Разработка методов многоатрибутного комплексного анализа для обработки нечеткой экологической информации в системах поддержки принятия решений экологического мониторинга

• Автор: Сафронов, Игорь Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.13.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 171 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ В СППР ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА
1.1. Аппарат теории нечетких множеств и его применение для решения задач инженерной экологии.

1.2. Многоатрибутное комплексное оценивание в инженерной экологии

1.3. Обработка лингвистической информации для СППР экологического мониторинга

1.4. Обработка экологической информации с использованием математических моделей.

1.5. ГРУППОВОЙ МЕТОД ОБРАБОТКИ ДАННЫХ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ.

1.6. Цели и задачи диссертационной работы.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И АЛГОРИТМОВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ НЕЧЕТКОЙ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ.
2.1. Разработка алгоритмов реализации основных операции теории нечетких множеств на компьютере.
2.2. Разработка метода многоатрибутного комплексного анализа для моделирования дозаэффект зависимостей в системах СППР экологического мониторинга.
2.3. Разработка метода групповой классификации для моделирования интегральных индексов экологического состояния природных объектов
2.4. Математическое дозаэффект моделирование природных объектов при помощи интегральных индексов
2.5. Разработка метода использования нечеткой дистанционной информации для экологического зонирования лесов в районе промышленных источников химического загрязнения.
2.6. Выводы.
ГЛАВА 3. ПРОГРАММНОИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ АЛГОРИТМОВ ОБРАБОТКИ НЕЧЕТКОЙ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ ДЛЯ СППР ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА.
3.1. Информационное обеспечение многоатрибутного комплексного анализа для моделирования дозаэффект зависимостей в системах СППР экологического мониторинга.
3.2. Информационное обеспечение метода групповой классификации для
МОДЕЛИРОВАНИЯ ИНТЕГРАЛЬНЫХ ИНДЕКСОВ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПРИРОДНЫХ
объектов.
3.3. Информационное обеспечение для математического дозаэффект
МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРИРОДНЫХ ОБЪЕКТОВ ПРИ ПОМОЩИ ИНТЕГРАЛЬНЫХ ИНДЕКСОВ
3.4. Информационное обеспечение алгоритма обработки нечеткой дистанционной информации для экологического зонирования лесов в районе ПРОМЫШЛЕННЫХ источников химического загрязнения
3.5. Выводы
ГЛАВА 4. ПРИМЕНЕНИЕ РАЗРАБОТАННОГО МЕТОДИЧЕСКОГО И ПРОГРАММНОИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ОЦЕНОК И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ В РАЙОНАХ СИЛЬНОГО ПРОМЫШЛЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ
4.1. Многоатрибутный комплексный анализ лесных экосистем в районе металлургического комбината Печенганикель
4.2. Результаты групповой классификации экологических параметров лесного массива в районе Карабашского медеплавильного комбината.
4.3. Результаты математического дозаэффект моделирования природных объектов при помощи интегральных индексов Прогнозирование метастабильного уровня для лесной ЭКОСИСТЕМЫ в районе порога токсического воздействия.
4.4. Экологическое зонирование лесов в районе Карабашского медеплавильного
КОМБИНАТА НА ОСНОВЕ ОБРАБОТКИ ДИСТАНЦИОННОЙ ИНФОРМАЦИИ АЛГОРИТМАМИ НЕЧЕТКОГО АНАЛИЗА.
4.5. ВЫВОДЫ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
ЛИТЕРАТУРА


Следует отметить, что ТНМ также особенно перспективна для использования в бизнесе и широко применяется для этих целей в странах Западной Европе, США и Японии . В настоящее время эта теория является основой для разработки компьютеров 6го поколения нечетких компьютеров. Введем понятие нечеткого множества НМ . Е, а Я некоторое свойство. Я, и 0 в противном случае. НМ отличается от обычного множества тем, что для элементов х нет однозначного ответа принадлежности свойству Р. Таким образом НМ А определяется как множество упорядоченных пар А рАхх, где цАх характеристическая функция принадлежности ФП НМ, принимающая любые промежуточные значения в некоторм упорядоченом множестве М. При этом функция принадлежности задает степень принадлежности элемента х множеству А. Множество М называют множеством принадлежностей. В частном случае, когда М 0,1, НМ А может рассматриваться как обычное или четкое множество. Пусть Е Х1, Х2, Хз, Х4, Х5 , М 0,1, А нечеткое множество, для которого цАХ,3, цАх, цАх, цаХ,5, цах,9. НЧ А обычно представляют в одном из следующих видовА 0. Х1 0х2 1хз 0. Х4, 0,9Хб или А 0,3Х1 0х2 1хз 0,5х4 0. Х5. Перечислим основные характеристики нечетких множеств, используемые для их описания в задачах СППР инженерной экологии. Пусть М 0,1 и А нечеткое множество с элементами из универсального множества Е и множеством принадлежностей М. Величина лА х называется высотой нечеткого множества А. Нечеткое
множество А нормально, если его высота равна 1, т. Нечеткое множество пусто, если Vx рАх0. Мах
Нечеткое множество унимодально, рах1 только на одном х из Е. Носителем нечеткого множества А является обычное подмножество со СВОЙСТВОМ Цах0, т. А хх0 Vx. Элементы хеЕ, для которых цах0,5 называются точками перехода множества А. В настоящее время ТНМ является развитой математической теорией. Для НМ введены разнообразные алгебраичские операции, дополняющие и расширяющие классическую теорию множеств, такие как доминирования, включения, равенства, дополнения, пересечения, объединения, дизъюнктивной суммы, разности, алгебраического и декартового произведений и пр . Для решения инженерно экологических задач важное значение имеет операция над НМ, называемая выпуклой комбинацией нечетких множеств. Аг,, Аг нечеткие множества универсального множества Е, i, 2, неотрицательные числа, сумма которых равна 1, X Xi, Х2,,ХП. Важность этой операции в экологической проблематике обусловлена многокомпонентностью экологических оценок и большим числом экологических параметров, которые необходимо учитывать в экологических СППР. Как правило экологические оценки зависят не от одного параметра и для их интегрирования может быть использована выпуклая комбинация НМ весовые коэффициенты в 1. Большое значение для разработки экологических СППР имеют операции определения расстояний между НМ экологического состояния природных объектов. Пусть А и В нечеткие подмножества универсального множества Е Хч, Х2 ,ХП. А,В лММвЫ 1. Расстояния 16 могут быть определены и для бесконечного универсального множества при этом суммы в формулах 16 заменяются соответствующими интегралами. Приведенные оценки чрезвычайно важны для экологического прогнозирования в СППР, поскольку позволяют оценивать на сколько далеко или близко та или иная природная система расположена от областей неустойчивости или порога экологической катастрофы. Важное экологическое значение приобретает раздел ТНМ, посвященный нечетким бинарным отношениям. Для нечетких бинарных отношений введены разнообразные алгебраические операции дополнения, объединения, пересечения, алгебраических суммы и произведения, дизъюнктивной суммы, и пр. Важное значение для использования в СППР экологического мониторинга имеет операция композиции двух нечетких отношений и, в частности, тахт1пкомпозиция отношений Р1 и Я2 Для анализа, классификации и ранжирования экологических параметров применяются бинарные нечеткие отношения вида Р Р. Их использование в задачах инженерной экологии имеет смысл лишь при условии, что выполняется свойство транзитивности. Однако не для всех бинарных отношений вида Р Р это свойство справедливо.