WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаІнформатика, Компютерні науки → Екологічні інформаційні системи - Реферат

Екологічні інформаційні системи - Реферат

оцінки чисельних значень параметрів різноманітних блоків. Обрані та програмно реалізовані засоби керуючих параметрів в алгебро-диференційних рівняннях з "жорсткою" структурою при їх інтегруванні. Ці розробки використані в Автоматизованій системі регіонального екологічного прогнозу (АСРЕП). Вона призначена для оцінки зміни стану рослинності (у тому числі лісів і сільськогосподарських культур), ґрунтів, запасів і якості ґрунтових вод, гідромережі, забрудненості природно-територіальних комплексів розміром від 50 до 5 000 км2. Розглядаються впливи різноманітних полютантів (промислових, пестицидів, радіонуклідів та ін.), вирубування лісів, зміна земельного фонду, внесення добрив, поливи, лісопосадки, випас худоби, водозабори, дренаж, різноманітні меліорації, зміни характеристик гідромережі внаслідок інженерної діяльності, міжрегіональні впливи, тенденції зміни кліматичних та погодних умов. Дає прогноз стану ресурсів, що відновлюються, терміном від 3 до 60 років і оцінює ретроспективу розвитку ситуації; простежується динаміка понад 300 параметрів, що характеризують природне середовище.
За допомогою АСРЕП можна здійснювати інформаційну підтримку управління продуктивністю сільського господарства і проводити оцінку впливу на довкілля. Система сертифікована органами державного управління, рекомендована до використання та широкого застосування для вирішення практичних завдань, у тому числі при екологічному обґрунтуванні стратегії розвитку хліборобства в Центральних регіонах на регіональному рівні (Росія ); для комплексного прогнозу наслідків аварії на Чорнобильській АЕС для сільського, водного і лісового господарства в забруднених регіонах (Білорусь); для оцінки впливу на довкілля зрошуваного хліборобства в басейні Аралу (Туркменістан ).
Розпізнання образів (РО) - напрям досліджень, пов'язаних з опрацюванням процедур визначення належності об'єкту до одного із заздалегідь виділених класів (образів). РО застосовується для дешифрування аеро- і космічних фотознімків, при дистанційній індикації ґрунтів. Дистанційна діагностика використовується для ідентифікації вогнищ засолення, нафтового забруднення, змісту гумусу, дослідження неоднорідності ґрунтів та ін. Результати діагностики використовуються при складанні екологічних карт різноманітних масштабів.
Аналіз часових рядів - ще одна сфера застосування статистичних засобів. Для прогнозу періодичних процесів за відомим спектром частот використовується Фур'є-аналіз. В агрометеорології прийняті розрахунки багаторічних циклів продуктивності агроценозів за астрономічними явищами, що повторюються.
До статистичних моделей в агроекології можна також віднести банки даних, що містять параметри статистичних розподілів показників стану ґрунтів (морфологічних, хімічних, фізичних та інших), а також результатів польових агрохімічних експериментів.
Балансові моделі описують динаміку систем як сукупність процесів переносу речовини і енергії. Як математичний апарат використаються звичайні диференційні рівняння.
Концептуально-балансове (компартментне) моделювання має важливе значення у вивченні біологічного кругообігу елементів в ґрунтознавстві та геохімії. Моделі геохімічних циклів описують міграцію і накопичення зольних елементів у системі "ґрунт-рослина", формування біомаси і зміну запасів органічної речовини ґрунту.
Органічна речовина ґрунтів має ключове значення у забезпеченні буферностi та безпеки агроекосистем. Запропонована модель, що описує баланс вуглецю в системі "ґрунт-рослина" за допомогою системи звичайних диференційних рівнянь. Розглядається зміна запасу гумусу у ґрунті, підстілці, швидкість гуміфікації, мінералізації рослинних решток і гумусу.
На основі балансових розрахунків побудована глобальна модель емісії діоксиду вуглецю ґрунтами світу. Показано, що в найближчий час природне джерело надходження СО2 буде переважати над техногенним. Тому процес глобального потепління клімату треба передусім пов'язувати із руйнуванням органічної речовини ґрунтів та їх деградацією. Ведуться роботи з оцінки стійкості і безпеки агроекосистем, прогнозування наслідків глобальної зміни клімату та хімічного складу природного середовища. Проте, результати теоретичних розробок (за винятком, радіаційної безпеки), досі не знайшли відображення в критеріях оцінки реальної екологічної ситуації й відповідних нормативно-правових документах .
Прогнозування доступних рослинних запасів ґрунтової вологи має важливе значення в меліоративних розрахунках. Однім із використаних для цього підходів є шарово-балансове моделювання; запропонована методика визначення вологозапасів на основі обліку динаміки водного балансу ґрунту протягом річного циклу.
Балансові моделі - основний інструмент вивчення динаміки гетерогенних систем, але вони не спроможні передати зміну їх станів і зміну кінетичних характеристик. Для цього запропоновані моделі автоматного типу з дискретно-змінними коефіцієнтами. Іншою особливістю комплексних систем є різнотемповість процесів, що вивчаються. Описують їх системи диференційних рівнянь, які дістали назви жорстких. В останній час для моделювання "жорстких" систем запропоновані схеми із керуючими параметрами.
Матричні моделі являють собою динаміку об'єкту у вигляді послідовної зміни станів. У загальному випадку матриця може бути змінною, а її елементи залежатимуть від часу. Матричні моделі є змінними, якщо динаміка властивостей об'єкту може бути подана у вигляді лінійної рекурсiї. Це справедливо для квазiстаціонарних станів, коли режим функціонування системи не змінюється. Розглядаються типи моделей, використані здебільшого для опису динаміки популяцій в екології популяцій і фітопатологій.
Моделі теорії дослідження операцій вирішують завдання оптимального управління в умовах, коли доступні ресурси обмежені, тобто регламентуючи значення змінних.
Оптимiзаційні моделі - основа автоматизованого проектування сільськогосподарських технологій. Відомі модельні розробки планування господарського використання земель в умовах радіоактивного забруднення, оптимізації агротехнологій за принципом "гри з природою".
Специфічні індивідуальні моделі служать для опису вузького кола процесів, наприклад, взаємодій типу "хижак-жертва". Спроби їх узагальнення для прогнозування динаміки великих систем зіштовхуються з істотними труднощами. Популяційне моделювання використовується у фітопатології, епiзоотологiї.
Інформаційне забезпечення агроекологічних моделей включає системи підтримки прийняття рішень (СППР), геоінформаційні системи (ГІС), системи управління базами даних (СУБД), системи, що базуються на знаннях (СОЗ),автоматизовані системи управління (АСУ), системи автоматизованого проектування (САПР), системи імітаційного моделювання. Для персональних комп'ютерів і робочих станцій запропоновані системи, що реалізують мови імітаційного моделювання (GPSS, Simula, Dinamo). Для збереження та подання картографічної інформації використовуються геоінформаційні системи (ГIC).
Відомими є інтегровані банки моделей, де на єдиній методологічній основі узагальнюються різноманітні розрахункові засоби. Це істотно підвищує ефективність агроекологічного прогнозування.
Модель Polmod створена в IДС РАН. Polmod об'єднує блоки прогнозу динаміки запасів ґрунтового гумусу, складу пестицидів і радіонуклідів у різноманітних компонентах екосистем.
Loading...

 
 

Цікаве