Environmental risk analysis in GIS based on fuzzy sets
Abstract
Approach to environmental risk assessment using methods of the theory of fuzzy sets in a GIS environment is discussed. A problem of soil contamination by heavy metals is analyzed. To represent the level of soil contamination by heavy metals and the corresponding threshold values are used fuzzy numbers. Comparison of these numbers allows to form the reliability index for each land parcels relatively to each pollutant. The possibility of the formation of the comprehensive evaluations on the basis of the indices for selected pollutants is presented.
All algorithms to work with fuzzy sets are integrated into the GIS environment. Efficiency of the proposed method is confirmed by practical examples.
Keywords:
geographic information systems; environmental risk; soil contamination by heavy metals; fuzzy sets.
References
1. Присяжнюк С.П., Осипов Г.К.Научно-методические основы создания территориальных информационно-аналитических систем для органов местного самоуправления // Информация и космос. 2007. № 2. С. 67–83.
2. Арефьев Н.В., Баденко ВЛ., Латышев Н.К.Геоэкологические подходы к разработке информационно-аналитических
систем для гидромелиоративного строительства и природообустройства // Научно-технические ведомости СПбГПУ, №4,2010. С. 205–211
3. Баденко ВЛ., Латышев Н.К., Слинчук С.Г.Особенности геоинформационного обеспечения технологий точного
земледелия // Информация и космос, 2009, №4. – С. 53–58.
4. Филатов В.Н., Присяжнюк С.П.Автоматизированная поддержка принятия решения на базе геоинформационных систем // Информация и космос. 2004. № 2. С. 4–8.
5. Присяжнюк С.П., Трубецкой А.И., Савченко О.В.Инструментальные средства моделирования в распределенных
геоинформационных системах//Информация и космос. 2007. №4. С. 51–55.
6. Щербаков Ю.С.Геоинформационное картографирование интегрированных техногенно-экологических рисков //
Интерэкспо Гео-Сибирь. 2010. T.I.Nb-2. С. 51–55.
7. Любимова А.В., Спиридонова В.В.ГИС-анализ комплекса природных и техногенных рисков Северо-Кавказского
экономического района // Геоинформатика. 2012. №3. С. 1–7.
8. Арефьев Н.В., Баденко ВЛ.Геоинформационные системы в природообустройстве: Учеб, пособие. СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2008., 108 с.
9. Попович В.В., Потапычев СИ., ПанькинАВ., Шайда С.С., Воронин М.Н. Интеллектуальная ГИС в системах мониторинга // Труды СПИИРАН. 2006. Т. 1. №3. С. 172–184.
10. Гуменюк В.И., Сыров АА., Федосовский М.Е., Фокин ГА.Вероятностный анализ безопасности транспортно-
технологического оборудования для перегрузки ядерного топлива // Научно-технические ведомости СПбГПУ. 2009. № 78. С. 98–102.
11. Махутов НА.Экологические риски негативных техногенных воздействий // Экология и промышленность России. 2011. № 4. С. 66–70.
12. Недосекин А.О. Методологические основы моделирования финансовой деятельности с использованием нечетко-множественных описаний [Текст]: дис. док. экон. наук: 08.00.13 / А.О. Недосекин; Гос. образовав учреждение высш. профобразования «Санкт-Петербургский государственный университет экономики и финансов». – СПб, 2003. – 280 с.
13. Леоненков, А.В.Нечеткое моделирование в среде MATLABи fuzzyTECH/ А. В. Леоненков. – СПб.: БХВ-Петербург, 2003. – 736 с.
14. ПегатА.Нечеткое моделирование и управление. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009. – 798 с.
15. KurtenerD., Badenko V.Fuzzy algorithms to support spatial planning, Chapter 14 in Geertman, S. and Stillwell, J. (eds.) Planning support systems in practice, Springer, Berlin, 2003, pp. 249-265.
16. Yakushev V., KurtenerD., Badenko V.Monitoring frost injury to winter crops: an intelligent geo-information system approach // In Physical Methods in Agriculture - Approach to Precision and Quality (ed. J.BIahovec and M.Kutelek). Kluwer Pub., Dordrecht, The Netherland, 2003, pp. 119–137.
17. KurtenerD, Badenko V.GIS fuzzy algorithm for evaluation of attribute data quality// GIM International, 2001. vol.15, no.3, pp. 76–79.
18. KurtenerD., Badenko V.A GIS methodological framework based on fuzzy sets theory for land use management // J. Braz. Comp. Soc., 2000, vol.6, no.3. pp. 26–35
19. KaufmannA., Gupta M.Fuzzy mathematical models in engineering and management science. Amsterdam: Elsevier Science, 1988. – 338 c.
20. Баденко ВЛ., Терлеев B.B., Миршель В., Никонова О.Г.Учет пространственной вариабельности гидрофизических свойств почв при моделировании продукционного процесса растений//Агрофизика. 2013. №1. С. 13–22.
21. Bogardi/., BardossyA., Mays М. D., Duckstein L.Risk assessment and fuzzy logic as related to environmental science // SSSA. Special publ. No 47. 1996. pp. 81–97.
22. Баденко ВЛ., Гарманов B.B., Осипов Г.К.Государственный земельный кадастр. – СПб.: Питер. 2003. – 320 с.
23. Курносов В.И., Паращук И.Б.Основные проблемы и пути комплексного обеспечения безопасности связи и
информации // Информация и космос. 2005. № 2. С. 98–104.