Моделирование и прогнозирование очагов заражения био- и химически опасными удобрениями на основе нейросетевых технологий

• Автор: Лиц, Надежда Владимировна
• Шифр специальности: 05.13.01, 05.13.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 173 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ ПОДХОДОВ К РЕШЕНИЮ ПРОБЛЕМЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ЗАРАЖЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ БИО И ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫМИ УДОБРЕНИЯМИ И НАПРАВЛЕНИЯ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ СИСТЕМ ЗАЩИТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
1.1 Современный подход к решению проблемы моделирования и прогнозирования процессов заражения окружающей среды био и химически опасными удобрениями.
1.1.1 Оценка современное состояние проблемы загрязнения почв био и химически опасными удобрениями
1.1.2 Обзор существующих подсистем и модулей прогнозирования пространственных данных, использующих нейросетевой и геоинформационный подходы
1.2. Оценка возможности применения геоииформационных технологий и искусственных нейронных сетей для моделирования и прогнозирования очагов заражения окружающей среды био и химически опасными удобрениями

1.3. Цели и задачи исследования

ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ОЧАГОВ ЗАРАЖЕНИЯ БИО И ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫМИ УДОБРЕНИЯМИ НА ОСНОВЕ ГИСТЕХНОЛОГИЙ.
2.1 Разработка структуры модели системы прогнозирования очагов заражения био и химически опасными удобрениями
2.2 Описание основных элементов системы поддержки принятия решений для моделирования и прогнозирования очагов загрязнения био и химически опасными удобрениями

2.2.1 База данных подсистема хранения пространственных и атрибутивных данных

2.2.2 Экспертная система подсистема поддержки принятия решений
2.2.3 ГИС подсистема визуализации результатов моделирования
2.3 Выводы второй главы
ГЛАВА 3. ИНТЕГРАЦИЯ ПОДСИСТЕМЫ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ В ГИССИСТЕМЕ МОНИТОРИНГА ЗАРАЖЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ БИО И ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫМИ УДОБРЕНИЯМ
3.1. Формирование и обучение искусственной нейронной сети для целей прогнозирования очагов заражения био и химически опасными удобрениями
3.1.1 Модификация алгоритма обобщенной регрессии
3.1.2 Описание модели нейронной сети обобщенной регрессии
3.2. Моделирование поддержки принятия решений по результатам прогнозирования очагов заражения био и химически опасными удобрениями.
3.2.1 Решение задачи заполнения пропусков в данных с помощью искусственной нейронной сети
3.2.2. Получение, интерпретация и отображение результатов.
3.2.3 Построение информационной модели карты линий уровня
3.3. Выводы третьей главы.
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ОЧАГОВ ЗАРАЖЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ БИО И ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫМИ УДОБРЕНИЯМИ.
4.1 Описание функциональной структуры и программноинформационного обеспечения подсистемы прогнозирования очагов заражения био и химически опасными удобрениями.
4.2 Пример работы программы.
4.3 Оценка эффективности разработанной системы поддержки принятия решений НейроГИС.
4.4 Выводы четвертой главы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Современный подход к информационному обеспечению предполагает, что должностное лицо управления МЧС России должно выполнять свои функции с использованием собственного специально оборудованного для этого автоматизированного рабочего места АРМ. Для комплексной автоматизации управленческой деятельности РСЧС в соответствии с постановлениями Правительства Российской Федерации от апреля года 1 и от января года создатся и развивается Автоматизированная информационноуправляющая система АИУС РСЧС. ЭВМ требуемые исходные данные, поступающие от вышестоящих, взаимодействующих и подчиненных органов управления оперативность сбора исходной информации, а также доведения принятых решений и планов до вышестоящих, взаимодействующих и подчиненных органов управления может быть обеспечена только путем информационнотехнического сопряжения имеющихся и создаваемых КС А органов управления. ЧС. Одним из естественных природных ресурсов является почва образование возникшее на поверхности литосферы в результате взаимодействия организмов растительного и животного происхождения, атмосферы воздух приземной части, природных вод поверхностных и грунтовых, солнечной радиации в условиях различной географической широты рельефа, возраста скорость и длительность процесса почвообразования и производственной деятельности человека. Почва и ее ресурсы одно из важнейших богатств человечества, и от того, как им распорядится, во многом зависит благополучие нынешнего и судьба будущих поколений. Причины ухудшения качества почв различны. В течение многих лет почва подвергается воздействию со стороны человека, что значительно изменяет ее свойства. В первую очередь это процессы водной и ветровой эрозии, нарушение правил агротехники, вырубка охранных лесов, распахивание склонов, необоснованное изъятие плодородных почв из хозяйственного использования под строительство и другие виды деятельности и, наконец, загрязнение почв различными вредными веществами, которое в последнее время приобретает все большие масштабы. Под химическим загрязнением почв следует понимать накопление в почве химических веществ антропогенного происхождения в количествах, представляющих опасность для живых организмов. В результате ими оказывается как прямое, так и косвенное вредное воздействие на живые организмы в том числе и на человека. Почва весьма специфический компонент биосферы, поскольку она не только геохимически аккумулирует кохмпоненты загрязнений, но и выступает как природный буфер, контролирующий перенос химических элементов и соединений в атмосферу, гидросферу и живое вещество. Химические соединения, поступающие из различных источников, попадают в конечном итоге на поверхность почвы, и их дальнейшая миграция зависит от ее химических и физических свойств. Продолжительность пребывания загрязняющих компонентов в почве гораздо выше, чем в других частях биосферы, и загрязнение почв био и химически опасными удобрениями, повидимому, практически вечно. Химические соединения, накапливающиеся в почвах, медленно удаляются при выщелачивании, потреблении растениями, эрозии, дефляции. Химическое загрязнение почвы может быть вызвано применением пестицидов и минеральных удобрений, используемых для повышения урожайности. Внесение в почву минеральных удобрений, гербицидов и пестицидов при нарушениях в технологии применения вызывает их накопление в почве выше допустимых пределов и приводит к загрязнению сельскохозяйственной продукции, подземных вод и водоемов. Классификация основных видов агрохимикатов приведена на рисунке 1. Агрохимикаты это в основном органические соединения с малым молекулярным весом и различной растворимостью в воде. Химический состав, их кислотность или щелочность, растворимость в воде, строение, полярность, величина и поляризация молекул все эти особенности вместе или каждая в отдельности оказывает влияние на процессы адсорбциидесорбции почвенными коллоидами. Пестициды объединяются под общим названием ядохимикаты и применяются для борьбы с вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур и сорными травами. В практике используется более 0 различных пестицидов для протравливания посевного материала, опрыскивания или опыления сельскохозяйственных угодий. Рисунок 1.