По аналогии с активно развивающейся цифровой системой «Умный город», в Институте наук о Земле Южного федерального университета (ЮФУ) создают проект, нацеленный на увеличение территориальной площади: базируясь на больших объёмах геоданных, можно будет принимать управленческие решения относительно уже конкретного региона. На данном этапе создана нейронная сеть «WaterИнсайт», которая лишь при помощи спутниковых изображений может самостоятельно анализировать любой водоём и дать подробную информацию о его глубине, площади, тенденции к обмелению, взаимосвязи с климатическими показателями…

Систему протестировали на Керченском полуострове; итог – 96% точности, в то время как точность при традиционных подходах составляет около 70% . На сегодня совершён значительный прорыв в понимании взаимосвязи между климатическими изменениями и динамикой водных объектов полуострова, а также выявлены важные параметры, которые способствуют разработке стратегий управления водными ресурсами в меняющихся условиях.

В ходе работы использовались спутниковые данные Landsat, обработанные с помощью алгоритма, который компенсировал местные атмосферные, погодные и световые условия; подобный подход обеспечил точное извлечение информации о водных объектах в течение любых временных интервалах. Нейросеть обучена распознавать и классифицировать различные типы водных объектов, включая их границы и размеры, что было основой для дальнейшего изучения их динамики.

Однако на этом команда ЮФУ не остановилась. Используя результаты исследований, учёные провели анализ долгосрочных тенденций и их взаимосвязи с климатическими показателями (температура, влажность и осадки), начиная с 1985 года. Разработанная сеть «WaterИнсайт» сама анализирует, выводит данные и графики, из которых специалисты делают выводы о том, насколько изменения климата влияют на конкретные водные ресурсы.

Интеграция метеорологических данных с данными дистанционного зондирования предоставила учёным возможность выявить не только прямое, но и косвенное влияние климата на водные ресурсы. Например, более тёплые зимы приводили к меньшему количеству снежного покрова и, как следствие, к уменьшению притока воды в весенний период. Также существенный вклад вносят техногенные изменения, связанные с интенсивным антропогенным давлением на территорию полуострова. Значительные изменения в структуре землепользования и поверхностного покрова предположительно оказывают заметный негативный эффект на доступность водных ресурсов на полуострове.

Ученые заявляют, что исследование Керченского полуострова – лишь начало. В скором времени они планируют внедрение результатов исследований в других регионы России. Кроме того, когда система «натаскается», можно будет выявлять, как те или иные решения повлияют на будущее региона: нейросеть сможет самостоятельно анализировать влияние различных природных факторов на водные ресурсы территорий, а также как такие изменения отразятся на остальных природно-ресурсных характеристиках региона.

Подобные разработки ученых ЮФУ, безусловно, улучшат понимание эволюционных процессов регионов России, а в перспективе – других территорий планеты, сообщается на сайте ЮФУ