Гідроінформатика

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку

Гідроінформа́тика (англ. Hydroinformatics) — наукова дисципліна, одна з прикладних форм інформатики і спрямована для рішення проблем прогнозування дії та ефективного використання води.

Загальний опис наукової дисципліни[ред. | ред. код]

Загалом, гідроінформатику можна визначити як "вивчення потоку інформації та генерування знань, що стосуються динаміки води в реальному світі, через інтеграцію інформаційно-комунікаційних технологій для збору даних, моделювання та підтримки прийняття рішень, наслідків для водного середовища та суспільства та управління водними системами» [1].

Гідроінформа́тика вивчає методи та процеси створення, перетворення, зберігання, передачі інформації та використання її в водогосподарській, комунальній та інших галузях людської діяльності пов'язаних з використанням води та регулюванням водних потоків.

Гідроінформатика базується на декількох наукових напрямках, як пов'язаних з водою, кліматом та землею: гідравліка, інженерна гідрологія та метеорологія, цифрове моделювання водних потоків, використання та охорона водних ресурсів, інженерна геодезія та геоінформатика, так і з комп'ютерними науками: інформатика, імітаційне моделювання та інформаційно-комунікаційних технологій .

Гідроінформатика вирішує проблеми інженерного захисту навколишнього середовища, ефективного управління системами на водній основі.

Гідроінформатіка в своєму розвитку використовує методи так званого штучного інтелекту (Artificial intelligence), штучні нейронні мережі (Artificial neural network) та опорних векторів і генетичного програмування (Genetic programming). Це викликане необхідністю обробки великих сукупностей даних спостережень з метою аналізу даних (Data mining) для отримання необхідної інформації або ж спільно з даними, які отримані з існуючої фізичної моделі для генерації в обчислювальному відношенні ефективного емулятора цієї моделі.

Застосування інформаційних технологій у водному господарстві не обмежується управлінням базами даних та моделюванням процесів. Гідроінформатика розробляє спеціалізовані системи прийняття рішень у водній інженерії.

Застосування гідроінформатики в Україні[ред. | ред. код]

Гідроінформатика набирає поширення і в Україні. Це в першу чергу зв'язане з розвитком транскордонного співробітництва водогосподарських організацій з метою розробки ефективних заходів щодо захисту території України, зокрема Закарпатської, Івано-Франківської, Львівської та Чернівецької областей від паводків та повеней. Для реалізації даної мети зведені і продовжують розширюватись автоматизовані інформаційно-вимірювальні системи (АІВС): "Тиса", "Прикарпаття" ін.

Основна мета АІВС [2]

  • оперативне прогнозування гідрографів паводків на ріках басейну за допомогою спеціальних математичного, інформаційного і програмного забезпечень;
  • підготовка достовірної прогнозної інформації про параметри паводку і передача її в автоматичному режимі відповідним службам оповіщення і протипаводковим підрозділам;
  • видача рекомендацій для прийняття управлінських рішень по безаварійному пропуску паводків.

Автоматизована інформаційно-вимірювальна система для прогнозу паводків і управління водними ресурсами в басейні р. Тиси забезпечує функціонування багатьох підсистем:

  • Прогнозування дощових, тало-дощових і селевих паводків.
  • Контроль параметрів та прогнозування якості природних і скидних вод.
  • Прогнозування зон затоплення і можливих збитків від затоплення дощовими, тало-дощовими і селевими паводками.
  • Розробка оперативних планів протипаводкових заходів.
  • Функціонування водного господарства в особливий період (підсистема ЦО).

АІВС "Прикарпаття" створене на базі Дністровсько-Прутського БУВР [3]:

  • проводить заміри гідрометеорологічних показників;
  • оперативно обробляє та передає первинну інформацію;
  • виконує моделювання гідрологічних процесів на окремих ділянках та по всьому басейну річки (зокрема прогнозування зон затоплення)
  • розробка оперативних планів протипаводкового захисту
  • інформування населення

Гідроінформатика має зростаючу світову спільноту дослідників і практиків. Журнал Гідроінформатіка[4] (Journal of Hydroinformatics) надає певну інформацію про дослідження з гідроінформатики,  Діяльність координується міжнародною водною асоціацією (International Water Association - IWA)[5].

Гідроінформатика використовуючи як інструменти інформаційних систем та комп'ютерні методи моделювання для річкових систем, міського дренажу і мереж водопостачання, гирл річок і прибережних вод, забезпечує підтримку прийняття рішень на всіх рівнях управління і операцій. 

Існує зростаюча потреба для фахівців і менеджерів, які володіють ґрунтовними знаннями у відповідній галузі (гідравліка, інженерна гідрологія та метеорологія, цифрове моделювання водних потоків, використання та охорона водних ресурсів, водогосподарське будівництво та кошторисна справа) та здатні працювати з відповідним програмним забезпеченням. Зокрема, в будівництві визначення кошторисної вартості проектів та фінансовий супровід будівництва[6] проводиться з використанням різних програмних комплексів: АВК, Експерт-кошторис, ІВК, АС-4 кошторис та ін.

Навчання[ред. | ред. код]

В Україні:

Гідроінформа́тика включена як одна з спеціалізацій, що вивчаються в Національному університеті водного господарства та природокористування (Україна, м.Рівне) в межах спеціальності 194 «Гідротехнічне будівництво, водна інженерія та водні технології» галузі знань 19 «Архітектура та будівництво»

Рівень вищої освіти: перший (бакалаврський) (BA Programmes): Обсяг освітньої програми становить 240 кредитів ЄКТС. 

Рівень вищої освіти: другий (магістерський) (MScProgrammes): Обсяг освітньої програми становить 90 кредитів ЄКТС. 

В Європі:

Гідроінформа́тика - моделювання та інформаційні системи для управління водними ресурсами (Hydroinformatics - Modelling and Information Systems for Water Management)[7] - магістерська програма (MSc Programmes) при UNESCO-IHE (Institute for Water Education). UNESCO-IHE є найбільшим міжнародним ВНЗ в галузі водної інженерії в світі і базується в місті Делфт, Нідерланди.

Обсяг освітньої програми становить 106 кредитів ЄКТС (ECTS - European Credit Transfer and Accumulation System). 

Періодичні видання[ред. | ред. код]

http://jh.iwaponline.com/ - Journal of Hydroinformatics

Поточні конференції з гідроінформатики та суміжні[ред. | ред. код]

https://www.cuahsi.org/hydroinformatics[недоступне посилання з липень 2019] - CUAHSI 2017 Conference on Hydroinformatics Swimming in Data without Drowning in the Deluge July 25 - 27, 2017 University of Alabama in Tuscaloosa, AL

https://web.archive.org/web/20161026170921/http://www.stormcon.com/preconference.html#ecp - Developing Effective Storm Water Pollution Management Plans, August 27 and Monday, August 28 8:30 am – 4:00 pm, 2017

https://www.cuahsi.org/education/cyberseminars/ - CUAHSI's 2018 Winter Cyberseminar Series on Urban Stormwater Hydroinformatics! It will take place on Wednesdays at 1:00 p.m. Eastern, beginning February 7, 2018.

Підрозділи гідроінформатики[ред. | ред. код]

  • Міська гідроінформатика (Urban hydroinformatics) - розділ гідроінформатики, що спрямовано на вирішення питань управління водним сектором міського господарства [8].

Примітки[ред. | ред. код]

  1. Abbott, Michael B. (1991). Hydroinformatics : information technology and the aquatic environment. Avebury Technical. ISBN 1856288323. OCLC 246764287. 
  2. АІВС «Тиса» «  Басейнове управління водних ресурсів річки Тиса. buvrtysa.gov.ua. Процитовано 2017-03-24. 
  3. AIBC “Прикарпаття”. dpbuvr.gov.ua (uk). Процитовано 2017-03-24. 
  4. Home | Journal of Hydroinformatics. jh.iwaponline.com (en). Процитовано 2017-03-24. 
  5. International Water Association. International Water Association (en-US). Архів оригіналу за 2019-07-31. Процитовано 2017-03-24. 
  6. Klimov, Serhii; Ольховик, О.; Білецький, А. (2014). Ціноутворення та кошторисна вартість будівництва (Укр.). Рівне: НУВГП. с. 270. ISBN 978-966-327-278-8. 
  7. MSc Programmes | UNESCO-IHE. www.unesco-ihe.org (en). Архів оригіналу за 2016-12-03. Процитовано 2017-03-24. 
  8. Urban hydroinformatics: Using data smartly | KWR Annual Report 2012. annualreport2012.kwrwater.nl (en-US). Процитовано 2017-04-06. 

Зовнішні посилання[ред. | ред. код]