Відновлення кондиційності баз даних для корекції моделей розподілів вмістів мікроелементів у природних водах

Продемонстровано метод відновлення гідрохімічних даних на основі логарифмічної моделі кореляційного зв’язку для розв’язання задачі моделювання розподілів вмісту мікроелементів у природних водних об’єктах Полтавської області. На підставі наявної інформації відновлено вміст сухого залишку та розрахова...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2014
Автори:	Жуков, М.Н., Клипа, А.В.
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	Центр менеджменту та маркетингу в галузі наук про Землю ІГН НАН України 2014
Назва видання:	Геоінформатика
Теми:	Геоінформаційні аспекти природокористування
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/104251
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Відновлення кондиційності баз даних для корекції моделей розподілів вмістів мікроелементів у природних водах / М.Н. Жуков, А.В. Клипа // Геоінформатика. — 2014. — № 4. — С. 54-62. — Бібліогр.: 10 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-104251
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1042512016-07-07T03:02:02Z Відновлення кондиційності баз даних для корекції моделей розподілів вмістів мікроелементів у природних водах Жуков, М.Н. Клипа, А.В. Геоінформаційні аспекти природокористування Продемонстровано метод відновлення гідрохімічних даних на основі логарифмічної моделі кореляційного зв’язку для розв’язання задачі моделювання розподілів вмісту мікроелементів у природних водних об’єктах Полтавської області. На підставі наявної інформації відновлено вміст сухого залишку та розраховано реальний вміст мікроелементів у досліджуваному об’єкті. Доведено дієвість методу та його ефективність, яка залежить від коефіцієнта кореляції між логарифмами досліджуваних значень. Застосування методу дало можливість повноцінно провести запланований експеримент і отримати реальні оцінки інтегральних характеристик екологічного стану природних вод Полтавщини. Для автоматизованих розрахунків розроблено програмний модуль, який може бути рекомендований для застосування в аналогічних ситуаціях. Представлен метод восстановления гидрохимических данных на основе логарифмической модели корреляционной связи для решения задачи моделирования распределений содержания микроэлементов в природных водных объектах Полтавской области. На основе имеющейся информации восстановлено содержание сухого остатка и рассчитано реальное содержание микроэлементов в исследуемом объекте. Доказаны дееспособность метода и его эффективность, которая зависит от коэффициента корреляции между логарифмами исследуемых значений. Применение метода позволило полноценно провести запланированный эксперимент и получить реальные оценки интегральных характеристик экологического состояния природных вод Полтавщины. Для автоматизированных расчетов разработан программный модуль, который может быть рекомендован для применения в аналогичных ситуациях. Purpose. The purpose of the article is to carry out environmental monitoring of natural waters, based on probabilistic methods and statistical modeling of content distribution of chemical elements in water; to recover hydrochemical database quality to correct the model of content distribution of chemical elements in natural waters. Design/methodology/approach. We used method of probabilistic and statistical analysis to determine patterns of chemical elements behavior in natural waters and evaluate their characteristics of distribution; mathematical modeling for automated construction of parametric density estimates; methods of correlation and regression analysis to establish the relationship between the components of the chemical composition of natural waters and to calculate integral characteristics of ecological condition. Distribution modeling, calculation of statistical characteristics and database quality recovery were performed using MathCad software package. Findings. The proposed composite model adequately describes the distribution of chemical elements in natural waters in areas with different natural and technogenic conditions. It allows full environmental monitoring of natural water bodies by integrating the density distributions. The quality recovery method of hydrochemical database allowed to calculate the actual content of trace elements in the water, fully carry out the planned experiment and get a real assessment of changes in the ecological condition of the objects. Practical value/implications. The developed software can be used to assess the ecological state of water not only in the Poltava region, but also in other areas, and can significantly increase the reliability and accuracy of the estimates, which a complete modern environmental monitoring requires. The mathematical module of database quality recovery may also be used to solve such kind of problems. 2014 Article Відновлення кондиційності баз даних для корекції моделей розподілів вмістів мікроелементів у природних водах / М.Н. Жуков, А.В. Клипа // Геоінформатика. — 2014. — № 4. — С. 54-62. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. 1684-2189 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/104251 556+550.423+519.25 uk Геоінформатика Центр менеджменту та маркетингу в галузі наук про Землю ІГН НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Геоінформаційні аспекти природокористування Геоінформаційні аспекти природокористування
spellingShingle	Геоінформаційні аспекти природокористування Геоінформаційні аспекти природокористування Жуков, М.Н. Клипа, А.В. Відновлення кондиційності баз даних для корекції моделей розподілів вмістів мікроелементів у природних водах Геоінформатика
description	Продемонстровано метод відновлення гідрохімічних даних на основі логарифмічної моделі кореляційного зв’язку для розв’язання задачі моделювання розподілів вмісту мікроелементів у природних водних об’єктах Полтавської області. На підставі наявної інформації відновлено вміст сухого залишку та розраховано реальний вміст мікроелементів у досліджуваному об’єкті. Доведено дієвість методу та його ефективність, яка залежить від коефіцієнта кореляції між логарифмами досліджуваних значень. Застосування методу дало можливість повноцінно провести запланований експеримент і отримати реальні оцінки інтегральних характеристик екологічного стану природних вод Полтавщини. Для автоматизованих розрахунків розроблено програмний модуль, який може бути рекомендований для застосування в аналогічних ситуаціях.
format	Article
author	Жуков, М.Н. Клипа, А.В.
author_facet	Жуков, М.Н. Клипа, А.В.
author_sort	Жуков, М.Н.
title	Відновлення кондиційності баз даних для корекції моделей розподілів вмістів мікроелементів у природних водах
title_short	Відновлення кондиційності баз даних для корекції моделей розподілів вмістів мікроелементів у природних водах
title_full	Відновлення кондиційності баз даних для корекції моделей розподілів вмістів мікроелементів у природних водах
title_fullStr	Відновлення кондиційності баз даних для корекції моделей розподілів вмістів мікроелементів у природних водах
title_full_unstemmed	Відновлення кондиційності баз даних для корекції моделей розподілів вмістів мікроелементів у природних водах
title_sort	відновлення кондиційності баз даних для корекції моделей розподілів вмістів мікроелементів у природних водах
publisher	Центр менеджменту та маркетингу в галузі наук про Землю ІГН НАН України
publishDate	2014
topic_facet	Геоінформаційні аспекти природокористування
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/104251
citation_txt	Відновлення кондиційності баз даних для корекції моделей розподілів вмістів мікроелементів у природних водах / М.Н. Жуков, А.В. Клипа // Геоінформатика. — 2014. — № 4. — С. 54-62. — Бібліогр.: 10 назв. — укр.
series	Геоінформатика
work_keys_str_mv	AT žukovmn vídnovlennâkondicíjnostíbazdanihdlâkorekcíímodelejrozpodílívvmístívmíkroelementívuprirodnihvodah AT klipaav vídnovlennâkondicíjnostíbazdanihdlâkorekcíímodelejrozpodílívvmístívmíkroelementívuprirodnihvodah
first_indexed	2025-07-07T15:08:00Z
last_indexed	2025-07-07T15:08:00Z
_version_	1837001219422289920
fulltext	54 ISSN 1684-2189 GEOINFORMATIKA, 2014, ¹ 4 (52) © Ì.Í. Æóêîâ, À.Â. Êëèïà Ïîñòàíîâêà ïðîáëåìè. Ìîí³òîðèíã åêîëîã³÷- íîãî ñòàíó ïðèðîäíèõ âîä º îäíèì ç íàéïð³îðè- òåòí³øèõ ³ íàéâàæëèâ³øèõ çàâäàíü äåðæàâíî¿ ïîë³òèêè â ãàëóç³ îõîðîíè íàâêîëèøíüîãî ñåðå- äîâèùà. Âäîñêîíàëåííÿ çàñîá³â ìîí³òîðèíãó ï³äâèùóº éîãî åôåêòèâí³ñòü ³ ðîçøèðþº ìîæëè- âîñò³, ùî äàº çìîãó äåòàëüí³øå äîñë³äèòè îá’ºêò ³ îòðèìàòè ³íôîðìàö³þ, ïîâ’ÿçàíó ç éîãî çì³íàìè. Äëÿ âèð³øåííÿ ïîñòàâëåíîãî çàâäàííÿ àâòîðè çàïðîïîíóâàëè âèêîðèñòàòè éìîâ³ðí³ñíî-ñòàòèñ- òè÷íå ìîäåëþâàííÿ ðîçïîä³ë³â âì³ñòó õ³ì³÷íèõ êîìïîíåíò³â ó ïðèðîäíèõ âîäàõ äëÿ çíàõîäæåííÿ îïòèìàëüíî¿ ìîäåë³, ÿêà á àäåêâàòíî îïèñóâàëà ¿õ ðîçïîä³ëè íà òåðèòîð³ÿõ ç ð³çíèìè ïðèðîäíî-òåõ- íîãåííèìè óìîâàìè. Òàêà ìîäåëü ñòâîðþº íåîá- õ³äíó áàçó äëÿ ïîäàëüøèõ îö³íîê ³íòåãðàëüíèõ åêîëîã³÷íèõ õàðàêòåðèñòèê, ÿê³ çàçâè÷àé ³ ñêëàäà- þòü çíà÷íó ÷àñòèíó ³íôîðìàö³¿, ùî ïîäàºòüñÿ íà âèõîä³ åêîëîã³÷íîãî ìîí³òîðèíãó. Çà äîïîìîãîþ ìîäåë³ ìîæíà îòðèìóâàòè îïòèìàëüí³ îö³íêè, ÿê³, ó ñâîþ ÷åðãó, äàþòü ìîæëèâ³ñòü ðîáèòè âèñíîâêè ñòîñîâíî åêîëîã³÷íèõ çì³í äîñë³äæóâàíîãî îá’ºêòà. Â³ä òî÷íîñò³ îö³íêè ù³ëüíîñò³ ðîçïîä³ëó çàëåæèòü òî÷í³ñòü ðîçðàõóíêîâèõ õàðàêòåðèñòèê (ïëîù ïå- ðåâèùåííÿ êðèòè÷íèõ ìåæ âì³ñòó êîìïîíåíò³â, ¿õ ïèòîìå òà ñóìàðíå íàâàíòàæåííÿ íà âîäíèé îá’ºêò); ó ðàç³ íåàäåêâàòíîãî îïèñó ö³ õàðàêòåðèñ- òèêè íå â³äïîâ³äàòèìóòü ä³éñíîñò³ òèì á³ëüøå, ÷èì ÿñêðàâ³øå öÿ íåàäåêâàòí³ñòü âèðàæåíà. Çíà- õîäæåííÿ òàêî¿ ìîäåë³ áóëî ãîëîâíèì çàâäàííÿì, âèð³øåííÿ ÿêîãî ï³äâèùèëî á ÿê³ñòü åêîëîã³÷íî- ãî ìîí³òîðèíãó âîäíèõ îá’ºêò³â. Äëÿ ðåàë³çàö³¿ çàïëàíîâàíîãî åêñïåðèìåíòó ñòîñîâíî ìîäåëþâàííÿ ðîçïîä³ë³â âì³ñòó õ³ì³÷íèõ êîìïîíåíò³â ó ïðèðîäíèõ âîäàõ âèêîðèñòàíî äâ³ îá’ºìí³ áàçè äàíèõ, ÿê³ îòðèìàíî ï³ä ÷àñ ïðîâå- äåííÿ ã³äðîë³òîõ³ì³÷íèõ çí³ìàíü íà òåðèòîð³¿ Ïîë- òàâñüêî¿ îáëàñò³ Êàçåííèì ï³äïðèºìñòâîì “Ê³ðîâ- ãåîëîã³ÿ” ó 1985–1988 (ÁÄ1 – 264 ïðîáè) òà 1991–1992 ðð. (ÁÄ2 – 560 ïðîá). Çà ðåçóëüòàòàìè íàï³âê³ëüê³ñíîãî ñïåêòðàëüíîãî àíàë³çó ó ñêëàä³ ïðèðîäíèõ âîä öüîãî ðåã³îíó âèÿâëåíî Ba, Co, Cr, Cu, Mn, Mo, Ni, Pb, Sr, Ti, V, Zn. Ïîð³âíÿííÿ ÷èñëîâèõ ñòàòèñòè÷íèõ õàðàêòå- ðèñòèê äîñë³äæóâàíèõ õ³ì³÷íèõ åëåìåíò³â, ù³ëüíîñòåé ¿õ ðîçïîä³ëó òà ³íòåãðàëüíèõ õàðàêòå- ðèñòèê ïîêàçàëî, ùî äàí³ ÁÄ1 íå â³äïîâ³äàþòü ä³éñíîñò³. Öå óíåìîæëèâèëî âèêîíàííÿ çàïëàíî- âàíîãî åêñïåðèìåíòó, òîìó äëÿ äîâåäåííÿ ä³ºçäàò- íîñò³ çàïðîïîíîâàíî¿ ìîäåë³ òà îäåðæàííÿ ðåçóëü- òàò³â ñòîñîâíî ðåàëüíî¿ çì³íè åêîëîã³÷íî¿ ñèòóàö³¿ íà òåðèòîð³¿ äîñë³äæåííÿ ïîòð³áíî áóëî ïðèâåñòè äàí³ äî íåîáõ³äíî¿ ìåòðîëîã³÷íî¿ ÿêîñò³. Àíàë³ç îñòàíí³õ äîñë³äæåíü ³ ïóáë³êàö³é. Äî- ñë³äæåííþ çàêîíîì³ðíîñòåé ðîçïîä³ë³â âì³ñòó õ³ì³÷íèõ êîìïîíåíò³â ó ïðèðîäíèõ âîäàõ ó äðóã³é ïîëîâèí³ ÕÕ ñò. áóëè ïðèñâÿ÷åí³ ïðàö³ À.². Ãàâ- ðèøèíà, Ñ.². Ñìèðíîâà, Â.². Ïåëåøåíêà, Ì.². Ðî- ìàñÿ [2, 3, 7, 8]. Ïèòàííÿ ç òîãî ÷àñó çàëèøèëîñÿ íåâèð³øåíèì ÷åðåç â³äñóòí³ñòü ìîäåë³, ÿêà á àäåê- âàòíî îïèñóâàëà ðîçïîä³ëè âì³ñòó ð³çíèõ êîìïî- íåíò³â ïðèðîäíèõ îá’ºêò³â ó ð³çíèõ ïðèðîäíî-òåõ- íîãåííèõ óìîâàõ. Çãàäàí³ äîñë³äíèêè äëÿ ðîçâ’ÿçàííÿ ïðîáëåìè âèêîðèñòîâóâàëè ïåðåäóñ³ì êëàñè÷í³ ìîäåë³: íîðìàëüíó (ãàóñ³âñüêèé çàêîí ðîçïîä³ëó) òà ëîãàðèôì³÷íî-íîðìàëüíó (íîðìàëü- íèé ðîçïîä³ë ëîãàðèôì³â çíà÷åíü), ÿê³ âèÿâèëèñÿ íåä³ºçäàòíèìè. Â îêðåìèõ âèïàäêàõ äåùî êðàùîþ ГЕОІНФОРМАЦІЙНІ АСПЕКТИ ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ ÓÄÊ 556+550.423+519.25 Â²ÄÍÎÂËÅÍÍß ÊÎÍÄÈÖ²ÉÍÎÑÒ² ÁÀÇ ÄÀÍÈÕ ÄËß ÊÎÐÅÊÖ²¯ ÌÎÄÅËÅÉ ÐÎÇÏÎÄ²Ë²Â ÂÌ²ÑÒ²Â Ì²ÊÐÎÅËÅÌÅÍÒ²Â Ó ÏÐÈÐÎÄÍÈÕ ÂÎÄÀÕ Ì.Í. Æóêîâ, À.Â. Êëèïà Êè¿âñüêèé íàö³îíàëüíèé óí³âåðñèòåò ³ìåí³ Òàðàñà Øåâ÷åíêà, âóë. Âîëîäèìèðñüêà, 64/13, Êè¿â 01601, Óêðà¿íà, e-mail: Klypaaa@bigmir.net Ïðîäåìîíñòðîâàíî ìåòîä â³äíîâëåííÿ ã³äðîõ³ì³÷íèõ äàíèõ íà îñíîâ³ ëîãàðèôì³÷íî¿ ìîäåë³ êîðåëÿö³éíîãî çâ’ÿç- êó äëÿ ðîçâ’ÿçàííÿ çàäà÷³ ìîäåëþâàííÿ ðîçïîä³ë³â âì³ñòó ì³êðîåëåìåíò³â ó ïðèðîäíèõ âîäíèõ îá’ºêòàõ Ïîë- òàâñüêî¿ îáëàñò³. Íà ï³äñòàâ³ íàÿâíî¿ ³íôîðìàö³¿ â³äíîâëåíî âì³ñò ñóõîãî çàëèøêó òà ðîçðàõîâàíî ðåàëüíèé âì³ñò ì³êðîåëåìåíò³â ó äîñë³äæóâàíîìó îá’ºêò³. Äîâåäåíî ä³ºâ³ñòü ìåòîäó òà éîãî åôåêòèâí³ñòü, ÿêà çàëåæèòü â³ä êîåô³ö³ºíòà êîðåëÿö³¿ ì³æ ëîãàðèôìàìè äîñë³äæóâàíèõ çíà÷åíü. Çàñòîñóâàííÿ ìåòîäó äàëî ìîæëèâ³ñòü ïîâ- íîö³ííî ïðîâåñòè çàïëàíîâàíèé åêñïåðèìåíò ³ îòðèìàòè ðåàëüí³ îö³íêè ³íòåãðàëüíèõ õàðàêòåðèñòèê åêîëîã³÷- íîãî ñòàíó ïðèðîäíèõ âîä Ïîëòàâùèíè. Äëÿ àâòîìàòèçîâàíèõ ðîçðàõóíê³â ðîçðîáëåíî ïðîãðàìíèé ìîäóëü, ÿêèé ìîæå áóòè ðåêîìåíäîâàíèé äëÿ çàñòîñóâàííÿ â àíàëîã³÷íèõ ñèòóàö³ÿõ. Êëþ÷îâ³ ñëîâà: ëîãàðèôì³÷íà ìîäåëü, ³ìîâ³ðí³ñíî-ñòàòèñòè÷íå ìîäåëþâàííÿ, ðîçïîä³ë ì³êðîåëåìåíò³â, ïðè- ðîäí³ âîäè, ñóõèé çàëèøîê, ³íòåãðàëüí³ õàðàêòåðèñòèêè. 55ISSN 1684-2189 ÃÅÎ²ÍÔÎÐÌÀÒÈÊÀ, 2014, ¹ 4 (52) © Ì.Í. Æóêîâ, À.Â. Êëèïà áóëà íîðìàëüíà ìîäåëü, â ³íøèõ, íàâïàêè, – ëîã- íîðìàëüíà, àëå çäåá³ëüøîãî ðîçïîä³ë íå â³äïîâ³- äàâ æîäí³é ³ç çàçíà÷åíèõ ìîäåëåé [5]. Äëÿ âèð³- øåííÿ öüîãî ïèòàííÿ ìè çàïðîïîíóâàëè êîìïîçèö³éíó ìîäåëü ðîçïîä³ëó, ìàòåìàòè÷íèé çì³ñò ÿêî¿ íàâåäåíî ó ñòàòò³ [4]. Ìîäåëü âèÿâè- ëàñü îïòèìàëüíîþ, òî÷íîþ ³ åôåêòèâíîþ, íåçâà- æàþ÷è íà íåîäíîð³äí³ ïðèðîäíî-òåõíîãåíí³ óìî- âè Ïîëòàâñüêî¿ îáëàñò³. Âèêëàä îñíîâíîãî ìàòåð³àëó äîñë³äæåííÿ ç ïîâíèì îá´ðóíòóâàííÿì îòðèìàíèõ íàóêîâèõ ðå- çóëüòàò³â. Äëÿ ìîäåëþâàííÿ ðîçïîä³ë³â âì³ñòó õ³ì³÷íèõ êîìïîíåíò³â ó ïðèðîäíèõ âîäíèõ îá’ºêòàõ Ïîëòàâñüêî¿ îáëàñò³ (çà êëàñè÷íèìè ìîäåëÿìè òà êîìïîçèö³éíîþ ìîäåëëþ), ïåðåâ³ðêè ñòóïåíÿ ¿õ àäåêâàòíîñò³ òà ðîçðàõóíêó ³íòåãðàëüíèõ õàðàê- òåðèñòèê åêîëîã³÷íîãî ñòàíó îá’ºêò³â àâòîðè ðîç- ðîáèëè ïðîãðàìíèé ìîäóëü ó ñåðåäîâèù³ MathCad, ÿêèé äàº çìîãó âèêîíóâàòè âñ³ íå- îáõ³äí³ ðîçðàõóíêîâ³ ïðîöåäóðè ó àâòîìàòèçîâà- íîìó ðåæèì³. Ìîäåëþâàííÿ ïðîâîäèëè äëÿ ìàê- ðîêîìïîíåíò³â ³ ì³êðîåëåìåíò³â, ïðîòå íàéá³ëüøèé ³íòåðåñ ñòàíîâèëè ñàìå ì³êðîåëåìåí- òè, á³ëüø³ñòü ÿêèõ º âàæêèìè ìåòàëàìè, ùî çàáðóäíþþòü ïðèðîäí³ âîäè. Çàïðîïîíîâàíà êîìïîçèö³éíà ìîäåëü â óñ³õ âèïàäêàõ âèÿâèëàñÿ íàéòî÷í³øîþ ïîð³âíÿíî ç êëà- ñè÷íèìè ìîäåëÿìè. Ïðî öå ñâ³ä÷èëè ðåçóëüòàòè ïåðåâ³ðêè àäåêâàòíîñò³ äîñë³äæóâàíèõ ìîäåëåé íà îñíîâ³ ê³ëüêîõ êðèòåð³¿â, âèçíà÷åíèõ çà ìåòîäîì ìîìåíò³â, çà ñåðåäí³ì àáñîëþòíèì çíà÷åííÿì, çà ìåòîäîì àëüòåðíàòèâè ³ ìåòîäîì ìàêñèìàëüíî¿ ïðàâäîïîä³áíîñò³. Íà ðèñ. 1 ïóíêòèðí³ êðèâ³ ÷³òêî ïîâòîðþþòü êîíòóð ã³ñòîãðàì, ùî âêàçóº íà òî÷í³ñòü àïðîêñèìàö³¿ êîìïîçèö³éíî¿ ìîäåë³. Êðèòåð³ºì àäåêâàòíîñò³ áóëî ïîð³âíÿííÿ îö³- íîê ïëîù ïåðåâèùåííÿ êðèòè÷íèõ ìåæ âì³ñòó ì³êðîåëåìåíò³â ó ïðèðîäíèõ âîäàõ (Dêð), îòðèìà- íèõ ³íòåãðóâàííÿì ù³ëüíîñò³ ðîçïîä³ëó ç ïðÿìîþ îö³íêîþ çà ÷àñòîòîþ (ã³ñòîãðàìîþ) (ðèñ. 2). Ïëîùà, íà ÿê³é âì³ñò í³êåëþ ïåðåâèùóº Dêð, çá³ëüøèëàñÿ ç 13 äî 62 %. Äëÿ ì³ä³ (Dêð = = 10·10–2 ìã/äì3) ó 1985–1988 ðð. ïëîùà ïåðåâè- ùåííÿ Dêð â³äñóòíÿ, ó 1991–1993 ðð. âîíà ñòàíî- Ðèñ 1. Ðåçóëüòàòè ìîäåëþâàííÿ ðîçïîä³ë³â âì³ñòó ì³ä³ ó ïðèðîäíèõ âîäàõ Ïîëòàâùèíè: à – ìîäåëþâàííÿ ðîçïîä³ë³â çà êîìïîçèö³éíîþ ìîäåëëþ: íåïàðàìåòðè÷íà ù³ëüí³ñòü (ñóö³ëüíà ÷åðâîíà ë³í³ÿ – äàí³ 1985–1988 ðð., ñèíÿ – 1991– 1993 ðð.); ïàðàìåòðè÷íà ù³ëüí³ñòü (ïóíêòèðíà ÷åðâîíà ë³í³ÿ – äàí³ 1985–1988 ðð., ñèíÿ – 1991–1993 ðð.); á – â³äîáðà- æåííÿ ñïîñòåðåæåíü (â³ñü àáñöèñ – ïîðÿäêîâ³ íîìåðè ñïîñòåðåæåíü; â³ñü îðäèíàò – êîíöåíòðàö³ÿ ì³ä³, n·10–2 ìã/äì3): 1 – 1985–1988 ðð.; 2 – 1991–1993 ðð. à á 56 ISSN 1684-2189 GEOINFORMATIKA, 2014, ¹ 4 (52) © Ì.Í. Æóêîâ, À.Â. Êëèïà âèòü 53 %. Òàêå ð³çêå çá³ëüøåííÿ ïëîù ïåðåâè- ùåííÿ ó 5–25 ðàç³â êðèòè÷íèõ ìåæ ñïîñòåð³ãàëî- ñÿ çà âì³ñòîì óñ³õ äîñë³äæóâàíèõ ì³êðîåëåìåíò³â. Õî÷à ó äåÿêèõ âèïàäêàõ (çäåá³ëüøîãî çà äàíè- ìè 1985–1988 ðð.) ëîãíîðìàëüíà ìîäåëü äåìîí- ñòðóâàëà çàäîâ³ëüíó àïðîêñèìàö³þ åìï³ðè÷íèõ äà- íèõ, îö³íêè ïëîù ïåðåâèùåííÿ êðèòè÷íèõ ìåæ (ðèñ. 2) áóëè íåñò³éêèìè é ñóòòºâî â³äð³çíÿëèñÿ â³ä êîíòðîëüíèõ îö³íîê. Íà â³äì³íó â³ä êëàñè÷íèõ, êîìïîçèö³éíà ìîäåëü ïîêàçàëà çíà÷íî êðàùèé ðå- çóëüòàò: îö³íêè ïëîù áóëè ñò³éêèìè ³ ïðàêòè÷íî çá³ãàëèñÿ ç ïðÿìîþ îö³íêîþ [5]. Îòæå, ìîäåëü âè- ÿâèëàñü îïòèìàëüíîþ äëÿ ðîçâ’ÿçàííÿ ïîñòàâëåíî¿ çàäà÷³ íà òåðèòîð³¿ Ïîëòàâñüêî¿ îáëàñò³. Ïðîòå ï³ñëÿ ìîäåëþâàííÿ (äèâ. ðèñ. 1) ðîçðà- õóíêó ÷èñëîâèõ õàðàêòåðèñòèê ðîçïîä³ë³â òà îö³- íîê ïëîù ïåðåâèùåííÿ êðèòè÷íèõ ìåæ (ðèñ. 2) îòðèìàí³ ðåçóëüòàòè ñòîñîâíî çì³íè åêîëîã³÷íîãî ñòàíó â àêâàòîð³ÿõ îáëàñò³ áóëî ïîñòàâëåíî ï³ä ñóìí³â. Àäæå òàêå ð³çêå ï³äâèùåííÿ êîíöåíòðàö³é ì³êðîåëåìåíò³â ó âîä³ çà ïîð³âíÿíî íåâåëèêèé ïðîì³æîê ÷àñó º ïðàêòè÷íî íåðåàëüíèì. Íà ðèñ. 1 â³çóàëüíî ïðîñòåæóºòüñÿ çíà÷íà ð³çíè- öÿ ì³æ ðîçïîä³ëàìè ÁÄ1 òà ÁÄ2. Öå ï³äòâåðäæóºòü- ñÿ ïîð³âíÿííÿì îö³íîê ÷èñëîâèõ õàðàêòåðèñòèê ðîç- ïîä³ë³â, ÿê³ â³äð³çíÿþòüñÿ ó 5 ³ á³ëüøå ðàç³â. Âì³ñò åëåìåíò³â ó ìîäåë³ ÁÄ1 âèÿâèâñÿ íèæ÷èì çà ¿õ ôî- íîâèé âì³ñò ó ïðèðîäíèõ âîäàõ äîñë³äæóâàíî¿ òåðè- òîð³¿ [1]. Öå ñâ³ä÷èëî ïðî òå, ùî ïðèíàéìí³ îäíà ç áàç (ÁÄ1 ÷è ÁÄ2) º íåêîíäèö³éíîþ ³ íå ìîæå áóòè âèêîðèñòàíà äëÿ ÷àñîâîãî ïîð³âíÿííÿ. Ï³ñëÿ äåòàëüíîãî îçíàéîìëåííÿ ç ìåòîäèêîþ âèêîíàííÿ ðîá³ò ïî îáîõ çí³ìàííÿõ [9] áóëî âñòà- íîâëåíî, ùî êîíöåíòðàö³¿ ì³êðîåëåìåíò³â âèçíà- ÷àëè ó â³äñîòêàõ â³ä ñóõîãî çàëèøêó ³ â áàç³ äàíèõ ïåðøîãî çí³ìàííÿ âîíè ì³ñòèëèñü ñàìå ó òàêîìó âèãëÿä³. Ðåçóëüòàòè äðóãîãî çí³ìàííÿ áóëî âíå- ñåíî â áàçó ó âèãëÿä³ n·10–k ìã/äì3. Ïîòð³áíî áóëî ïåðåðàõóâàòè â³äñîòêè ó îäèíèöþ âèì³ðó – ìã/äì3. Ïðîòå ç’ÿñóâàëîñÿ, ùî áàçà äàíèõ 1985– 1988 ðð. íå ì³ñòèòü äàíèõ ñòîñîâíî êîíöåíòðàö³é ìàêðîêîìïîíåíòíîãî ñêëàäó, ó òîìó ÷èñë³ ñóõîãî çàëèøêó, ÷åðåç ùî íå ìîæíà áóëî âèêîíàòè ïåðå- ðàõóíîê ³ ïðîâåñòè ïîâíîö³ííå äîñë³äæåííÿ ïî- âåä³íêè ì³êðîåëåìåíò³â ó ïðèðîäíèõ âîäàõ. Ëèøå 30 ïðîá ³ç 264 ì³ñòèëè âñþ ïîòð³áíó ³íôîðìàö³þ. Îäíàê â óñ³õ ïðîáàõ âîäè áóëî çàô³êñîâàíî âì³ñò ã³äðîêàðáîíàò³â. Íà îñíîâ³ íàÿâíî¿ ³íôîðìàö³¿ ³ áóëè â³äíîâëåí³ âòðà÷åí³ äàí³. Çà äàíèìè åêîëîãî-ãåîãðàô³÷íîãî àòëàñó Óê- ðà¿íè [10], ó ïåð³îä ë³òíüî¿ ìåæåí³ (ñàìå òîä³ â³äáèðàëè ïðîáè) íà òåðèòîð³¿ Ïîëòàâñüêî¿ îáëàñò³ ïîøèðåí³ âîäè ã³äðîêàðáîíàòíî-êàëüö³ºâîãî òà ã³äðîêàðáîíàòíî-êàëüö³ºâî-ìàãí³ºâî-íàòð³ºâîãî ñêëàäó, òîáòî ã³äðîêàðáîíàòè – îñíîâíèé àí³îí, êîíöåíòðàö³ÿ ÿêîãî ïåðåâàæàº ó ìàêðîêîìïîíåíò- íîìó ñêëàä³ ïðèðîäíèõ âîä. Öå, â ñâîþ ÷åðãó, îçíà÷àº, ùî ì³íåðàë³çàö³ÿ áåçïîñåðåäíüî ìàº çà- ëåæàòè â³ä âì³ñòó ã³äðîêàðáîíàò³â. Äëÿ ïåðåâ³ðêè áóëî îö³íåíî êîðåëÿö³éíèé çâ’ÿçîê ì³æ êîíöåíò- ðàö³ÿìè ã³äðîêàðáîíàò³â ³ ì³íåðàë³çàö³ºþ, à òàêîæ ì³æ ëîãàðèôìàìè ¿õ çíà÷åíü. Îòæå, ó ñåðåäîâèù³ MathCad áóëî ðîçðîáëåíî ïðîãðàìíèé ìîäóëü, ÿêèé êð³ì îö³íêè êîåô³ö³ºíò³â êîðåëÿö³¿ äàâàâ ìîæëèâ³ñòü â³çóàëüíî îö³íþâàòè âêàçàíèé çâ’ÿ- çîê (ðèñ. 3). Çà äàíèìè ùîäî êîíöåíòðàö³é ã³äðîêàðáîíàò³â ³ ì³íåðàë³çàö³¿ òèõ ïðîá, ÿê³ ì³ñòèëè íåîáõ³äíó Ðèñ. 2. Ãðàô³÷íå â³äîáðàæåííÿ ñòàòèñòè÷íèõ îö³íîê ïëîù ïåðåâèùåííÿ êðèòè÷íî¿ ìåæ³ âì³ñòó í³êåëþ ó ïðèðîäíèõ âîäàõ Ïîëòàâùèíè (Dêð = 2·10–2 ìã/äì3). Ìîäåëü: No – íîðìàëüíà, Log – ëîãíîðìàëüíà, Komp – êîìïîçèö³éíà; Gist – ïðÿìà îö³íêà çà ÷àñòîòîþ (ã³ñòîãðàìîþ) Ðèñ. 3. Ãðàô³÷íå â³äîáðàæåííÿ çíà÷åíü ëîãàðèôì³â êîíöåíòðàö³¿ ã³äðîêàðáîíàò³â (ñóö³ëüíà ÷åðâîíà ë³í³ÿ) òà ì³íåðàë³çàö³¿ (ïóíêòèðíà ñèíÿ ë³í³ÿ) ó ïåð³îä 1985–1988 ðð. 57ISSN 1684-2189 ÃÅÎ²ÍÔÎÐÌÀÒÈÊÀ, 2014, ¹ 4 (52) © Ì.Í. Æóêîâ, À.Â. Êëèïà ³íôîðìàö³þ, êîåô³ö³ºíò êîðåëÿö³¿ ì³æ öèìè ïî- êàçíèêàì äîð³âíþâàâ 0,95, à ì³æ ëîãàðèôìàìè ïîêàçíèê³â – 0,968. Äëÿ îòðèìàííÿ ðîçðàõóíêîâî¿ ôîðìóëè, çà ÿêîþ íà îñíîâ³ äàíèõ ñòîñîâíî âì³ñòó ã³äðîêàðáî- íàò³â ìîæíà ðîçðàõóâàòè ð³âåíü ì³íåðàë³çàö³¿, ñïî- ÷àòêó áóëî âèêîðèñòàíî ë³í³éíó ìîäåëü. Ç’ÿñóâà- ëîñÿ, ùî äîñÿãíóòèé íà ¿¿ îñíîâ³ ðåçóëüòàò ìîæíà ïîë³ïøèòè. Äëÿ öüîãî áóëî çàñòîñîâàíî ë³í³éíó ìîäåëü ì³æ ëîãàðèôìàìè çíà÷åíü âì³ñòó êîìïî- íåíò³â, ÿêà âèÿâèëàñÿ åôåêòèâí³øîþ. Ï³ñëÿ íå- îáõ³äíèõ ðîçðàõóíê³â îòðèìàíî ôîðìóëó, çà ÿêîþ ³ ïåðåðàõîâàíî ëîãàðèôìè çíà÷åíü: ,i iYL aL LX bL= ⋅ + (1) äå YLi – ëîãàðèôì çíà÷åííÿ ì³íåðàë³çàö³¿ ó ³-é ïðîá³; LXi – ëîãàðèôì çíà÷åíü âì³ñòó ã³äðîêàðáî- íàò³â (HCO3) ó ³-é ïðîá³; aL, bL – ðîçðàõóíêîâ³ êîåô³ö³ºíòè. Â ðåçóëüòàò³ ñòàòèñòè÷íîãî àíàë³çó âñòàíîâëå- íî îö³íêè ïàðàìåòð³â: aL = 1,084; bL = 0,054. Îòæå, ç’ÿñóâàëîñÿ, ùî çà äîïîìîãîþ ôîðìóëè (1) ìîæíà îïòèìàëüíî ðîçâ’ÿçàòè ïîñòàâëåíó çàäà÷ó. Öåé âèñíîâîê ï³äòâåðäæóº ðèñ. 4 – ðîçðàõóíêîâ³ çíà÷åííÿ ïðàêòè÷íî â³äïîâ³äàþòü ðåàëüíèì. Íà îñíîâ³ ôîðìóëè (1) îòðèìàíî ê³íöåâó ôîð- ìóëó ïåðåðàõóíêó çíà÷åíü âì³ñòó ã³äðîêàðáîíàò³â ó çíà÷åííÿ ì³íåðàë³çàö³¿: iaL LX bL iY e ⋅ += , (2) äå Yi – çíà÷åííÿ ì³íåðàë³çàö³¿ ó ³-é ïðîá³; LXi – ëîãàðèôì çíà÷åíü âì³ñòó HCO3 ó ³-é ïðîá³; aL, bL – ðîçðàõóíêîâ³ êîåô³ö³ºíòè. Íà ðèñ. 5 çîáðàæåíî ð³âí³ ðåàëüíî¿ ì³íåðàë³- çàö³¿ òà ì³íåðàë³çàö³¿, îòðèìàíî¿ çà ïåðåðàõóíêîì çíà÷åíü âì³ñòó ã³äðîêàðáîíàò³â. Ðîçðàõóíêîâ³ çíà- ÷åííÿ ìàéæå çá³ãàþòüñÿ ç ðåàëüíèìè ³ ëèøå ó äåê³ëüêîõ âèïàäêàõ äåùî â³äð³çíÿþòüñÿ. Öå ñâ³ä÷èòü ïðî åôåêòèâí³ñòü çàïðîïîíîâàíîãî ìå- òîäó. Íà ï³äñòàâ³ íàÿâíî¿ ³íôîðìàö³¿ áóëî âñòàíîâ- ëåíî çâ’ÿçîê ì³æ ì³íåðàë³çàö³ºþ òà ñóõèì çàëèø- êîì. Çà êîåô³ö³ºíòàìè êîðåëÿö³¿ ì³æ ñàìèìè çíà- ÷åííÿìè òà çíà÷åííÿìè ¿õ ëîãàðèôì³â óñòàíîâëåíî, ùî ñòóï³íü ñòàòèñòè÷íîãî çâ’ÿçêó áëèçüêèé äî äåòåðì³íîâàíîãî: êîåô³ö³ºíòè êîðå- ëÿö³¿ äîð³âíþþòü 0,988 òà 0,991 â³äïîâ³äíî. Öå äàëî ìîæëèâ³ñòü ñêîðèñòàòèñÿ ñòâîðåíèì äëÿ ïî- ïåðåäíüîãî ïåðåðàõóíêó ìîäóëåì. Äëÿ âèçíà÷åí- íÿ ñóõîãî çàëèøêó áóëî ïðîâåäåíî ³äåíòè÷íèé àíàë³ç òà ïðîöåäóðè ì³æ çíà÷åííÿìè ì³íåðàë³çàö³¿ òà ñóõîãî çàëèøêó. Ðåçóëüòàòè ïåðåðàõóíêó çà ôîðìóëàìè (1), (2), â³äîáðàæåí³ íà ðèñ. 6. Êîåô³ö³ºíòè ïåðåðàõóíêó aL òà bL ñòàíîâèëè 1,046 òà –0,62 â³äïîâ³äíî. Ðèñ. 6 íàî÷íî äåìîíñòðóº âèñîêó òî÷í³ñòü çàïðî- ïîíîâàíîãî ðîçðàõóíêîâîãî ìåòîäó. Ïåðåðàõîâàí³ çíà÷åííÿ (ïóíêòèðíà ÷åðâîíà ë³í³ÿ) çá³ãàþòüñÿ ç ðåàëüíèìè çíà÷åííÿìè (ñóö³ëüíà ñèíÿ ë³í³ÿ), ùî ï³äòâåðäæóº ä³ºâ³ñòü çàïðîïîíîâàíîãî ìåòîäó. Ðèñ. 4. Ãðàô³÷íå â³äîáðàæåííÿ ðåàëüíèõ çíà÷åíü ëîãàðèôì³â ì³íåðàë³çàö³¿ (ñóö³ëüíà ñèíÿ ë³í³ÿ) òà ïåðåðàõîâàíèõ (ïóíê- òèðíà ÷åðâîíà ë³í³ÿ) ó ïåð³îä 1985–1988 ðð. Ðèñ. 5. Ãðàô³÷íå â³äîáðàæåííÿ ðåàëüíèõ çíà÷åíü (ìã/äì3) ì³íåðàë³çàö³¿ (ñóö³ëüíà ñèíÿ ë³í³ÿ) òà ïåðåðàõîâàíèõ (ïóíêòèð- íà ÷åðâîíà ë³í³ÿ) ó ïåð³îä 1985–1988 ðð. Ðèñ. 6. Ãðàô³÷íå â³äîáðàæåííÿ ðåàëüíèõ çíà÷åíü (ìã/äì3) ñóõîãî çàëèøêó (ñóö³ëüíà ñèíÿ ë³í³ÿ) òà ïåðåðàõîâàíèõ (ïóíê- òèðíà ÷åðâîíà ë³í³ÿ) 58 ISSN 1684-2189 GEOINFORMATIKA, 2014, ¹ 4 (52) © Ì.Í. Æóêîâ, À.Â. Êëèïà Ï³ñëÿ â³äíîâëåííÿ äàíèõ çà ñóõèì çàëèøêîì áóëî ðîçðàõîâàíî ðåàëüíèé âì³ñò ì³êðîåëåìåíò³â ó ïðèðîäíèõ âîäíèõ îá’ºêòàõ Ïîëòàâñüêî¿ îáëàñò³. Çíà÷åííÿ äî ³ ï³ñëÿ ïåðåðàõóíêó ñóòòºâî â³äð³çíÿ- ëèñÿ (ðèñ 7). Çâè÷àéíî òàêà ð³çíèöÿ ì³æ äàíèìè íå ìîãëà íå ïîçíà÷èòèñÿ íà ù³ëüíîñò³ ðîçïîä³ë³â âì³ñòó ì³êðîåëåìåíò³â ó ïðèðîäíèõ âîäàõ (ðèñ. 8). Ñàìå òîìó ï³ñëÿ ìîäåëþâàííÿ ðîçïîä³ë³â íà îñíîâ³ íå- êîíäèö³éíî¿ áàçè äàíèõ ñòàòèñòè÷í³ îö³íêè ïëîù ïåðåâèùåííÿ êðèòè÷íèõ ìåæ âì³ñòó ì³êðîåëå- ìåíò³â ó ïðèðîäíèõ âîäàõ Ïîëòàâùèíè òàê ð³çíèëèñÿ. Ìè îòðèìàëè äàí³, ÿê³ áóëè äàëåêèìè â³ä ðåàëüíîñò³. Çâè÷àéíî öå ïðèçâåëî á äî õèáíèõ âèñíîâê³â ñòîñîâíî åêîëîã³÷íî¿ ñèòóàö³¿ äîñë³- äæóâàíîãî ðåã³îíó. ßê âèäíî ç ðèñ. 8, êðèâà ù³ëüíîñò³ ðîçïîä³ëó ïåðåë³÷åíèõ äàíèõ (÷îðíà ïóíêòèðíà ë³í³ÿ) çíà÷- íî â³äð³çíÿºòüñÿ â³ä ïîïåðåäíüî¿ (÷åðâîíà ïóíê- òèðíà ë³í³ÿ) ³ äîâîë³ òî÷íî ïîâòîðþº êîíòóðè ã³ñòîãðàìè, ùî ñâ³ä÷èòü ïðî ¿¿ òî÷í³ñòü é îïòè- ìàëüí³ñòü äëÿ îïèñó ðîçïîä³ë³â âì³ñòó ì³êðîåëå- ìåíò³â ó ïðèðîäíèõ âîäàõ. Öå ñàìå ï³äòâåðäæó- þòü ³ êðèòåð³¿ çãîäè, îñîáëèâî êðèòåð³é ìàêñèìó- ìó ïðàâäîïîä³áíîñò³ [6], ³ ñòàòèñòè÷í³ îö³íêè ïëîù ïåðåâèùåííÿ êðèòè÷íèõ ìåæ (ðèñ. 9). Ïîð³âíÿâøè îö³íêè ïëîù ïåðåâèùåííÿ êðè- òè÷íèõ ìåæ âì³ñòó í³êåëþ, ìîæíà ç’ÿñóâàòè, íà- ñê³ëüêè áóëè á äàëåêèìè â³ä ðåàëüíîñò³ âèñíîâêè ñòîñîâíî çì³íè åêîëîã³÷íîãî ñòàíó ïðèðîäíèõ âîä Ïîëòàâñüêî¿ îáëàñò³. Àäæå äëÿ í³êåëþ ïëîùà ïå- ðåâèùåííÿ Dêð íå çðîñëà ç 12 äî 62 %, à íàâïàêè, çìåíøèëàñü ç 71 äî 62 %. Ïðîòå ïîë³ïøåííÿ ñïî- ñòåð³ãàºòüñÿ ëèøå ñòîñîâíî âì³ñòó í³êåëþ òà âà- íàä³þ, ùîäî âñ³õ ³íøèõ åëåìåíò³â ïëîù³ çá³ëüøè- ëèñü íà 2–20 %, àëå öå çá³ëüøåííÿ íåçíà÷íå ïîð³âíÿíî ç ïîïåðåäí³ìè ðåçóëüòàòàìè [6]. Ðåçóëüòàòè ïîð³âíÿííÿ ñòàòèñòè÷íèõ õàðàê- òåðèñòèê äî ³ ï³ñëÿ ïåðåðàõóíêó äàþòü ìîæ- ëèâ³ñòü îö³íèòè ìàñøòàá ñïîòâîðåííÿ äàíèõ (äèâ. òàáëèöþ). Ï³ñëÿ ðîçðàõóíê³â ìàêñèìàëüí³ çíà÷åííÿ âì³ñòó åëåìåíò³â ï³äâèùèëèñü ó 2–7 ðàç³â, ìàòå- ìàòè÷íå ñïîä³âàííÿ – ó 5 ³ á³ëüøå ðàç³â, ñåðåäíº Ðèñ 7. Â³äîáðàæåííÿ ñïîñòåðåæåíü âì³ñòó í³êåëþ òà ìîë³áäåíó ó ïðèðîäíèõ âîäàõ Ïîëòàâùèíè 1985–1988 ðð. äî (1) ³ ï³ñëÿ (2) ïåðåðàõóíêó: â³ñü àáñöèñ – ïîðÿäêîâ³ íîìåðè ñïîñòåðåæåíü; â³ñü îðäèíàò – êîíöåíòðàö³¿ åëåìåíò³â 59ISSN 1684-2189 ÃÅÎ²ÍÔÎÐÌÀÒÈÊÀ, 2014, ¹ 4 (52) © Ì.Í. Æóêîâ, À.Â. Êëèïà Ðèñ. 8. Ðåçóëüòàòè ìîäåëþâàííÿ ðîçïîä³ë³â âì³ñòó ì³ä³ ó ïðèðîäíèõ âîäàõ Ïîëòàâùèíè ï³ñëÿ ïåðåðàõóíêó äàíèõ 1985– 1988 ðð.: à – ìîäåëþâàííÿ ðîçïîä³ë³â çà êîìïîçèö³éíîþ ìîäåëëþ: íåïàðàìåòðè÷íà ù³ëüí³ñòü, äàí³ 1985–1988 ðð. (ñóö³ëüíà ÷åðâîíà ë³í³ÿ – äî ïåðåðàõóíêó, ÷îðíà ë³í³ÿ – ï³ñëÿ ïåðåðàõóíêó), äàí³ 1991–1993 ðð. – ñèíÿ ë³í³ÿ; ïàðàìåò- ðè÷íà ù³ëüí³ñòü, äàí³ 1985–1988 ðð. (ïóíêòèðíà ÷åðâîíà ë³í³ÿ – äî ïåðåðàõóíêó, ïóíêòèðíà ÷îðíà ë³í³ÿ – ï³ñëÿ ïåðåðà- õóíêó), äàí³ 1991–1993 ðð. – ñèíÿ ë³í³ÿ; á – â³äîáðàæåííÿ ñïîñòåðåæåíü (â³ñü àáñöèñ – ïîðÿäêîâ³ íîìåðè ñïîñòåðåæåíü; â³ñü îðäèíàò – êîíöåíòðàö³ÿ ì³ä³); ñïîñòåðåæåííÿ 1985–1988 ðð.: 1 – äî ïåðåðàõóíêó, 2 – ï³ñëÿ ïåðåðàõóíêó; 3 – ñïîñòåðåæåííÿ 1991–1993 ðð. à á Ðèñ. 9. Ãðàô³÷íå â³äîáðàæåííÿ ñòàòèñòè÷íèõ îö³íîê ïëîù ïåðåâèùåííÿ êðèòè÷íî¿ ìåæ³ âì³ñòó í³êåëþ ó ïðèðîäíèõ âîäàõ Ïîëòàâùèíè (Dêð = 2·10–2 ìã/äì3) äî ³ ï³ñëÿ ïåðåðàõóíêó çà êîìïîçèö³éíîþ ìîäåëëþ: Komp_1 – äî ïåðåðàõóíêó; Komp_2 – ï³ñëÿ ïåðåðàõóíêó; Gist – ïðÿìà îö³íêà çà ÷àñòîòîþ (ã³ñòîãðàìîþ) ï³ñëÿ ïåðåðàõóíêó 60 ISSN 1684-2189 GEOINFORMATIKA, 2014, ¹ 4 (52) © Ì.Í. Æóêîâ, À.Â. Êëèïà êâàäðàòè÷íå â³äõèëåííÿ – ó 3–6 ðàç³â. Àíàëîã³÷- íà ñèòóàö³ÿ ñïîñòåð³ãàºòüñÿ ³ ñòîñîâíî ³íøèõ õ³ì³÷íèõ åëåìåíò³â. Ñë³ä çàçíà÷èòè, ùî ïîä³áí³ òî÷í³ñòü ³ îïòè- ìàëüí³ñòü áóëè ³ ïðè ïåðøîìó ìîäåëþâàíí³. Ìî- äåëü âèÿâèëàñÿ ïðàöåçäàòíîþ íàâ³òü íà íåêîí- äèö³éí³é áàç³ äàíèõ, ùî ì³ñòèëà ñóêóïí³ñòü ÷èñåë, ÿêà íå õàðàêòåðèçóâàëà õ³ì³÷íèé ñêëàä äî- ñë³äæóâàíîãî îá’ºêòà. Âò³ì çà ïðàâèëüíîãî íàëàø- òóâàííÿ ìîäåëü âèÿâèëàñü åôåêòèâíîþ â îáîõ âèïàäêàõ, ùî ñâ³ä÷èòü ïðî ¿¿ óí³âåðñàëüí³ñòü ³ ìîæëèâ³ñòü âèêîðèñòàííÿ äëÿ äîñë³äæåííÿ ïðè- ðîäíèõ âîä íà ³íøèõ òåðèòîð³ÿõ. Âèñíîâêè ³ ïåðñïåêòèâè ïîäàëüøèõ äîñë³äæåíü. Çà äîïîìîãîþ ìåòîäó â³äíîâëåííÿ êîíäèö³éíîñò³ áàçè äàíèõ ðîçðàõîâàíî äàí³ çà ñóõèì çàëèøêîì, à îòæå, â³äíîâëåíî âòðà÷åí³ çíà÷åííÿ êîíöåíòðàö³é ì³êðîåëåìåíò³â ó ïðèðîäíèõ âîäàõ Ïîëòàâùèíè. Öå çàáåçïå÷èëî ïîâíîö³ííå ìîäåëþâàííÿ ðîç- ïîä³ë³â âì³ñòó åëåìåíò³â ó ïðèðîäíèõ âîäàõ ðåã³î- íó, âèçíà÷åííÿ îïòèìàëüíî¿ äëÿ îïèñó ðîçïîä³ë³â ìîäåë³, íà îñíîâ³ ÿêî¿ îòðèìàíî ðåàëüí³ îö³íêè åêîëîã³÷íîãî ñòàíó âîä. Ðîçðîáëåíèé àâòîìàòèçîâàíèé ïðîãðàìíèé ìîäóëü â³äíîâëåííÿ âòðà÷åíèõ äàíèõ ìîæå áóòè ðåêîìåíäîâàíèé äëÿ çàñòîñóâàííÿ â àíàëîã³÷íèõ ñèòóàö³ÿõ. 1. Âñòóï äî ìåäè÷íî¿ ãåîëîã³¿: ó 2 ò. / Ã.². Ðóäüêî [òà ³í.]; çà ðåä. Ã.². Ðóäüêà, Î.Ì. Àäàìåíêà. – Ê.: Àêàäåìïðåñ, 2010. – Ò. 2. – 448 ñ. 2. Ãàâðèøèí À.È. Ãèäðîãåîõèìè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ ñ ïðèìåíåíèåì ìàòåìàòè÷åñêîé ñòàòèñòèêè è ÝÂÌ / À.È. Ãàâðèøèí. – Ì.: Íåäðà, 1974. – 144 ñ. 3. Ãàâðèøèí À.È. Èñïîëüçîâàíèå ìåòîäîâ ìàòåìàòè÷åñ- êîé ñòàòèñòèêè ïðè îáîñíîâàíèè ãèäðîõèìè÷åñêèõ âûâîäîâ / À.È. Ãàâðèøèí // Ãèäðîõèìè÷åñêèå ìàòå- ðèàëû. – 1970. – Ò. 54. – Ñ. 59–67. 4. Æóêîâ Ì.Í. Ìîäåëþâàííÿ ðîçïîä³ë³â âì³ñòó çàáðóä- íþþ÷èõ ðå÷îâèí â àòìîñôåð³ ìåãàïîë³ñ³â (íà ïðèêëàä³ ì. Êèºâà) / Ì.Í. Æóêîâ, ².Ð. Ñòàõ³â, À.Â. Êëèïà // Ãåî³íôîðìàòèêà. – 2013. – ¹ 2. – Ñ. 61–69. 5. ²ìîâ³ðí³ñíà îö³íêà çàáðóäíåííÿ ïðèðîäíîãî ñåðåäîâè- ùà íà îñíîâ³ ìîäåëþâàííÿ ðîçïîä³ë³â âì³ñòó õ³ì³÷íèõ åëåìåíò³â (íà ïðèêëàä³ ïîâåðõíåâèõ âîä Ïîëòàâñüêî¿ îáëàñò³) / Ì.Í. Æóêîâ òà ³í. // Â³ñíèê Êè¿âñüêîãî íàö³îíàëüíîãî óí³âåðñèòåòó ³ìåí³ Òàðàñà Øåâ÷åíêà. Ãåîëîã³ÿ. – 2012. – ¹ 58. – Ñ. 52–57. 6. Êëèïà À.Â. Îö³íêà õ³ì³÷íîãî ñêëàäó ïðèðîäíèõ âîä íà îñíîâ³ éìîâ³ðí³ñíîãî ìîäåëþâàííÿ ðîçïîä³ë³â âì³ñòó õ³ì³÷íèõ êîìïîíåíò³â äëÿ âèð³øåííÿ çàäà÷ åêîëîã³÷íîãî ìîí³òîðèíãó (íà ïðèêëàä³ Ïîëòàâñüêî¿ îáëàñò³): Äèñ. … êàíä. ãåîë. íàóê.: 04.00.05. – Ê., 2014. – 184 ñ. 7. Ïåëåøåíêî Â.È. Ïðèìåíåíèå âåðîÿòíîñòíî-ñòàòèñòè- ÷åñêèõ ìåòîäîâ äëÿ àíàëèçà ãèäðîõèìè÷åñêèõ äàí- íûõ / Â.È. Ïåëåøåíêî, Ì.È. Ðîìàñü. – Êèåâ: ÈÏÖ “Êèåâ. óí-ò”, 1977. – 64 ñ. 8. Ñìèðíîâ Ñ.È. Âåðîÿòíîñòíî-ñòàòèñòè÷åñêèå çàêîíî- ìåðíîñòè ðàñïðåäåëåíèÿ õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ â ïðèðîäíûõ âîäàõ / Ñ.È. Ñìèðíîâ // Ãèäðîõèìè÷å- ñêèå ìàòåðèàëû. – 1963. – Ò. 35. – Ñ. 5–55. 9. Ñóêîðêèí Ñ.Í. Îò÷åò ïî ãèäðîëèòîõèìè÷åñêîìó êàð- òèðîâàíèþ ïî ñòîêàì ìàëûõ ðåê ìàñøòàáà 1 : 1 000 000 òåððèòîðèè Óêðàèíû, Ìîëäàâèè è Áåëîðóññèè. Çàäà- íèå 52-67 / Ñ.Í. Ñóêîðêèí, Â.À. Àíèñèìîâ, Þ.Ï. Ãî- ðÿåâ. – Ê.: ÊÏ “Ê³ðîâãåîëîã³ÿ”, 1990. 10. Óêðà¿íà. Åêîëîãî-ãåîãðàô³÷íèé àòëàñ. Àòëàñ-ìîíîãðà- ô³ÿ. – Ê.: Âàðòà, 2006. – 220 ñ. Хімічний елемент До перерахунку Після перерахунку max М σ max М σ Cu 8 1,187 0,881 33,488 5,93 3,947 Ni 30 1,132 2,407 79,68 5,025 7,662 Mo 6 1,266 0,674 36,6 6,622 4,188 Ti 1 0,1776 0,181 6,4421 0,9448 1,085 Ñòàòèñòè÷í³ îö³íêè ÷èñëîâèõ õàðàêòåðèñòèê ðîçïîä³ë³â âì³ñòó ì³êðîåëåìåíò³â ó ïðèðîäíèõ âîäàõ Ïðèì³òêà: max – ìàêñèìàëüíå çíà÷åííÿ, Ì – ìàòåìàòè÷íå ñïîä³âàííÿ, σ – ñåðåäí³é êâàäðàòè÷íèé â³äõèë (îäèíèö³ êîíöåíòðàö³é äèâ. íà ðèñ. 1). 61ISSN 1684-2189 ÃÅÎ²ÍÔÎÐÌÀÒÈÊÀ, 2014, ¹ 4 (52) © Ì.Í. Æóêîâ, À.Â. Êëèïà ÂÎÑÑÒÀÍÎÂËÅÍÈÅ ÊÎÍÄÈÖÈÎÍÍÎÑÒÈ ÁÀÇ ÄÀÍÍÛÕ ÄËß ÊÎÐÐÅÊÖÈÈ ÌÎÄÅËÅÉ ÐÀÑÏÐÅÄÅËÅÍÈÉ ÑÎÄÅÐÆÀÍÈÉ ÌÈÊÐÎÝËÅÌÅÍÒÎÂ Â ÏÐÈÐÎÄÍÛÕ ÂÎÄÀÕ Í.Í. Æóêîâ, À.Â. Êëèïà Êèåâñüêèé íàöèîíàëüíûé óíèâåðñèòåò èìåíè Òàðàñà Øåâ÷åíêî, óë. Âëàäèìèðñêàÿ, 64/13, Êèåâ 01601, Óêðàèíà, e-mail: Klypaaa@bigmir.net Ïðåäñòàâëåí ìåòîä âîññòàíîâëåíèÿ ãèäðîõèìè÷åñêèõ äàííûõ íà îñíîâå ëîãàðèôìè÷åñêîé ìîäåëè êîððåëÿöè- îííîé ñâÿçè äëÿ ðåøåíèÿ çàäà÷è ìîäåëèðîâàíèÿ ðàñïðåäåëåíèé ñîäåðæàíèÿ ìèêðîýëåìåíòîâ â ïðèðîäíûõ âîäíûõ îáúåêòàõ Ïîëòàâñêîé îáëàñòè. Íà îñíîâå èìåþùåéñÿ èíôîðìàöèè âîññòàíîâëåíî ñîäåðæàíèå ñóõîãî îñòàòêà è ðàññ÷èòàíî ðåàëüíîå ñîäåðæàíèå ìèêðîýëåìåíòîâ â èññëåäóåìîì îáúåêòå. Äîêàçàíû äååñïîñîáíîñòü ìåòîäà è åãî ýôôåêòèâíîñòü, êîòîðàÿ çàâèñèò îò êîýôôèöèåíòà êîððåëÿöèè ìåæäó ëîãàðèôìàìè èññëåäóåìûõ çíà÷åíèé. Ïðèìåíåíèå ìåòîäà ïîçâîëèëî ïîëíîöåííî ïðîâåñòè çàïëàíèðîâàííûé ýêñïåðèìåíò è ïîëó÷èòü ðåàëüíûå îöåíêè èíòåãðàëüíûõ õàðàêòåðèñòèê ýêîëîãè÷åñêîãî ñîñòîÿíèÿ ïðèðîäíûõ âîä Ïîëòàâùèíû. Äëÿ àâòîìàòèçèðîâàííûõ ðàñ÷åòîâ ðàçðàáîòàí ïðîãðàììíûé ìîäóëü, êîòîðûé ìîæåò áûòü ðåêîìåíäîâàí äëÿ ïðè- ìåíåíèÿ â àíàëîãè÷íûõ ñèòóàöèÿõ. Êëþ÷åâûå ñëîâà: ëîãàðèôìè÷åñêàÿ ìîäåëü, âåðîÿòíîñòíî-ñòàòèñòè÷åñêîå ìîäåëèðîâàíèå, ðàñïðåäåëåíèå ìèêðî- ýëåìåíòîâ, ïðèðîäíûå âîäû, ñóõîé îñòàòîê, èíòåãðàëüíûå õàðàêòåðèñòèêè. RECOVERY OF DATABASE QUALITY TO CORRECT CONTENT DISTRIBUTION MODELS OF CHEMICAL ELEMENTS IN NATURAL WATERS M.N. Zhukov, A.V. Klypa Taras Shevchenko National University of Kyiv, Volodymyrska Str., 64/13, Kyiv 01601, Ukraine, e-mail: Klypaaa@bigmir.net Purpose. The purpose of the article is to carry out environmental monitoring of natural waters, based on probabilistic methods and statistical modeling of content distribution of chemical elements in water; to recover hydrochemical database quality to correct the model of content distribution of chemical elements in natural waters. Design/methodology/approach. We used method of probabilistic and statistical analysis to determine patterns of chemical elements behavior in natural waters and evaluate their characteristics of distribution; mathematical modeling for automated construction of parametric density estimates; methods of correlation and regression analysis to establish the relationship between the components of the chemical composition of natural waters and to calculate integral characteristics of ecological condition. Distribution modeling, calculation of statistical characteristics and database quality recovery were performed using MathCad software package. Findings. The proposed composite model adequately describes the distribution of chemical elements in natural waters in areas with different natural and technogenic conditions. It allows full environmental monitoring of natural water bodies by integrating the density distributions. The quality recovery method of hydrochemical database allowed to calculate the actual content of trace elements in the water, fully carry out the planned experiment and get a real assessment of changes in the ecological condition of the objects. Practical value/implications. The developed software can be used to assess the ecological state of water not only in the Poltava region, but also in other areas, and can significantly increase the reliability and accuracy of the estimates, which a complete modern environmental monitoring requires. The mathematical module of database quality recovery may also be used to solve such kind of problems. Keywords: logarithmic model, probabilistic and/or statistical modelling, element distribution, natural waters, solid residue, integral characteristics. References: 1. Rudko H.I., Adamenko O.M., Smoliar N.I., Zhovynskyi E.Ya., Povorozniuk V.V., Salomatin V.M., Yehorova T.M. Vstup do medychnoi heolohii: u 2 t. [Introduction to Medical Geology, vol. 2]. Kyiv, Akadempres, 2010, vol. 2, 448 p. 2. Gavrishin A.I. Gidrogeokhimicheskie issledovaniya s primeneniem matematicheskoy statistiki i EVM [Hydrogeochemical studies using mathematical statistics and computer]. Moscow, Nedra, 1974, 144 p. 3. Gavrishin A.I. Ispol’zovanie metodov matematicheskoy statistiki pri obosnovanii gidrokhimicheskikh vyvodov [Using the methods of mathematical statistics in justifying hydrochemical conclusions]. Gidrokhimicheskie materialy [Hydrochemical materials]. 1970, vol. 54, pp. 59-67. 4. Zhukov M.N., Stakhiv I.R., Klypa A.V. Modeliuvannia rozpodiliv vmistu zabrudniuiuchykh rechovyn v atmosferi mehapolisiv (na prykladi m. Kyieva) [Modeling distributions contents of pollutants in the atmosphere of big cities (for example, the city of Kyiv)]. Geoinformatika [Geoinformatics (Ukraine)], 2013, no. 2, pp. 61-69. 62 ISSN 1684-2189 GEOINFORMATIKA, 2014, ¹ 4 (52) © Ì.Í. Æóêîâ, À.Â. Êëèïà 5. Zhukov N., Klypa A., Stakhiv I., Makarenko N. Imovirnisna otsinka zabrudnennia pryrodnoho seredovyshcha na osnovi modeliuvannia rozpodiliv vmistu khimichnykh elementiv (na prykladi poverkhnevykh vod Poltavskoi oblasti) [Probabilistic Assessment of Environmental Pollution by Modeling Of Chemical Elements Content’s Distribution (on the Example of the Poltava Region’s Surface Waters)], Visnyk Taras Shevchenko National University of Kyiv. Geology. 2012, issue 58, pp. 52-57. 6. Klypa A.V. Otsinka khimichnoho skladu pryrodnykh vod na osnovi ymovirnisnoho modeliuvannia rozpodiliv vmistu khimichnykh komponentiv dlia vyrishennia zadach ekolohichnoho monitorynhu (na prykladi Poltavskoi oblasti). Dis. … kand. heol. nauk [Evaluation of the Chemical Composition of Natural Waters Based on Probabilistic Modeling Distributions of Chemical Components for Solving Environmental Monitoring Objectives (Evidence from the Poltava Region). D-r Philosophy (geological sci.) diss]. Kyiv, 2014, 184 p. 7. Peleshenko V.I., Romas’ M.I. Primenenie veroyatnostno-statisticheskikh metodov dlya analiza gidrokhimicheskikh dannykh [Application of probabilistic and statistical methods for the analysis of hydrochemical data]. Kyiv, Publishing center “Kyiv. University”, 1977, 64 p. 8. Smirnov S.I. Veroyatnostno-statisticheskie zakonomernosti raspredeleniya khimicheskikh elementov v prirodnykh vodakh [Probabilistic and statistical regularities in the distribution of chemical elements in natural waters]. Gidrokhimicheskie materialy [Hydrochemical materials], 1963, vol. 35, pp. 5-55. 9. Sukorkin S.N., Anisimov V.A., Goryaev Yu.P. Otchet po gidrolitokhimicheskomu kartirovaniyu po stokam malykh rek m-ba 1:1 000 000 territorii Ukrainy, Moldavii i Belorussii. Zadanie 52-67 [Report hydrochemical mapping on small rivers at a scale of 1:1 000 000 in Ukraine, Moldova and Belarus. Setting 52-67]. Kiev, Kazennoe predpriyatie “Kirovgeologiya”, 1990, 276 p. 10. Ukrayina. Ekoloho-heohrafichnyy atlas. Atlas-monohrafiya [Ukraine. Ecological atlas. Atlas-monograph]. Kyiv, Varta, 2006, 220 p. Íàä³éøëà äî ðåäàêö³¿ 21.07.2014 ð. Recrived 21/07/2014

Відновлення кондиційності баз даних для корекції моделей розподілів вмістів мікроелементів у природних водах

Репозитарії

Схожі ресурси