Програмне забезпечення з визначення узгодженого екологічного індексу з урахуванням окремих метрик

Abstract

Актуальність дипломної роботи зумовлена потребою у програмному забезпеченні, яке здатне в режимі, наближеному до реального часу, агрегувати показники якості повітря, води і ґрунту, обчислювати узгоджений екологічний індекс з використанням наукового обґрунтованого методу аналізу ієрархій Т. Сааті, та представляти результат у зручному для користувача вигляді – на інтерактивній географічній мапі з можливістю роботи з користувацькими зонами спостереження. Об’єктом дослідження є процес визначення інтегрованого екологічного стану території на основі наборів метрик якості повітря, води та ґрунту. Предметом дослідження є методи, алгоритми та програмні засоби обчислення узгодженого екологічного індексу з використанням методу аналізу ієрархій Сааті. Метою роботи є розробка клієнт-серверного програмного забезпечення, яке збирає, зберігає та опрацьовує екологічні метрики, обчислює індекси AQI, WQI, SQI та узгоджений екологічний індекс і візуалізує результати на інтерактивній мапі. Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі завдання: 1)проаналізувати предметну область та існуючі підходи до оцінювання екологічного стану території; 2)дослідити методи розрахунку індексів AQI, WQI, SQI та обґрунтувати їх застосовність у розроблюваній системі; 3)обрати математичний апарат для агрегування індексів і розробити алгоритм узгодженого екологічного індексу за методом Сааті; 4)спроєктувати архітектуру клієнт-серверного програмного забезпечення та модель бази даних; 5)реалізувати серверну частину засобами фреймворку NestJS та СУБД PostgreSQL з розширенням PostGIS; 6)реалізувати клієнтську частину засобами Next.js, React і бібліотеки Leaflet; 7)інтегрувати систему із зовнішнім сервісом Open-Meteo Air Quality API; 8)здійснити контейнеризацію та розгортання застосунку (Docker, Cloudflare Tunnel); 9)провести функціональне та інтеграційне тестування системи. Методи дослідження. У роботі застосовано методи системного аналізу, метод аналізу ієрархій Т. Сааті, методи об’єктно-орієнтованого проєктування, UML-моделювання, методи експериментального тестування програмного забезпечення. Наукова новизна одержаних результатів полягає у поєднанні класичного математичного апарату методу Сааті з сучасною модульною архітектурою клієнт-серверного веб-застосунку та геоінформаційним відображенням, що дозволяє у єдиному цикловому середовищі приймати рішення на основі узгодженого екологічного індексу для довільних користувацьких зон спостереження. Практичне значення одержаних результатів. Розроблений програмний продукт може використовуватися екологічними службами, органами місцевого самоврядування, проєктними та науково-дослідними установами для моніторингу екологічного стану території, а також у навчальному процесі при підготовці фахівців з екологічного моніторингу та інженерії програмного забезпечення. Структура та обсяг роботи. Пояснювальна записка складається із вступу, чотирьох розділів, висновків, списку використаних джерел та додатків. Загальний обсяг роботи – 78 сторінок, із яких основного тексту – 67 сторінок.