Системне моделювання у вирішенні задач природокористування на основі космічного геомоніторингу

АННОТАЦИЯ

Боднар Е.Н. “Системное моделирование в решении задач природопользования на основе космического геомониторинга ”. - Рукопись.

Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук по специальности 05.07.12 - дистанционные аэрокосмические исследования - Государственное учреждение «Научный центр аэрокосмических исследований Земли Института геологических наук НАН Украины», Киев 2010.

Целью диссертационной работы является научное обоснование методов системного моделирования для расширения функциональных возможностей космического геомониторинга (КГМ) при решении задач природопользования. Для достижения поставленной цели была сформирована концепция использования методов системного моделирования для методического обеспечения космического геомониторинга. Системный подход базируется на представлении природной среды в виде сложной системы, составляющие которой, взаимосвязаны между собой и образуют единое целое. Для моделирования и прогнозирования развития процессов и решения природоресурсных задач и природопользования обосновано использование ряда методов системного моделирования: многокритериальной оптимизации, экспертных оценок (анализа иерархий и научно-технологического предвидения), системной динамики (адаптивного баланса влияний - АВС).

В работе исследованы основные предпосылки использования системного моделирования и космического геомониторинга, в том числе, дана оценка роли космической информации, выполнен анализ информативных признаков исследуемых процессов и объектов, рассмотрена типовая структура космических систем ДЗЗ, выполнен анализ параметров существующих аппаратурных комплексов ДЗЗ. В результате исследований информационно-технических составляющих КГМ определены перспективные направления использования космической информации в задачах природопользования. Выполнена сравнительная оценка вариантов структуры космических систем (КС). Дан анализ критериев оценки качества оптических изображений и предложена процедура выбора космических снимков ДЗЗ для решения задач природопользования на основе метода многокритериальной оптимизации. Рассмотрен структурно-текстурный метод дешифрирования космических снимков и на его основе выполнена обработка космических снимков высокого разрешения. Системное моделирование эффективности функционирования космического геомониторинга позволило найти такой сценарий функционирования КГМ, при котором затраты поддерживаются на уровне, соответствующем спросу и ресурсным возможностям потребителей информации.

На основе АВС метода и космической информации ДЗЗ выполнено системное моделирование техногенной нагрузки на природную среду и исследована динамика развития техногенного влияния на территорию Никопольского горнопромышленного района за период с 1986 по 2009 год. Исследование показало, что АВС-модель адекватно реагирует на изменение объемов производства, которое приводит к соответствующим изменениям техногенной нагрузки и к изменению площадей занятых природными, антропогенно-модифицированными, антропогненными и техногенно-индустриальными процессами.

В работе, в качестве примера, выполнено моделирование и дана оценка наличия залежей нефти и газа на примере участка территории Днепровско-Донецкой впадины, а методом анализа иерархий определена нефтегазоперспективность участков Каспийского шельфа Туркменистана. Методы системного моделирования на основе космического геомониторинга позволяют существенно изменить методику планирования поисковых и разведывательных работ, сократить объёмы и повысить результативность сейсмического или другого геофизического зондирования и разведочного бурения.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: системное моделирование, космический геомониторинг, космические системы, космическая информация, дистанционное исследование Земли.

ABSTRACT

Bodnar O.M. System modelling in the nature management's tasks solving based on the space geological monitoring. - Manuscript.

The thesis for the scientific degree of candidate of technical science in specialty 05.07.12- remote aerospace research - State Institution «Scientific Centre for aerospace Research of the Earth, Institute of Geological Sciences, National Academy of Sciences of Ukraine», Kiev, 2010.

The goal of this thesis is scientific application of the system modelling methods for expanding the functional possibility of the space geological monitoring when solving the nature management tasks. The system modelling allows evaluating and choosing more reasonable methods for mathematic modelling of compound systems. The components of these systems are being considered as comprehensive whole only in correlation among each another. The using of multicriteria optimization, system dynamics, adapt balance compliance (ABC), expert judgments (hierarchy analysis method and scientific-technical forecast method), genetic algorithm methods were grounded for modelling and forecast in process developing in the natural environment. In the results of information-technique components of the space geological monitoring (SGM) researches perspective ways of using SGM for solving thematic tasks in conditions of their nomenclature and capacity decreasing were determined. The received results show a demand for SGM's information in the following sectors: agriculture (0,27), ecology and emergency situation (0,25), natural resources (0,19), cartography (0,17), municipal services (0,12).

The comparative appraisal of the alternative variants of space systems structure, which revealed the relevance of using hierarchy analysis and scientific-technical forecast methods was conducted. The analysis of evaluation criteria for the optical images' quality and the approach worked out for choosing the remote sensing of the Earth space images were led. The handling of the space high resolution images based on structure-textural analysis gives additional information about the earth surface's structural features when exploring it.

Using of the system-modelling methods in conditions of Nikopol mining district completed the research of dynamic development of technological stress on areas. The ABC - model reacts adequately on changes in volume of output and further on the changes in technological capacity and in nature, anthropogenic, anthropogenically-modified, industrial areas. Also the system approach to the estimation of oil-gas prospects of a territory was considered. This approach helps to determine informative showing of oil-gas prospects.

The oil-gas prospects evaluation, based on the system modelling, helps to change the strategy of prospects' work planning, to decrease a volume of geophysical probing. All these lead to reducing in time and costs spent when investigating the hydrocarbon availability.

KEY WORLDS: System modelling, space geological monitoring, space systems, space information, remote sensing researches of the Earth.

Размещено на Allbest.ru