Введение к работе
Актуальность теш. В связи с активизацией воздействия промышленной (антропогенной) деятельности человека на биосферу важную роль, на современном этапе, стали играть теоретико-экспериментальные методы исследования окружающей среды. Первостепенное значение при осуществлении таких исследований приобретают организация массового сбора информации об изучаемой системе, оперативность ее обработки и достоверная интерпретация данных наблюдений на основе аналитических и численных математических моделей.
Характерной особенностью современной информационной базы данных о природной среде является наличие измерений, получаемых в пунктах наземного базирования и с помощью средств дистанционного зондирования. Наземные данные отличаются дискретностью по пространству и с их помощью возможна оценка состояния лишь локальных природных процессов. Данные дистанционного зондирования динамичны во времени и достаточно полно описывают пространственные характеристики природных систем, однако они не позволяют сформировать статистически однородные выборки данных и тем самым ограничивается применимость классических методов статистического анализа.
Очевидно, что комплексное исследование данных наземных и дистанционных измерений может повысить достоверность оценок параметров природных систем и решить задачу планирования этих измерений.
В результате соединения системы сбора информации об окружающей среде, модели функционирования региональной экосистемы, системы компьютерного картографирования и средств искусственного интеллекта возможно создание геоинформационной мониторинговой системы (ГИМС).
Развитие систем геоинформационного мониторинга требует решения ряда задач организации потоков данных измерений. Среди этих задач одной из важных является задача синтеза и управления фрагментов базы данных, отвечающих за достоверность прогноза состояния изучаемого природного объекта. Такая задача сформулирована среди приоритетных направлений ряда национальных и международных программ по изучению окружающей среды.
Сбор и накопление данных в режиме мониторинга связан с их регулярной обработкой для использования ГИС- и ГИМС- технологий.. В первом случае необходимо на основе зашумленной и отрывочной во
времени .и пространстве информации формировать пространственные образы природных объектов. Во втором случае дополнительно к этим операциям требуется оценивать параметры моделей и на основе оценки рассогласований между измеренными и прогнозными состояниями осуществлять коррекцию моделей или изменять режим мониторинга. В связи с этим тема диссертации безусловно актуальна.
Цель работы. Целью данной работы является разработка алгоритмического и программного обеспечения для решения следующих задач:
формирование фрагментов базы данных по результатамизме-рений параметров окружающей среды с использованием разнотипных средств на территории Вьетнама;
выбор эффективных алгоритмов пространственно-временной интерполяции и подготовка необходимого программного продукта;
разработка технологии совмещения фрагментов базы данных с моделями природных процессов и объектов; -
создание программного продукта для автоматизации обработки данных в рекиме геоинформационного' мониторинга в климатических условиях Пжного Вьетнама. „ . -
Научная новизна.
-
Впервые разработана обобщенная схема автоматизированного гео-информационного мониторинга для Вьетнама, ядром которой являєтг ся'автоматизированный банк дистанционных данных.
-
Разработаны новые принципы построения и структура комплекса алгоритмических и программных средств,,обеспечивающих согласо- . вание режимов сбора данных и их использования в моделях динамики объектов окружающей, среды. -
-
Даны рекомендации по составу базы'данных с учетом уровней их готовности для использования на различных этапах геоинформационного мониторинга, что впервые позволило объединить средства сбора данных и моделирование.
-
Впервые на территории Вьетнама получены результаты экспедиционных исследований и осуществлена их обработка с применением развитой технологии формирования и управления базой данных.
.' Практическая ценность. Научно-практическая ценность работы состоит в использовании-предложенной технологии включения в базу данных сведений, необходимых, для моделирования изучаемого природ-
ного процесса. Построенная система компьютерных алгоритмов и программ использована для обработки данных экспедиционных исследований на территории Вьетнама при изучении качества окружающей среды, чем показана возможность практической реализации ГИМС-технологии в условиях CFB.
Диссертация выполнялась в рамках договора о научно-техническом сотрудничестве между ИРЭ РАН и Центром космической физики и технологии дистанционного зондирования НЦНИ СРВ (г.ХоШиМин), а также в соответствии с программами научного сотрудничества с университетами Дилларда и Аляски США, по планам ряда НИР ИРЭ РАН ( НИР "ИНСОС", "Процесс", "Погода"), по НИР "Разработка рациональной системы экологического мониторинга при разработке Штокмановс-кого ГКМ в Баренцевом море" ( по заказу ВНИПИморнефтегаз, г.Москва), по НИР "Разработка динамических моделей биогеохимических циклов в экосистемах и природных объектах" (Программа "Экологическая безопасность России", проект 5.4.8.3).
Основные положения диссертации, выносиыые на защиту.
-
Предложенная обобщенная схема автоматизированного геоинформационного мониторинга позволяет определить оптимальные функциональные параметры компьютерной системы для реализации ГИМС- технологии в реальном масштабе времени.
-
Принципы построения и структура комплекса алгоритмических и программных средств, обеспечивающих согласование режимов сбора данных и их использования в моделях динамики объектов окружающей среды.
-
Рекомендации по составу базы данных с учетом уровней их готовности для использования на различных этапах геоинформационного мониторинга.
-
Результаты экспедиционных исследований и применения развитой технологии формирования и управления базой данных на территории Вьетнама.
Апробация работы и публикации. Результаты диссертации обсуждались на российско-вьетнамских научных семинарах в г.Хошимине в ноябре 1992 г., в апреле и ноябре 1994 г., докладывались на ХЫХ научной сессии, посвященной Дню радио (Москва 1994 г.), на 2-ом международном симпозиуме "Проблемы экоинформатики"(Москва,1994 г.), а также на научных семинарах секции кибернетики РНТОРЭС им. А.С.По-
пова в июне 1994 г. и отдела информатики ИРЭ РАН в октябре 1994 г.. По материалам диссертации опубликовано б работ. Структура и объем диссертации, диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитированной литературы.
