CC BY
24
СЕМИНАР 15
ДОКЛАД НА СИМПОЗИУМЕ "НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА - 99" МОСКВА, МГГУ, 25.01.99 - 29.01.99
Н.И. Федунец, проф. Е.В. Зайцева, ст. преп.
МГГУ МГГУ
ПРОБЛЕМА МНОГОМЕРНОЙ КЛАССИФИКАЦИИ
ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ информации в информационных СИСТЕМАХ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ГОРНЫХ ПРЕППРИЯТИЙ
Охрана окружающей среды требует от горных предприятий планирования природоохранительных мероприятий и взаимосвязи их с технологическими процессами добычи и переработки полезных ископаемых. При этом приходится решать комплекс организационных и технических задач по отношению к отдельным компонентам биосферы.
В рамках экологической проблемы первостепенное место занимает система экологического мониторинга. Необходимо не только контролировать экологическую обстановку в регионе, но и прогнозировать ее состояние во времени, принимать решения по природозащитным мероприятиям. Задача создания и эксплуатации информационных систем экологического мониторинга в горнодобывающем регионе особенно актуальна в связи с практическим ее отсутствием как на предприятиях, так и в регионе.
При создании информационной системы экологического мониторинга окружающей среды существенная роль отводится первичным датчиком исходной информации по всем экологическим параметрам и показателям. Естественно, что система экологического мониторинга должна быть «завязана» с системой сбора и преобразования информации.
Разработка информационной системы экологического мониторинга проводилась в несколько этапов.
Первый этап построения информационной системы экологического мониторинга включил в себя ряд задач, а именно: нахождение эффективной формы разведочной сети, оптимальную дискретность опробования, разработку методов и процедур, позволяющих проводить картирование региона.
Одной из важнейших задач информационной системы экологического мониторинга является оперативное обнаружение и идентификация аномальных отклонений параметров среды от фоновых значений, обусловленных природными катаклизмами или антропогенным воздействием. Следовательно, при рассмотрении экологической обстановки на территории региона необходимо производить замеры в каких-то точках и составлять карту распределения полей концентрации по всей площади региона. Однако, при изучении геоэкологического процесса во всей его природной сложности множество контролируемых факторов и зависимости между ними, а также обратные связи, действующие в комплексе, значительно затруднили исследование. В таких условиях невозможно высказать какие-либо утверждения об отдельных факторах, но вполне реальны заключения об их груп-
пах. В связи с этим, на первом этапе построения информационной системы экологического мониторинга возникла проблема классификации контролируемых факторов, когда на основе анализа сходства выявляются связи внутри заданного набора случайных величин.
Задача классификации решалась с применением различных статистических критериев однородности и основана на представлении этих показателей в виде т-мерной случайной величины. Весьма распространенным в экологической практике является частный случай многомерной классификации - разграничение неоднородной совокупности, характеризующей распределение значений какого-либо одного исследуемого в экологических районах показателя, с целью выделения статистически однородных участков. Одним из примеров такой задачи может служить выявление экологически опасных районов.
На базе статистических методов разграничения экологических показателей районов последовательно решались следующие задачи:
- построение математической модели однородного объекта.
- выбор статистического критерия для проверки гипотезы об однородности.
- выбор процедуры разбиения совокупности наблюдений на части.
Такой подход позволил решить две задачи многомерной классификации:
1. Разграничить исследуемую совокупность по компонентам геоэкологической информации.
2. Осуществить поиск объективных границ на плоскости, путем сведения воедино результатов разбиения на участки установки экологических датчиков. К этому типу задач относятся разнообразные вопросы картирования.
В первой задаче в качестве статистического критерия однородности используется функция:
(п—к)Е^ — к е fi
і=1 і=к+1
2
п(п—к)к
К іЛ к п 2 / п л2
е £2 — 1/п| е £
1=1
П |- число элементов исследуемой совокупности;
к І—
число элементов последующих множеств при проверки совокупности на однородность;
I- значение интерполируемой функции в изме-
ряемои точке
Гипотеза об однородности принимается, если
V- >х
для всех
к |, и
хотя бы для одного к \.
отвергается, если
к д, т
Л
'д, т
Задача 2 формулируется так: пусть объект уже
разбит на заведомо однородные участки 81 ,.......,Бк.
Для проверки гипотезы равенства математических ожиданий в двух группах 8с и 8т используется критерий:
пс + пт —1 пспт (с + пт )
х
х-
V Гі с_________________Тієьт
й2 —-
(
пс + п
2 £
где П
с
п
т
т V і с т /
число элементов в соответствую-
щих группах.
Если V (5с, ^ )>х2,
то математическое
' q, т
ожидание рассматриваемых групп признаются неравными, а сами группы- неоднородными. Критерий подыскивается для каждой из возможных пар участков.
При К(5с,Бт )<Х
2
д, т
сравниваемые группы объ-
единяются.
Задача многомерной классификации - необходимый предварительный этап статистической обработки исходных данных, который позволил более эффективно решить задачи обработки отдельно для каждого из выделенных однородных классов исследуемой случайной совокупности. Таким образом, решение задачи классификации дало возможность выделить однородные группы геоэкологической информации, что в свою очередь явилось основой для решения задач, связанных с вопросами картирования региона.
Разработанная информационная система экологического мониторинга позволяет проводить построение изолиний полей концентраций основных вредных веществ по региону с целью получения информации о экологическом состоянии региона и принимать решения по природозащитным мероприятиям, что дает возможность снизить уровень загрязнения окружающей среды.
2
1
и
© Н.И. Федунец, Е.В. Зайцева.
Файл: Ф-ЗАЙЦ~1
Каталог: G:\С диска по работе в универе\GIAB_99\GIAB4_99\Все
Шаблон:
C:\Users\Таня\AppData\Roaming\Microsoft\Шаблоны\Normal.do
tm
Заголовок: Охрана окружающей среды требует от горных предприятий
планирования природоохранительных мероприятий и взаимосвязи их с технологическими процессами добычи и переработки полезных ископаемых Содержание:
Автор: ГитисЛ.Х.
Ключевые слова:
Заметки:
Дата создания: 26.05.1999 16:42:00
Число сохранений: 4
Дата сохранения: 27.05.1999 12:15:00
Сохранил: Гитис Л.Х.
Полное время правки: 24 мин.
Дата печати: 14.12.2008 20:34:00
При последней печати страниц: 2
слов: 899 (прибл.)
знаков: 5 129 (прибл.)
