Створення системи мобільного екологічного моніторингу

Abstract

Стаття присвячена створенню системи мобільного екологічного моніторингу та особливості побудови алгоритму з використанням аерокосмічних технологій. Запропоновано методику побудови зон екологічного ризику на основі методів ранжирування екологічних показників при багатокритеріальному оцінюванні екологічної безпеки екосистеми, що базується на використанні багатоспектральних характеристик космічного знімка. Запропонована методика визначення зон екологічного ризику на основі методів ранжирування екологічних показників з використанням одного з інструментів кластерного аналізу – методом аналізу ієрархій. Запропонований підхід доцільно використовувати при визначенні зон екологічного ризику, виборі напрямів екологічної реабілітації зруйнованих районів, побудови перспективних екологічно чистих і безпечних районів. Запропонована методика синтезу зони екологічного ризику на основі багатокритеріального вибору розглянута на прикладі визначення найбільш небезпечної зони після екологічного моніторингу. У статті пропонується науково-методичний апарат, що дозволяє визначати зони екологічного ризику безпосередньо за сукупністю екологічних показників згортання критеріїв в комплексний (скалярний) показник. Перспективами розвитку запропонованого підходу є його удосконалення з метою можливого врахування не стаціонарності і стохастичності розглянутих екосистем. Запропоновано оцінювати ризик загроз екологічної та природно-техногенної безпеки регіонів. В роботі отримано статистичні оцінки інтенсивності надзвичайних ситуацій і визначено ймовірності загрозливої екологічної ситуації та функції безпеки для розгляданої зони екологічного ризику. Розглянутий у статті підхід дозволить підвищити ефективність управлінських рішень по забезпеченню екологічної безпеки, знайти найкращий компроміс між суперечливими показниками якості функціонування системи, вибрати і обґрунтувати пріоритетні напрямки розвитку складних екосистем. У статті наведені необхідні науково-практичні рекомендації щодо застосування мобільної системи аерокосмічного екологічного моніторингу.

The article deals with the development of the mobile environmental monitoring system and the peculiarities of algorithm design using aerospace technologies. The authors have proposed the methodology for designing the ecological risk zones based on the ranking methods of ecological indexes with the multi-criteria environmental safety assessment of the ecosystem, based on the use of multispectral characteristics of the space image. The methodology for defining the ecological risk zones has been proposed, which is based on the ranking methods of ecological indexes using one of cluster analysis tools – the hierarchy analysis method. The proposed approach can be efficiently used to define the ecological risk zones, choose the ways of the ecological rehabilitation of damaged areas and construct the prospective ecologically clean and safe regions. The proposed methodology for synthesizing the ecological risk zone based on the multi-criteria selection has been studied on the example of defining the most dangerous zone after the environmental monitoring. The article proposes the research and methodological basis, which helps to define the ecological risk zones directly based on the set of ecological indexes and turning the criteria into the complex (scalar) index. The prospective to develop the proposed approach is to improve it so that it could take into account the instability and stochasticity of the ecosystems under consideration. The authors have proposed to assess the risk of threats to the ecological, natural and technogenic safety of the regions. The intensity of emergencies has been statistically estimated in the article. The probabilities of the threatening environmental situation and safety functions of the considered ecological risk zone have been defined. The approach, considered in this article, will help to improve the efficiency of managerial decisions on ensuring the environmental safety, to find the best compromise between the contradictory quality indexes of system operation, to select and substantiate the priority directions for the development of complex ecosystems. The article provides the necessary research and practical recommendations for applying the mobile system of aerospace environmental monitoring.