Введение к работе
Актуальность работы
Столица государства Бангладеш - город Дакка - в настоящее время является крупным современным мегаполисом с населением более 12 миллионов человек и ежегодным приростом населения около 3% в год. В непосредственной близости от территории мегаполиса расположена замкнутая речная система. Снабжение населения питьевой водой осуществляет Департамент водоснабжения и канализации Дакки (DWASA), используя для этого преимущественно грунтовые воды. Однако уровень грунтовых вод снижается, по данным исследований, на 1-3 м/год, что в ближайшей перспективе может привести к оседанию почв, изменениям в растительном покрове и другим экологическим последствиям, в том числе уменьшению поступления питьевых вод. Проблемы изучения поверхностных вод и повышения их качества становятся все более актуальными, поскольку при существующих темпах деградации подземных источников вод в течение ближайшего десятилетия возникнет проблема очистки речных вод как для бытовых, так и для промышленных целей.
В настоящее время вода в речной системе мегаполиса Дакка ограниченно пригодна для использования. По многим параметрам качество речной воды не соответствует стандартам, особенно при снижении уровня воды в реках в сухих сезонах. Помимо сельскохозяйственных стоков и бытовых сточных вод, значительный вклад в загрязнение поверхностных вод вносят предприятия текстильной и кожевенной промышленности, а также машиностроительные и химические предприятия, сосредоточенные в 6 основных промышленных зонах (кластерах), расположенных как в городской черте, так и в ближайших пригородах. Основными параметрами, определяющими качество воды в речной системе, являются концентрация растворенного кислорода (DO), химическая (COD) и биохимическая (BOD) потребность в кислороде, содержание твердых частиц (TDS), а также концентрации химических загрязнителей (анионы кислот, ионы металлов, аммиак и т.д.).
Изучению качества воды в речной системе мегаполиса Дакка посвящены работы многих исследователей, однако большинство таких исследований охватывает лишь отдельные небольшие части речной системы. Таким образом, создание единого хранилища данных для сбора, накопления и обработки информации о качестве воды во всей речной системе в целом представляется весьма актуальной задачей.
Цель работы
Целью работы является совершенствование информационной поддержки систем мониторинга качества воды в речной системе мегаполиса Дакка на основе технологий хранилищ данных.
Объект исследования - речная система мегаполиса Дакка. Предмет исследования - применение технологий хранилищ данных для мониторинга качества воды в речной системе мегаполиса Дакка.
Задачи исследования:
Системный анализ проблемы качества воды в речной системе мегаполиса Дакка;
Построение формализованного описания речной системы мегаполиса Дакка;
Разработка комплекса информационных моделей хранилища данных;
Сбор и обработка литературных данных и заполнение хранилища данных.
Научная новизна:
Выполнен системных анализ основных факторов, определяющих качество воды в речной системе мегаполиса Дакка;
Построена обобщенная графовая модель речной системы, позволяющая формировать частные речные подсистемы с использованием различных источников данных;
Разработан комплекс информационных моделей хранилища данных, обеспечивающий возможность проведения многомерного анализа накопленных данных.
Практическая значимость:
Сформирована единая информационная основа систем мониторинга качества воды на базе хранилища данных;
Разработаны алгоритмы и функциональная модель информационных процессов заполнения хранилища данных параметров качества воды;
Собран, обработан и проанализирован большой объем данных по качеству воды в речной системе мегаполиса Дакка.
Методы исследования
В основу решения поставленных задач положены методы системного анализа (декомпозиция, классификация, иерархическое упорядочение, абстрагирование, формализация, композиция, моделирование), методология
функционального моделирования IDEF0, методология моделирования потоков данных DFD, методология проектирования баз данных IDEF1X, теория реляционных баз данных и хранилищ данных.
Апробация работы
Основные положения и результаты работы представлены на П-й межрегиональной научно-практической конференции «Инновационные и информационные технологии в образовании, экономике, бизнесе и праве», МГУТУ, Волоколамск; 1-й ежегодной международной конференции "Экологическая наука и технологии", Университет Ибб, Йемен; "Международной конференции по устойчивому развитию", Онтарио, Канада и Заочной электронной конференция Российской Академии Естествознания "Современные проблемы загрязнения окружающей среды".
Публикации по теме диссертации
По материалам диссертации опубликовано 8 печатных работ, в том числе 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ для опубликования результатов диссертационных работ, 3 статьи в Российских и зарубежных научных журналах, 3 публикации в сборниках трудов и тезисов докладов всероссийских и международных конференций.
Структура и объем диссертации
Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения и трех приложений, изложенных на 92 страницах, включая библиографию из 116 литературных источников, 26 рисунков и 12 таблиц.
