Труды КНЦ (Естественные и гуманитарные науки) вып.1/2024(3)

Введение На Урале находится большое количество озер, донные отложения которых содержат информацию об изменении палеосреды в голоцене, а также об истории развития озерных экосистем. Поскольку палеолимнологические и лимнологические исследования основаны на значительном объеме аналитических данных, информатизация процесса изучения озер является особенно актуальной. Для реализации этой задачи часто используются базы данных [1-6]. Недостатками существующих баз данных являются их реализация в виде таблиц Microsoft Excel [1; 3] и/или отсутствие многовариантного поиска, позволяющее оперировать результатами комплексного анализа [5; 6]. Поэтому первой задачей цифровизации палеолимнологических и лимнологических исследований озер Урала было создание базы данных на основе системы управления базами данных (СУБД), позволяющей получать результаты поиска по запросу, применять инструменты для реструктуризации данных и проводить многовариантный поиск без необходимости экспорта результатов в сторонние программы. Кроме необходимости оперировать результатами комплексного анализа, палеолимнологические исследования включают ряд методов, наиболее трудоемкой частью которых является идентификация микрофоссилий. К ним относится диатомовый анализ, являющийся очень информативным методом изучения истории озер. В настоящее время доступны электронные ресурсы, позволяющие определять диатомовые водоросли на основе микрофотографий [7; 8]. Одним из главных недостатков данных определителей является полное отсутствие или недостаточное описание экологии и распространения видов, что для палеолимнологического исследования является решающим. Экологическую информацию можно получить из других электронных ресурсов, которые, однако, не содержат микрофотографии [9; 10]. Электронный определитель диатомей Северной Америки, кроме высококачественных фотографий, содержит подробные описания морфологии, а для некоторых видов — и экологии, а также подобие ключа, основанного на главных особенностях диатомовых водорослей, таких как симметрия, наличие и тип шва [11]. Полноценного ключа, позволяющего идентифицировать диатомею на основе расширенного набора признаков, нет ни в одном из найденных нами электронных ресурсов. Поэтому второй задачей информатизации палеолимнологических исследований была разработка базы данных диатомовых водорослей, содержащей подробное описание морфологии, экологии, распространения вида, а также электронный диатомовый ключ, позволяющий идентифицировать диатомовую водоросль на основе выбора из большого количества признаков. Материалы и методы Базы данных LaDa и DiatomDB разрабатывались на основе СУБД MariaDB в среде операционной системы Linux. Области определения анализировались на основе проводимых исследований [12] и определителей диатомей [13; 14]. LaDa имеет древовидную структуру, благодаря авторской организации данных позволяющую использовать единым образом разнородную информацию о результатах анализа. Для визуализации результатов поиска использовался открытый API сервиса Яндекс.Карты. DiatomDB, в свою очередь, реализована в виде двоичного сквозного поискового ключа, для чего авторами был разработан специальный способ хранения определений диатомей. Управление и работа с базами осуществляются через веб-приложение. Это обеспечивает хорошую масштабируемость и полную кроссплатформенность системы. Результаты и обсуждение Разработанная база данных озер Южного Урала LaDa хранит информацию о гидрохимии озер, результатах диатомового и силикатного анализов поверхностных слоев озерных отложений, содержании микроэлементов в воде и донных отложениях, а также морфометрические параметры озер и климатические характеристики мест отбора проб [15]. База данных спроектирована с возможностью масштабирования для будущего увеличения количества типов результатов анализов и исследований, что дает возможность не только надежно хранить результаты анализов, но и ускорить их обработку и математический анализ. LaDa создана с акцентом на масштабируемость с простым добавлением любых методов обработки результатов запросов. Проектирование схем данных с упором Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Естественные и гуманитарные науки. 2024. Т. 3, № 1. С. 16-20. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Natural Sciences and Humanities. 2024. Vol. 3, No. 1. P. 16-20. © Гулаков В. О., Масленникова А. В., 2024 17