7. Технічні засоби збору та обробки інформації у системі екологічного мніторингу.

До наступного часу в Україні і за рубежем створений великий парк спеціальної й універсальної контрольно-вимірювальної й аналітичної техніки, зразкових засобів та технологій проведення аналізу, контролю, оцінки, обробки екологічної інформації. У цьому плані завдання техніко-технологічного забезпечення екологічного моніторингу зводиться до вибору оптимального комплекту технічних засобів спостереження і контролю на основі нормативної бази екологічного моніторингу.

Результати екологічного моніторингу складають інформаційну базу (банк даних) екологічного моніторингу, що дозволяє використовувати ЕОМ для збору, збереження, обробки й аналізу інформації. Інформаційне забезпечення, у свою чергу, є основою для керування природоохоронною діяльністю. Інформативність моніторингу багато в чому залежить від рівня технічних засобів (оснащеності служби), тому при комплектуванні парку приладів необхідно керуватися всім комплексом нормативів контролю — періодичністю, необхідною точністю і вірогідністю, повнотою. Обов'язкова умова забезпечення необхідної інформативності — використання ЕОМ.

Відомча служба екологічного моніторингу повинна мати повний комплект необхідних технічних засобів для контролю всіх основних параметрів забруднень навколишнього середовища. Звичайно, склад забруднювачів повітря, води, ґрунтів досить точно прогнозується, тому задача екологічного контролю зводиться до кількісного визначення концентрацій відомих забруднень. Для цього відомчі служби екологічного контролю досить оснастити комплексними пересувними лабораторіями аналізу якості повітря, води, ґрунтів.

Організації екологічної служби, її технічному оснащенню для контролю якої-небудь визначеної території повинні передувати науково-дослідні роботи, необхідні для дослідження і прогнозування можливих забруднень (по складу й об'ємних концентраціях). Результати досліджень служать підставою для укомплектування контрольних служб технічними засобами вимірів і аналізу складу і концентрацій забруднювачів.

Загальна структура апаратних засобів мережі наземних вимірів у системі екологічного моніторингу включає:

1. Для низового рівня моніторингової мережі:

- стаціонарні пости спостережень за станом повітря і води;

- пересувні і стаціонарні лабораторії для спостережень за станом атмосфери, води, ґрунту, снігу;

- пересувні станції контролю викидів і скидів;

- інспекційні служби;

- служби одержання даних від населення.

Число стаціонарних і пересувних станцій і постів визначається в результаті проведення досліджень, розрахунків на наявних моделях конкретної природно-технічної системи (або природно-територіального комплексу), а також на підставі накопиченого досвіду спостереження за навколишнім середовищем.

2. Для середнього рівня мережі:

- центри збору й обробки інформації, отриманої в низових мережах, що відрізняються друг від друга специфікою і складністю розв'язуваних задач.

3. Для вищого рівня мережі:

- користувачі інформації, отриманої в центрах її збору й обробки.

Безпосередніми користувачами даних є інспектори по охороні навколишнього середовища.

До числа основних складові мережі моніторингу відносяться датчики й аналізатори; пристрої завантаження даних; пристрою передачі даних і ін.

В ієрархічно побудованій мережі наземних вимірів обчислювальні засоби обробки інформації використовуються практично на всіх рівнях мережі. На стаціонарних і пересувних постах завантажник даних не тільки керує роботою аналізаторів, але і робить первинну обробку зібраних даних. У локальних і центральних обчислювальних центрах обчислюються по моделях рівні забруднення середовища по основних і додаткових інгредієнтах, будуються карти ізоліній, розраховуються прогнози, обчислюються ймовірні джерела забруднень і т.п.

Обчислювальний центр мережі моніторингу забруднень виконує наступні функції:

- керування роботою мережі наземних вимірів в оперативних, штормовому режимах і режимі перевірки працездатності;

- збір інформації від стаціонарних постів і пересувних лабораторій контролю забруднень;

- ведення банків даних оперативного і довгострокового збереження інформації з забезпеченням надійності збереження інформації і захисти від несанкціонованого доступу;

- обробка інформації для одержання загальної картини забруднень для обчислення прогнозів, інтегральних оцінок екологічного стану середовища й ін.;

- підготовка і видача інформації про забруднення в плановому порядку у виді зведених таблиць, картографічного матеріалу і т.п.;

- передача інформації в автоматичному режимі в головний обчислювальний центр.

Мережа передачі даних наземних вимірів зі станцій екологічного моніторингу вирішує наступні задачі:

- регулярна передача даних вимірів від стаціонарних постів і пересувних лабораторій;

- передача даних, що надходять від населення про тривожні й аварійні ситуації;

- передача даних по каналах зв'язку від обчислювального центра користувачам інформації (виконавчій владі, населенню і т.п.).

Дані від обчислювального центра користувачам повинні передаватися 1—2 рази в добу, обсяг їх досить великий (одиниці і десятки кілобайт). Тому швидкість передачі і вимоги до надійності передачі даних повинні бути досить високі.

Інформаційне забезпечення системи комплексного екологічного моніторингу повинне включати:

- упорядковану структуру інформаційних потоків (вхідних, внутрішніх, вихідних);

- інфраструктуру власне інформаційної бази даних;

- методики збору даних від стаціонарних і пересувних посад;

- методики передачі даних, отриманих від постів різного рівня;

- методики обробки даних і розрахунку інтегральних показників стану навколишнього середовища;

- методики визначення джерел викидів;

- структуру користувальницьких організацій мережі й експлуатаційних служб.

Програмне забезпечення мережі комплексного екологічного моніторингу повинне включати:

- розвинуті операційні системи;

- стандартні бази даних;

- картографічне забезпечення;

- монітори для керування збором даних;

Базою даних називають сукупність збережених операційних даних, використовуваних прикладними системами деякого споживача.

За способом організації баз даних розрізняють реляційні, ієрархічні і мережні бази даних.

Реляційні бази даних будуються на основі реляційної моделі даних, що використовує математичне поняття теоретико-множинного відношення. База даних при цьому представляється у виді сукупності таблиць.

Ієрархічні бази даних будуються на основі ієрархічної моделі даних, у якій дані мають структуру простого дерева. База даних представляється при цьому у виді сукупності дерев.

Мережні бази даних будуються на основі мережної моделі даних, у якій дані мають структуру орієнтованого графа. База даних представляється орієнтованою мережею.

Вибір конкретної бази даних залежить від характеру виконуваних задач. Відповідно до загальної структури мережі наземних вимірів повинні бути створені наступні основні бази даних: по атмосферному повітрю, викидам, скидам і відходам, водним об'єктам, й ін. Більшість з них доцільно будувати як реляційні. У той же час, скажемо, для картографічних систем можуть бути використані бази даних ієрархічного типу.