Научный архив: статьи

Цель работы - создание экспертной системы, которая на основе алгоритма нечеткой логики позволяет оценить эффективность вспашки почвы от ее агротехнических характеристик. Экспертная система оценки эффективности вспашки почвы разработана с использованием Fuzzy Logic Toolbox в MatLab. Пакет позволяет создавать системы нечеткого логического вывода, включая проектирование и моделирование. Результаты визуализируются через Rule Viewer и Surface Viewer, отображающие диалоговые окна и поверхности отклика. С помощью редактора Fuzzy Inference System Editor была создана экспертная система на основе алгоритма Мамдани для оценки эффективности вспашки почвы. Входные параметры: «грубая вспашка», «равномерность», «глыбистость», «свальный гребень», «глубина» (оценка от 0 до 10). В отношении этих величин заданы функции принадлежности и три правила соответствия, определяющие значение эффективности вспашки почвы от входящих характеристик. Система тестировалась через Rule Viewer, показывая зависимость величины эффективности вспашки от входящих параметров. Поверхность отклика обнаруживает ступенчатую структуру и резко возрастает при увеличении глыбистости выше 7 и свального гребня выше 5. Разработан пользовательский интерфейс, реализующий систему нечеткой логики для оценки экологического риска на основе экспертных оценок показателей качества окружающей среды. Система интегрируется в Simulink и может работать как независимое приложение. Интерфейс интуитивно понятен и позволяет вводить данные и получать результаты быстро. Алгоритмы нечеткой логики позволяют обрабатывать неточные данные, обеспечивая надежные прогнозы и рекомендации по агротехническим процессам. Интеграция с Simulink способствует комплексному подходу к управлению сельскохозяйственными процессами. Система легко расширяется за счет модулей и адаптируется к условиям и требованиям, улучшая оценку и прогнозируя в контексте мелиорации.

Целью исследования являлось изучение пространственного распределения поверхностной температуры поля на сельскохозяйственных территориях, отличающихся по засушливости. Объектом исследования являлись почвы полей, расположенных в правобережье и левобережье Саратовской области, в районах, различающихся по аридности. Данные о влажности почвы и о значениях вегетационных индексов относились к июлю 2024 г. В качестве исходных материалов для задач дистанционного зондирования применялись мультиканальные снимки, полученные спутником Landsat 8. Обработка космоснимков и картографирование полученного материала проводились с помощью программного комплекса QGIS (версия 3.28.0). Статистическая обработка полученных данных реализована в программном комплексе Statistica (версия 10). Данные инфракрасного канала были обработаны с помощью модуля RS&GIS с целью определения температуры поверхности территории. Для оценки уровня аридности территории применялся стандартизованный индекс различий увлажненности. Понижение индекса NDMI соответствует увеличению аридности климата. Установлено, что аридность районов Саратовской области увеличивается при переходе с севера на юг. Температура поверхности земли распределяется неравномерно из-за полива и удобрения почв, рельефа местности, различий в культуре и других факторов, таких как солнечная инсоляция и движение воздушных масс. Взаимосвязь между температурой поверхности агроценоза и стандартизованным индексом различий увлажненности соответствует критерию нормального распределения. Корреляция оценивалась с помощью критерия Спирмена, и статистически значимые значения отклонялись от нулевой гипотезы о равенстве коэффициента корреляции нулю. Показано, что аридность и средняя температура поверхности земли увеличиваются с севера на юг. Непостоянное распределение температуры поверхности в сельскохозяйственных угодьях объясняется поливом, удобрением почв, особенностями рельефа и типом растительности. Температура поверхности сельскохозяйственных угодий линейно уменьшается с ростом стандартизованного индекса различий увлажненности.