Система для визначення ідентифікаційних ознак об’єктів морського середовища
Вантажиться...
Дата
2024
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Магістерська
дисертація
за
темою
«Система
для
визначення
ідентифікаційних ознак об’єктів морського середовища» виконана студентом
кафедри інженерії програмного забезпечення в енергетиці НН ІАТЕ
Мамотенком Богданом Олеговичем зі спеціальності 121 «Інженерія
програмного забезпечення» за освітньо-професійною програмою «Інженерія
програмного
забезпечення
інтелектуальних
кібер-фізичних
систем
в
енергетиці» і складається з: вступу; 5 розділів («Постановка задачі системи для
визначення ідентифікаційних ознак об’єктів морського середовища», «Аналіз
існуючих систем», «Засоби розробки системи для ідентифікації об'єктів
морського
середовища»,
«Опис
програмної
реалізації»,
і
«Розробка стартап-проекту»), висновків до кожного з цих розділів; загальних
висновків; списку використаних джерел, який налічує 20 джерел; 17
ілюстрацій; 7 таблиць та 2 додатки. Загальний обсяг роботи 106 сторінок.
Актуальність. В останні роки, зі зростанням усвідомлення важливості
охорони
морів,
актуальність
розробки
системи
для
визначення
ідентифікаційних ознак об'єктів морського середовища значно зросла. Цей
напрямок досліджень відіграє ключову роль у збереженні біорізноманіття
морів і океанів. Наприклад, з точними даними про розподіл та поведінку
морських видів, можна ефективніше планувати заходи щодо їх охорони та
використання морських ресурсів.
З іншого боку, зміни клімату та забруднення морів ставлять перед
наукою нові виклики. Необхідність у моніторингу стану морських екосистем
стає все більш актуальною. Система, яка може ідентифікувати зміни в
морському середовищі, надає важливі дані для екологічних досліджень та
розробки ефективної екологічної політики.
Технологічний прогрес у галузі морських наук також вимагає нових
підходів до обробки та аналізу великої кількості даних. Тут розробка системи
для визначення ідентифікаційних ознак стає не тільки інструментом для
покращення якості наукових досліджень, але й сприяє розширенню
можливостей у таких сферах, як морська біологія, екологія, геологія.
Крім того, ця система має важливе значення для безпеки мореплавання. Вона
допомагає
ідентифікувати
потенційні
небезпеки
для
судноплавства,
забезпечуючи таким чином безпеку на морі.
Не можна не згадати й про економічний аспект. Глибоке знання про
морське середовище може сприяти розвитку морської економіки, в тому числі
в галузях рибальства, туризму, видобутку природних ресурсів. Ефективна
система ідентифікації сприяє сталому розвитку цих галузей, забезпечуючи
мінімізацію негативного впливу на морське середовище.
Таким чином, розробка системи для визначення ідентифікаційних ознак
об'єктів морського середовища є важливим кроком не тільки у науковій сфері,
але й у глобальному контексті збереження морських екосистем, безпеки
мореплавання та сталого розвитку морської економіки.
Метою роботи є розробка ефективної системи для визначення
ідентифікаційних ознак об'єктів морського середовища, яка забезпечуватиме
точний та швидкий аналіз морських даних. Система має на меті інтегрувати
передові технології обробки даних та аналітичні алгоритми для ідентифікації,
класифікації та моніторингу різноманітних об'єктів, що зустрічаються в
морському середовищі.
Основні завдання, які покликана вирішити ця система, включають
забезпечення точності ідентифікації видів, визначення їхніх характеристик і
поведінки, а також аналіз змін, що відбуваються в морському середовищі з
часом. Це дозволить не тільки підвищити рівень знань про морські
екосистеми, але й сприятиме ефективному використанню морських ресурсів,
охороні біорізноманіття та плануванню заходів зі збереження морського
середовища.
Важливим аспектом роботи є також розробка інтерфейсу користувача,
який би був зручним та інтуїтивно зрозумілим для широкого кола фахівців у
сфері морських досліджень, екологів, біологів та інших зацікавлених сторін.
Кінцева
мета
полягає
в
створенні
надійного,
гнучкого
та
масштабованого інструменту, що зможе використовуватись в різних областях,
від наукових досліджень до практичного застосування у галузі морської
економіки та охорони довкілля.
Об’єктом дослідження є системи та методи для ідентифікації та аналізу
ідентифікаційних ознак об'єктів морського середовища. Це включає вивчення
та розробку інструментів та алгоритмів, що дозволяють ефективно виявляти,
класифікувати та відстежувати різноманітні об'єкти морського середовища,
такі як морські види, їх поведінку, а також фізичні та хімічні характеристики
води та дна.
В рамках дослідження особлива увага приділяється розробці та
вдосконаленню методів збору даних, їх обробки та інтерпретації, з метою
створення комплексної та інтегрованої системи. Ця система має на меті не
тільки забезпечити точне визначення та аналіз ідентифікаційних ознак, але й
сприяти глибшому розумінню процесів, що відбуваються в морському
середовищі.
Таким чином, об'єктом дослідження є комплексна взаємодія між різними
компонентами морського середовища, технологічні рішення для їх аналізу та
можливості використання зібраних даних для наукових та практичних цілей.
Предметом дослідження є система для ідентифікації, аналізу та
класифікації ідентифікаційних ознак об'єктів морського середовища. Це
включає в себе детальне вивчення та оцінку існуючих алгоритмів,
програмного забезпечення, технологій обробки даних та методів машинного
навчання, які можуть бути застосовані для ефективного збору, обробки та
інтерпретації морських даних.
Особлива увага приділяється розробці нових або вдосконаленню
існуючих методів для поліпшення точності та ефективності визначення
характеристик морських об'єктів, таких як види морських істот, їхні життєві
цикли, міграційні шляхи, а також фізико-хімічні параметри морського
середовища.
В рамках дослідження також розглядаються можливості інтеграції цих
методів у єдину систему, яка зможе автоматизувати процес ідентифікації та
аналізу, забезпечуючи високий рівень точності та надійності у визначенні
ідентифікаційних ознак морських об'єктів.
Методи дослідження, які застосовуються в роботі над проектом
«Система для визначення ідентифікаційних ознак об'єктів морського
середовища», включають ряд комплексних та багатогранних підходів.
- Аналіз літератури: огляд наявних наукових публікацій, статей, книг та
досліджень,
присвячених
методам
ідентифікації
об'єктів
морського
середовища, використанням хмарних технологій у обробці даних, а також
загальним питанням морської екології та біології.
- Моделювання та комп'ютерне симулювання: розробка та тестування
математичних моделей і комп'ютерних симуляцій для перевірки гіпотез та
валідації методів аналізу даних. Це включає створення моделей машинного
навчання та штучного інтелекту для класифікації та ідентифікації об'єктів.
- Експериментальні методи: проведення польових досліджень та
експериментів для збору даних, які можуть бути використані для тестування
та вдосконалення розробленої системи. Використання спеціалізованого
обладнання для збору даних про морське середовище.
- Статистичний аналіз даних: застосування статистичних методів для
аналізу зібраних даних, включаючи оцінку точності, надійності та валідності
інформації та методів її обробки.
- Критичний аналіз та синтез: оцінка і інтеграція отриманих даних і
результатів з наявними теоретичними знаннями для формулювання висновків,
рекомендацій та пропозицій щодо подальшої роботи.
- Ітеративний розвиток та тестування: постійне вдосконалення системи
шляхом ітеративного процесу розробки, тестування, аналізу зворотного
зв'язку та внесення корективів.
Практичне значення одержаних результатів дослідження полягає в
тому, що розроблена система забезпечує:
- підвищення ефективності моніторингу морського середовища: завдяки
точній ідентифікації об'єктів морського середовища, система допоможе в
покращенні моніторингу біологічного різноманіття, виявленні змін у
морських екосистемах та вчасному реагуванні на екологічні загрози.
- забезпечення точності та надійності даних для наукових досліджень:
надання точних даних про морське середовище сприятиме розвитку наукових
досліджень у галузях морської біології, екології та геології.
- покращення ресурсного планування та управління морськими
ресурсами: ефективне використання системи сприятиме більш точному та
ефективному плануванню видобутку та використання морських ресурсів, що
підвищує їх сталість та зменшує негативний вплив на морське середовище.
-
поліпшення
безпеки
мореплавства:
ідентифікація
потенційно
небезпечних об'єктів та умов у морському середовищі допоможе у підвищенні
безпеки судноплавства.
- сприяння екологічній освіті та підвищенню екологічної обізнаності:
використання системи в освітніх цілях забезпечить краще розуміння
важливості охорони морського середовища та розвиток екологічної свідомості
серед широкого загалу.
Опис
В рамках даного дослідження було виявлено, що розробка та
впровадження системи, яка могла б визначати ідентифікацінйні ознаки
об’єктів морського середовища є надзвичайно важливим завданням. В
результаті дослідження було розроблено інформаційну систему для
визначення ідентифікаційних ознак об’єктів морського середовища.
Ключові слова
ідентифікація об'єктів, аналіз даних, обробка даних, аудіосигнали, шум, мелспектрограма, кластеризація, Feature extraction, К- means
Бібліографічний опис
Мамотенко, Б. О. Система для визначення ідентифікаційних ознак об’єктів морського середовища : магістерська дис. : 121 Інженерія програмного забезпечення / Мамотенко Богдан Олегович. – Київ, 2024. – 106 с.