Эффективное использование методов обработки спутниковых данных для решения задач экологического мониторинга хозяйственной деятельности

Одним из активно развивающихся направлений использования данных ДЗЗ является экологический мониторинг хозяйственной деятельности: контроль мест добычи полезных ископаемых, нарушений в водоохранных зонах, на промышленных объектах и т.д.
В настоящее время разработано значительное число методов, алгоритмов и программного обеспечения обработки данных ДЗЗ для решения указанных задач, но не во всех случаях дело доходит до их активного промышленного применения.
Наш опыт автоматизации процессов экологического мониторинга хозяйственной деятельности позволил определить ряд принципов для более эффективного внедрения методов обработки данных ДЗЗ в данные процессы.
Базовым принципом наших решений задач экологического мониторинга хозяйственной деятельности является комплексный подход: решение не только задачи мониторинга с использованием данных ДЗЗ, а рассмотрение процесса экологического мониторинга в целом: от ввода данных и автоматизации выполняемых пользователями процедур до обеспечения пользователей всей необходимой для контроля, анализа и принятия решений информацией.
Реализация данного принципа определяет необходимость реорганизации и автоматизации всех основных процессов, приведения к качественному состоянию имеющихся данных, создания инфраструктуры и современных технологий работы с пространственными и атрибутивными данными, разработки удобных средств поддержки процессов контроля, анализа и принятия решений.
Вторым важным принципом нашего подхода при решении задач экологического мониторинга хозяйственной деятельности является органическое встраивание методов и программного обеспечения обработки данных ДЗЗ в автоматизируемые процессы с получением результатов, обеспечивающих новое качество всего процесса, а также их предоставление в виде, удобном для прямого использования пользователями виде, не обладающими высокой квалификацией работы с пространственными данными.
Безусловно, комплексный подход по автоматизации процессов экологического мониторинга потребует разработки и реализации проектных решений, обеспечивающих создание отказоустойчивых информационных систем, активного использования ГИС- и Web-технологий.
Важной проблемой реорганизация существующих процессов является также и сопротивление пользователей нарушению их привычного стиля работы, что требует грамотного построения процесса разработки с поэтапной подготовкой пользователей.
В качестве примера успешного применения описанных принципов в докладе рассмотрены результаты создания и внедрения информационно-аналитической системы контроля и анализа добычи полезных ископаемых ИАС «Природные ресурсы Беларуси».
Разработка системы велась на основе анализа существующих процессов и определения возможности получения комплексного эффекта как от использования данных ДЗЗ, так и автоматизации основных процессов.
Комплексный эффект от внедрения ИАС «Природные ресурсы Беларуси» достигнут за счет перехода на качественно новый уровень организации и автоматизации основных процессов контроля деятельности по добыче полезных ископаемых от ввода первичных данных до контроля, анализа и поддержки принятия решений для всех пользователей от районного до республиканского уровня.
Обеспечен автоматизированный контроль границ добычи общераспространенных полезных ископаемых на основе данных Белорусского космического аппарата и российской космической системы Канопус-В с использованием нейронных сверточных сетей глубокого обучения. Реализовано автоматизированное предоставление пользователям предупреждений о наличии нарушений границ добычи полезных ископаемых и инструментарий оценки их размеров.
Проверка на основе полевых выездов показала высокую достоверность определения нарушений границ добычи общераспространенных полезных ископаемых.
ИАС «Природные ресурсы Беларуси» реализована на основе использования современных облачных технологий, ГИС- и Web-стандартов и свободно распространяемого программного обеспечения. Промышленная эксплуатация системы показала ее отказоустойчивую работу.
Реализация итерационного процесса разработки системы обеспечила поэтапную перестройку психологии пользователей, снизила барьеры при внедрении системы.