Автоматизированная система классификации экологических ситуаций на основе анализа состояний экологических объектов

Игорь Михайлович Янников; Марианна Викторовна Телегина; Рамис Алмазович Галиакберов

doi:10.22213/2410-9304-2022-2-96-105

Авторы

И. М. Янников ИжГТУ имени М. Т. Калашникова
М. В. Телегина ИжГТУ имени М. Т. Калашникова
Р. А. Галиакберов ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

DOI:

https://doi.org/10.22213/2410-9304-2022-2-96-105

Ключевые слова:

экологические проблемы, экологическое картографирование, комбинации экологических ситуаций, классификация экологических ситуаций, нечеткие данные, анализ состояния экологических объектов, оценка остроты экологических ситуаций

Аннотация

Статья посвящена вопросам создания автоматизированных систем классификации экологических ситуаций на основе анализа состояний экологических объектов. В статье проводится анализ существующих экологических проблем, порядок их выявления, определения степени их остроты. Даются основные положения экологического картографирования. На основе показателей результатов влияния друг на друга социума и окружающей среды показаны этапы оценивания экологических ситуаций по разным градациям их остроты. Приведен порядок выполнения необходимых действий при создании карт ландшафтов, антропогенной нагрузки на территории, карт отдельных экологических проблем. Исходя из необходимости принятия решений по улучшению экологической ситуации рассматриваются и обосновываются вопросы количественного и качественного анализа экологической обстановки. Авторами предлагается автоматизированная система визуализации распространения экологических проблем с применением четких и нечетких пространственных данных, с дальнейшим созданием на их основе карт экологических ситуаций. Для классификации ситуаций разработаны правила экспертного анализа. Приводятся подробное описание основных функций системы классификации экологических ситуаций, входящих в систему модулей, диаграмма потоков данных и алгоритм работы программного обеспечения. Рассмотрено создание карт экологических ситуаций путем применения топологического наложения слоев - полученных экологических карт и применения разработанной базы правил классификации ситуаций. Выделено шесть категорий экологических ситуаций исходя из их остроты, приводится их математическое описание. В статье показан результат разработки и математического описания структуры хранения правил и алгоритма поиска правил в базе знаний, определения класса ситуации. Реализованная система совестима с форматами ГИС МарInfo и Quantum GIS. Представлены направления ее дальнейшего использования на практике.

Биографии авторов

И. М. Янников, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

доктор технических наук, доцент, профессор кафедры «Техносферная безопасность»

М. В. Телегина, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры «Автоматизированные системы обработки информации и управления»

Р. А. Галиакберов, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

аспирант кафедры «Приборы и методы измерений, контроля, диагностики», ИжГТУ имени М. Т. Калашникова; инженер, ЗАО «Ижевский нефтяной научный центр»

Библиографические ссылки

Стурман В. И. Экологическое картографирование: учеб. пособие. М. : Аспект Пресс, 2003. 251 с.

Лешан И. Ю., Брехова И. Н. Комплексное экологическое картографирование. URL: https: cyberleninka.ru/article/n/kompleksnoe-ekologicheskoe-kartografirovanie (дата обращения 15.02.2022).

Словари и энциклопедии на Академике. Википедия. URL: https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/194906 (дата обращения 7.03.2022).

Природопользование и геоэкология Удмуртии : монография / под ред. В. И. Стурмана. Ижевск : Удмуртский университет, 2013. 384 с.

Егоренков Л. И., Кочуров Б. И. Геоэкология : учеб. пособие. М. : Финансы и статистика, 2005. 320 с.

Бакуменко Л. П., Коротков П. А. Интегральная оценка качества и степени экологической устойчивости окружающей среды региона (на примере Республики Марий Эл) // Прикладная эконометрика. 2008. № 1 (9). С. 73-92.

Геоэкологическая оценка территории и реабилитация : учебное пособие / под ред. Н. Г. Курамшиной ; [Н. Г. Курамшина и др.] ; Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т. Уфа : УГАТУ, 2021. URL: https://www.ugatu.su/media/uploads/MainSite/Ob%20universitete/Izdateli/El_izd/2021-33.pdf (дата обращения 7.03.2022 г.).

Антипова А. В., Кочуров Б. И., Костовска С. К. Предвидение экологических ситуаций на базе прогноза экологического развития // История и современность. 2007. № 2. С. 3-25. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/predvidenie-ekologicheskih-situatsiy-na-baze-prognoza-istoricheskogo-razvitiya.

Кочуров Б. И., Жеребцова Н. А. Картографирование экологических ситуаций (состояние, методология, перспективы) // География и природные ресурсы. 1995. № 3.

Целых А. Н., Тимошенко Р. П. Принятие решений в экологической геоинформационной системе на основе нечеткой модели классификации. URL: // http://bibliofond.ru/view.aspx (дата обращения: 12.03.2022).

Янников И. М., Телегина М. В., Шабардин М. В. Оценка экологической ситуации загрязненных территорий // Интеллектуальные системы в производстве. 2019. Т. 17, № 2. С. 100-104.

Создание карт экологических ситуаций с использованием нечетких данных / М. В. Телегина, Е. Н. Исенбаева, Н. А. Караваев, А. Н. Саввинова // Вестник ИжГТУ. 2014. № 2 (62). С. 143-146.

Природопользование и геоэкология Удмуртии : монография / под ред. В. И. Стурмана. Ижевск : Удмуртский университет, 2013. 384 с.

Алексеев В. А., Телегина М. В., Янников И. М. Применение методов нечеткой логики в задачах анализа экологических данных // Известия ЮФУ. Технические науки. Тематический выпуск «Интеллектуальные САПР». 2009. № 12. С. 143-148.

Шокин Ю. И., Потапов В. П. ГИС сегодня: состояние, перспективы, решения // Вычислительные технологии. 2015. Т. 20, № 5. URL: http://www.ict.nsc.ru.

Геоинформационная система. TADVISER Государство. Бизнес. Технологии. URL: https://www.tadviser.ru/index.php/Геоинформацион-ная система (дата обращения: 24.02.2022).

Разработка функциональной модели. URL: https: sites.google.com/site/anisimovkhv/learning/pris/ lecture/tema6/tema6_3.

Караваев Н. А., Телегина М. В., Янников И. М. Автоматизированная система классификации экологических ситуаций на основе анализа состояний экологических объектов в пределах определенной территории : Свидетельство о регистрации программ для ЭВМ № 2015660250 от 25.09.2015 г.

Егоренков Л. И., Кочуров Б. И. Геоэкология : учеб. пособие. М. : Финансы и статистика, 2005. 320 с.