Определение экологического состояния: информационная модель и логический вывод

УДК 595:519.27

Л. А. Возненко, Р. Р. Фаткуллина, И. Ф. Фаткуллин, Д. А. Тагирова
Институт кибернетики им. Глушкова НАНУ, г. Киев, Украина
Институт экологии природных систем АН Республики Татарстан, г. Казань, Россия
Казанский государственный университет, г. Казань, Россия

Информация о зооценозе является важным компонентом информационной модели лесной территории. В настоящее время оценку экологического состояния лесов целесообразно выполнять с использованием информационных технологий.

Экологическая информация о лесных территориях носит многоуровневый характер. Характеристики лесотаксации содержат данные о породном составе, запасе древостоя, подросте, подлеске, антропогенном факторе и т.д. В геоботаническом описании содержится информация о всех ярусах леса: древесном, кустарниковом и травяном. Важным компонентом описания лесной территории являются и данные о населении беспозвоночных и позвоночных животных. Информация о лесных территориях содержит количественные и качественные характеристики, первичные и обобщенные, статистические и экспертные данные. Большой объем разнородных данных требует создания базы данных, а известные из литературных источников и полученные в ходе исследования критерии и зависимости приводят к необходимости создания базы знаний, которая позволяет оценить лесные ресурсы и экологическое состояние лесных территорий в рамках программной системы принятия решений.

Необходимыми структурными элементами программных систем, основанных на знаниях, являются база знаний и механизм логического вывода. Одной из важных проблем при построении таких систем является представление знаний в соответствующей базе знаний. Оно зависит от сложности решаемых задач и определяет характеристики системы. При проектировании модели представления знаний следует учитывать однородность представления информации и простоту ее понимания. Представление знаний, удовлетворяющее этим требованиям, приводит к упрощению как приобретения знаний, так и механизма управления логическим выводом.

Типичными моделями представления знаний являются логическая модель и продукционная модель. Знания не всегда могут быть описаны четко. Для представления неполной, плохо определенной, неточной, часто носящей качественный характер, информации используется теория нечетких множеств (Заде, 1976).

Основными задачами работы является построение информационной модели лесной территории, разработка формы документа по основной информации о лесных территориях, программной системы для решения экологических задач, связанных с вычислениями, и модуля логического вывода для определения экологического состояния природной территории.

Нами проводилось обследование лесных территорий, анализ и выбор критериев определения их экологического состояния.

На данном этапе разработана структура базы данных (рис. 1), архитектура системы принятия решений по определению экологического состояния лесных территорий (рис. 2), реализован блок логического вывода.

 

БД «Территории» БД «Зооценоз»
БД «Флора–справочник» Код территории
БД «Биоразнообразие» Вид (таксон)
БД «Фитоценоз» Численность абсолютная
БД «Зооценоз» Численность относительная
БД «Экологические нарушения» Возрастная структура
БД «Фитоэкологическое состояние» Половая структура

Рис. 1. Базы данных

Базы данных

|

База знаний

  Модели представления знаний  
  Продукции  
  Логические отношения  
Обработка знаний Логический вывод
Преобразование знаний – вычисление экологических (структурных и функциональных) и экономических характеристик Вывод решения – оценка экологического состояния и выдача рекомендации

Рис. 2. Архитектура системы принятия решений

База знаний создана в основном с использованием критериев, взятых из литературных источников и частично преобразованных. Для экологической оценки требуются тематические, пространственные и динамические критерии определения зон экологического неблагополучия. Тематические критерии связаны с экологическим состоянием конкретных объектов. Пространственные критерии характеризуют «площадные» характеристики нарушений. Динамика показателей учитывается при их анализе во времени. Блок логического вывода функционирует в диалоговом режиме. Пользователь осуществляет выбор ответа на каждый вопрос системы из предлагаемого набора интервалов критериальных значений, которые имеют количественный или качественный характер.

Создание информационной модели и оценка экологического состояния природных территорий важны для их сохранения с присущим им своеобразием.


Zoocenosis — 2003
Біорізноманіття та роль зооценозу в природних і антропогенних екосистемах: Матеріали ІІ Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: ДНУ, 2003. – 282 с.

Розповісти колегам:

Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники