РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ МОНИТОРИНГА ВОЗДЕЙСТВИЯ УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СРОКОВ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ЗАГРЯЗНЕНИЙ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ПРОДУКТИВНОСТИ ТЕХНОГЕННЫХ ЛАНДШАФТОВ : научное издание
Библиографическое описание:РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ МОНИТОРИНГА ВОЗДЕЙСТВИЯ УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СРОКОВ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ЗАГРЯЗНЕНИЙ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ПРОДУКТИВНОСТИ ТЕХНОГЕННЫХ ЛАНДШАФТОВ : научное издание / И. А. Ганиева, Е. А. Ижмулкина, И. В. Зеньков. - Текст : непосредственный // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). - 2015. - № S45-2. - С. 190-203. - ISSN 0236-1493. Перевод заглавия: DEVELOPMENT OF INFORMATION-AND ANALYSIS SYSTEM FOR MONITORING OF ENVIRONMENTAL IMPACT OF COAL MINING INDUSTRY AND FORECASTING OF PERIOD OF POLLUTION NEUTRALIZATION AND BIOLOGICAL PRODUCTIVITY RECOVERY ON INDUSTRIALLY DISTURBED TERRAIN
Аннотация:Рассмотрены теоретические и практические положения по разработке ИАС мониторинга воздействия угольной промышленности на окружающую среду, визуализации данных мониторинга окружающей природной среды техногенных ландшафтов; описана математическая модель и программный модуль для прогнозирования сроков нейтрализации загрязнений окружающей среды и сроков восстановления биологической продуктивности техногенных ландшафтов. Цель исследования - разработать ИАС, основанную на технологиях ГИС и методах имитационного моделирования, включающую методику мониторинга оценки качества окружающей природной среды отработанных угольных разрезов. Структура информационно-аналитической системы включает четыре функциональных блока: 1) автоматизированную информационную систему (базу данных) с веб-интерфейсом, предназначенную для хранения данных о техногенных ландшафтах и результатов мониторинга качества их природной среды; 2) геоинформационную систему с веб-интерфейсом, включающую в себя графические и тематические базы данных экологической направленности; 3) программный модуль расчета текущих интегральных характеристик окружающей природной среды территорий изучаемых техногенных ландшафтов и прогнозирования сроков нейтрализации загрязнений и восстановления биологической продуктивности техногенных ландшафтов; 4) программный модуль визуализации интегральных состояний природной среды техногенных ландшафтов для выявления аномалий и качественной оценки динамики развития системы (мониторинга). Разработанная информационно-аналитическая система обладает следующими уникальными свойствами: универсальная структура, позволит использовать информационно-аналитическую систему для любого количества данных на любую территорию; достоверность прогноза сроков нейтрализации загрязнений и восстановления биологической продуктивности техногенного ландшафта обеспечивается интерполяцией ретроспективной информации по рекультивированным угольным разрезам, с достаточной высокой оценкой качества природной среды; механизм расчета интегрального (обобщенного) показателя природного состояния выбранной территории позволяет любому пользователю базы данных однозначно оценить экологическую ситуацию; механизм расчета универсален и применим для любых техногенный ландшафтов; возможность генерализации полученных результатов, что означает способность системы работать как на локальном, так и на глобальном уровнях. В рамках выполнения НИР были достигнуты следующие результаты: сформирована научно-техническая основа для разработки информационно-аналитической системы для мониторинга воздействия угольной промышленности на окружающую среду и прогнозирования сроков нейтрализации загрязнений и восстановления биологической продуктивности техногенных ландшафтов; разработана информационная система мониторинга воздействия угольной промышленности на окружающую среду; создана геоинформационной система для визуализации данных мониторинга окружающей природной среды техногенных ландшафтов на основе WebAPI; описана математическая модель и программный модуль ее реализации для прогнозирования сроков нейтрализации загрязнений окружающей среды и сроков восстановления биологической продуктивности техногенных ландшафтов; проведена апробация системы на базе угольных разрезов.
The article addresses theory and practice of development of informa- tion-and-analysis system (IAS) for monitoring of environmental impact of coal industry and visualization of monitoring data on natural environment of industrially disturbed terrains; the mathematical model and software module for forecasting of period of nature pollution neutralization and biological productivity recovery on disturbed terrains are described. The aim of the research is to develop IAS based on GIS technologies and simulation modeling methods, including procedure of monitoring of nature quality evaluations at worked-out open pit coal mines. The IAS structure includes four functional blocks: (1) automated information system (database) with web-interface intended for storage of data on disturbed terrains and the results of monitoring of nature quality there; (2) GIS with web-interface, including graphical and case study data on ecology; (3) software module to calculate current integral characteristics of natural environment on disturbed terrains and forecasting of period of pollution neutralization and biological productivity recovery; (4) software module for visualization of the integral states of natural environment on disturbed terrains to reveal abnormalities and for qualitative estimation of the monitoring system dynamics. The developed IAS possesses unique properties: its universal structure is applicable to any array of data on any terrain; reliability of the forecast of period of pollution neutralization and biological productivity recovery on disturbed terrain is ensured by interpolation of retrospective information on reclaimed open pit coal mines at sufficiently high estimate of the environmental quality; the calculation mechanism for integral (generalized) index of the environmental quality on a chosen terrain allows any database user to have unambiguous estimate of ecological situation; the calculation mechanism is universal and applicable for any industrially disturbed terrains; option of generalization of the obtained results implies that the system is runnable both on local and on global levels. Within the scope of R&D, the following results have been achieved: generation of scientific-and-technical basis for the development of IAS for monitoring of environmental impact of coal industry and for forecasting of period of nature pollution neutralization and biological productivity recovery on industrially disturbed terrains; development of GIS to visualize data of natural environment monitoring on disturbed terrains based on WebAPI; mathematical model and the related software module for forecasting of period of nature pollution neutralization and biological productivity recovery on industrially disturbed terrains; trail of the system in open pit coal mines.
