identifikace jen jednoho (zprůměrovaného) směru maximálního znečištění [14] Identifikace změn veličin sledovaných v prostoru a čase Při sledování kritických veličin v čase a prostoru vzniká potřeba automatické identifikace jejich náhlých změn v čase, které mohou signalizovat vznik krizové události. Pro tento účel byl sestaven přeparametrizovaný model sestávající ze skokových funkcí (tzv. Heavisideovy funkce) se skoky hustě rozprostřenými ve sledovaném časovém intervalu. Pomocí vhodně modifikovaných sparse technik (tzv. BPDN=Basis Pursuit Denoising) je snaha identifikovat významné změny úrovně překryté šumem v datech. Výzkum byl zahájen nejjednodušším případem detekce jedné změny v nekorelovaném šumu a zahrnoval porovnání úspěšnosti detekce se standardními stochastickými přístupy. Předběžné výsledky byly publikovány ve sbornících [15, 16]. Odvozené rekurentní schéma bylo poté zkoumáno při detekci více změn současně [17, 18]. Některé výše zmíněné dílčí výsledky byly shrnuty v článku [19] uveřejněném v časopisu Informatica. Další výzkum pokračoval zkoumáním vlivu korelací v datech na úspěšnost detekce [20]. Ukázalo se, že v konfrontaci se stochastickými postupy se úspěšnost detekce pomocí BPDN mírně zvyšuje s rostoucím rozptylem šumu, jinak je srovnatelná. Výše popsaný postup patří do kategorie nelineárních filtračních technik a metodicky navazuje na práci [21], která představuje nelineární alternativu ke klasickému jádrovému vyhlazování založenou na BPDN. Místo nespojitých skokových funkcí jsou zde použity vhodně zvolené dostatečně hladké tzv. jádrové funkce (mají spojité derivace dostatečně vysokého řádu, např. Gaussovy křivky), neboli u vyhlazeného průběhu se rovněž očekává dostatečná hladkost. Ztráta hladkosti dělá úlohu obtížněji řešitel- nou, protože skokové funkce silně korelují mezi sebou, což vede ke špatné podmíněnosti úlohy a následně k vyšší výpočetní náročnosti. Naopak výpočetně výhodnější ortogo- nální Haarův systém (obdélníkové pulsní signály s harmonicky se zvyšující frekvencí) by sice nevyžadoval přeparametrizování, ale ukázal se obtížně použitelný z jiného dů- vodu. S rostoucí frekvencí totiž narůstá korelace pulsů s poruchovým šumem do té míry, že prakticky znemožňuje jej separovat. 155

156 LITERATURA [1] ELAD, M. Sparse and Redundant Representations: From Theory to Applications in Signal and Image Processing. Springer, New York-Dordrecht-Heidelberg-London, [2] R. HRBÁČEK, P. RAJMIC, V. VESELÝ, and J. ŠPIŘÍK. Řídké reprezentace signál u: úvod do problematiky. Elektrorevue, pages 1 10, říjen 2011/50. ( uvod-do-problematiky/). [3] Ole CHRISTENSEN. Frames and Bases: An Introductory Course. Applied and Numerical Harmonic Analysis. Birkhäuser, Boston-Basel-Berlin, [4] J. ŠPIŘÍK, P. RAJMIC, and V. VESELÝ. Reprezentace signálů: od bází k framům. Elektrorevue, pages 1 10, prosinec 2010/111. ( od-bazi-k-framum/). [5] A. M. BRUCKSTEIN, D. L. DONOHO, and M. ELAD. From Sparse Solutions of Systems of Equations to Sparse Modeling of Signals and Images. SIAM Review, 51(1):34 81, [6] S. S. CHEN, D. L. DONOHO, and M. A. SAUNDERS. Atomic decomposition by basis pursuit. SIAM J. Sci. Comput., 20(1):33 61, reprinted in SIAM Review, 43 (2001), no. 1, pp [7] V. VESELÝ. Framebox : MATLAB toolbox for overcomplete modeling and sparse parameter estimation, (C) [8] V. VESELÝ and J.TONNER. Sparse parameter estimation in overcomplete time series models. Austrian Journal of Statistics, 35(2&3): , ( ). [9] Z. HRDLIČKOVÁ, M. KOLÁŘ, J. MICHÁLEK, and V. VESELÝ. The statistical analysis of air pollution by suspended particulate matter in Brno. In Program and Abstracts. The Seventeenth International Conference on Quantitative Methods for the Environmental Sciences (TIES2006), June 2006, Kalmar, Sweden, page 36. TIES, [10] V. VESELÝ, J. TONNER, J. MICHÁLEK, and M. KOLÁŘ. Air pollution analysis based on sparse estimates from an overcomplete model. In Program and Abstracts. The Seventeenth International Confe- rence on Quantitative Methods for the Environmental Sciences (TIES2006), June 2006, Kalmar, Sweden, page 79. TIES, [11] V. VESELÝ, Z. HRDLIČKOVÁ, J. TONNER, J. MICHÁLEK, and M. KOLÁŘ. Analysis of PM10 air pollution in Brno based on a GLM with strongly rank-deficient design matrix. In Program and Abstracts. The 18th annual meeting of the International Environmetrics Society (TIES2007), August 2007, Mikulov, Czech republic, page 118. Masaryk University, Brno, [12] Z. HRDLIČKOVÁ, J. MICHÁLEK, M. KOLÁŘ, and V. VESELÝ. Identification of factors affecting air pollution by dust aerosol PM10 in Brno city, Czech Republic. Atmospheric Environment, 42(37): ,

157 ( [13] V. VESELÝ, J. TONNER, Z. HRDLIČKOVÁ, J. MICHÁLEK, and M. KOLÁŘ. Analysis of PM10 air pollution in Brno based on generalized linear model with strongly rank-deficient design matrix. Environ-metrics, 20(6): , ( [14] M.C. SOMERVILLE, S. MUKERJEE, and D.L. FOX. Estimating the wind direction of maximum air pollutant concentration. Environmetrics, 7: , [15] J. NEUBAUER and V. VESELÝ. Change point detection by BASIS PURSUIT. In J. ANTOCH and G. DOHNAL (eds.). Proceedings of the 15th summer school JČMF ROBUST 2008, Pribylina (SK), September 8-12, 2008, pages JČMF (Society of Czech Mathematicians and Physicists), [16] J. NEUBAUER and V. VESELÝ. Change point detection by sparse parameter estimation. In L. SAKA-LAUSKAS, C. SKIADAS, and E. K. ZAVADSKAS (eds.). Selected papers of the XIII international con- ference Applied Stochastic Models and Data Analysis (ASMDA-2009), Vilnius (Lithuania), June 30-July 3, 2009, pages Institute of Mathematics and Informatics, Vilnius Gedimi- nas Technical University, [17] J. NEUBAUER and V. VESELÝ. Multiple change point detection by sparse parameter estimation. In Y. LECHEVALLIER and G. SAPORTA (eds.). Proceedings of COMPSTAT 2010, 19th International Conference on Computational Statistics, pages , Paris, August [18] J. NEUBAUER and V. VESELÝ. Detection of changes in the Czech Consumer Price Index by sparse parameter estimation. Forum Statisticum Slovacum, 6(5): , ( ). [19] J. NEUBAUER and V. VESELÝ. Change point detection by sparse parameter estimation. Informatica, 22(1): , ( [20] J. NEUBAUER and V. VESELÝ. Impact of serial correlation on change point detection by sparse parameter estimation. In Slovak University of Technology, editor. Proceedings of 10th International Conference APLIMAT 2011, pages , Bratislava, February ( and Simulation/Neubauer Vesely.pdf ). [21] J. ZELINKA, V. VESELÝ, and I. HOROVÁ. Comparative study of two kernel smoothing techniques. In I. HOROVÁ, editor. Proceedings of the summer school DATASTAT 2003, Svratka, volume 15 of Folia Fac. Sci. Nat. Univ. Masaryk. Brunensis, Mathematica, pages Dept. of Appl. Math., Masaryk University, Brno, Czech Rep., [22] ANDĚL, J. Matematická statistika. SNTL/ALFA, Praha, [23] ANDĚL, J. Základy matematické statistiky. Preprint. Univerzita Karlova v Praze, Matematicko-fyzikální fakulta. Praha, [24] BARD,Y. Nonlinear Parameter Estimation. Academic Press, New York,

158 [25] DOBSON, A. An Introduction to Generalized Linear Models. Chapman & Hall, London, [26] FAHRMEIR,l. and TUTZ,G. Multivariate Statistical Modelling Based on Generalized Linear Models. Springer - verlag, New York, [27] MCCULLAGH, P. and NELDER, J.A. Generalized Linear Models. Chapman & Hall, London, [28] MICHÁLEK, J. Lineární regresní model a vážená metoda nejmenších čtverců. Sborník XIV. letní škola biometriky 2.-6.októbra 2001 s [29] MICHÁLEK, J. Zobecněný lineární model - aplikace v biometrice. Sborník XV. letní škola biometriky září 2002, s [30] ZVÁRA, K. Regresní analýza, Academia Praha, 1989 [31] SEBER G.A.F. and WILD C. J. Nonlinear Regression John Wiley & Sons, [32] ANDĚL, J. Statistická analýza časových řad s aplikacemi. SNTL, Praha, [33] CIPRA, T. Analýza časových řad s aplikacemi v ekonomii. SNTL, Praha, [34] RESNIC, S. Adventure in stochastic processes. Birkhäuser, [35] MAND, P. Pravděpodobnostní dynamické modely. Academia Praha,

159 7.2 Metadata, metainformační systém Tomáš ŘEZNÍK Geografická informace užívaná v krizovém řízení tradičně pochází z rozdílných zdrojů, organizací, komunit. Pro podporu rozhodovacích procesů je přitom nezbytné kombinovat data vytvořená geografy, kartografy, geodety, fotogrammetry, hydrology, geology, urbanisty a dalšími odborníky. Nejen z těchto důvodů je pro správné použití geografických dat nutné znát také další aspekty, jako například historii vzniku, rozsah použitelných měřítek nebo čas vytvoření. Tato popisná informace se nazývá metadata. S metadaty se člověk setkává také v běžném životě, kde slouží především k identifikaci, bližšímu popisu a propagaci produktu. Současně je u těchto produktů vyžadováno, aby metadata následovala obdobné schéma popisu s výčtem explicitně vyžadovaných položek. Typickým příkladem může být legislativní požadavek na uvádění názvu, složení či země původu u potravinářských produktů. Tím, jak se geografická data využívají také mimo primární oblast jejich aplikace, nabývá takový popis, tj. metadata, na významu. To se následně odráží ve standardizaci popisné informace ke geografickým datům. Příklady v tomto směru mohou být normy ISO Geografická informace metadata a ISO Geografická informace služby s popisem metadat služeb. Na legislativní úrovni pak nejzásadnější dokument zabývající se metadaty představuje Nařízení Komise č. 1205/2008 o INSPIRE metadatech Analýza správy metadat pro krizové řízení Součástí konceptuálního návrhu metadatového profilu byla také analýza práce s metadaty v rámci organizací činných v krizovém řízení, aby bylo možné navázat navržený koncept na tehdejší stav správy metadat v České republice. Analyzovány byly instituce pracující v krizovém řízení jak s celostátní působností, tak také odbory krizového řízení na krajských úřadech. Níže uvedené informace pocházejí z vlastního dotazníkového šetření, které probíhalo v roce 2008 formou řízeného rozhovoru a mělo za úkol zjistit stav příslušných databází včetně metadat. Z dotazníkového šetření vyplynulo, že analyzované datové sklady krizového řízení v ČR neobsahují dostatečné metadatové zázemí, celostátní i krajské instituce nevytvářejí odpovídající metadata, a pokud ano, tak většinou neefektivně. Konkrétně řečeno: z pěti zkoumaných celostátních institucí vyplňuje metadata pouze jediná organizace (Ministerstvo životního prostředí). Na úrovni krajů je sice situace lepší (metainformace vytváří 10 ze 14 krajských úřadů), nicméně zde se mnohdy jedná o proprietární systémy, které nejsou schopny exportovat metadata do některého ze standardních výměnných formátů. Kromě MŽP také žádná instituce činná v krizovém řízení nevytváří metadata služeb, stejná situace pak panuje kolem katalogových služeb. Lze tedy říci, že zde máme absenci řízení metainformací vedoucí až k duplicitě datových skladů, chybí vertikální (a na krajské úrovni mnohdy i horizontální) integrace, není efektivně vytvářena infrastruktura prostorových dat. Tato situace se 159

160 pravděpodobně změní v nejbližších dvou letech, protože nejpozději v prosinci 2013 mají být podle legislativně závazných textů vytvořena metadata ke všem datům náležejícím do rozsahu směrnice INSPIRE. To se bude týkat většiny analyzovaných datových sad v datových skladech organizací krizového řízení. Metadata k těmto datovým sadám proto bude nutné upravit a doplnit. Situace ohledně metadatových standardů a jim odpovídajících výměnných formátů byla v době analýzy neutěšená. Z hlediska standardizace byly použity proprietární číselníky, standardy ISVS (Informační systémy veřejné správy; metadatový standard zrušený v roce 2006), Dublin Core a metadata podle ISO standardu. Nezanedbatelná část organizací, konkrétně 29%, pak nepoužívala žádný podkladový metadatový standard a metadata se tak odlišovala dokonce i v rámci jedné instituce Návrh metadatového profilu pro krizové řízení Z konceptuálního hlediska bylo prvním krokem vytvoření aplikačního schématu pro popis geografických dat v krizovém řízení. Takové aplikační schéma bývá označováno také jako metadatový profil. Zahrnuje identifikaci a definici metadatových prvků, jejich povinnost či podmíněnost, kardinalitu (zjednodušeně řečeno násobnost výskytu), povolené domény hodnot, datové typy apod. Metadatový profil krizového řízení byl postaven na geoinformačních standardech, aby mohl být plně integrován do současných trendů a technologií pro práci s geografickou informací. Zejména se jedná o Evropskou infrastrukturu prostorových informací INSPIRE, která je legislativně zakotvena a navíc staví na aktuálně používaných standardech pro geografickou informaci. Těmi jsou ISO (International Organisation for Standardization), W3C (World Wide Web Consortium), OGC (Open Geospatial Consortium) a další. Jednou z hlavních výhod je možnost opětovného využití popisu geografických dat, tzn. metadat, ve všech aplikacích, které následují výše uvedené standardy. Metadatový profil krizového řízení respektuje Nařízení Komise č. 1205/2008 o metadatech, stejně jako ISO normy série Výsledkem je pak 47 základních metadatových prvků, jež jsou posléze rozpracovány v detailnější úrovni metadatového profilu. Při návrhu metadatového profilu bylo základním cílem, aby metadata vytvořená podle tohoto profilu pomohla zodpovědět zejména následující otázky k datové sadě, sérii datových sad nebo službě: O jaká data se jedná? Jakým metadatovým standardem jsou popsána? Pro jaký účel byla vytvořena? Kterou oblast pokrývají? Jaká jsou omezení při využití? V jakém formátu je možné data získat? Kdy byla vytvořena nebo případně revidována? V jakém jazyce jsou data, služba, metadata? 160

161 Kde je mohu získat? Kdo je za ně zodpovědný? Plnou dokumentaci metadatového profilu je možné si prohlédnout v interních závěrečných materiálech projektu, kde je také uvedeno srovnání s ostatními metadatovými profily (jako například ISO Core či INSPIRE). Poskytnuto je také mapování do struktury podle metadatové normy Dublin Core Implementace metadatového profilu pro krizové řízení Vstupní data Prostorová data, jež byla v rámci výzkumného záměru Dynamická geovizualizace v krizovém managementu popsána, sesbíralo několik pracovních týmů projektu. Jedná se proto o značně nesourodou skupinu od jednotlivých souborů až po významné databáze národního charakteru v rastrové i vektorové podobě. Všechny fáze metapopisu proto zahrnovaly úzkou kooperaci nejen pracovníků výzkumného záměru, ale také lidí, kteří byli zapojeni do procesu poskytování dat. Hlavním požadavkem metadatového popisu byl soulad s platnými normami ISO, směrnicí INSPIRE a dále specifickými požadavky z oblasti krizového řízení. Konkrétně se jednalo o vytvoření metadat pro následující data: DMÚ 25 DMÚ 100 Ortofota StreetNet Půdní mapy BPEJ Třídy ochrany půd DIBAVOD Záplavová území Ochranná pásma vodních zdrojů Přírodní limity využití území Databáze ŘSD Turististika a cykloturistika (Shocart) Zóny havarijních plánů Biogeografické jednotky Čističky odpadních vod Vodovodní systémy Nouzové zásobování pitnou vodou Cenová mapa Brna Státní mapa odvozená Základní mapy ČR Topografická mapa 1 : Archeologie Klady mapových listů Hranice povodí Technické limity Geonames Databáze GŘ HZS 161

162 Použitý hardware a software Pro vytvoření metapopisu sloužil aplikační server výzkumného záměru HP Proliant DL380 G5 v následující konfiguraci: 2 dvoujádrové CPU Intel Xeon 5110 každé jádro o taktu 1,60 GHz; 3,25 GB DDR2 SDRAM; diskové pole 136 GB. Samotná aplikace pak běží na virtuálním stroji s konfigurací 1 jádro CPU Intel Xeon 5110, 128 MB RAM, HDD 2 GB, 256 MB SWAP. Na tento hardware byla jako operační systém nasazena linuxová distribuce Ubuntu Tato konfigurace je pro reálné řešení nedostačující jen v případě pilotních testů byla doba odezvy jedné vyhledávací operace metainformačního katalogu průměrně 10 vteřin (výsledek 50 měření rychlosti odezvy pro náhodně zvolené vyhledávací operace) při naplnění metadaty popsanými výše. Na této délce odezvy se rovněž podílí i struktura použitého software. Základní kámen architektury představuje aplikace MICKA (bližší specifikace a funkčnost je popsána níže) ve spojení s datovým skladem, jež je tvořen pomocí PostgreSQL. Instalace software byla provedena na virtuální linuxový stroj (viz výše), který běží na aplikačním serveru. Po instalaci samotné bylo nutné přistoupit k propojení MICKY s PostgreSQL. Naplnění metainformačního katalogu Tvorba metadat probíhala ve dvou úrovních v první fázi šlo o rychlé naplnění základními metadaty ke všem datům výzkumného záměru, fáze druhá se pak soustředila na obsáhlejší popis, který je zcela v souladu s profilem pro krizové řízení (viz kapitola 7.3.2). K rozdělení na tyto dvě části došlo především z kapacitních důvodů, celek obsahuje souborů o sumární velikosti 12,17 GB dat. Nejprve bylo třeba získat základní přehled o všech datech, která jsou dostupná. Díky tomu mohou ostatní pracovníci výzkumného záměru vyhledávat a využívat ta metadata a data, která potřebují. První fáze proto neprodukovala metapopis zcela kompatibilní s ISO normami, ale pouze popis dle konsensu pracovníků výzkumného záměru. Práce na první fázi byly zakončeny 30. dubna 2008, od 1. května 2008 do konce roku 2011 probíhaly práce na fázi druhé. V současné době proto záznamy metainformačního katalogu představují souhrn následujících informací ke všem datům: název, abstrakt, poskytovatel, jazyk zdroje, geografický rozsah (pomocí textového popisu, ale také souřadnic ve WGS 84), prostorová reprezentace, tematická kategorie, funkce on-line zdroje, URL pro stáhnutí dat, identifikace referenčního systému, prvky a atributy, identifikátor záznamu, datum vytvoření metadat, kontaktní osoba, soulad popisu s metadatovou normou. Každý metadatový záznam při svém vzniku respektuje šablonu ISO 19115/19119 v monoligvální české podobě. Aby byly práce při naplňování metadatového úložiště co nejefektivnější, využilo se také metadat, která poskytují tvůrci dat. V praxi šlo pouze o platformu ESRI, metadata tvůrců dat byla pouze zakotvená ve formátu Shapefile. Převod probíhal přes exportní šablonu ISO programu ArcCatalog 9.2, která vygenerovala XML soubor. Tento XML soubor se importoval do software MICKA, nicméně je třeba dodat, že se ztrátou obsažené metainformace. Schéma ISO není schopné převzít všechny metadatové elementy zejména pak atributové informace a údaje o použitých prvcích. 162

163 Funkcionalita metainformačního katalogu Funkcionalitu celého systému můžeme rozdělit na dvě separátní větve. První z nich představuje přístup k uloženým metadatovým záznamům skrze vyhledávání, druhou větev funkcionality pak můžeme spatřovat v řetězení metainformačního katalogu do katalogových služeb. Metainformační katalog je po autorizaci přístupný na URL Obr. 7.4: Úvodní stránka metainformačního katalogu MICKA Vyhledávání je umožněno pomocí vyhledávacího formuláře úvodní stránky (viz obr 7.4). Obsahuje podporu pro prostorové, věcné, tematické, časové a jazykové vyhledávání, stejně jako vyhledávání podle užitých standardů. Vždy platí, že z logického hlediska představuje každé kritérium vyhledávání další podmínku, která musí být splněna (tzv. logický součin AND). Pro vyhledávání nemusí být zadán ani jeden parametr vyhledávácího dotazu, výsledkem jsou pak všechny metadatové záznamy daného úložiště. Prostorové vyhledávání (viz obr. 7.5) je reprezentováno mapou, kde lze dotaz zadat definicí výřezu, vložením souřadnic nebo funkcí zvětšení (zoom). V druhém případě platí, že oblast vyhledávání je definovaná aktuálně zobrazeným mapovým polem. Prostorové vyhledávání (kromě explicitního zadání souřadnic) probíhá díky WMS službě, která poskytuje metainformačnímu katalogu (jako tenkému klientovi) právě požadovanou polohově lokalizovanou mapu a tím i souřadnice pravoúhelníku, ve kterém se vyhledává. Věcné vyhledávání můžeme provádět fulltextově, kdy výsledky mohou pocházet z jakékoli části metadatového záznamu, nebo vyhledáváme pouze v klíčových slovech. Aby při zadávání více slov věcného vyhledávání nedocházelo ke kumulaci logického součinu mezi jednotlivými slovy a ještě mezi jednotlivými parametry vyhledávání, je možné vybrat si ze tří voleb reflektujících přesné znění zadaného řetězce znaků, některého slova (logický součet OR) či všech hledaných slov (logický součin AND). Tematické vyhledávání zastupuje 19 tematických kategorií odpovídajících prvku 163

164 topiccategory normy ISO Tento koncept je pak převzat i do Nařízení Komise č. 1205/2008 o INSPIRE metadatech. Časový rozsah lze zadat jednou nebo oběma hodnotami od a do. Zadávané hodnoty mohou být v souladu s normou ISO/TS 19103, resp. ISO 8601; tj. ve formátech například RRRR-MM-DD, MM-RRRR nebo RRRR. Obr. 7.5: Prostorové vyhledávání metainformačního katalogu MICKA Po stisknutí tlačítka Vyhledat se v uživatelském rozhraní zobrazí seznam všech záznamů vyhovujících zadaným parametrům dotazu. Výsledky obsahují název metadatového záznamu (odpovídá názvu datové sady, příp. jednotlivého souboru), poskytovatele dat, abstrakt a uživatele systému, který tento metadatový záznam zanesl. Při kliknutí na vybraný metadatový záznam je možné shlédnout rozšířené informace tj. navíc prostorové vymezení, jazyk zdroje, prostorovou reprezentaci, tematickou kategorii a metadata o metadatech. Po kliknutí na odkaz Zobrazit detail se objeví kompletní metadatový popis. Tento způsob prezentace výsledků ve třech krocích (viz též obr. 7.6) vychází z OGC definice katalogové služby, konkrétně parametru GetRecords. Závěrečnou fázi vývoje metadat pro krizové řízení byla příprava metadatového profilu pro mobilní přístroje. Popsány byly také mechanismy správy a transformace metadat například z digitálních fotoaparátů při krizové události, jejich následné připojení k prostorovým datům a společná správa obou typů metainformací v jednotném 164

165 katalogu. Na rozdíl od metadatového profilu pro datové sady, série datových sad a služeb krizového řízení nebyly principy metadatového profilu pro mobilní přístroje implementovány. Závěrem roku 2011 došlo k dalšímu vývoji senzorového webu (OGC Sensor Web Enablement 2.0), který se jeví jako možné pokračování výzkumu v oblasti správy metainformací v krizovém řízení. Obr. 7.6: Zobrazení výsledků vyhledávání v metainformačním katalogu krizového řízení ve struktuře podle OGC katalogových služeb 165

166 7.3 Geodatabáze a možnosti uplatnění geografických dat v krizovém řízení Jaromír KOLEJKA, Hana SVATOŇOVÁ Vývoj geodatabází Krizové situace, jejich výskyt, průběh i dopady lze zmírnit řadou opatření v širokém spektru sfér společenského života. Jejich charakteristickou vlastností je jejich průmět do prostoru či území. Přírodní, technické a společenské vědy se mohou na nich podílet daty, odbornými poznatky a účastí odborníků. Tento přínos lze využít v etapách prevence, záchrany a nápravy během krizové situace. Ve všech těchto etapách je nutné se opírat o moderní geoinformační technologie, kvalitní geodata a formalizované expertní poznatky. Geodata, geografické informace, znalosti a zkušenosti mohou být využity již v období posuzování území z hlediska míry náchylnosti k tomu či onomu škodlivému jevu nebo procesu, plánování optimálního zásahu při jeho případném výskytu, během řešení skutečné události a rovněž také při remediaci území během napravování vzniklých škod. Nasazení geoinformačních technologií představuje krok vpřed za účelem dosažení objektivnějších, rychlejších a názornějších výsledků, umožňujících efektivnější vedení prací krizového managementu ve všech jeho etapách. Zatímco v přírodě jsou její jednotlivé vlastnosti ve vzájemném souladu a jsou neoddělitelně spjaty, údaje o nich jsou pořizovány odděleně tematickým mapováním. Důvody tohoto postupu vyplývají z historického vývoje geověd a vzniklé specializace nezbytné pro důkladné studium jednotlivých komponent přírodní krajiny. Tvoří je geologická stavba s reliéfem, ovzduší, vodstvo, energie, půda a biota. Ačkoliv studium každé z těchto složek se neobejde bez alespoň základních znalostí o ostatních složkách, údaje o nich v daném případě mapy - jsou tematicky výrazně specializované. Jen tak je možné zachytit a vyjádřit detaily prostorové diferenciace vlastností dané složky. Česká republika tradičně patří mezi státy s velmi pestrou a přitom důkladnou tematickou územní dokumentací. Mapy v různých měřítcích a s různým tematickým obsahem jsou k dispozici, mj. pro potřeby krizového managementu, jak v analogové, tak digitální podobě. Podle terénního výzkumu provedeného v roce 2005 autory článku však krizový management České republiky tematické mapy příliš nevyužívá. Pomineme-li důvody, které vedly ke sběru podrobných dat o území, faktem zůstává, že území ČR je vcelku kvalitně zdokumentováno jak v oblasti přírodního prostředí, tak socioekonomické sféry, byť samozřejmě jde o nikdy neuzavřený proces. Zejména v oblasti přírodních složek prostředí či krajiny je území ČR pokryto analytickými analogovými i digitálními tematickými mapami v měřítcích od 1:5000 (zemědělské půdy), resp. 1: (reliéf, lesní bioklima a půdy) až 1: (geologický podklad) či 1: (geologický podklad, vodní objekty). Tyto mapy byly z pochopitelných důvodů pořizovány mapováním v terénu prováděným specialisty v jednotlivých oborech a výsledkem jsou analytické (tematické) mapy jednotlivých složek přírody. Ačkoliv v přírodě jsou parametry znázorňovaných 166

167 složek přírody samozřejmě ve vzájemném souladu, uživatel takových analytických map se může snadno přesvědčit při naložení map na sebe, že neexistuje soulad tematických vrstev. Za normálních okolností lze předpokládat, že na konkrétním geologickém substrátu se za daných vlhkostních a klimatických (energetických) podmínek bude vyvíjet konkrétní půda s příslušným vegetačním krytem. Naložením tematických map na sebe však obvykle vzniká množství kombinací jednotlivých parametrů, jaké se v přírodě nevyskytují. Tyto závady lze odstranit logickou integrací dat při konstrukci digitálního modelu krajiny. V něm jsou pak již obsaženy jen polytematické vrstvy, kde jednotlivé homogenní areály by představovaly referenční jednotky pro všechny vložené (a případně i další) proměnné (atributy). Jednou z nich je vrstva o parametrech přírodního pozadí. Elementární referenční plochou je areál homogenní krajinné jednotky. Do ní, jakožto homogenní typizované plochy, lze pak vkládat další údaje, plošně homogenní v areálu této krajinné jednotky. Podobným nesouladem disponují podklady sesbírané pro projevy antropického působení na přírodu (využití ploch s různými aspekty jednotlivých forem využívání, kvalita biotopů, osevní plochy, účelové plochy aj.) a o obyvatelstvu. Z hlediska krizového managementu významné, avšak málo pořizované, jsou geoinformace o společenských a individuálních zájmech v území, byť mohou předběžná i realizační opatření výrazně ovlivňovat. Mezi poměrně dobře dokumentované zájmové jevy patří evidence historicky či jinak cenných objektů, vojensky významných objektů, chráněných území a objektů přírody, ochranná pásma inženýrské infrastruktury a některých staveb, případně vodních zdrojů. Technické mapy prozatím dokumentují jen část měst ČR. Ve venkovských oblastech je patrná značná absence důkladné inventarizace těchto zájmů. Jejich vhodnou referenční jednotkou však může být pozemek registrovaný v katastrální mapě (KOLEJKA, POKORNÝ, 1994). Nejvýznamnějším fyziognomickým (pozorovatelným) prvkem naší krajiny je terén. Projevuje úzký vztah k ostatním přírodním složkám krajiny, ať již je jimi determinován (např. geologickou stavbou), nebo naopak jiné prostorově rozrůzňuje jako místní diferenciační činitel (expoziční a výškové změny klimatu, půd a vegetace, organizace odtoku). Obecně je terén nositelem referenční plochou - pro demonstrování prostorového rozmístění ostatních informací o území, nositelem či diferenciačním činitelem mnoha antropických aktivit a základním modelačním prostředkem pro vytváření názorných představ o území v kombinaci s vybranými (či všemi) ostatními disponibilními geoinformace. Veškeré krizové řízení je příkladem multikriteriálního rozhodování, které je nutno podpořit veškerou dostupnou relevantní informací. Ta ovšem nemůže být předávána nekriticky v originální (velmi omezeně použitelné) podobě. Proto je potřeba ji upravit (opravit) tak, aby vyhovovala současným poznatkům o objektech a složkách území, o vztazích mezi nimi i technologickým potřebám vlastního procesu krizového managementu, bude-li podporován geoinformačními technologiemi. Ostatně jiná cesta, než využití GIT v rozhodování a realizaci širokého spektra nezbytných aktivit, pro efektivní ochranu životů a majetku neexistuje, 167

168 Digitální geodatabáze jsou v České republice systematicky budovány od počátku 70. let 20. století. Jejich primárním účelem byla původně podpora územního plánování. Analytické územní podklady v různých měřítcích mj. sloužily: 1) pro dokumentaci území, 2) k hodnocení území (pro účelové interpretace) podle diferencované vhodnosti pro rozmanité účely (např. hodnocení potenciálu), 3) k vyhledávání scénářů pro strategické plánování (určení specializace konkrétních území). Od 90. let 20. století postupně budovaly své IS i administrativní jednotky České republiky: kraje, okresy, města a obce, sdružení obcí, ale také rezortní centrální orgány. Součástí IS byly vždy také GISy a v nich obsažená geodata. K tvorbě GIS, geodat, resp. digitálních územních informačních vrstev přistupovaly jednotlivé instituce obvykle zadáváním objednávky komerčním firmám používajícím rozličné technologie. Tak se stalo, že na území ČR jsou k dispozici územní datové vrstvy ve formátech shp, dgw, dgn a dalších, a stejně tak rozmanité technologie GIS zahraničních společností (např. ESRI, Bentley, Intergraph, Mapinfo, Autodesk aj.) a také domácích firem (např. BERIT, VARS, DiGIT, PROGRAF a dalších). V mnoha případech domácí producenti technologií se rozmanitými způsoby vázali na SW zahraničních partnerů (T-Mapy, ARCDATA, HSI, GEPRO, Hydrosoft a řada dalších). Běžným výstupem z GIS pro širokou veřejnost se staly od přelomu milénia mapové portály. Zde mají i laičtí uživatelé možnost stažení obecně geografických, administrativních pozemkových i tematických map, většinou v rastrové podobě. Veřejnosti byly nabídnuty také nekomerční zpracovatelské technologie GIS, např. systémy GRASS, QuantumGIS a další. Z hlediska využití geodatabází v krizovém řízení se obratovým bodem stal rok 1997, kdy velké oblasti České republiky postihly katastrofální povodně, které si vyžádaly velký počet lidských obětí a způsobily obrovské škody na majetku. Pro účely efektivního povodňového managementu začaly být sestavovány potřené geodatabáze, bylo provedeno hodnocení území z hlediska povodňového rizika, pořízeny existující (většinou zahraniční) a vyvinuty také vlastní technologie modelování povodňových situací. Toto všechno se neobešlo bez urychleného doplňování stávajících geodatabází o datové vrstvy potřebné pro tyto účely. Na jedné straně došlo k nebývalému rozvoji sběru geodat distančními prostředky (např. tvorba ortofotomap vysokého rozlišení pro území celé ČR v rezortu Ministerstva obrany ČR Armádou ČR, ale také komerčními firmami např. GEODIS Brno), současně došlo k digitalizaci a vektorizaci dřívějších analogových podkladů o jednotlivých aspektech území ČR. Od druhé poloviny 90. let 20. století se datuje povinnost tvůrců územní dokumentace všeho druhu tato data primárně pořizovat v digitální podobě Možnosti uplatnění geografických dat v krizovém řízení V relativně nedávné době došlo v ČR k jisté standardizaci problematiky krizového řízení, pokud jde o typologii možných rizikových procesů. V současnosti je rozlišováno 168

169 kolem 70 zmiňovaných typů krizových procesů od ryze přirozených (např. povodní), přes člověkem odstartované (např. lesní požáry), po zcela technické (havárie zařízení). Jako relevantní pro území České republiky bylo vybráno 24 krizových situací. Vztah konkrétního krizového jevu, krizového scénáře, pořizování dat, vytváření databází pro jejich vizualizaci a vliv na rozhodování ukazuje obr Obr. 7.7: Schéma zapojení geoinformačních technologií v krizovém řízení Po formální stránce ke každému typu je k dispozici přehledný popis a nástin doporučených opatření. Prakticky při řešení kteréhokoliv z těchto hazardů je používána dokumentace, jejíž výběr závisí na rozsahu události, znalosti situace a území, potřebě rozmanitých prostorových analýz a povinnosti vytvářet dokumentaci. Prozatím není závazně stanoven postup nasazení geografických dat, který by bylo zapotřebí dodržet v případě konkrétní události. Ovšem rozdílná geografická data lze použít v jednotlivých fázích (etapách krizového řízení) podle toho, k jakému časovému horizontu rozhodování jsou potřebné (obr. 7.8). Konkrétní práce s geografickými daty během nasazení v jednotlivých typech událostí je poměrně složitým mnohostupňovým procesem. Vzhledem k tomu, že v drtivé většině případů hraje klíčovou roli čas, je nezbytná dlouhodobá příprava, a to nejen co se týče výkonných týmů krizového managementu, jednotlivých složek, techniky a dílčích osob, ale rovněž kartografické podpory. Bez ohledu na to, zda půjde ve vztahu k disponibilním geodatům o proceduru generování mapových výstupů online nebo off-line, je zapotřebí mít předem promyšlený tok myšlenek, operací a opatření (obr. 7.9). Skutečná práce s geografickými daty nastává inicializací procesu vyhledávání relevantních dat (data mining). K tomuto účelu je zapotřebí vytvoření předběžného katalogu disponibilních geodat, neboť zpočátku nemusí být zcela zřejmá použitelnost jednotlivých datových vrstev s ohledem na typ hazardu a na etapu reagujícího krizového managementu. Přehled disponibilních geodat by měl zahrnovat následující údaje: oblast vědění, k níž se data vztahují, název geodat, jméno správce/držitele/příp. autora a 169

170 rámcový popis obsahu. Tato předběžná katalogizace je nezbytným předpokladem pro další předběžné analýzy geodat, neboť představuje relativně nejpřehlednější a snadno případnému uživateli pochopitelný seznam všech existujících geodat, aniž by z toho již vyplývala nějaká závazná povinnost k jejich využití v kterémkoliv kroku či operaci krizového řízení. Obr. 7.8: Diferencovaná potřeba geoprostorových dat v rozhodování během krizového řízení Vlastní popis již relevantních dat pro tu či onu proceduru krizového řízení již musí mít podrobný charakter, který pak umožní rychlé vyhledávání potřebných geodat v hierarchizovaném, či pro potřeby krizového managementu vytvářeného objektově orientovaného informačního systému. Finální seznam relevantních geodat pro potřebu experimentování v přípravné fázi, nebo pro potřebu operačního nasazení v realizační fázi konkrétního případu řešení rizikové situace by pak měl zahrnovat (pro on-line nebo off-line použití) také instrukce pro účelové použití datové vrstvy. Krizový manažer by se tak mohl připojovat 170

171 na existující geodatabáze a na vzdáleném mapovém serveru generovat mapové výstupy, anebo (což bude dlouhou dobu zřejmě častější případ) si potřebné datové vrstvy po předběžném nebo operativním udělení souhlasu stahovat a dále účelově zpracovávat. Jinou možností je vytvoření si vlastní účelové geodatabáze naplněné pouze relevantními datovými vrstvami. Z nich mohou být předem vytvářeny účelové deriváty s ohledem na očekávané možné krizové situace, nebo do zpracovatelského systému musí být zakomponován expertní systém, který potřebné odvozeniny ze základních geodat vygeneruje až v případě potřeby. Obr. 7.9: Přehled dílčích kroků směřujících k nasazení kartografických vizualizací geodat v krizovém řízení konkrétního případu hazardu Jakmile nastane krizová situace, je možné čerpat potřebné datové vrstvy z geodatabáze a účelově je interpretovat. Účelové deriváty v podobě tematických map jsou pak dodávány krizovému manageru, resp. krizovému štábu na podporu rozhodování Ukázka použití geografických dat v krizovém řízení Kartografická prezentace jevů pro potřeby krizového managementu nekompromisně vyžaduje dodržování základních zásad mapové tvorby. Jde především o 171

172 zohlednění účelu mapy a všech dílčích aspektů souvisejících s užitím mapy v nestandardních a vypjatých situacích. Zde již není prostor pro obtížnou interpretaci nejednoznačného mapového vyjádření skutečností, které mohou znamenat záchranu nebo smrt. A především prevence je základní myšlenkou při konstrukci mapových vyobrazení ohrožených území. Dílčí aspekty tvorby map pro krizový management nalezneme v jednotlivých publikacích, chybí ale komplexní přístup jejich hodnocení a metodický postup jejich konstrukce. Tematická kartografie věnuje těmto mnohdy naléhavě požadovaným mapám jen minimální pozornost (CLOCUM, ET AL., 2005). V přípravě map pro podporu rozhodování krizového managementu lze nejdříve stanovit dva základní kroky nezbytné k určení specifik kartografického vyjadřování jevů pro krizový management. První krok spočívá ve: stanovení výběru optimálních vyjadřovacích prostředků pro elektronické i klasické kartografické produkty, stanovení základního jednotného vizuálního konceptu členění mapového souboru i jednotlivých částí, zejména tematických oddílů a mapových listů, zhodnocení účelu a možností analytických, komplexních a syntetických map vzhledem k požadovaným cílům užití kartografických produktů, výběru optimálních kartografických prostředků pro potřeby elektronických a případně tištěných map, zjištění požadavků potenciálních uživatelů kartografických prostředků a přizpůsobení obsahu a vzhledu map potřebným kritériím. Druhý krok vede k: návrhu map a způsobu jejich užití pro analýzu dopadů rizikových faktorů na území jako součást aktivních opatření k minimalizaci negativních následků, stanovení tematických oddílů a přesných názvů jednotlivých kartografických produktů, výběru obsahových prvků tematických map vzhledem k požadovanému účelu mapy, k míře integrace dat a k možnostem jejich kartografického vyjádření, tvorba funkčních kartografických modelů pro zaznamenávaní potenciálních rizik v daném území a vyhodnocení jejich následků, určení základních způsobů využívání kartografických podkladů výběr map a jejich obsahových prvků, posloupnost, kombinování tematických vrstev apod., vymezení principů využívání kartografických podkladů v závislosti na druhu a rozsahu ohrožení, případně postižení území, stanovení rozsahu negativních dopadů jednotlivých přírodních i společenských rizik působících v dané míře intenzity a zjištění jejich plošného rozsahu, zjištění komplexních následků očekávaných nebo působících rizik pomocí přesně vymezeného využití kartografických podkladů. 172

173 Uvedená východiska musí najít uplatnění při návrhu a konstrukci jednotlivých map. Základem pro znázornění dalších tematických prvků mapového obsahu je komplexní terénní situace, vyjádřená obvyklými kartografickými prostředky. Základem obsahu většiny map je vodní a komunikační síť. Otázkou je míra podrobnosti jejich kartografické prezentace jednotlivými tematickými mapami rozlišování podle významu jevu, číselných parametrů apod. Dalším nezastupitelným prvkem je georeliéf, který podmiňuje jednak šíření většiny ohrožujících jevů a jednak ovlivňuje přesun obyvatel, techniky a materiálu. Zvlášť užitečné pro rychlou orientaci je využití 3D grafických modelů na podkladu digitálního modelu reliéfu (viz. geovizualizace modelu krajiny). V zastavěných územích je nepostradatelné znázornění alespoň půdorysu objektů, v některých případech i jejich vertikální členění. Potřebná je i prezentace vegetačního krytu, který je někdy indikátorem určitých vlastností území a někdy je komunikační překážkou (BREWER, 2005). Samostatnou skupinu tvoří dynamické prvky v krajině. Především přesun obyvatel během dne, týdne či sezón významně podmíní konkrétní rozhodnutí v krizové situaci, a proto je nezbytná přesná lokalizace obyvatelstva v mapách. Dalšími dynamickými prvky v krajině jsou hlavně působící přírodní síly - postup povodňové vlny, přesun frontálních rozhraní, šíření nemocí apod. Možnosti znázornění vlastností jednotlivých objektů a jevů jsou dány disponibilními atributy. Jejich vyjádření mapami je podstatně komplikovanější ve srovnání s prostou topografickou situací, protože tvoří v řadě kombinací s dalšími, především plošnými prvky, obtížně rozlišitelné vrstvení. Obr. 7.10: Ukázka výběru vhodných fyzicko-geografických dat vstupujících do akutních i dlouhodobých návrhů řešení při havárii ropné cisterny 173

174 Při návrhu konkrétních map je nutné respektovat nejen požadavek na konkrétní témata, ale i možnost jejich společné kartografické prezentace jedinou mapou. Pokud není možné sladit požadovaná témata, budou muset být rozdělena do dvou či více map, čímž se ale sníží názornost a operativnost jejich využití. Operativní fáze krizového řízení je zaměřena na záchranu životů a posléze majetku. Operativní rozhodování v této etapě se děje především na podkladě digitálních topografických dat demonstrujících lokalitu události a přístupových cest k ní. Nástin výběru vhodných fyzicko-geografických dat při modelové situaci havárie cisterny s kapalnou látkou představuje obr Návrh obsahu databáze s geografickými datovými vrstvami (na příkladu řešení krizové situace při havárii vozidla převážejícího nebezpečný náklad) ukazuje obr Obr. 7.11: Návrh geografické databáze pro modelovou krizovou situaci havárie cisterny Na příkladu řešení datového zabezpečení konkrétní krizové události byla v obci Ráječko (část města Rájec-Jestřebí) severně od Brna simulována havárie cisterny přepravující po silnici toxickou kapalinu. Širší pohled na situaci poskytuje silniční mapa a mapa využití ploch (obr. 7.12). Detailní pohled vhodný pro operativní řešení úkolů nabízí topografická mapa a ortofoto (obr. 7.13). Navazující krátkodobá opatření k omezení rozsahu havárie již musejí vycházet z hlubšího poznání prostředí, v němž se má odehrát zásah určení na omezení dopadů události. V posloupnosti dalších opatření mají přednost ta, která mají zabránit vzniku doprovodných škod na životech, zdraví, majetku a životním prostředí obecně. 174

175 Obr. 7.12: Přehledná lokalizační vizualizace rastrových a vektorových dat v geodatabázi v prvním přiblížení (silniční mapa - vlevo, využití ploch vpravo) s vyznačením místa simulované toxické silniční havárie (Zdroj dat: ČUZK, GEODIS Brno) Obr. 7.13: Podrobná lokalizační vizualizace rastrových dat v detailním operačním přiblížení (topografická mapa s rozlišením 1: vlevo, ortofoto v rozlišení cca 1 m vpravo) (Zdroj dat: ČUZK) fyzicko-geografických podkladů a poznatků je iniciován potřebou kvalifikovaného odhadu pohybu a chování polutantu. Předpokládejme tedy, že jde o pohyblivější (řidší) kapalnou znečisťující (toxickou) látku vykazující vyšší tendenci ke vsakování. Vzhledem k tomu, že jde o kapalinu, prvořadým úkolem je odhad trasy pohybu polutantu po zemském povrchu. Pro tyto účely je možné využít co nejpřesnější digitální model reliéfu, v němž lze vybraným nástrojem hydrologického modelování zjistit odtokové trasy v území obecně (v podstatě síť údolnic) a z nich vybrat relevantní, která se týká místa havárie (obr. 7.14). 175

176 Obr. 7.14: Využití digitálního modelu reliéfu k odhadu tras povrchového odtoku polutantu hydrologickým modelováním v GIS (Zdroj dat: ČUZK) Příkladem užitečného, byť simulovaného využití fyzicko-geografických dat o krajině pro potřeby rozhodování v krizovém řízení jsou digitální geoinformace o půdním a geologickém prostředí, které výrazně ovlivňují chování tekutého polutantu v prostředí po uvolnění během havárie, např. na silnici, a jsou uloženy ve vzdálených odlišných institucionálních geodatabázích (Česká geologická služba, Výzkumný ústav meliorací a ochrany půd, Ústav pro hospodářskou úpravu lesa). Informace o půdách jsou zahrnuty do geodatabází o půdním pokryvu na zemědělských i lesních pozemcích (BPEJ rozlišení 1:5000, lesnické typologické mapy s rozlišením odpovídajícím měřítku 1:10 000) a dostupné na intranetu. Digitální geologické mapy (s kvartérním pokryvem a rozlišením 1:50 000) jsou k dispozici veřejně na intranetu. Otázkou zůstává, zda by dispečink krizového řízení pod tlakem probíhající krizové události byl schopen, či vůbec měl čas tyto podklady vybrat, účelově (vzhledem k dané události) interpretovat (definovat míru rizika) a použít k urychlení správného rozhodnutí. Jistým řešením je předběžná příprava takových interpretovaných map (využitím expertních poznatků) pro možné scénáře jednotlivých typů krizových událostí, byť v případě kvalitního SW by je počítač mohl generovat na požádání. Předpokládaný nedostatek času a možné ohrožení výpadky spojení však hovoří prozatím proti generování takových podkladů on-line. Další nepřehlédnutelnou skutečností je to, že štáby krizového řízení nemají úplné povědomí o tom, jaká data a jaké způsoby jejich interpretace by ještě zvýšily efektivnost jejich práce. Štáb KM však může být zásobován nezbytnými předpřipravenými kvalitními podklady pro krátkodobé rozhodování s cílem omezit šíření havárie, jak ukazuje následující příklad. Pro toto území a simulovanou událost byly již předem připraveny mapy hodnocení rizika chování kapalného polutantu v půdním a geologickém prostředí riziko vsaku a povrchového odtoku. Pro lepší orientaci byly pro blízké okolí havárie vytvořeny výřezy z těchto a dalších map rizik (obr. 7.15). Trasy odtoku byly namodelovány po nejbližší povrchový vodní tok a kombinovány s disponibilními mapami rizik chování polutantu v ještě podrobnějších výřezech, kde se projeví body, v nichž je zapotřebí učinit rozhodnutí, jakou technologií bojovat s událostí (obr. 7.16). 176

177 Obr. 7.15: Výřezy pro okolí simulované havárie z map rizik chování polutantu v geologickém a půdním prostředí v podobě vizualizované účelově interpretované základní geologické mapy (vlevo) a půdní mapy BPEJ (vpravo) (Zdroj dat: VÚMOP, ČGS) Obr. 7.16: Odhadované trasy povrchového odtoku kapalného polutantu od místa havárie k nejbližšímu povrchovému toku na pozadí účelově interpretované kvartérní geologické mapy a mapy využití ploch (červené šipky ukazují místa provedení rozhodnutí s ohledem na možný vstup polutantu do velmi rizikového prostředí, modré šipky označují lokality s koncentrací osob pro případ evakuace) (Zdroj dat: ČGS, ČUZK) Jakmile je místo přechodu povrchově odtékajícího polutantu z méně do více riskantního prostředí nalezeno, lze posoudit možnosti dostupnosti lokality pro těžkou techniku (vybudování překážky odtoku, odběr kontaminované zeminy) také s ohledem na cenu pozemku, což může být hodnota poškozená také zmírňujícími opatřeními (obr. 7.17). 177

178 Obr. 7.17: Vizualizace cenové mapy pozemků vypočtené z půdní mapy BPEJ pro potřeby výběru takové trasy k místu zásahu (vybudovaní záchytné bariéry povrchového odtoku polutantu, odběr kontaminované zeminy, jiné poškození případným zásahem), kde by došlo k minimalizaci škod vlastním zásahem (Zdroj dat: VÚMOP, ČUZK) Výše uvedené vizualizace účelově interpretovaného obsahu vrstev geografických dat uložených v rozmanitých geodatabázích slouží managementu technického zásahu a napomáhají rozhodování v krátkodobém horizontu pro zamezení šíření následků havárie. Podobně lze použít digitální mapu citlivých objektů, z nichž by bylo zapotřebí před zásahem obyvatele evakuovat nebo je alespoň na zásah upozornit. Informace pro obyvatelstvo České republiky Obyvatelstvo České republiky má široké možností dozvědět se o mimořádné události, která probíhá nebo která by mohla v nejbližší době nastat. Důležitá by však měla být i kartografická vizualizace geografických dat pro potřeby komunikace s laickými účastníky krizové události. V současné době jsou využívány různorodé moderní technologie. Při mimořádné události dochází k určité posloupnosti šíření informací (obr. 7.18). Tuto posloupnost je možné rozdělit do tří kategorií: prvotní informace o události, poskytovatelé informací o mimořádné události, informační kanály, Dosavadní systémy krizového řízení podporované GIT se věnují kartografické stránce vytvářených a předkládaných územních dokumentů spíše okrajově. Těžiště dosavadní kartografické tvorby spočívá v tvorbě dokumentů pro dispečink a případně štáby zásahových jednotek. Ani zahraniční příklady sofistikovaných systémů nemohou zastřít nemalou primitivnost takových kartografických produktů, což ztěžuje jejich čitelnost a použitelnost, nemluvě o jistém ohrožení úspěchu plánovaného zásahu. Primitivnost není totéž co jednoduchost. Řadu otázek lze řešit složitými výpočty pomocí technologie GI, a přitom výsledek lze znázornit jednoduchými kartografickými 178

179 prostředky, aby byla zajištěna jednoznačnost jejich použití. Důležitou roli pro správné samostatné konání laických účastníků krizové situace mohou sehrát fotorealistické 3D modely zásahového území (obr. 7.19). Obr. 7.18: Schéma posloupnosti šíření informací o mimořádné události pro obyvatelstvo České republiky (Zdroj: HAVRDOVÁ,2010) Obr. 7.19: Realitě se blížící 3D model území nehody s vyznačením očekávané trasy stékání polutantu a zvýšeného rizika vsaku na údolním dně (Zdroj dat: ČUZK, GEODIS Brno) 179

180 Pasivní účastník, neboli běžný občan, zůstává prozatím poněkud stranou dosavadního řešení krizových situací. Také by měl být informován včas, v dostatečné míře a vhodným způsobem, co se v jeho okolí děje. Ačkoliv již v průběhu vzdělávání na základní škole se obyvatelé osvojují zásady kartografického jazyka tedy čtení a pochopení map, nelze pochybovat o tom, že v průběhu delšího období mohou upadnout v zapomenutí. Proto se v takových případech jeví důležitým informaci nabízet a dodávat v pokud možno nejnázornější podobě 3D modelu a distribuovat do mobilních zařízení či do obecních informačních kiosků. Stálé zdokonalování těchto modelů (např. použitím textur) a jejich pravidelné obnovování bude značným přínosem pro bezpečnost běžného občana a v neposlední řadě také aktuálním úkolem pro veřejnou i firemní geoinformační komunitu. LITERATURA BREWER, A. C. (2005). Designing better maps: a guide for GIS users. Redlands: ESRI Press, s. CLOCUM, T. A. et al. (2005). Thematic cartography and geographic vizualization. Upper Saddle River, N. J.: Pearson Prentice Hall, s. KOLEJKA, J. - POKORNÝ, J. (1994). GEORISK - Local GIS for hazardous production/storage sites. In Canadian Conference on GIS - Proceedings, EME Canada. Ottawa, s HAVRDOVÁ, J. (2010). GIS podpora pro rozhodování v krizovém a operačním řízení. Diplomová práce. Plzeň: Západočeská univerzita, s. KOLEKTIV (2001). Národní geoinformační infrastruktura České republiky. Program rozvoje v letech Praha: NEMOFORUM, SMITS, P. (ed.) (2002). INSPIRE Architecture and Standards Position Paper. Architecture And Standards Working Group. T-Mapy (2004). Úvodní studie GIS HZS ČR. Využité materiály: Tištěné Národní geoinformační infrastruktura České republiky. Program rozvoje v letech , NEMOFORUM, duben SMITS, P. (ed.). INSPIRE Architecture and Standards Position Paper, Architecture And Standards Working Group T-Mapy. Úvodní studie GIS HZS ČR Elektronické RŮŽIČKA, J. (2005). Srovnání standardů CEN, FGDC a ISO pro metadata. < Typová studie Geografický informační systém krajů, 180

181 < < < < < < < y/penazr.htm> < < < < < < < < 181

182 8. KVALITA A DOSTUPNOST GEODAT, VIZUALIZACE SPOLEHLIVOSTI A NEJISTOTY Petr KUBÍČEK, Václav TALHOFER Odpovídající kvalita připravovaných geografických podkladů pro rozhodovací procesy v systému krizového řízení je nezbytným předpokladem pro úspěšnost těchto procesů. I když do vlastního rozhodování vstupuje celá řada faktorů, například počet ochraňovaných nebo zachraňovaných osob, chráněný majetek, počet zasahujících osob, množství a charakter nasazované techniky apod., významnou roli hrají i informace o okamžitém stavu přírodního prostředí v místech zásahu. Vizualizované modely přírodního prostředí potom slouží jako podklad, pomocí kterého se řídící pracovníci rozhodují o vlastním nasazení sil a techniky při organizaci tohoto nasazení. Následující kapitola je zaměřena na studium vlastností digitálních geografických dat a vlivu těchto vlastností na procesy rozhodování. Soudobé systémy hodnocení vlastnosti digitálních geografických dat jsou převážně založeny na popisu jejich technických parametrů a dodržování technologických ukazatelů při jejich získávání. Informace o objektech a jevech krajiny, které jsou ukládány do prostorových databází, však musí odrážet i originální vlastnosti modelovaných objektů a jevů. Jejich projevem je potom nutně jistá míra neurčitosti v jejich lokalizaci a v jejich tematických vlastnostech, kterou je nutno zohledňovat jak při prostorových analýzách, tak při vlastní vizualizaci. Současně je nezbytné věnovat pozornost i pohledu uživatele. V následující kapitole je věnována pozornost jak otázkám nejistoty prostorových dat a informací, tak systému hodnocení jejich kvality se zahrnutím uživatelského aspektu. Využití celého systému je prezentováno na projektu, v němž se řeší model průchodivosti terénu terénním nákladním vozidlem. 8.1 Úvod Při modelování nejistoty v geografických datech a analýzách je potřeba zdůraznit, že se pokoušíme modelovat reálný svět, který je ve své podstatě komplexním, různorodým (diverzifikovaným) a nelineárním systémem. Takovýto systém obsahuje odlišné typy nejistoty vyplývající ze čtyř základních oblastí (SHI, 2010): neodmyslitelná neurčitost reálného světa, omezené lidské znalosti a poznání reálného světa, omezení měřících přístrojů, jejichž prostřednictvím získáváme geoprostorová data, možnost generování a propagace nejistoty při zpracování a analýze geoprostorových dat. Formální popis geografických objektů s nejistými hranicemi (angl. indeterminate boundaries) společně s jejich počítačovou reprezentací je jedním z nosných problémů 182

183 geoinformační vědy. Standardní geoinformační datové modely obvykle pracují pouze s dobře popsanými prostorovými objekty s jasnými hranicemi, případně s homogenními poli se souvislou změnou proměnných. Je však jasné, že řada geografických jevů nezapadá ani do jednoho z výše popsaných modelů, a to z důvodu podstaty jevu či v důsledku lidské konceptualizace jevu. Vymezování prostorových entit samotných, respektive popis či určení jejich hranic, sehrává přitom klíčovou roli při následných analýzách. Zmíněný problém je v centru zájmu geoinformační komunity na teoretické úrovni již delší dobu (CHRISMAN, 1982; GOODCHILD a DUBUC, 1987; BURROUGH a FRANK, 1996). Ačkoliv již BURROUGH a FRANK (1996) nastínili možné způsoby řešení, ani po více než desetiletí není pro uživatele geoinformačních technologií k dispozici běžně použitelné alternativní řešení či široce aplikovatelná metoda. Při procesu zpracování geografických dat se zákonitě vyskytnou i chyby v tomto zpracování. Navíc žádný GIS není permanentně udržován v aktuálním stavu, a proto je nutné vždy počítat s jistým stupněm zastarání jeho datových souborů. Je tedy možné tvrdit, že nejistota geografických objektů spolu s chybami a nepřesnostmi vzniklými při zpracování geografických dat zásadním způsobem ovlivňuje výslednou kvalitu geografických dat. 8.2 Klasifikace nejistoty v GIS Taxonomie chyb při posuzování nejistoty v GIS je podle ABBASPOUR et al. (2003) velmi důležitá zejména proto, že vytváří celkový rámec a dále jej dělí na dílčí části, které lze následně modelovat a formalizovat. O klasifikaci nejistoty v geografických datech se pokusila řada autorů (GOODCHILD et al., 1992; HUNTER, 1993; ZHANG a GOODCHILD, 2002), avšak nejvíce rozšířená je v literatuře klasifikace chyb navržená v rámci standardu pro přenos geografických dat (Spatial Data Transfer Standard (SDTS), NIST, 1992). Na jeho základě ABBASPOUR et al. (2003) vytvořili třístupňovou taxonomii (viz obr. 8.1 na následující straně). První úroveň se soustředí na zdroje nejistoty, které souvisí s původem nejistoty. Lze je dělit do pěti kategorií: zděděná nejistota mapovaného jevu, nejistota měření geografického jevu v důsledku omezené přesnosti měření (kvalita přístrojů), modelová nejistota související s použitými modely při zpracování měření, procesní a transformační nejistota vztahující se k druhotné nejistotě způsobené během manipulace s daty v počítači (zaokrouhlování, přepočty jednotek, transformace zobrazení), nejistota užití dat nový fenomén související se způsobem, jakým jsou data interpretována a používána. 183

184 Obr. 8.1: Obecná taxonomie neurčitosti (upraveno podle ABBASPOUR et al., 2003) Druhá taxonomická úroveň klasifikuje nejistotu podle jejich podoby do pěti kategorií polohová, atributová, časová, logická konzistence a ucelenost. Tato úroveň souvisí jak s SDTS, tak se standardizací v rámci ISO (viz dále). Třetí úroveň odpovídá výsledné nejistotě. Oddělení nejistoty koncového výsledku od jednotlivých forem nejistoty bylo zavedeno především proto, aby bylo možné sledovat a modelovat projevy jednotlivých typů nejistoty při vzniku výsledku a hodnotit jejich vliv na výsledný produkt. Protože geografická data a informace představují komplexní jev, který zahrnuje jak polohové, tak tematické a časové komponenty, je třeba brát do úvahy také záležitosti tykající se kvality dat. Také v této oblasti existuje řada odlišných názorů na popis prvků kvality, a proto lze doporučit přístup odpovídající standardům ISO. V roce 2002 standardizační organizace ISO představila standard popisující kvalitu geografických dat a specifikující komponenty pro organizaci informací o kvalitě. Uvedený standard ovšem bere do úvahy konceptuální model používající jasně vymezené a identifikované objekty. V rámci standardů ISO (Geografická informace - Zásady jakosti) je jmenováno pět kategorií pro hodnocení kvality (jakosti) dat: - úplnost geografických dat (completeness) určující sadu pravidel pro vytvoření mapy (výběrová pravidla pro vypuštění či začlenění prvku do mapy, minimální velikost prvků), - logická bezespornost (logical consistency) popisující kvalitu prostorových vztahů zakódovaných v datové struktuře (například topologická správnost), - polohová přesnost (positional accuracy) určující horizontální a vertikální přesnost souřadnic geografických prvků, - časová přesnost (temporal accuracy) popisující datum poslední aktualizace, časovou platnost dat a případně interval, ve kterém jsou data doplňována, 184

185 - tematická přesnost (attribute accuracy) popisující přesnost popisných atributů v určité lokalitě vzhledem k realitě (viz dále). Uvedené kategorie kvality jsou následně základem pro definování požadavků na kvalitu například v případě legislativních předpisů či směrnic. Příkladem je směrnice INSPIRE, v jejímž rámci jsou požadavky na kvalitu geografických dat definovány pomocí výše uvedených kategorií. Při aplikaci obecných požadavků na kvalitu je nutné formulovat vlastní problém, jak kvalitu hodnotit. Problému hodnocení kvality prostorových dat a výsledné geografické informace se mimo směrnici INSPIRE věnuje i řada mezinárodních organizací, jako např. ISO, OGC nebo DGIWG (KONEČNÝ et al., 1998). V těchto organizacích a konsorciích jsou vyvíjeny systémy na hodnocení kvality. Například podle Příručky pro implementaci standardů ISO pro hodnocení kvality geografické informace (JACOBSSON a GIVERSEN, 2007) je nutné posuzovat kvalitu jako komplexní problém jak výrobní, tak uživatelský (viz obr. 8.2). Obr. 8.2: Důvody pro zavedení standardů pro hodnocení kvality geoprostorové informace (upraveno podle JACOBSSON a GIVERSEN, 2007) Při vlastním hodnocení kvality se vychází z obecného schématu komponent kvality, ve kterém se hodnotí jak výrobně technologické aspekty, tak aspekty provozní, bezpečnostní a ve vztahu ke konkrétnímu užití výrobku nebo služby i aspekty spolehlivostní (viz obr. 8.3 na následující straně). Zatímco technické a technologické parametry je možné hodnotit obecně bez nutnosti znát konkrétní úlohu, postup či použití prostorové informace, spolehlivost je nutné hodnotit zpravidla právě vzhledem ke konkrétnímu použití v konkrétním procesu. WILTSCHKO a KAUFMANN (2005) ve své práci uvádí definici charakteristik a parametrů kvality z hlediska informací o síti pozemních komunikací, která vychází z normy ISO 19113, avšak je pro dané účely adaptována. 185

186 Kvalita Technická funkčnost Spolehlivost Bezpečnost Další znaky Ekologičnost Ekonomičnost Estetičnost Obr. 8.3: Obecné komponenty hodnocení kvality Produkovaná data jsou určena ke spotřebě, tedy k jejich užití v konkrétních postupech plánování a řízení, prostorových analýz apod. Z hlediska uživatele jsou potom velice významné i systémy hodnocení používaných dat dané zejména hodnocením jejich užitné hodnoty (MILES, 1989). Zatímco technickou funkčnost je možné hodnotit obecně bez nutnosti znát konkrétní úlohu, postup či použití prostorové informace, ostatní komponenty kvality, zejména však spolehlivost, je nutné hodnotit právě vzhledem ke konkrétnímu použití v konkrétním procesu. Obecně je tedy možné kvalitu prostorových dat a informací hodnotit pomocí následujících kritérií, která vychází z normy ISO (viz tab. 8.1): Tab. 8.1: Kritéria kvality prostorových dat a informací Skupina hlavních charakteristik - hlavní kritéria Obsah datové báze k 1 Technická kvalita datové báze k 2 Charakteristika dílčích kritérií Kompletnost modelu reálného světa k 11 Dodržení požadované rozlišovací úrovně dat k 12 Definice Shoda definovaného modelu s uživatelskými požadavky Shoda s požadovanou rozlišovací úrovní dat Transparentnost Transparentnost podkladových zdrojů a metod materiálů při sběru primárních odvozování dat sekundárních dat Transparentnost použitých Kritérium kvality Procentuální míra neúplných informací Procentuální míra objektů s nesplněnými podmínkami geometrické rozlišovací úrovně k 121 Procentuální míra objektů s nesplněnými podmínkami tematické rozlišovací úrovně k 122 Stupeň dostupnosti informací o použitých zdrojích k 211 Stupeň informací o 186

187 k 21 Přesnost polohové informace k 22 Atributová přesnost dat k 23 Logická konzistence datové báze k 24 Kompletnost dat k 25 metod a modelů při odvozování sekundárních dat Dodržení deklarované horizontální přesnosti Dodržení deklarované výškové přesnosti Dodržení deklarované přesnosti tematických informací Stupeň dodržení konzistence u geoprostorových dat (datová struktura, její objekty, vlastnosti a vztahy) navržených modelů a schémat (koncepční model, koncepční schéma, aplikační schéma, logický model a fyzický datový model) Stupeň úplnosti geoprostorových dat (objektů, jejich vlastností a vztahů) vzhledem k dané geografické realitě použitých metodách k 212 Procentuální míra objektů s nesplněnými podmínkami požadované horizontální přesnosti k 221 Procentuální míra objektů s nesplněnými podmínkami požadované výškové přesnosti k 222 Procentuální míra objektů s nesplněnými podmínkami požadované atributové přesnosti Topologické konzistence k 241 Tematická konzistence k 242 Časová konzistence k 243 Procentuální míra nekompletních objektů a jevů k 251 Procentuální míra nekompletních atributů k 252 Aktuálnost k 3 Význam území k 4 Stupeň zastarání geoprostorových dat vzhledem ke změnám v daném prostředí k 3 Hodnota inverzní vzdálenosti hodnocené oblasti a objektů zájmu k 4i Datum poslední aktualizace Významnost území z hlediska plněných funkcí Počet změn Doba uplynulá od poslední změny Geografická poloha hodnocené části území Vstupní koridory do zájmové části území Množství a charakter překážek Střediska průmyslové výroby 187

188 Hustota osídlení Rozmístění systémů a zařízení zabezpečujících obranu území Způsob užití a bezpečnost k 5 Standardizace dat k 51 Dodržování deklarovaných standardů Procentuální míra nedodržených standardů Nezávislost dat na programovém prostředí k 52 Míra nezávislosti na typech aplikačních programů Ochrana dat před poškozením nebo zneužitím k 53 Použitý stupeň ochrany dat a jeho úroveň Stupeň ochrany přístupových práv k 531 Stupeň ochrany autorských práv k 532 Stupeň fyzické ochrany dat k 533 Na geografická data lze pohlížet jako na výrobek, který má svůj účel. Pro hodnocení výrobku však nestačí hodnotit pouze jeho kvalitu, ale i stupeň uspokojování uživatelských potřeb. Pokud se pro hodnocení užitečnosti prostorových databází využije metoda hodnotové analýzy, je nezbytné znát jak všechny odpovídajících charakteristiky dat, tak i odpovídající nákladové položky. V případě plné akceptace doporučení směrnice ISPIRE by uvedené charakteristiky dat měly být v budoucnu vždy součástí metainformací o daných používaných datech a souborech nebo by se, v případě odvozovaných dat, měly automaticky generovat při procesu analýz. Kvalita dat a jejich užitná hodnota se naplno projeví teprve v procesu jejich užití. V tomto případě je nutné posuzovat nejen jejich technické vlastnosti, ale také spolehlivost jejich zabezpečení (viz tabulka 8.1). V případě procesů, ve kterých se prostorová data používají ve spojení s jinou službou, například polohovou službou zajišťovanou systémy typu globálních družicových navigačních systémů (GNSS, GPS) nebo inerciálních navigačních systémů (INS), je nutné posuzovat nejen spolehlivost vlastních dat, ale i spolehlivost zajištění této služby. Z hlediska aplikace teorie hodnotové analýzy je možné užitnost hodnotit jako stupeň funkčnosti databáze (F) digitálních prostorových dat, kterou lze vyjádřit následující agregační funkcí (TALHOFER et al., 2009): ( p k + p k p ) F p + =, 3k3 p4k k5 kde proměnné k i jsou vyjádřením úrovně splnění hlavních kritérií kvality a p i jsou váhy jednotlivých kritérií (i=1,,5). Hlavní kritéria jsou zpravidla vyjádřena jako soubor dílčích kritérií, která mají též vlastní váhy. Při hodnocení užitnosti použité části databáze se nejprve definuje ideální úroveň kvality. Tato ideální úroveň potom slouží jako porovnávací etalon pro vyjádření úrovně splnění jednotlivých kritérií v dané, posuzované, části prostorové databáze. S využitím 188

189 porovnávacího etalonu lze potom hodnotit úroveň splnění jednotlivých kritérií a následně i celkovou užitnou hodnotu, tedy stupeň uživatelské funkce F. Úroveň splnění jednotlivých kritérií lze obecně vyjádřit vzorcem: kde k u n, s =, k k s je hodnota splnění s-tého dílčího kritéria, s * s k s * je úroveň splnění s-tého dílčího kritéria nebo kritéria jeho podskupiny u porovnávacího etalonu. Celková individuální užitná hodnota (individuální funkčnost) použité části databáze je dána agregační funkcí: U p u p u ( p u + p u + p u ) 5 n =. 3 n,3 4 n,4 1 n,1 2 n,2 5 n, Pokud je nutné upravit vybranou část databáze podle požadavku uživatele nebo konkrétní úlohy, lze matematicky modelovat, jak jednotlivé parametry kvality ovlivní výslednou funkčnost. Mění-li se úroveň splnění jednoho dílčího kritéria, potom dochází ke změně individuální užitné hodnoty podle rovnice: du du du n =. n, i V případě, že se mění více kritérií najednou, je nutné použít parciální derivaci funkce U a použít následující vztah: du du n n, i du =, du dx kde x je jedna z 20 použitých proměnných. n, i 8.3 Vizualizace nejistoty Konceptuální základy vizualizace nejistoty Nejistota je jedním z potenciálně kritických faktorů v kartografické vizualizaci geografických (prostorových) dat. Je tomu zejména díky sklonu většiny uživatelů považovat počítače a mapy jimi vytvořené za více hodnověrné, než osoby činící rozhodnutí založené na těchto mapách. Přitom při použití geografických informačních systémů (GIS) pro sběr, analýzu a vizualizaci geografických informací je vysoká šance, že vzniknou nehodnověrná data či data s proměnlivou kvalitou, a to zejména proto, že dochází ke spojování a kombinaci více datových zdrojů. V důsledku velkého počtu možností jak nakládat s daty v rámci GIS, mohou výsledné kartografické vizualizace jak uvádí MACEACHREN (1992) zahrnovat řadu prvků nejistoty. Problematikou zavedení nejistoty do geografických dat a její následné vizualizace se ve světě zabývá řada autorů (např. BURROUGH a FRANK, 1996; ZHANG a 189

190 GOODCHILD, 2002; PANG 2001; MacEACHREN et al., 2005). Celou oblast vizualizace nejistoty lze rozdělit do několika oblastí od teoretického konceptu nejistoty v geografických datech, přes nástroje vizualizace, až po systém hodnocení efektivity vizualizace na uživatele (obr. 2). Obr. 8.4: Jednotlivé tematické oblasti vizualizace nejistoty (podle KUBÍČEK, 2010) PANG (2001) zdůrazňuje, že dobrá vizualizace musí být zacílena na potřeby uživatelů (mapy). V praxi to pak znamená nejen to, že je nutné identifikovat, kdo jsou uživatelé, ale také zjistit jaké konkrétní úkoly se pokoušejí s danými daty vykonat v určitý časový moment. Proto může být jedna datová sada vizualizovaná více způsoby například v odlišném rozlišení (level of detail - LoD), se zdůrazněním či potlačením určitých prvků či oblastí apod., a to všechno pomocí různých vizualizačních metod. Vyskytují se také situace, kdy cíle uživatelů nejsou z nejrůznějších důvodů známé. V takovýchto případech lze využít vizualizačních nástrojů, které nabízí možnost interaktivní explorace datových sad nebo interaktivní rámec pro určení a zdůraznění určitých vlastností (aspektů) dat. Obecné kartografické metody vizualizace nejistoty MACEACHREN (1992) se systematicky zabýval možnostmi kartografické vizualizace nejistoty a navrhnul tři základní metody finální prezentace: srovnávací mapy ( maps compared ) jak pro zvolený atribut, tak pro vyjádření jeho nejistoty jsou vytvořeny samostatné mapy. 190

191 Obr. 8.5: Srovnávací mapy - vlevo hloubka půdy interpolovaná z půdních sond metodou krigování, vpravo míra nejistoty (upraveno podle HENGEL et al., 2004) kombinované mapy ( maps combined ) jak zvolený atribut, tak jeho nejistota jsou znázorněny na jedné mapě za využití vhodných grafických proměnných (viz dále). Obr. 8.6: Kombinované mapy hloubky půdy a nejistoty vizualizované pomocí metody vybělení whitening (vlevo) a odpovídající legenda (vpravo) (upraveno podle HENGEL et al., 2004). Využití interaktivního exploračního nástroje, který umožní snadnou manipulaci způsobů vizualizace jak pro atribut, tak pro jeho nejistotu. V původní práci autor navrhuje využití interaktivní sekvence, kde se budou střídat vizualizace atributu a jeho nejistoty. 191

192 Obr. 8.7: Interaktivní vizualizační nástroj pro posouzení nejistoty pomocí střídající se sekvence indexu rizika a jeho nejistoty (upraveno podle MacEACHREN, 1992) Grafické proměnné pro vizualizaci nejistoty Pokud bereme do úvahy kombinované mapy (viz výše), pak se grafické proměnné pro vizualizaci nejistoty podle GERSHON (1998) rozpadají do dvou velkých skupin na: vnitřní (intrinsic) grafické proměnné, které mění svoji hodnotu v souvislosti s měnící se nejistotou například intenzita barvy (colour saturation), vnější (extrinsic) grafické proměnné znamenající, že k standardnímu kartografickému vyjádření jsou přidány další objekty, jako jsou šipky, sloupcové grafy a další objekty různých tvarů. Z analýzy literatury je zřejmé, že většina volených přístupů spadá to kategorie vnitřních grafických proměnných (SLOCUM et al., 2005). Přístupy založené na vnitřních grafických proměnných Jedním z možných konceptů vizualizace nejistoty je využití základních grafických proměnných podle BERTIN (1973). Bertinův přístup je obecně přijímán (SLOCUM et al., 2005; DRÁPELA, 1983; KAŇOK, 1999; PRAVDA, 1997; VOŽENÍLEK, 1999) jako systém, který logicky přenáší informaci do grafického vyjádření a jeho jednotlivé proměnné (umístění, velikost, intenzita, struktura-dezén, barva, orientace a tvar) jsou základními grafickými jednotkami, jejichž pomocí lze vytvořit nejenom základní mapu, ale také tematickou mapu nejistoty. Je třeba si položit otázku, jak jednotlivé grafické proměnné (s možnými doplňky a modifikacemi) lze logicky provázat s různými druhy datové nejistoty. Vhodnost využití jednotlivých proměnných navrhnul a utřídil MACEACHREN (1992) a zároveň upozornil na možná úskalí při nesprávném použití grafické proměnné. Hlavní rozdíl tkví zejména v logické asociaci odpovídajících grafických proměnných s odpovídající ordinárním/kvantitativním a nominálním 192