LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Біологічні науки → Автоматизована система для вимірювань геометричних характеристик фітопланктону у водоймах

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

"КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ"




ЄЛЬНІКОВА Тетяна Олександрівна



УДК 531.383




АВТОМАТИЗОВАНА СИСТЕМА ДЛЯ ВИМІРЮВАНЬ
ГЕОМЕТРИЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ФІТОПЛАНКТОНУ
У ВОДОЙМАХ



Спеціальність 05.11.01 – Прилади та методи вимірювання
механічних величин




АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук










Київ – 2008

Дисертацією є рукопис.


Робота виконана в Житомирському державному технологічному університеті Міністерства освіти і науки України на кафедрі природничих наук


Науковий керівник: Заслужений діяч науки і техніки України,

доктор технічних наук, професор

БЕЗВЕСІЛЬНА Олена Миколаївна,

Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут", професор кафедри приладобудування

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор

КВАСНІКОВ Володимир Павлович,

Національний авіаційний університет,

завідувач кафедри інформаційних технологій


доктор технічних наук

ЧІКОВАНІ Валерій Валер'янович,

Товариство з обмеженою відповідальністю "Інналабс Ю.А.", начальник відділу розробки гіроскопів




Захист відбудеться "06" червня 2008 р. о 1500 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.002.07 при Національному технічному університеті України "Київський політехнічний інститут" за адресою: 03056, м. Київ, проспект Перемоги, 37, корпус 1, ауд. 163.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного технічного університету України "Київський політехнічний інститут" за адресою: 03056, м. Київ, пр. Перемоги, 37.

Автореферат розісланий "05" травня 2008 р.


Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

к.т.н. Киричук Ю.В.


ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКИ РОБОТИ


Актуальність теми. Розвиток фітопланктону у водоймах, тобто продукування органічної речовини під дією ряду природних та штучних факторів, є однією з серйозних екологічних проблем незалежної України. Найбільш інтенсивно розвиток фітопланктону протікає у водосховищах та інших водоймах господарсько-побутового призначення, що мають обмежену циркуляцію води. Наслідком цього процесу, який називають антропогенною евтрофікацією, є суттєве погіршення якості питної води та значне підвищення загальної кількості токсичних речовин у воді. Тому розробка автоматизованої системи для вимірювань геометричних параметрів фітопланктону (ГПФ) в процесі його розвитку є актуальною науково-технічною задачею.

Питанням вимірювання геометричних параметрів присвячені роботи відомих українських вчених Орнатського П.П., Новікова А.Н., Павленка Ю.Ф., Біленького Я.Є., Чабанова А.І., вчених близького та далекого зарубіжжя Соболева В.І., Стригіна В.В., Макарова І.М., Козирева Ю.Г., Раманаускаса В.А., Модестова М.Б., Ратмирова В.А. та інших. Однак в цих роботах відсутні відомості про вимірювання ГПФ на основі алгоритмічної обробки відеозображень, що містять вимірювальну інформацію про ці параметри.

Основною перешкодою для оперативного здійснення контролю за станом водойм є застарілі відомі методи вимірювання ГПФ, розрахунку його чисельності та маси. Висока працемісткість, низька ефективність та швидкодія вказаних методів вимірювань не дозволяють швидко виявляти зміни, що відбуваються у розвитку ГПФ, та своєчасно реагувати на них. Тому виникла нагальна потреба в удосконаленні існуючих методів вимірювань та контролю за ГПФ.

Одним із ефективних методів вимірювань механічних величин є алгоритмічна обробка сигналів, які містять інформацію про об'єкт вимірювань. Пропонується для визначення ГПФ перетворювати візуальну інформацію про ГПФ у відеозображення і виконувати алгоритмічну обробку отриманих відеозображень. З цією метою розроблено автоматизовану вимірювальну систему для визначення ГПФ та контролю за станом водойм господарсько-побутового призначення. Її застосування дозволить значно підвищити швидкодію та розширити функціональні можливості вимірювання геометричних параметрів та контролю за процесами розвитку фітопланктону у водоймах господарсько-побутового призначення.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Дослідження, узагальнені в дисертації, виконувались в процесі розробки автоматизованої системи для вимірювань ГПФ в рамках науково-дослідних робіт Житомирського державного технологічного університету:

– держбюджетна науково-дослідна робота №287 "Вплив гірничо-промислового комплексу на навколишнє середовище, теоретичне обґрунтування заходів по поліпшенню екологічної і техногенної безпеки та розробка і впровадження екологічно чистих технологій видобування і переробки сировини", номер держреєстрації РК 0102U001343 (2002-2006 рр.); здобувачеві належить розділ 4, в якому досліджено зміни ГПФ та їх моделювання для водосховищ р. Тетерів;

– госпдоговірна науково-дослідна робота №307 "Розробка автоматизованої вимірювальної системи для визначення та математичного моделювання геометричних показників розвитку водоростей у водосховищах річки Тетерів", номер держреєстрації РК 0105U004189 (2005-2006 рр.); здобувачеві належать розділи 3 і 4, в яких досліджено розробку засобів вимірювань та математичних моделей процесів зміни ГПФ;

– держбюджетна науково-дослідна робота №2803ф "Теорія та принципи побудови нового екологічного комп'ютерно-інтегрованого діагностичного комплексу з використанням нанотехнологій і нейронних мереж", номер держреєстрації 0105U001085 (2005-2007 рр.); здобувачеві належить розділ 6 "Застосування нейронних мереж для обробки і моделювання відеозображень, що містять вимірювальну інформацію"

Мета і задачі дослідження. Метою роботи є розширення функціональних можливостей і підвищення швидкодії засобів вимірювань ГПФ у водоймах шляхом розробки автоматизованої системи для вимірювань цих геометричних параметрів.

Основні задачі:

  • Визначити завдання по контролю і спостереженню за процесами розвитку фітопланктону у водоймах, що потребують вимірювання ГПФ. Визначити перспективні напрямки досліджень.

  • Дослідити перетворення вимірювальної відеоінформації в процесі вимірювань геометричних параметрів. Визначити похибки і викривлення, що мають вплив на точність вимірювань, розробити заходи по зменшенню цих похибок.

  • Розробити методику обробки вимірювальної інформації про стан екосистем водойм, що включає формування та цифрову обробку відеозображень проб води з водойм, визначити ГПФ та на цій основі виконати його ідентифікацію.

  • Створити автоматизовану систему для вимірювань ГПФ у водоймах, яка має розширені функціональні можливості і підвищену швидкодію у порівнянні із існуючими засобами вимірювань.

  • Обґрунтувати можливість та доцільність використання штучних нейронних мереж (ШНМ) для обробки вимірювальної інформації про ГПФ та для проведення контролю за станом водного середовища.

  • Дослідити експериментально особливості змін ГПФ у водоймах господарсько-побутового призначення


  •