CC BY
24
УДК 557.4 Доц. В.1. Мокрий, канд. ф1з.-мат. наук - НЛТУ Украши, м. Львы
1НФОРМАЦ1ЙН1 ТЕХНОЛОГИ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ СТАЛОГО РОЗВИТКУ ПРИРОДООХОРОННИХ ОБ'СКТШ ЗАХ1ДНОГО ПОЛ1ССЯ
Розроблено концепцiю об'ектно-с^ентовано! експертно-шформацшно! системи управлшня та монiторингу стану екосистем транскордонного бюсферного резервату "Захiдне Полюся". На основi системного аналiзу функцюнування природоохоронних територiй розроблено систему автоматизаци технологiй ресурсокористування. Син-тезована ieрархiчна схема монiторингу люових, водних, Грунтових та антропогешзо-ваних екосистем передбачае визначення наявних i прогнозованих зв'язюв та впливiв для забезпечення сталого розвитку екомережi Захщного Полiсся.
Ключовг слова: заповщш територи, сталий розвиток, еколопчний монiторинг, геоiнформацiйнi системи, система управлшня.
Еколопчна доктрина Укра!ни розглядае створення 1 розвиток природоохоронних об'екпв основними напрямами державно! политики в еколого-економ!чнш сферь Вдосконалення 1 розвиток екомереж! забезпечуе виконан-ня Укра!ною м1жнародних зобов'язань у сфер! реал!зацп ршень Всесвггаього самиу з стшкого розвитку, Загальноевропейсько! стратеги в обласп бюлопч-ного 1 ландшафтного р1зномашття, Конвенцп про охорону всесвиньо! культурно! ! природно! спадщини, Конвенцп про бюр!зномашття та шших м1жна-родних угод. Елементи нацюнально! еколопчно! мереж! забезпечують еколо-го-економ1чну р1вновагу держави, що е важливою передумовою забезпечення сталого, еколопчно збалансованого розвитку Укра!ни [1].
Формування транскордонного бюсферного резервату (ТБР) "Захщне Полюся" вщбуваеться на прикордоннш територи трьох держав - Укра!ни, Польщ1 та Бшоруи. До складу цього резервату входять юнукш природно-за-повщш територи р1зних категорш, що розташоваш поблизу кордону, та час-тково - прилегл! до них прюритетш екосистеми, як мають важливе значення в загальнш структур! ландшафтно-б!олог!чного р!зномашття. Системна структуризац!я ТБР "Зах!дне Полюся" передбачае входження до його складу таких бюрезервапв - "Шацький" (Укра!на), "Захщне Полюся" (Польща) ! "Прибузьке Пол!сся" (Б!лорусь) [2].
Метою дослщжень е формування експертно-!нформац!йно! системи управлшня та мониторингу стану екосистем транскордонного бюсферного резервату "Захщне Полюся".
Методика дослщжень передбачае польов! реконгсцирувальш обсте-ження функц!ональних зон Шацького нац!онального природного парку (НПП), системний анал!з функц!онування екосистем, формування бази даних з використанням технологш дистанцшного зондування Земл! (ДЗЗ) та геош-формац!йних систем (Г1С) [3, 4]. Модельним об'ектом дослщжень природоохоронних територш Зах!дного Пол!сся вибрано екосистеми Шацького НПП.
Результати дослщження. Екосистемний анал!з функц!онування дос-л!джуваних територш свщчить про те, що це вщкрит! субекосистеми р!зного р!вня з особливими структурою ! функц!ями та сформованими зв'язками м!ж собою та системами р!зного типу. Нац!ональн! природш парки Законом Ук-ра!ни "Про природно-заповщний фонд" (ст. 20) трактують як природоохорон-
ш, рекреацшш, культурно-освггш, науково-дослiднi установи загальнодер-жавного значення, для яких господарсько-рекреацiйна функщя е найважливь шою нарiвнi з природоохоронною. У цiй категорп на нацюнальному рiвнi практично реалiзуеться фшософська iдея вирiшення суперечностi мiж збере-женням природи та 11 господарським використанням. Така форма заповщання е найбшьш соцiально корисною та економiчно вигiдною.
Будь-яка екосистема, для прикладу рiвня Шацького НПП, не може ю-нувати поза межами системи вищого рiвня - екосистеми Захщного Полiсся. Власне забезпечення функцiональних зв'язюв мiж екосистемами здатне об'еднати 1х в екологiчну мережу Захiдного Полюся, яка створюе бiотичний каркас пан'европейсько! еколопчно1 мережi. Органiзацiйно-правовi засади екомережi виписанi в Законi Укра1ни "Про загальнодержавну програму фор-мування нацюнально! еколопчно1 мережi Укра1ни на 2000-2015 рр.", а меха-нiзм реатзацп положень закону значною мiрою закладено у Постановi Кабь нету Мшс^в Укра1ни вiд 29.11.2001 р., № 1603 "Про утворення координа-цшно! ради з питань формування нацюнально! еколопчно! мережГ', яка спря-мовуе подальшi ди у справах оргашзацп монiторингу в русло збалансованого розвитку та функцiонування природоохоронних територiй.
Мониторинг сталого розвитку потребуе формування нацюнального ш-формацiйного середовища, яке акумулювало б наявнi iнформацiйнi ресурси [5]. Виршення ще1 проблеми можливе завдяки iнтенсивному розвитковi та широкому запровадженню геоiнформацiйних технологiй [4, 6]
Базуючись на загальнонацiональнiй концепцп екомереж^ розроблено систему мошторингу екосистем Захiдного Полюся, зокрема фонового мониторингу. Саме ця форма контролю стану природних екосистем та !х складових придатна до реалiзацil на локальному та регюнальному рiвнях. Фоновий мо-шторинг становить систему iнвентаризацiйних обстежень об'екпв, шформа-цiйно-аналiтичного оброблення результатiв дослщжень, структуризащю, стандартизацiю та подання шформацп у доступному для прийняття ршень вигляд^ створення засобiв тривалого збереження шформацп та розширення 11 емшричного базису.
Розроблено науково обгрунтовану концепщю специфiчноl експертно-шформацшно1 системи (рис. 1) Шацького НПП та прилеглого довюлля, закладено основи комплексного, але водночас i функцюнально структурованого мошторингу екосистем. Така концепщя мае iерархiчний характер, вмiщуючи на рiзних рiвнях концептуальнi засади монiторингу люових, водних, грунто-вих та антропогешзованих екосистем, з координацiею вимiрювань та штегра-цiею результатiв через шформацшний центр. Оскiльки це питання е систем-ним, iерархiчна схема мошторингових об'ектiв екосистем передбачае, визна-чення як наявних зв'язюв мiж 11 частинами, так i прогнозованих для забезпечення повнощнного функцiонування екомережi Захiдного Полiсся.
Монiторинг територiй Шацького НПП вщносять до категорп фонового мошторингу, який координуеться з програмами локального мiсцевого, ре-гюнального та нацiонального монiторингу. До локального мониторингу залу-чають весь комплекс спостережень i оцiнок, а також даш прогнозу i рекомен-дацп щодо прийняття рiшень. Для регюнального монiторингу фоновi матерь
али становлять насамперед поршняльно-оцшочний 1нтерес, а також залуча-ються до загального регюнального кадастру природничих об'екпв та реп-онально! екомережг У систем1 нацюнального мониторингу фоновий мошто-ринг природно-заповщного фонду (ПЗФ) Захщного Полюся посщае одне з вузлових мюць, оскшьки знаходиться на вододЫ Чорноморського 1 Балтшсь-кого басейшв. Тобто, у рамках концепцп Ю.Р. Шеляг-Сосонко, Шацький НПП становить одне з "природних ядер" нацюнально! екомережь Отож, ком-плексний мониторинг ще! територи забезпечуе розробку еколого-шформа-цшних ресуршв, необхщних ус1м р1вням споживач1в - вщ локального та мю-цевого до нацюнального.
Рис. 1. Структура експертно-тформацшноИ системи Шацького НПП
Побудовано шформацшно-анал1тичну систему мониторингу природо-охоронними комплексами Захщного Полюся [7]. За результатами системати-заци розроблених метод1в 1 моделей комплексу процешв оброблення й анал1зу даних, запропоновано систему оперативного 1 стратепчного управлшня при-родоохоронними територ1ями (рис. 2), яка мютить нов1 функцюнальш можли-вости оперативну науково-обгрунтовану оцшку еколопчного стану екосистеми, прогнозування динамжи екосистем у раз1 ди природно-антропогенних фактор1в та еколого-економ1чну базу управлшня для попередження 1 вщвер-нення еколопчних загроз бюр1зномашттю та змщнення еколопчно! безпеки природно-ресурних комплекшв. Функцюнування створено! системи мониторингу та управлшня вщбуваеться у певнш послщовносп, коли кожен наступ-ний етап е можливим лише тсля виконанш попереднього. Послщовнють роз-роблення 1 впровадження завдань мониторингу на локальному об'ект вщбу-
ваеться за такою схемою: швентаризащя одиниць спостереження ^ндикаторш види, бiотичнi угруповання, геоеколопчш типи); еколого-картографiчне моде-лювання; менеджмент-план виконання вггчизняних та мiжнародних вимог i стандартiв; впровадження контролю на базi геоiнформацiйних систем.
Рис. 2. 1нформацшно-аналтична система мошторингу та управлння транскордонним бюсферним резерватом "Замдне Полсся "
Таким чином, структура й оргашзащя фонового мониторингу на локальному природоохоронному об'ект вiдображае структурно-оргашзацшш особливостi вищих за iерархiею рiвнiв монiторингу, принципово базуючись на експертно-шформацшних засадах.
Використання експертно-шформацшно1 системи фонового мониторингу полягае в науковому обгрунтуванню низки проектiв, рiшень та вимог щодо менеджменту природоохоронних територш, а саме: встановлення ступеня стабшьносп головних бiотопних комплексiв та 11 залежнють вiд iснуючих функцiональних чи просторових (еколопчш коридори) зв'язкiв; врахування дп антропогенних чинниюв на формування, iснування та стадий розвиток структурних одиниць; проведення щентифжацп та диференщацп рiзних ти-пiв екосистем; визначення динамжи змiн у головних компонентах екосистем i територiальних комплексах Захщного Полiсся.
Iнформатизацiя та автоматизащя природокористування забезпечують сталий розвиток територш Захщного Полiсся. Систему автоматизацп техно-логiй ресурсокористування (рис. 3) розроблено на основi аналiзу функцюнування природоохоронних територш, що характеризуеться комплексом базо-вих положень: враховують ландшафтну диференцiацiю територш; комутацiю i трансформацiю ресурсноï iнформацiï здiйснюють у самш систему система активно впливае на систему вищого рангу, зовшшню вiдносно неï, викорис-товуючи ïï одночасно як середовище i буфер; у структуру системи введено природоохоронш обмеження; оптимiзацiю структури здiйснюють шляхом як рацiоналiзацiï прямих i зворотних зв'язюв, так i зменшенням кшькосп рiвнiв i одиниць (вихiдних блоюв iнформацiï) на кожному рiвнi системи.
Рис. 3. Система автоматизаци технологш ресурсокористування
1нформащя про потж енергп 1 ресуршв, роздшена на блоки даних про реальний стан екосистем, е комплексною мошторинговою шформащею про-цес1в антропогешзацп та ренатурал1зацп територш. Потж енергп 1 ресуршв на вход1 в систему вмщуе енерпю природовщновних явищ 1 енерпю, внесе-ну господарською д1яльнютю. Вплив природно! енергп на екосистеми об'ективно виражаеться параметрами дослщжених резерватогенних 1 сильва-тизацшних ефекпв, а енерпя, внесена техногенезом, залежить в1д параметр1в, що характеризують незбалансованють ресурсокористування, постмелюратив-ш явища, ероз1ю грунлв, рекреацшну девастащю ландшафпв тощо. Для за-поб1гання енергоресурсних втрат, яю супроводжують будь-яку систему, на схем1 (рис. 3) прошюстровано роздр1блення потоюв втрат (ентропп) на мен-ш1, яю дають бшьшу можливють для утжтзаци шляхом природоохоронних заход1в. Кр1м того, система може сама нарощувати енергоресурсш вклади в
природш та господарсью ландшафти, базуючись на оперативнш мошторин-говiй шформацп, i нарахування вщ прибуткiв рекреацшно-туристично!, люо-господпрсько! та агровиробничо1 галузей. До активного впливу на систему вищого рiвня вiднесено використання сучасних технологiй ДЗЗ/Г1С структу-рування геопросторових даних, що забезпечуе пiдвищення в кiлька разiв швидкостi оброблення потоку природоресурсно! шформацп.
Висновки. Пропонована система забезпечуе наукову концепщю ре-сурсокористування, що базуеться на розроблених та апробованих технолопях мониторингу, моделювання та прогноз функцюнування екосистем, з власти-вою единою iерархiею систем (вщ локально! екосистеми до природно-ресур-сного комплексу), будучи оперативним методом впливу на ефектившсть при-родокористування та забезпечення сталого розвитку Захiдного Полiсся.
Л1тература
1. Закон Укра!ни "Про Загальнодержавну програму формування нацюнально! еколопч-но! мереж! Укра!ни на 2000-2015 роки", м. Ки!в, 21 вересня 2000 р., № 1989-III.
2. Мокрий B.I. Ыформацшне забезпечення формування транскордонного бюсферного резервату "Захiдне Полюся" / B.I. Мокрий, О.М. Трофимчук, Р.Ф. Федор1в // Еколопя i ресур-си : зб. наук. праць fe-ту проблем нацюнально! безпеки. - К. : Вид-во ШНБ. - 2007. - № 17. -С. 66-73.
3. Капустяник В.Б. Прикладна спектроскотя : навч. поабн. / В.Б. Капустяник, B.I. Мокрий. - Льв1в : Вид. центр Льв1вського НУ 1м. Iвана Франка, 2009. - 320 с.
4. Придатко B.I. Принципово нов1 можливосп для формування екомереж1 в Укра!ш у зв'язку з появою досвщу цшьово! оброблення та шкорпорацп космозшмгав в ПС / В Л. Придатко, Ю.М. Штепа. - Сер.: Косм1чна наука i технолопя. - 2002. - Т. 8, № 2/3. - С. 39-65.
5. Павл1ха П.В. Управлшня сталим розвитком просторових систем: теор1я, методолопя, досвщ : монограф1я / П.В. Павл1ха. - Луцьк : Волинська обласна друкарня, 2006. - 380 с.
6. Красовський Г.Я. Актуальшсть шформацшно-техшчного забезпечення управлшня Швацьким нацюнальним природним парком / Г.Я. Красовський, ВЛ. Мокрий // Еколопя i ре-сурси : зб. наук. праць fe-ту проблем нацюнально! безпеки. - К. : Вид-во ШНБ. - 2006. - № 13. - С. 101-111.
7. Мокрий ВЛ. Ыформацшно-аналггична модель збалансованого розвитку заповщних та рекреацшних геокомплекав / ВЛ. Мокрий, ЛЛ. Копш, М.М. Паславський, Л.В. Калагурка, О. В Мудрак // М1жнародний еколопчний форум "Довкшля 2010" / Збалансований (сталий) роз-виток Укра!ни - прюритет нацюнально! полггики : матер. Всеукр. наук. екол. конф. - К. : Центр еколопчно! освгги та шформацп, 2010. - С. 197-202.
Мокрый В.И. Информационные технологии обеспечения устойчивого развития природоохранных объектов Западного Полесья
Разработана концепция объектно-ориентированной экспертно-информацион-ной системы управления и мониторинга состояния экосистем трансграничного биосферного резервата "Западное Полесье". На основе системного анализа функционирования природоохранных территорий разработана система автоматизации технологий ресурспользования. Синтезированная иерархическая схема мониторинга лесных, водных, почвенных и антропогенизированных экосистем предусматривает определение имеющихся и прогнозируемых связей и влияний для обеспечения устойчивого развития экосети Западного Полесья.
Ключевые слова: заповедные территории, устойчивое развитие, экологический мониторинг, геоинформационные системы, система управления.
Mokryy V.I. Information technology for sustainable development of environmental protection objects of the West Polesie
The concept of object-oriented expert information system management and monitoring of ecosystems, cross-border biosphere reserve "Western Polesie." On the basis of a
systematic analysis of the functioning of protected areas designed automation technology resource use. The synthesized hierarchical scheme for monitoring forest, water, soil and antropogenizations ecosystems, provides a definition of existing and projected connections and influences, to ensure sustainable development of the West Polesie ecological network.
Keywords: reserve areas, sustainable development, environmental monitoring, geographic information systems, management system.
УДК 004.[832.3+942] Acnip. М.В. Машевська1 - НУ "Л.ьвыська полтехтка "
НЕЙРОНЕЧ1ТКЕ МОДЕЛЮВАННЯ В ЗАДАЧАХ ОЦ1НЮВАННЯ ЯКОСТ1 ЖИТЛА НА ОСНОВ1 ПОКАЗНИКА Р1ВНЯ Б1ОКОМФОРТУ
Розглянуто основш фактори, що впливають на вщчуття комфорту людини в бу-динку. Оцшено сшввщношення, характер та межi впливу цих чинниюв на ягасть житлового середовища. Описано процес побудови в анаттичному виглядi сшввщношення, що характеризуе вiдповiдний взаемозв'язок, методами нейронечiткого та нейроматематичного моделювання. Розробленi моделi дають змогу прогнозувати та розраховувати рiвень бiокомфорту людини в житловому середовища
Ключовг слова: бюкомфорт, житлове середовище, контролер нечетко! логiки, нейромодель.
Вступ. Визначення людиною поняття "комфортне житло" мае досить шдив1дуальний характер. Натомють, якщо вщкинути суб'ективш оцшки та вподобання потенцшних мешканщв, можна визначити низку основних пара-метр1в, що характеризують яюсть житлового середовища. Врахування таких показниюв на етапах проектування, реконструкцп або експертного оцшюван-ня вартосп житла дасть змогу передбачити показник р1вня бюкомфорту за-лежно в1д об'ективних характеристик будинку.
Постановка проблеми. Дотримання нормативних вимог та стандарта щодо проектування житлового будинку не гарантуе забезпечення високо-го р1вня комфорту проживання людини. У робот [1] (P.O. Fanger) описано модель, що дае змогу на основ! показниюв мжроктмату, 1золяцшних характеристик одягу людини та 11 ф1зично1 активност отримати прогнозовану оцшку р1вня комфорту в примщенш PMV (predicted mean vote). Осюльки тд час перебування в житловому середовищ1 людина самостшно може регулю-вати стетнь 1зольованосп тша одягом вщповщно до важкосп виконувано1 роботи, то в процеш оцшювання р1вня комфорту на етат проектування (чи реконструкцп) будинку можна знехтувати врахуванням показниюв обох па-раметр1в. Оргашзм людини, що перебувае в "замкнутому середовищГ реагуе не лише на зм1ну значень показниюв мжрокшмату, зокрема теплових, але й на вплив шших зовшшшх чинниюв. Таю показники, як стетнь природного осв1тлення та шсоляцп житлового середовища, також вдаграють ютотну роль в оцтювант р1вня бюкомфорту. Споруда (чи окреме примщення) сама по соб1 взаемод1е з людським оргашзмом на енергетичному р1внг Характер та-ко1 взаемоди описуеться показником питомо1 енергетики впливу на бюлопч-ний об'ект [2]. !нтенсившсть впливу цих чинниюв на вщчуття людини зале-
1 Наук. кеpiвник: проф. P.O. Ткаченко, д-р техн. наук - НУ" Львiвськa поттехшка"
