Інформаційна технологія інтегрування математичних моделей у геоінформаційні системи моніторингу поверхневих вод

Abstract

Дисертаційну роботу присвячено інтеграції математичних моделей екологічних процесів у геоінформаційні системи моніторингу поверхневих вод. У роботі розроблено нові методи інтеграції математичних моделей екологічних процесів з геоінформаційними системами моніторингу поверхневих вод, які дозволять підвищити ефективність використання математичних моделей екологічних процесів за даними ГІС моніторингу поверхневих вод, розширити аналітичні можливості цих ГІС та покращити візуалізацію результатів математичних досліджень екологічних процесів у водних екосистемах. Для цього розроблено комплекс методів, прийомів, алгоритмів та програмного забезпечення, який був апробований та впроваджений на практиці для розв'язання важливих прикладних задач у галузі моніторингу поверхневих вод в Україні. Результати даної роботи були використані під час розробки інформаційних систем підтримки прийняття рішень для управління водними ресурсами басейнів річок Південний Буг, Дністер, Тиса, Сіверський Донець, Кальміус, Прип’ять, інформаційних систем моніторингу поверхневих вод Вінницької та Львівської областей, які впроваджено у понад 20 державних установах, у тому числі у відповідних басейнових управліннях водними ресурсами та облводгоспах.

Диссертационная работа посвящена интеграции математических моделей экологических процессов в геоинформационные системы мониторинга поверхностных вод. Проведен обзор детерминированных математических моделей изменения качества поверхностных вод, который показал, что существует большое количество математических моделей, за счет которых можно существенно расширить аналитические возможности ГИС мониторинга поверхностных вод. Усовершенствована систематизация параметров математических моделей, информации баз данных и данных ГИС на основе единого подхода, что позволило установить соответствие между этими видами данных и разработать переходные модели от математического к геоинформационному представлению. Предложен новый метод и алгоритм автоматизированного синтеза баз данных и пространственных объектов геоинформационной системы для хранения параметров математической модели процессов изменения состояния этих объектов, основанный на формализации математических моделей в соответствии с понятиями и операциями, принятыми в информационных системах, который отличается от существующих высоким уровнем автоматизации и позволяет ускорить интеграцию математических моделей в ГИС. Результаты данной работы были использованы во время разработки информационных систем поддержки принятия решений для управления водными ресурсами бассейнов рек Южный Буг, Днестр, Тиса, Северский Донец, Кальмиус, Припять, информационных систем мониторинга и управления поверхностными водами Винницкой и Львовской областей, которые внедрены в более чем 20 государственных учреждений, в том числе в бассейновых управлениях водными ресурсами и облводхозах Украины.

Thesis is dedicated to integration of mathematical models of ecological processes with the geoinformation systems of monitoring of surface-waters. New methods of integration of mathematical models of ecological processes with the geoinformation systems of monitoring of surface-water were developed. This will allow to promote efficiency of the use of mathematical models of ecological processes based on data of GIS of monitoring of surface-waters, to extend analytical possibilities of GIS and to improve the visualization of results of mathematical researches of ecological processes in water ecological systems. The complex of methods, procedures, algorithms and software had been developed, approved and introduced in practice for solution of the important tasks in the sphere of monitoring of surface-waters in Ukraine. The results of this work were used during the development of the information systems for decision making support for water management in such river basins as Southern Boog, Dniester, Tisza, Seversky Donets, Kalmius, Pripyat, information systems for monitoring of surface-waters of the Vinnytsia and Lviv oblasts, which are introduced in more then 20 state institutions, including in the proper basin water resources managements and oblasts water management bodies of Ukraine.