V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

В настоящее время темп и масштабы техногенного воздействия превышают адаптационные возможности биосферы. С этим человечество уже столкнулось в некоторых регионах, где существенно повысилось число больных аллергическими, канцерогенными, инфекционными и другими опасными заболеваниями.

Для разработки экспертной системы исследуем критерии оценки экологической ситуации, опираясь на нормативно-правовую и справочную информацию. Затем проведем кластерный анализ.

По данным утвержденным Минприроды РФ «Критерии оценки экологической обстановки территорий для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия (утв. Минприроды РФ 30 ноября 1992г.)» были взяты ПДК четырех взаимосвязанных геосфер: литосферы, гидросферы, атмосферы и биосферы.

Сгруппировав показатели, можно провести кластерный анализ и построить карты Кохонена. Данные, необходимые для кластерного анализа, частично представлены в таблице 1.

Таблица 1 Критерии экологического состояния для кластерного анализа

Класс	Содержание загрязняющих веществ подземных вод хозяйствующих субъектов ПДК	Безвозвратное изъятие объема поверхностного стока, число раз от допустимой нормы	Реакция среды, pH поверхно-стных вод	Растворен-ный кислород, % насыщения в поверхност-ных водах	Эффектив-ная доза облучения, мЗв/год	Содержание токсичных веществ второго класса опасности ПДК
Экологическое бедствие	110	6	5,1	16	12	20
Чрезвычайная экологическая ситуация	60	1	6	40	7	8
Относительно удовлетворительная ситуация	4	0	7	85	1	3
Экологическое бедствие	95	2	5,65	18	8	7
Чрезвычайная экологическая ситуация	8	1,68	6,7	60	4	4
Экологическое бедствие	90	1,45	5,77	21	9	9
Чрезвычайная экологическая ситуация	80	2	5,6	22	5	10

С помощью программы DeductorStudio данные были реализованы в виде карт Кохонена.

Рисунок 2 Классы оценки экологического состояния

Ученые-экологи всегда находят профессиональное, физико-химическое объяснение тем или иным явлениям и дают общую оценку экологической ситуации. А простой человек не обладает такими знаниями и не оперирует специальными терминологиями. Можно все физико-химические показатели загрязненности перевести на непрофессиональный язык и делать выводы о состояние экологической системы. Экспертная система предусматривает именно явления, на основание которого можно сделать выводы о ситуации в населенном пункте.

Из заданных нами исходов, и распределений между ними вероятностей их вывода можно сформулировать перечень правил экспертной системы и сделать выводы по оценке экологического состояния населенного пункта.

ЕСЛИ питьевая вода жесткая со степенью уверенности 0,8, умеренное поступление загрязняющих веществ в атмосферу со степенью уверенности 0,6, в водоемах вода нормальная – 0,5, удовлетворительный ионизационный фон – 0,3, эрозия почв – 0,3, содержание диоксида серы в воздухе - 0,2, концентрация тяжелых металлов в окружающей среде – 0,18, перекрытие почвенного профиля – 0,14, ионизационный фон – 0,07 и загрязнение атмосферы в целом со степенью уверенности 0,01, ТО это говорит о чрезвычайной экологической ситуации.

Реализация экспертной системы "Оценка экологического состояния населенного пункта" была осуществлена в программе "Малая экспертная система 2.0". Она представляет собой оболочку экспертной системы, использующую байесовскую систему логического вывода.

Программа предназначена для проведения консультации с пользователем в области экологии, на которую настроена загруженная база знаний, с целью определения вероятностей возможных исходов и использует для этого оценку правдоподобности некоторых предпосылок, получаемую от пользователя.

Рисунок 3 Окно программы «Малая экспертная система» v.2.0

Для того чтобы каждый из нас мог оценивать экологическую ситуацию вокруг него, была создана экспертная система "Оценка экологического состояния населенного пункта". Данная экспертная система позволит получить оценку загрязненности экосистемы населенного пункта.

Применение экспертной системы любым из нас поможет понять, что человечество уже настолько истощило природу, и нам необходимо принимать меры самостоятельно, не возлагая всю заботу только экологам.

Код для цитирования: Скопировать