Реєстраційний номер
0826U003219, Дисертація доктора філософії
На здобуття
Доктор філософії
Дата захисту
25-08-2026
Статус
Захищена
Назва роботи
Підтримка прийняття рішень при вирощуванні соняшнику на основі цифрової технології фенотипування
Здобувач
Ведмедєв Станіслав Русланович,
Керівник Терещенко Еліна Валентинівна
Опонент Досин Дмитро Григорович
Опонент Гнатієнко Дмитро Григорович
Рецензент Миронова Наталя Олексіївна
Рецензент Рябенко Антон Євгенович
Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист
Національний університет "Запорізька політехніка"
Опис
Ведмедєв С. Р. Підтримка прийняття рішень при вирощуванні соняшнику на основі цифрової технології фенотипування. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 124 – «Системний аналіз» – Національний університет «Запорізька політехніка», Запоріжжя, 2026.
Дисертаційне дослідження присвячено вирішенню науково-практичної проблеми підтримки прийняття рішень при вирощуванні соняшнику на основі цифрової технології фенотипування. Вирішення цієї проблеми пов’язане з подоланням розбіжності між стрімким зростанням обсягів первинних цифрових агротехнологічних даних та низьким рівнем їх системної типізації й логічної структурованості для автоматизованого прийняття рішень.
Об'єктом дослідження є процеси прийняття рішень при вирощуванні соняшника в умовах цифрової трансформації аграрної галузі. Предметом дослідження є методи формалізації знань на основі онтологічного моделювання, алгоритми цифрового фенотипування рослинних об’єктів за зображеннями та цифрові технології інтеграції даних для моделювання взаємодії «генотип — середовище». Мета дослідження полягає у розробці цифрової технології фенотипування рослинного об’єкта на основі онтологічної моделі та формування датасетів, що забезпечує формалізоване представлення, ефективну інтеграцію фенотипових даних для прийняття рішень при вирощуванні соняшника.
У першому розділі виконано комплексний системний аналіз сучасних процесів цифрової трансформації аграрної галузі. Проведено аналіз сучасних підходів до цифрового фенотипування рослин, побудови цифрових двійників біологічних об'єктів, застосування методів комп'ютерного зору, онтологічного моделювання та систем підтримки прийняття рішень в аграрній сфері. Встановлено обмеження існуючих рішень, пов'язані з фрагментарністю даних, відсутністю єдиного семантичного середовища та недостатньою інтеграцією результатів фенотипування з механізмами інтелектуального аналізу.
У другому розділі представлено теоретико-методологічне обґрунтування побудови цифрової моделі рослини соняшника, основою якої є взаємодія «генотип — середовище». Основним інструментом формалізації знань та побудови логічного каркаса цифрової моделі обрано предметну онтологію.
У третьому розділі виконано комплексний системний аналіз, формалізацію та оцінку структурно-семантичної якості розробленої бази знань онтології соняшнику HELIANTUS.
У четвертому розділі удосконалено цифрову технологію фенотипування із формуванням інтегрованих наборів даних (datasets), яка забезпечує семантично узгоджене формування наборів даних відповідно до онтологічної моделі HELIANTUS та їх подальшу інтеграцію до бази знань. Розроблено метод цифрового фенотипування рослинних об'єктів на основі зображень та виконано програмно-алгоритмічну реалізацію розробленого методу, проведено комплексні експериментальні дослідження, а також здійснено валідацію та оцінку ефективності створеного інструментарію при обробці реальних біологічних об'єктів.
Наукова новизна отриманих результатів полягає в тому, що
1. Удосконалено структуру цифрової моделі рослини соняшнику на основі чотирирівневої архітектури Digital Phenotyping System, яка забезпечує інтеграцію процесів збору, збереження, обробки та аналізу різнорідних даних.
2. Удосконалено предметну онтологічну модель агросистеми вирощування соняшнику HELIANTUS, яка забезпечує семантичну інтеграцію генетичних, фенотипових, агрокліматичних та технологічних даних у межах єдиного інформаційного простору.
3. Вперше розроблено метод цифрового фенотипування рослинних об'єктів на основі зображень, який реалізує оптимізацію параметрів реєстрації даних.
4. Удосконалено цифрову технологію фенотипування із формуванням інтегрованих наборів даних (datasets), яка забезпечує семантично узгоджене формування наборів даних відповідно до онтологічної моделі HELIANTUS та їх подальшу інтеграцію до бази знань.
Практична значимість отриманих результатів полягає у створенні алгоритмічного, програмного та семантичного інструментарію, який забезпечує підтримку прийняття рішень при вирощуванні соняшнику на основі цифрової технології фенотипування. Створено інформаційне середовище прийняття рішень на основі механізмів автоматизованого логічного виведення в онтології HELIANTUS. На основі розробленого методу обробки цифрових зображень створено програмний комплекс (мовою Python), який автоматизує виділення, сегментацію та аналіз морфометричних і колірних характеристик насіння соняшнику. Впровадження чотирирівневої архітектури Digital Phenotyping System забезпечує практичну можливість консолідації даних лабораторного, польового фенотипування та дистанційного моніторингу з факторами довкілля, що може стати технологічною основою для побудови «цифрових двійників» рослини.
Дата реєстрації
2026-07-08
Додано/оновлено в НРАТ
2026-07-08 / 2026-09-07
