Урало-Сибирская научно-практическая конференция

Математические модели и информационные технологии в экологическом мониторинге

И.И.Еремин, В.Д. Мазуров, М.Ю. Хачай

Институт математики и механики УрО РАН, Екатеринбург, 
Е-mail: ermii@imm.uran.ru 

Приводятся результаты исследований проблем теоретического и экспериментального моделирования процедур сравнения и оценки экологического состояния территорий, позволяющие изучать влияние различных факторов на результаты экологического оценивания, а практическое применения – дать объективную основу для оценки состояния природной среды. Построены математические модели и алгоритмы, предложено их формальное обоснование и разработано соответствующее программное обеспечение.

А именно, получены следующие результаты:

-         построены и обоснованы математические модели оценивания, сравнения и позиционирования территорий (на основе подходящих отношений частичного порядка) и районирования; 

-         предложены методы поиска латентных факторов сходства и различия территорий;

-                   разработаны методы классификации территорий  и согласования различных классификаций; 

-         предложены методы идентификации отношений, применяемых при оценке и сравнении территорий; построена математическая модель вероятностных переходов по тупиковым состояниям объекта при противоречивой системе условий;    

-         предложен новый алгоритм случайного поиска для построения минимального комитета системы линейных неравенств; модифицирован и апробирован пакет распознавания образов КВАЗАР+; 

-         создана библиотека алгоритмов «Квазар-Toolkit»; 

-         создан информационно-вычислительный сайт «Квазар-онлайн». При этом применены оценки сложности комитетных алгоритмов распознавания и классификации, методы математического программирования и дискриминантного анализа в классе слабо выпуклых функций; методы распределенной оптимизации; методы и программное обеспечение персептронных реализаций искусственных нейронных сетей; обоснование кусочно-аффинных методов математического программирования, программная реализация распараллеливания алгоритмов решения многомерных задач оптимизации. Получил дальнейшее развитие пакет нелинейного программирования на суперкомпьютере. 

Авторы полагают, что созданный математический аппарат и программное обеспечение (после предварительной доработки) могут быть успешно применены для решения реальных задач экологического мониторинга.