Hidrológiai Közlöny, 2018 (98. évfolyam)
2018 / 3. szám - SZAKCIKKEK - Bagyinszki György: Monitoring adatsorok értékelése - lehetőségek és módszerek az adatgyűjtéstől az előrejelzésig
55 Monitoring adatsorok értékelése - lehetőségek és módszerek az adatgyűjtéstől az előrejelzésig Bagyinszki György VTK Innosystem Kft. 1134 Budapest, Pattantyús u.7. (E-mail: bagyinszki.gyorgy@innosystem.hu ) Kivonat Ma már számos olyan adatelemző, statisztikai programcsomag létezik, amelyek segítségével részletesen elemezhetők a környezeti monitoring eredmények. Ezek használatával a részletes, mélyre hatoló vizsgálatok mellett az eredmények megjelenítésére és szemléltetésére alkalmas ábrákat, diagramokat is előállíthatjuk. Jelen írás a hosszabb idejű monitoring idősorok vizsgálatának egy lehetséges menetét mutatja be, melynek során az általános és leíró jellemzést az adatsorokban felfedezhető trendek detektálása és egyre részletesebb leírása, majd az adatsorok felbontása követi, ami elvezet az ismert valószínűségű előrejelzés készítéséig. Kulcsszavak Környezeti monitoring, idősor elemzés, előrejelzés. Evaluation of monitoring data - opportunities and methods from data collection to forecasting Abstract There are a number of data analysis tools and statistical software packages that can be used to analyse environmental monitoring data in detail. Using these tools, in addition to the detailed, in-depth studies, we can produce expressive figures and diagrams for illustrating the results. This paper presents a possible way of testing of longer-term monitoring time series in which general and descriptive characterizations are followed by detection and more detailed description of trends. Then it is followed by decomposition of data series leading to a predetermined probability forecast. Keywords Environmental monitoring, time series analysis, forecasting. BEVEZETÉS A számítástechnika és a számítástudomány fejlődésének eredményeként mára elérhetővé váltak olyan adatfeldolgozó és statisztikai módszerek is, amelyek alkalmazása korábban a nagy számításigény miatt korlátokba ütközött. Ma már számos program és programcsomag létezik, amely felhasználói szintű ismeretek mellett is lehetőséget biztosít ezen módszerek használatára. Ezzel olyan lehetőségek előtt nyílik meg az út, amelyek az összegyűjtött környezeti információk korábbiaknál részletesebb vizsgálatát, mélyebbre hatoló elemzését teszik lehetővé. A monitoring idősorok vizsgálata és sajátosságainak megismerése a korábbiaknál jóval pontosabb és megbízhatóbb előrejelzések készítését teszi lehetővé. Ez segítséget nyújthat a nem kívánatos folyamatok időbeni felismerésére és a megelőző beavatkozások időben történő megtételére (pl. vízbázisok szennyeződése esetén), a beavatkozások eredményességének igazolására vagy szükséges időtartamának pontosabb becslésére (pl. kármentesítési eljárásokban). A következőkben olyan módszerek kerülnek bemutatásra, melyek segítséget nyújthatnak a rendszeres monitoring vizsgálatok során születő adatok (idősorok) kiértékelésében és elemzésében. A módszereket és azok eredményeit konkrét példán keresztül, a Csepel II Erőmű hat kútból álló talajvíz monitoring rendszerének üzemeltetése során 2000-2017 között gyűjtött adatokat felhasználva mutatjuk be. Bár a bemutatott példákban vízkémiai adatok szerepelnek, az eljárások természetesen alkalmazhatók más környezeti jellemzők vizsgálatára is. Jelen cikknek nem célja a monitoring idősorok analízisének területén folyó kutatások bemutatása vagy értékelése, csupán az, hogy felhívja a figyelmet a napi szintű értékelésekhez rendelkezésre álló eszközök egyre szélesedő körére és megmutassa a használatukban rejlő lehetőségeket. Nem célja továbbá a demonstrációs céllal felhasznált adatok részletes elemzése, az értékelések csak a bemutatott módszerekre, azok használhatóságára, és a módszer eredményének értelmezésére terjednek ki. A módszerek bemutatására és az ábrák készítéséhez a statisztikai számításokhoz kifejlesztett, bárki számára díjmentesen elérhető R programozási nyelvet és környezetet (R Core Team 2017) használtuk. A MONITORING TEVÉKENYSÉG CÉLJA ÉS FOLYAMATA A környezeti állapot megismerése érdekében számos helyen és céllal működnek észlelő- és mérőhálózatok. Az országos szintű monitoring rendszerek (időjárási, hidrológiai, vízminőségi, stb.) mellett működő lokális hálózatok keretében végzett monitoring vizsgálatok alapvető célja az ellenőrzés. Rövid távon ez a tevékenység az állapotjellemzők pillanatnyi értékének meghatározásán keresztül az előírásoknak, határértékeknek való megfelelés igazolását szolgálja. Hosszabb távon azonban a monitoring eredmények lehetőséget biztosítanak a tendenciák felismerésére és nyomon követésére, a különböző célú beavatkozások következményeinek vizsgálatára, adott esetben a beavatkozások eredményességének igazolására, továbbá megfelelő alapot biztosíthatnak a pontosabb előrejelzést nyújtó modellek számára.
