Математичне та програмне забезпечення геоінформаційної системи аналізу процесів емісії парникових газів

Abstract

Дисертація присвячена побудові архітектури програмного забезпечення спеціалізованого комплексу для географічного аналізу та інвентаризації парникових газів, яка враховує специфіку технологічних процесів на регіональному рівні і дає можливість будувати просторові кадастри емісій. Сформовано вимоги та розроблено архітектуру спеціалізованої геоінформаційної системи для аналізу та просторової інвентаризації емісій парникових газів. Удосконалено математичні моделі емісії парникових газів для житлового, транспортного та залізничного сектору, які базуються на принципі дезагрегації статистичних даних до рівня лінійних та площинних джерел емісії і дають можливість врахувати специфіку наявних національних даних. Здійснено аналіз невизначеності результатів просторової інвентаризації парникових газів у залізничному транспорті Житомирської області. Диссертация посвящена построению архитектуры программного обеспечения специализированного комплекса для географического анализа и инвентаризации парниковых газов, которая учитывает специфику технологических процессов на региональном уровне и дает возможность строить пространственные кадастры эмиссий. Сформированы требования и разработана архитектура специализированной геоинформационной системы для анализа и пространственной инвентаризации эмиссий парниковых газов. Усовершенствованы математические модели эмиссии парниковых газов для жилищного, транспортного и железнодорожного секторов, которые основаны на принципе дезагрегации статистических данных до уровня линейных и плоскостных источников эмиссии и дают возможность учесть специфику имеющихся национальных данных. Осуществлен анализ неопределенности результатов пространственной инвентаризации парниковых газов в железнодорожном транспорте Житомирской области. The thesis is devoted to the specialized complex software architecture constructing for the purposes of geographic analysis and greenhouse gases inventory, which takes into account the specific processes at the regional level and makes it possible to build spatial emission inventories. The necessity and feasibility of the implementation of spatial inventory of greenhouse gases were substantiated using modern information technologies, which are based on the Geographic Information System (GIS). It is shown that an effective mechanism that would give an opportunity to assess the level of emission within the target territories should be a spatial inventory of greenhouse gases, using specialized GIS. The relevant requirements were formed; an architecture of the specialized geographic information system for the spatial inventory of greenhouse gases was developed using free library for the vector and raster formats GDAL/OGR processing. Detailed modules that provide the reading and displaying for the vector and raster data formats of the tabular and graphical information were designed. An appropriate programming architecture was built as well as the relevant requirements were substantiated for all specialized modules of the software system for the geographical analysis and the spatial inventory of greenhouse gases. Such modules are designed to implement basic procedures of the targeted spatial analysis and provide operations for the fuel consumption data disaggregation, emission process modeling as well as the evaluation of all of its parameters, storing and visualization of spatial inventory results. Improved mathematical models of greenhouse gas emissions for residential, road transport, and railway sectors, which are based on the principle of disaggregation of statistical data to the level of line- and area-type emission sources, and make it possible to take into account existing national data specifics. The analysis of the uncertainty of the results of spatial inventory of greenhouse gas emissions was performed on the example of railway sector of Zhytomyr region.