УДК 613.32
ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ВОДЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО
ПОДСЧЁТА БИОМАРКЕРОВ
Щеглов Б. О.
Дальневосточный федеральный университет, Владивосток, Россия
В докладе рассмотрены основные понятия о биомаркерах и их использования в алго-
ритмах машинного обучения при определении уровня загрязнения водных источников. Для
оценки и прогнозирования качества воды разработан метод подсчёта биологических орга-
низмов с помощью методов распознавания образов на основе матричных изменений изображе-
ния на языке программирования Python.
Ключевые слова: биомаркеры, вода, автоматизированный подсчет
Актуальность исследования. Биомаркеры — это живые организмы, такие как растения,
планктоны, животные и микробы, которые используются для скрининга уровня загрязнения
естественной экосистемы [1–2]. Они используются для оценки состояния окружающей среды и
биогеографических изменений, происходящих в ней. Каждая органическая субстанция внутри
биологической системы дает указание относительно здоровья его окружения, например, такого
как планктон (рис. 1), который быстро реагирует на изменения, происходящие в окружающей
среде, и служит важным биоиндикатором для оценки качества воды, а также показателя загряз-
нения воды. Планктон в данном случае действует как сигнал раннего предупреждения уровня
загрязнения водных источников [3].
В этой статье приводится объяснение концепции, лежащей в основе биологического мар-
кирования и использования при этом алгоритмов нейронных сетей, с особым упором на их
потенциал для оценки качества воды и результатов, связанных с этим.
Рисунок 1. Схема влияния планктонов при загрязнении (состояние озера) [4]
Результаты. Для оценки качества воды разработан метод подсчёта биологических орга-
низмов с помощью алгоритмов распознавания образов на основе матричных изменений изоб-
ражения мазков культур различных колоний микроорганизмов, который подразумевает исполь-
зование математических и статистических преобразований на
языке программирования
Python [5].
Выводы. Использование методов автоматизированного подсчета биоиндикаторов полез-
ны, объективны, просты и воспроизводимы. Биологические маркеры могут использоваться в
любых сферах человеческой деятельности и различных масштабах, от микроуровня клетки до
уровня окружающей среды, для оценки изменений, происходящих в конкретном
биологическом
сообществе [6]. Мониторинг планктонных колоний объединяет биологические, физические, хи-
52
мические факторы и используется в качестве важной части для оценки уровня загрязнений вод-
ных объектов.
Биоиндикация и биомониторинг с использованием алгоритмов нейронных сетей становят-
ся многообещающими методами для изучения воздействия внешних факторов на экосистему и
предугадывание ее развития и дифференциации загрязненных и незагрязненных районов для
проведения специальных санитарно–эпидемиологических мероприятий.
Do'stlaringiz bilan baham: