Алгоритмическое и программное обеспечение комплексного исследования техногенных и геологических аномалий в атмосфере

• Автор: Смаль, Оксана Валентиновна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 132 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1 Анализ предметной области и задачи исследования

1.1 Мониторинг окружающей среды

1.2 Лабораторный аппаратурный комплекс ДАН2

1.3 Пакеты прикладных программ для решения экологических задач

Основные результаты и выводы

2 Методики расчета и оценки атмосферных аномалий

2.1 Дистанционный метод корреляционной спектроскопии газовых

выбросов в атмосферу

2.2 Методики численного моделирования формирования и

распространения полей аэрозольногазовых выбросов в атмосфере
2.2.1 Гауссова модель ГМ
2.2.2 Модель Берлянда МБ
2.2.3 Региональная тракторная модель переноса примесей РМ
2.3 Методика расчета оптических фонов в атмосфере при различных метеорологических условиях и типах подстилающей поверхности
2.3.1 Классы фоновых помех
2.3.2 Алгоритмы оценки яркости дневного безоблачного неба и
определения потока, яркости фонового излучения без учета энергетического ослабления атмосферой
2.4. Методики работы с телевизионными изображениями
2.4.1 Токовый режим телевизионного мониторинга
2.4.2 Счетнофотонный режим телевизионной системы с
микроканальным усилителем яркости
Основные результаты и выводы
3 Комплекс программ для аппаратуры ДАН2
3.1 Состав и структура программного обеспечения СОДАК
3.2 Подсистема обработки данных оптического корреляционного
спектрофотометра
3.3 Подсистема прогноза распространения примеси в шлейфе
3.4 Подсистема расчета и прогноза оптических фонов в атмосфере
Основные результаты и выводы
Исследование алгоритмов и программного обеспечения при обработке экспериментальных данных
Результаты тестирования программного обеспечения комплекса аппаратуры для регистрации эмиссии и поглощения оптического и СВЧизлучений
Результаты натурных испытаний аппаратурного комплекса ДАН2 по наблюдению содержания и Б в шлейфе выбросов тепловой электростанции
Расчет концентрации примеси для реальной атмосферы и
сравнение различных методов описания диффузии
Результаты расчетов атмосферных фоновых помех для различных
типов подстилающей поверхности
Основные результаты и выводы
Заключение
Список использованных источников


Результаты комплексного исследования алгоритмов обработки информации по оценке распределения примеси в шлейфе и прогноза экологической обстановки, алгоритмов регистрации процесса обработки данных по прогнозу оптических фонов и данных оптического корреляционного спектрофотометра. Практическая ценность. Разработанный в процессе выполнения данной работы комплекс программ для ДАН-2 является универсальным и может быть использован для другой экспериментальной аппаратуры, предназначенной для решения задач атмосферной оптики. Комплекс программ внедрен в ИОА СО РАН, что подтверждается актом о внедрении. Созданное программное обеспечение также может использоваться в учебном процессе специалистов в области экологии, метеорологии, оптики атмосферы. Апробация работы. Аэрозоли Сибири", Томск, . Основные результаты исследований по теме диссертации отражены в публикациях, цитируемых по ходу изложения материала. Личный вклад автора. Диссертация написана с использованием результатов, полученных лично автором или при его участии во всех этапах решения поставленной задачи. Алгоритм расчета по методике спектроскопии для обработки экспериментальных данных оптического корреляционного спектрофотометра разработан лично автором. Анализ возможности применения методик оценки и прогноза оптических фонов в атмосфере при автоматизации работы комплекса ДАН-2 проведен совместно с Исаковой А. Структура и состав программного обеспечения комплекса аппаратуры ДАН-2 разработаны совместно с Чистяковой Л. К., Исаковой А. И., Катаевым М. Первичная обработка экспериментальных данных выполнена совместно с Лениным С. Модули программного обеспечения по обработке экспериментальных данных оптического корреляционного спектрофотометра разработаны лично автором. Модули программного обеспечения для прогноза оптических фонов в атмосфере разработаны совместно с Исаковой А. Интерфейс СОДАК с использованием объектно-ориентированной среды программирования Е)е1рЫ 5. Структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников из наименований и 2 приложений. Объем основного текста диссертации составляет 0 страниц машинописного текста, иллюстрированного рисунками и таблицами. Во введении обеспечивается актуальность работы, формулируется цель и задачи исследования, отмечается научная новизна работы, приводится краткая характеристика диссертационной работы. В первой главе кратко излагаются сведения о потенциальных источниках техногенных атмосферных аномалий, мониторинге окружающей среды и его основных задачах; существующих методах зондирования. Описывается объект автоматизации - аппаратурный комплекс ДАН-2: его состав, структура и принцип работы. Проведен краткий анализ известных пакетов прикладных программ, решающих экологические задачи. Во второй главе описываются используемые в работе методики расчета и прогноза различных параметров атмосферы, определяющих экологическую ситуацию. Рассмотрены модели распространения концентрации примесей в шлейфе выброса промышленного объекта, использующие методики определения динамических параметров радиоактивных атмосферных аномалий. Описаны методика прогноза оптических фонов в атмосфере с учетом типов подстилающих поверхностей и методика обработки изображений по восстановлению его структуры и усилению его яркости из-за зашумленности аэрозолем и оптической плотности. Третья глава посвящена описанию структуры программного обеспечения аппаратурного комплекса ДАН-2. Здесь приведен обобщенный алгоритм автоматизированной СОДАК. В каждом подразделе главы описывается структура и функциональные возможности каждой подсистемы созданного комплекс а программ. В четвертой главе представлены результаты тестирования созданного программного обеспечения. Приводятся результаты натурных испытаний аппаратурного комплекса ДАН-2 по наблюдению содержания N в шлейфе выбросов тепловой электростанции ГРЭС-2 г. Томска с использованием разработанного комплекса программ. Здесь же приводятся результаты расчета атмосферных фоновых помех для различных типов подстилающей поверхности и результаты прогноза распространения примеси в шлейфе выброса, с последующим сравнением различных методов описания диффузии. В заключении представлены основные выводы и результаты диссертации в целом.