Автоматизація використання природномовних запитів для комплексного аналізу стану поверхневих вод басейну Південного Бугу

Abstract

The article considers a modern approach to a comprehensive analysis of the state of surface waters in the Southern Bug River basin by integrating digital technologies necessary for the automation of natural language queries. The basis of the proposed approach is the synergy of geographic information systems (GIS), intelligent data processing tools, adaptive parsing of large arrays of monitoring information and artificial intelligence algorithms - in particular, large language models. Considerable attention is paid to the automation of the processes of collection, pre-processing, structuring and visualization of environmental data, which ensures high-quality preparation of the information environment for making management decisions. The developed approach allows for a spatio-temporal analysis of the state of water resources, identification of key pollution trends and a comprehensive analysis of the state of surface waters in the Southern Bug basin by using natural language queries. The approach was tested within the framework of the implementation of a web system on real data for monitoring the state of surface waters of the Southern Bug basin and the successful testing of this system in the direction of correct processing of natural language queries. The use of large language models for the analysis of the state of surface waters significantly simplifies the process of forming various environmental reports, quality classifications and solving other applied problems of analyzing data on the state of surface waters monitoring. The results obtained emphasize the feasibility of creating flexible information systems for monitoring the state of surface waters, which combine the capabilities of spatial analysis, natural language processing and machine learning. This allows for making informed management decisions and promptly responding to changes in the environmental state. The proposed approach can be adapted to other water basins or sub-basins, opening up new opportunities for sustainable management of natural resources.

Розглянуто сучасний підхід до комплексного аналізу стану поверхневих вод басейну річки Південний Буг з використанням інтеграції цифрових технологій, необхідних для автоматизації обробки природномовних запитів. Основу запропонованого підходу становить синергія геоінформаційних систем (ГІС), інтелектуальних засобів обробки даних, адаптивного парсингу великих масивів моніторингової інформації та алгоритмів штучного інтелекту — зокрема, великих мовних моделей. Значна увага приділяється автоматизації процесів збору, попередньої обробки, структуризації та візуалізації екологічних даних, що забезпечують якісну підготовку інформаційного середовища для ухвалення управлінських рішень. Розроблений підхід дозволяє здійснювати просторово-часовий аналіз стану водних ресурсів, визначати ключові тенденції забруднення та здійснювати комплексний аналіз стану поверхневих вод басейну Південного Бугу, використовуючи природномовні запити. Апробація підходу здійснена в межах реалізації веб-системи на реальних даних моніторингу стану поверхневих вод басейну Південного Бугу та успішного випробовування цієї системи в напрямку коректного оброблення природномовних запитів. Використання великих мовних моделей аналізу стану поверхневих вод суттєво спрощує процес формування різноманітних екологічних звітів, класифікацій якості та розв`язання інших прикладних задач аналізу даних моніторингу стану поверхневих вод. Отримані результати підкреслюють доцільність створення гнучких інформаційних систем для моніторингу стану поверхневих вод, які поєднують можливості просторового аналізу, обробки природної мови та машинного навчання. Це дозволяє забезпечити ухвалення обґрунтованих управлінських рішень та оперативно реагувати на зміни екологічного стану. Запропонований підхід може бути адаптований до інших водних басейнів чи суббасейнів, відкриваючи нові можливості для сталого управління природними ресурсами.