Перейти к содержимому
AP19678926 — Научные проекты — МУИТ
ИРН AP19678926

Разработка интеллектуальной системы для исследования и решения экологических проблем загрязнения почвы и воздуха с помощью методов науки о данных

Научный руководитель д.т.н., проф. Найзабаева Л.
l.naizabayeva@iitu.edu.kz
Программа Грантовое финансирование, 2023–2025
Договор Договор №305/23-25 от 03.08.2023
Финансирование проекта 73,1 млн тг
Приоритетное направление Информационные, коммуникационные и космические технологии

ЦЕЛЬ

Цель проекта

Разработка интеллектуальной системы принятия решений и прогнозирования токсинов в почве, загрязненных пестицидами и тяжелыми металлами; проектирование геоинформационной системы мониторинга воздушного бассейна с учетом геопространственных данных Казахстана.

О ПРОЕКТЕ

Аннотация

Интеллектуальный мониторинг окружающей среды подразумевает рассмотрение нескольких взаимосвязанных проблем экологии, что является синергией, означающей наибольший эффект от комбинированного решения. Следовательно, становится важным изучение двух и более связанных между собой составляющих проблем экологии городов как чистоты воздуха и земли с помощью интеллектуальных методов науки о данных.

Задачи проекта

  • Исследование степени загрязненности тяжелыми металлами почв Казахстана, оценка изменения микробиологической компоненты почв под воздействием тяжелых металлов.
  • Применение математической модели фитотоксичности почвы при загрязнении для оценки состояния земель, подвергшихся антропогенному воздействию.
  • Проектирование модели интеллектуальной системы восстановления земель, загрязненных ксенобиотиками.
  • Исследование модели динамической системы мониторинга воздушного бассейна мегаполиса для разработки функциональной структуры геоинформационной системы обработки данных, показателей оценки динамики состояния воздушного бассейна.
  • Разработка имитационной модели и алгоритма функционирования геоинформационной системы мониторинга воздушного бассейна, позволяющей давать в онлайн режиме оценку состояния загрязнения воздушного бассейна в зависимости от природно-климатических факторов и промышленной деятельности на конкретной территории Казахстана.

Новизна

а) Предложен алгоритм для прогнозирования биомассы растений на загрязненной тяжелыми элементами почве при модифицировании структуры модели Miscanmod с учетом климатических данных;

в) Разработан многорядный алгоритм самоорганизации, по прогнозирующим свойствам превосходящий в точности регрессионные модели, обеспечивающий автоматический отбор информативных входных переменных и выбор структуры регрессионной модели оптимальной сложности.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Текущие результаты

Созданы две базы данных о загрязненных токсическими элементами территориях и растениях казахстанской флоры, способных к очистке техногенно-загрязненной почвы.

Разрабатывается интеллектуальная система анализа данных о загрязненных хлорорганическими пестицидами и тяжелыми металлами землях Казахстана.

Разработанная функциональная структура геоинформационной системы мониторинга воздуха будет использоваться как прототип для разработки подобных геоинформационных систем.

Прямой социальный и экономический эффект данного проекта связан с необычайной дороговизной натурных исследований, порой даже невозможностью проведения эксперимента.

Интеллектуальная система мониторинга загрязняющих веществ в воздухе и на поверхности земли позволяет принимать эффективные решения по улучшению социального благополучия населения Казахстана.

Создана модель MiscanCalc на языке C# в Visual Studio для прогнозирования продуктивности биомассы мискантуса на загрязненных ТМЭ почвах, непригодных для производства продуктов питания, на основе конкретной модификации алгоритма модели Miscanmod.

В рамках проекта выполнена PhD диссертация «Проектирование информационной системы для прогнозирования и принятия решений в процессе очистки почвы, содержащей токсичные элементы» Нуржановым Чингизом Аскаровичем по специальности 6D060200 – Информатика.

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СОБСТВЕННОСТЬ

Правовая защита

  • Авторское свидетельство №976 «База данных о растениях-фиторемедиантах», Найзабаева Л., Нуржанов Ч.А., 13.12.2018.
  • Авторское свидетельство №971 «База данных о загрязненных пестицидами территориях», Найзабаева Л., Нуржанов Ч.А., 13.12.2018.
  • Авторское свидетельство №9968 «Многорядный эвристический метод самоорганизации для построения регрессионных уравнений», Мазаков Т.Ж., Джомартова Ш.А., Мазакова А.Т., Нуржанов Ч.А., Жакып Б.М., Амирханов Б.С., Шорманов Т.С., 19.05.2020.

ВНЕДРЕНИЕ

Коммерциализация и практическое применение

Совместная работа с ТОО: тестирование и сопровождение программных приложений, обучение пользователей. Частичная коммерциализация структурирована через соглашения о софинансировании с ТОО. При распространении информации о результатах проекта целью является повышение вероятности внедрения продукции и дальнейшей коммерциализации.

КОМАНДА

Состав исследовательской группы

Нуржанова Асиль Аруновна, д.б.н.

Институт биологии и биотехнологии растений

Scopus ID: 15029299700
ORCID: 0000-0003-4811-0164

Сембина Гүлбақыт Какейқызы, к.т.н.

АО МУИТ, ассоциированный профессор

Scopus ID: 57203005992
ORCID: 0000-0003-2920-1490

Сейлова Нургуль Абадуллаевна, к.т.н.

АО МУИТ, ассистент-профессор

Scopus ID: 57200070158
ORCID: 0000-0003-3827-179X

Сатымбеков Максатбек Нургалиулы, PhD

КазНУ им. аль-Фараби

Scopus ID: 57201153506
ORCID: 0000-0002-4621-6646

Бисаринова Айгуль Туктикызы, PhD

АО МУИТ, ассистент-профессор

Scopus ID: 57191822295
ORCID: 0000-0001-6629-3051

Барлыкбай Н.Т.

АО МУИТ, сениор-лектор

Магжанова Алма Магжанқызы

АО МУИТ, бухгалтер

Готовы начать путь в IT?

Узнайте больше о передовых образовательных программах IITU, требованиях к поступлению и начните процесс подачи документов уже сегодня.

Көру қабілеті нашар адамдарға арналған сайт нұсқасы