Практикум з екологічних баз знань

Розглядається оригінальний підхід до моделювання баз знань, заснованих на екологічній інформації та орієнтованих на екологічну оцінку стану навколишнього природного середовища. Аналізується методика створення баз знань за допомогою системи КАРКАС (http://it-karkas.com.ua).Основні положення конструювання моделей баз знань ілюструються прикладами з практики: визначення експозиції при оцінці екологічного ризику та класу небезпеки забруднюючої речовини, аналізу інтегральної оцінки стану навколишнього природного середовища регіону, вибору методу очищення ґрунту, маршруту транспортування нафтопродуктів, систем очищення води та очищення повітря, ідентифікації надзвичайних ситуації, пошук джерел забруднення водних ресурсів.
Книга представляє інтерес для фахівців – практиків, які створюють та підтримують бази знань у актуальному стані.

Ключові слова: темпоральні бази знань, експертні системи, екологічні бази знань
Практикум з екологічних баз знань

	ЗМІСТ
	ВСТУП	2
1.	РОЗДІЛ 1. СИСТЕМА "КАРКАС"	4
1.1.	Характеристика системи "КАРКАС"	6
2.	РОЗДІЛ 2. МОДЕЛІ ЕКОЛОГІЧНИХ БАЗ ЗНАНЬ	18
2.1.	Модель бази знань визначення експозиції в оцінці екологічного ризику	18
2.2.	Модель бази знань визначення класу небезпеки забруднюючої речовини	48
2.3.	Модель бази знань для вибору методу очищення ґрунту	73
2.4.	Модель бази знань для вибору маршруту транспортування нафтопродуктів	105
2.5.	Модель бази знань для вибору системи очищення води	125
2.6.	Модель бази знань для ідентифікації надзвичайної ситуації	153
2.7.	Модель бази знань для пошуку джерел забруднення водних ресурсів	173
2.8.	Модель бази знань для аналізу інтегральної оцінки стану навколишнього природного середовища регіону	195
2.9.	Модель бази знань для підбору фільтра для очищення повітря	221
	Висновок	236
	Використана література	237

Вступ
Експертні системи – це клас комп'ютерних систем, які можуть давати пораду на рівні експерта: консультувати, ставити діагноз із певним ступенем впевненості, пояснювати свої висновки (http://www.it-karkas.com.ua). Ядром експертної системи є база знань та алгоритм прийняття рішення (машина виведення).
На шляху створення експертних систем існує кілька перешкод, наприклад, несуперечність знань у базі знань та її динамічний супровід.
Інструментальний засіб для створення моделей баз знань – система "КАРКАС" не тільки поєднує поширені методи представлення знань (продукції та фрейми), але й заснована на новому підході представлення знань у вигляді ієрархічної функціональної системи, що відображає динамічні процеси предметної галузі. Як приклади, на сайті системи "КАРКАС", наведено різні презентації моделей баз знань. Оскільки модель кадру (каркас знань, що складається з слотів) найбільш вдало відображає елементи знань людської нейронної мережі, система, що розглядається, отримала назву "КАРКАС".
Система "КАРКАС" реалізує основні інструментальні засоби, сервіси (middleware, каркаси) для побудови баз знань предметної галузі за допомогою ієрархічної функціональної системи та, таким чином, полегшує побудову експертних систем.
Система "КАРКАС" поєднує різні підходи в побудові систем, заснованих на знаннях, таких як: експертні системи, експертні навчальні системи, мультиагентні системи.
Такі компоненти, як редактор бази знань, машина виведення, блок пояснення, є загальними для перерахованих систем і є інструментами системи "КАРКАС", які можна імплантувати в прототипи експертних систем.
Фрагменти прикладів баз знань (тексти правил і фреймів, скріншоти) призначені лише для навчання та розуміння логіки міркувань під час консультації у системі "КАРКАС".

Вибране

РОЗДІЛ 2. МОДЕЛІ ЕКОЛОГІЧНИХ БАЗ ЗНАНЬ
Перехід від емпіричних оцінок до науково обгрунтованих методів прийняття екологічно вірних рішень лежить через створення ЕС екологічного моніторингу, орієнтованих на оцінку та прогноз стану навколишнього природного середовища, що перебуває під антропогенним впливом.
2.1. Модель бази знань визначення експозиції в оцінці екологічного ризику
Постановка задачі. Створити БЗ щодо визначення виду експозиції при оцінці екологічного ризику на основі аналізу даних по кожному з видів експозиції.
Призначення прототипу ЕС: – це консультування щодо визначення виду експозиції в оцінці екологічного ризику (ризики здоров'ю, ризик смерті, ризик захворювання).
Сфера застосування прототипу ЕС: це різні муніципальні органи з оцінки екологічного ризику.
Клас завдань – це аналіз можливих видів експозиції.
Ціль прототипу ЕС: – це визначення виду експозиції при оцінці екологічного ризику.
Очікувані результати (список можливих значень мети консультації): найбільш правильне визначення виду експозиції в оцінці екологічного ризику. Передбачаються такі можливі значення мети консультації: - інгаляційне надходження хімічних речовин (ХВ) від випаровування з води під час купання у відкритій водоймі; інгаляційний вплив ХВ, що потрапляють у повітря із ґрунту; інгаляційне надходження ХВ від випаровування питної води; пероральне надходження ХВ із питною водою; пероральне надходження ХВ при випадковому заковтуванні поверхневої води; пероральне надходження ХВ із ґрунту; нашкірна експозиція ґрунту; нашкірна експозиція відкритих водойм; нашкірна експозиція водопровідної води.
Підцілі: підцілями консультації є середовище поширення ХВ, прикордонні органи людини, частота дії ХВ, тривалість дії ХВ, агрегатний стан ХВ.
Вихідні дані: для аналізу середовища поширення – ідентифікація того середовища, яке переносить забруднювальну речовину (ЗВ); для визначення способу надходження речовини в організм - інформація про агрегатний стан речовин, прикордонні органи людини; для визначення ступеня експозиції – інформація про частоту та тривалість впливу.
Концептуальна модель ПрВ. Експозиція (вплив) – це контакт організму (рецептора) з хімічним, фізичним чи біологічним агентом.
Для визначення виду експозиції було обрано такі критерії:
- агрегатний стан забруднюючої хімічної речовини;
- прикордонні органи людини;
- Частота впливу;
- Тривалість впливу;
- середовище поширення забруднюючої речовини.
Повний сценарій експозиції, що відображає вплив на населення в реальних умовах, включає оцінку надходження хімічних речовин в організм людини одночасно з різних середовищ (атмосферне повітря, питна вода, вода поверхневої водойми, грунт, продукти харчування) різними шляхами (пероральний, інгаляційний, нашкірний) [ 19].
...
Висновки. Онтологія ПрО містить 5 класів та дворівневу структуру класів. У БЗ здійснено кластеризацію правил, що дозволило покращити структуру онтології.

2.2. Модель бази знань визначення класу небезпеки забруднюючої речовини
Постановка задачі. Створити БЗ визначення класу небезпеки забруднюючої речовини (ЗВ).
Призначення прототипу ЕС – це консультування щодо визначення класу небезпеки ЗВ. Для вживання екстрених заходів щодо боротьби із забрудненням, розробки рекомендацій щодо покращення стану навколишнього середовища.
Сфера застосування прототипу ЕС – це різні підприємства, які виробляють викид ЗВ в атмосферу.
Мета прототипу ЕС - визначення найбільш точного типу класу небезпеки речовини в залежності від його характеристик.
Клас задач: інвентаризація ЗВ, функціонування системи контролю за якістю речовин, що викидаються в атмосферу, визначення фактичного стану повітряного басейну
Початкові дані:
- Агрегатний стан досліджуваної речовини;
- розмір частинок та масова витрата речовини;
- джерело викиду та вплив на людину.
Очікувані результати: достовірне визначення класу небезпеки забруднюючої речовини.
Ідентифікація ПрВ. Токсичними (шкідливими) речовинами називаються хімічні сполуки, які негативно впливають на здоров'я людини та тварин.
Клас небезпеки шкідливих речовин - це умовна величина, призначена для спрощеної класифікації потенційно небезпечних речовин [20].
За ступенем небезпеки (токсичності) для людини розрізняють 4 класи забруднюючих речовин, що надходять із викидами в атмосферне повітря:
1 клас – надзвичайно небезпечні (наприклад, бенз(а)пірен, свинець, кадмій, пентоксид ванадію);
2 клас – небезпечні (наприклад, діоксид азоту, сірководень, фенол, формальдегід, залізо, марганець, мідь, нікель, бензол);
3 клас – помірно небезпечні (наприклад, пил (зважені речовини), діоксид сірки, монооксид азоту, толуол, ксилоли, етилбензол, магній);
4 клас – відносно безпечні (наприклад, оксид вуглецю, аміак).
При визначенні класу небезпеки використовувалася порівняльна характеристика ЗВ за такими ознаками:
- Агрегатному стану;
- Розміру частинок;
- Джерелу викиду;
- Масові витрати;
- Вплив на людину.
Висновки. Модель онтології визначення класу небезпеки забруднюючої речовини містить дворівневу ієрархію класів.

2.3. Модель бази знань для вибору методу очищення ґрунту
Постановка задачі. Створити БЗ за методом очищення ґрунту для інженера-еколога.
Призначення прототипу ЕС – це консультування щодо підбору методу очищення ґрунту.
Сфера застосування прототипу ЕС – це будівельні компанії, воєнні об'єкти, агропромисловість.
Мета прототипу - підбір найбільш відповідного методу для очищення ґрунту, який відповідатиме вимогам поставлених споживачем.
Вихідні дані: небезпечні речовини, метод за місцем застосування, рівень забруднення, ціна реалізації методу.
Небезпечні речовини: органічні та неорганічні ЗВ, відходи, діоксини, галогени, альдегіди, феноли, кетони, радіонукліди, важкі метали, летючі забруднюючі речовини [21].
Методи очищення ґрунту діляться за місцем застосування на: in situ – ґрунт очищається безпосередньо на місці; ex situ – викопується та очищується на спеціально обладнаних мобільних установках чи підприємствах.
Очікувані результати: ефективний вибір методу очищення ґрунту за прийнятими вимогами.
Ідентифікація ПрВ. Основні види антропогенного впливу на ґрунти такі:
- ерозія (вітрова та водна);
- забруднення;
- вторинне засолення та заболочування;
- опустелювання;
- відчуження земель для промислового та комунального будівництва.
Один з найпоширеніших видів забруднення – надходження у різні середовища важких металів (великої групи хімічних елементів з атомною вагою понад 50).
Основні забруднювачі ґрунту:
- пестициди (отрутихімікати);
- мінеральні добрива;
- відходи та покидьки виробництва;
- газодимові викиди забруднюючих речовин в атмосферу;
- нафта та нафтопродукти.
Дерево логічних можливостей вибору методу очищення грунту представлено на рис. 2.26.
Висновки. Демонстраційний варіант БЗ щодо визначення методу очищення грунту заснований на аналізі наступних параметрів: небезпечної речовини, методу за місцем застосування, рівня забруднення та ціни реалізації методу за м3.

2.4. Модель бази знань для вибору маршруту транспортування нафтопродуктів

Постановка задачі. Створити БЗ для вибору автозаправної станції (АЗС) з метою доставки палива для реалізації з урахуванням розрахунку оптимального маршруту та деяких екологічних обмежень.
Призначення прототипу ЕС – це консультування щодо вибору маршруту транспортування нафтопродуктів.
Сфера застосування прототипу ЕС – автозаправні комплекси, які відповідають за своєчасне обслуговування АЗС.
Мета прототипу ЕС – це підвищення якості результату вибору користувачем маршруту.
Вихідні дані (чинники):
- для головної мети: час перевезення, житлова зона на маршруті, необхідний обсяг палива, кількість заправок, що одночасно очікують обслуговування, модель автоцистерни розташування заправки;
- для підзавдання вибору автоцистерни: кількість секцій, загальний обсяг секцій, витрата палива.
Очікувані результати: ефективний вибір АЗС.
Ідентифікація ПрВ. Сучасна АЗС - це торгово-сервісний комплекс (АЗК), що включає такі функції, як заправка паливом, торгівля супутніми товарами, мийка і дрібний ремонт автомобілів, кафе. Бензин тут - лише частина асортименту [22].
В основі побудови БЗ лежить функціональний аналіз критеріїв вибору маршруту, що передбачає розрахунок оптимального маршруту та часу для доставки палива.
Розглянемо критерії вибору маршруту.
1. Час перевезення палива.
2. Житлова зона на маршруті. Цей чинник враховується для мінімізації впливу населення, оскільки автоцистерна забруднює повітря вихлопними газами. Враховуватиметься наявність житлової зони та щільність її заселення.
3. Необхідний обсяг палива. Для вибору оптимального варіанта доставки необхідно також враховувати потрібний обсяг палива з метою оптимізації витрат на транспортні та амортизаційні витрати транспортувальника.
4. Кількість заправок, що одночасно очікують обслуговування. При виборі оптимального варіанта доставки необхідно також враховувати кількість заправок, які можна обслуговувати за один виїзд з метою оптимізації витрат на транспортні та амортизаційні витрати транспортувальника.
5. Модель автоцистерни. Вибираючи оптимальний варіант доставки, враховується модель автоцистерни, що відправляється на маршрут, з метою оптимізації витрат за транспортні та амортизаційні витрати транспортувальника.
6. Розташування заправки. Цей фактор враховується для кількох умов. Як для екологізації, так і для визначення витрат та витрат на транспортування
Критерії вибору автоцистерни:
1. Кількість секцій. На АЗС реалізується 4 різні види палива. У зв'язку з цим виникає потреба в одночасному транспортуванні різних видів палива.
2. Загальний обсяг секцій. Для вибору оптимального варіанту доставки необхідно зіставляти необхідний обсяг палива з обсягом цистерни з метою оптимізації витрат на транспортні та амортизаційні витрати перевізника.
3. Витрата палива. Цей фактор враховується для кількох умов. Як для екологізації, так і для визначення витрат та витрат на транспортування

Висновки. Реалізовано демонстраційну модель БЗ для завдання вибору АЗС, на яку необхідно зробити виїзд з метою доставки палива для реалізації. Для розрахунку оптимального маршруту враховується як завдання мінімізації відстані та витрат на транспортування, так і деякі екологічні обмеження.

2.5. Модель бази знань для вибору системи очищення води

Постановка задачі. Останнім часом дуже актуальним є питання якості питної води, адже залежить здоров'я людства.
Маючи властивості універсального розчинника, вода постійно несе велику кількість різних іонів, склад і співвідношення яких визначається умовами формування джерела води. Розробити модель БЗ для вибору систем очищення води.
Призначення прототипу ЕС - це консультування щодо підбору систем очищення води (на прикладі: комерційних систем "ECONOM" "EXTRA" [23]).
Сфера застосування прототипу ЕС – це різні муніципальні системи водопідготовки, лабораторії аналізу води.
Мета прототипу ЕС - підбір найбільш оптимального варіанта системи очищення води.
Початкові дані:
- аналіз води;
- Системи очищення води.
Очікувані результати (список можливих значень мети консультації):
Від вибору системи очищення води багато в чому залежить якість води, яку споживає населення. Такий прототип ЕС забезпечує ефективний вибір найбільш прийнятної та вигідної системи очищення води за критеріями, обраними користувачем.
Ідентифікація предметної галузі. Єдиний точний та надійний спосіб перевірки води на якість, придатність для пиття – це аналіз води. Аналіз води дозволяє дізнатися якість води.
Один із найбільш надійних та ефективних способів очищення води – це встановлення фільтраційної системи. Саме розрахунку фільтраційної системи необхідний аналіз води.
Види аналізів води:
- Скорочений аналіз води;
- Повний хімічний аналіз води;
- визначення окремих груп показників якості води відповідно до вимог замовника та специфіки використання води.
Показники умовно можна розділити на групи:
- органолептичні показники (запах, присмак, кольоровість, каламутність);
- токсикологічні показники (алюміній, свинець, миш'як, феноли, пестициди);
- Показники, що впливають на органолептичні властивості води (рН, жорсткість загальна, нафтопродукти, залізо, марганець, нітрати, кальцій, магній, перманганатна окислюваність, сульфіди);
- хімічні речовини, що утворюються під час обробки води (хлор залишковий вільний, хлороформ, срібло);
- мікробіологічні показники (термотолерантні коліформи або Е. соli, ЗМЧ).
Таким чином, щоб відповісти на питання про придатність води для пиття, необхідно оцінити зразок як мінімум за вищевказаними параметрами. З результатів проведеного аналізу можна вибрати систему очищення води.
Технологія зворотного осмосу застосовується для опріснення та знесолення води.
Вибір системи очищення води ґрунтується на результатах аналізу води:
- аналіз органолептичних показників;
- аналіз токсикологічних показників;
- аналіз показників, що впливають на органолептичні властивості води;
- аналіз хімічних речовин, що утворюються під час обробки води;
- Аналіз мікробіологічних показників.
Концептуальну модель проведення аналізу води для оцінки пропозицій щодо вибору систем очищення води можна подати у вигляді дерева об'єктів онтології (рис. 2.44). Тут дужкою позначено вершину типу "І", а відсутність дужки - "АБО".

2.6. Модель бази знань для ідентифікації надзвичайної ситуації

Постановка задачі. Щодня у всьому світі відбуваються природні, катаклізми, аварії та терористичні теракти. Від того, чи зорієнтується людина в проблемі, чи знає вона як їй діяти в ситуації, чи не розгубиться, як швидко почне щось робити можуть залежати життя.
Визначення надзвичайної ситуації (НС) для її подальшого усунення – це важливий момент, від якого можуть залежати багато життя та благополуччя довкілля [24].
Метою створення прототипу ЕС є визначення надзвичайної ситуації. Після цього можна робити дії про спосіб її усунення залежно від масштабу події та її виду. За сукупністю виявлених вимог здійснюватиметься вибір із БЗ відповідних надзвичайних ситуацій.
Призначення прототипу ЕС – це консультування щодо визначення НС для консультативного обслуговування громадян.
Сфера застосування прототипу ЕС – це різні муніципальні системи.
Мета прототипу ЕС – визначення НС за первинними ознаками, характеристиками та описами.
Початкові дані:
модель БЗ ґрунтується на функціональному аналізі типів НС та їх характеристик.
Очікувані результати (список можливих значень мети консультації):
Такий прототип ЕС дозволить особі, яка приймає рішення, швидко зорієнтуватися в ситуації.
Ідентифікація предметної галузі. Надзвичайна ситуація – це ситуація на певній території, що склалася внаслідок аварії, небезпечного природного явища, катастрофи, стихійного чи іншого лиха, які можуть спричинити або спричинити людські жертви, шкоду здоров'ю людей або навколишньому природному середовищу.
НС класифікуються з причин виникнення, за швидкістю поширення, за масштабом.
НС будь-якого типу у своєму розвитку проходять чотири типові стадії (фази).
До НС техногенного характеру належать:
- аварії на АЕС із руйнуванням виробничих споруд та радіоактивним зараженням території;
- аварії на хімічно небезпечних об'єктах з викидом, витоком сильно діючих отруйних речовин (СДОР) у навколишнє середовище (ОС);
- аварії у науково-дослідних установах (на виробничих підприємствах), що здійснюють розробку, виготовлення, переробку, зберігання та транспортування бактеріальних засобів та препаратів або інших біологічних речовин з викидом у ОЗ;
- авіаційні катастрофи, що спричинили значну кількість людських жертв і потребують проведення пошуково-рятувальних робіт;
- Зіткнення або сход з рейок залізничних поїздів (поїздів у метрополітенах);
- аварії на водних комунікаціях, що викликали значну кількість людських жертв, забруднення отруйними речовинами акваторій портів, прибережних територій, внутрішніх водойм;
- аварії на трубопроводах, що викликали масовий викид речовин, що транспортуються, і забруднення ОЗ у безпосередній близькості від населених пунктів;
- аварії на очисних спорудах;
- гідродинамічні аварії;
- пожежі, які виникають внаслідок вибухів на пожежонебезпечних об'єктах.
НС природного характеру можуть виникати внаслідок:
- геофізичних явищ (землетрусів та вивержень вулканів);
- геологічних явищ (сіль, обвал, зсув);
- метеорологічних, зокрема агрометеорологічних, явищ (буря, ураган, смерч);
- гідрологічних явищ (повінь);
- морських гідрологічних явищ (цунамі, шторм);
- природні пожежі (лісові, торф'яні);
- явищ космічного походження (космічне випромінювання великої інтенсивності).
Серед НС екологічного характеру виділяють:
1. НС пов'язані зі зміною стану суші (ґрунту, надр, ландшафту);
2. НС, пов'язані зі зміною складу та властивостей атмосфери (повітряного середовища);
3. НС, пов'язані зі зміною стану гідросфери (водного середовища).
До НС соціального характеру належать:
- Війни;
- локальні та регіональні конфлікти;
- голод;
- Великі страйки.
Концептуальна модель предметної галузі визначення НС представлена у вигляді дерева об'єктів онтології (рис. 2.52). Визначення НС ґрунтується на дослідженні ознак і показників ситуації.

2.7. Модель бази знань для пошуку джерел забруднення водних ресурсів

Постановка задачі. У зв'язку з розвитком світового господарства споживання води зростає стрімкими темпами. Воно подвоюється кожні 8-10 років. Одночасно збільшується рівень забруднення вод, тобто відбувається їх якісне виснаження.
Розробити модель БЗ визначення джерел забруднення водних ресурсів.
Призначення прототипу ЕС: ─ консультування щодо визначення джерела забруднення водних ресурсів.
Сфера застосування прототипу ЕС – це різні муніципальні системи водопідготовки, лабораторії аналізу води.
Мета прототипу ЕС – визначення джерела забруднення залежно від тих шкідливих речовин, які є на об'єкті.
Клас вирішуваних проблем: аналіз діяльності об'єкта, на якому проводяться дослідження, аналіз та діагностика джерела з погляду складових речовин.
Вихідні дані: аналіз води.
Ідентифікація предметної галузі. Під забрудненням водойм розуміється зниження їх біосферних функцій та економічного значення в результаті надходження в них шкідливих речовин. Джерелами забруднення визнаються об'єкти, з яких здійснюється скидання або інше надходження у водні об'єкти шкідливих речовин, що погіршують якість поверхневих вод, що обмежують їх використання, а також негативно впливають на стан дна та берегових водних об'єктів [25].
Вибір джерела забруднення водних ресурсів полягає в вивченні забрудненої території об'єкта, і ділитися такі види забруднень які впливають стан водних ресурсов:
1. Хімічні забруднення.
2. Біогенні забруднення.
3. Фізико-механічні забруднення.

2.8. Модель бази знань для аналізу інтегральної оцінки стану навколишнього природного середовища регіону

Постановка задачі. Визначення інтегральної оцінки на такому невизначеному та багатофакторному понятті як стан навколишнього природного середовища є особливо важливим завданням. Це завдання у зв'язку з різноманіттям вихідних показників і характеристик є складним і навряд чи до кінця можна вирішити.
Один із підходів – експертний, при якому група кваліфікованих спеціалістів на основі вивчення множини вихідних даних знаходить деяке загальне рішення задачі.
Розробити модель БЗ для визначення інтегральної оцінки стану навколишнього середовища регіону.
Призначення прототипу ЕС – це консультування щодо вибору інтегральної оцінки стану навколишнього природного середовища регіону.
Сфера застосування прототипу ЕС – це різні муніципальні екологічні системи.
Мета прототипу ЕС – підбір інтегральної оцінки стану навколишнього природного середовища регіону.
Вихідні дані: інтегральні оцінки навколишнього природного середовища [26]:
- атмосфера;
- Гідросфера;
- літосфера;
- Біосфера.
Ідентифікація предметної галузі. Загальна інтегральна оцінка стану довкілля (ОПС) формується з інтегральних оцінок її складових, таких як атмосфера, гідросфера, літосфера, біосфера.
Для визначення інтегральної оцінки екологічного стану за кожною із складових розроблено систему індикаторних показників.
Індикаторними показниками можуть бути узагальнені оцінки (індекси якості води та атмосфери, коефіцієнти забрудненості), що інтегрально оцінюють якість середовища, яке характеризується багатьма інгредієнтами.
Весь діапазон зміни кожного з індикаторних показників розбивається п'ять під діапазонів, які називаються класами і характеризуються числами (балами) від 1 до 5.
Клас 1 відповідає дуже хорошому екологічному стану, 2 – хорошому, 3 – задовільному, 4 – поганому та 5 – дуже поганому стану.
Інтегральні оцінки розроблялися за такими складовими та індикаторними показниками:
- атмосфера (індикаторними показниками є викиди від стаціонарних джерел та транспорту).
- Гідросфера (індикаторними показниками є модуль стоку, забрудненість води за інтегральними показниками, змив із сільгоспугідь, водовідведення, забрудненість питної води).
- Літосфера, включаючи ґрунти, ландшафти, надра, відходи (індикаторними показниками є розораність, вміст гумусу, еродованість, лісистість, радіаційне та хімічне забруднення та інші).
- біосфера (індикаторними показниками є природно-заповідний фонд, рослинний та тваринний світ).

2.9. Модель бази знань для підбору фільтра для очищення повітря

Постановка задачі. Забруднення повітря прийнято розділяти на аерозольне (твердими частинками) та молекулярне (газом). Частинки потрапляють до організму через дихальну систему. Газові або молекулярні забруднювачі також потрапляють в організм з повітрям, потім через легені в кровоносну систему, зрештою, поширюючись по всьому організму. Хоча самі ці речовини невидимі, багато форм забруднення добре помітні. Це можуть бути вихлопні гази вантажівки, дим фабричної труби або сигарети, пил, піднятий автомобілем, що проїжджає. Негативний вплив, який забруднення робить на людину.
Розробити модель БЗ для вибору фільтру для очищення повітря.
Призначення прототипу ЕС - це консультування щодо підбору повітряного фільтра для приміщення (на прикладі: комерційних фільтрів "SOFILAIR H13, H14", "S-Flo W P-Series" [27]).
Сфера застосування прототипу ЕС – це різні муніципальні об'єкти, які потребують визначення того чи іншого фільтра.
Мета прототипу ЕС – визначення типу фільтра залежно від тих забруднюючих речовин, які є у повітрі приміщення.
Вихідні дані: аналіз повітря.
Клас вирішуваних проблем: аналіз та діагностика повітря приміщень з погляду складових речовин.
Очікувані результати (список можливих значень мети консультації):
Список фільтрів для очищення повітря:
високоефективні фільтри повітря: SOFILAIR H13, H14;
високопродуктивний НЕРА фільтр;
повітряні фільтри тонкого очищення: S-Flo W P-Series, Hi-Flo A Series;
кишеньковий фільтр CLOSE PLEAT GREEN Absolute;
компактний гофрований фільтр Absolute.
Ідентифікація предметної галузі. Контроль джерел забруднення – очевидний спосіб забезпечення хорошої якості повітря у приміщенні, що водночас призводить до зниження витрати енергії.

Висновок
Проаналізовано різноманітні методи побудови моделей баз знань в екологічній діяльності. Найбільшого поширення та ефективність набула модель, яка використовує ієрархічну функціональну систему для представлення знань.
Запропонована концепція ієрархічної функціональної системи для представлення знань показала свою ефективність при розробці онтологій у різних інформаційних динамічних предметних галузях: медицина, економіка, мобільний зв'язок та кластерний аналіз багатовимірних даних.