Новости проекта «Чудеса России с высоты птичьего полета»
В прошлом выпуске Новостей мы коснулись темы визуального представления культурного и природного наследия Сибири и Дальнего Востока. Плотнее всего взаимодействие по этому поводу в последние месяцы шло с администрацией Сахалинской области. Обсуждались близкие по тематике вопросы развития туризма на острове, а точнее на островах (если говорить и о Сахалине, и о Курильских островах), а также вопросы, от решения которых зависит и туризм, и комфортность жизни сахалинцев, и развитие экономики области.
Поэтому в этом выпуске новостей коснемся этой более широкой проблематики, опираясь на те технологические заделы, которые были описаны в декабрьском выпуске Новостей.
В декабре обзор новых технологических возможностей еще не в полной мере охватывал те вопросы, которые специфичны именно для западной части Тихого океана и примыкающего к нему Северного Ледовитого океана, а также Арктики. Именно на севере России мы в полной мере сталкиваемся с теми проблемами, которые вызваны глобальным изменением климата. В свою очередь, есть и постоянные природные вызовы, присущие восточной части региона: Сахалину, Курилам, Камчатке – это то, что перечисленные районы относятся к зоне повышенной сейсмической активности.
И вот как раз эти “старые” и “новые” глобальные вызовы требуют другого взгляда на возможности применения предлагаемых технологических решений. Суть в том, что дальнейшее успешное развитие человеческой жизнедеятельности в этих районах невозможно без прогнозного или, как теперь говорят, предиктивного анализа. И такой анализ в современных условиях, когда во всех сферах деятельности происходит переход к управлению процессами на основе кибер-физических подходов, требует учета как технической, так и природной составляющей. То есть речь идет об управлении биогеотехническими системами. В дальнейшей для краткости будем называть их геотехническими системами, подразумевая, что биологическая составляющая включена в природную и в совокупности обозначается как «гео».
При этом смысл кибер-физического подхода именно в создании цифровых двойников этих геофизических систем. От точности, актуальности и полноты отражения в этих двойниках физических объектов, систем и процессов зависит успешность моделирования тех самых прогнозных вариантов их развития, которые и дают возможность, заглянув в будущее, сделать правильный выбор при столкновении человека с глобальными и локальными вызовами.
Что является основой цифрового моделирования? Конечно, сбор информации об объектах и процессах. Но здесь мы как раз и сталкиваемся с главной проблемой Больших данных. При сборе данных нужно избавляться от информационного мусора и шума, а то, что все-таки будет признано нужным для дальнейшего использования, должно соответствовать критериям отбора Умных Больших Данных/ SmartBigData.
Разработать такие критерии возможно только глубоко вникая в суть тех или иных процессов, понимая их критически важные развилки и факторы, определяющие движение по конкретной траектории, а соответственно, дающие возможность эту траекторию изменить.
Но принципиально ясно, что к безусловно ценной информации относятся пространственные данные или говоря другими словами данные о положении того или иного объекта по отношению к другим объектам, а также о скорости изменения этого взаимного положения.
Одна из причин, определяющих ценность пространственных данных, заключается в том, что большая часть атрибутивных данных собирается дистанционно, то есть без непосредственного контакта с объектом исследования. И «привязка» таких данных возможна только при понимании времени и места расположения объекта, о котором данные собираются.
Но и без проблемы «привязки» данных, ясно, что объект всегда находится во взаимодействии с другими объектами, и даже данные, снимаемые установленными на нем сенсорами, могут быть интерпретированы только с учетом такого взаимодействия.
Понятно, что и сама размерность объекта и его составных частей относятся к важным характеристикам, а часто является и параметрами, определяющими другие характеристики и свойства, а также характер взаимодействия с другими объектами.
Но как моделирование, отбор данных, наполняющих и актуализирующих модель, так и способы их анализа, определяются законами протекания технических или природных процессов.
Для отработки методов сопоставления цифровых моделей и их физических прототипов нужны полигоны, максимально приспособленные для указанной верификации, а в дальнейшем и для создания виртуальных испытательных средств.
Например, для рассматриваемых условий Крайнего Севера нужно найти пусть существующей сезонно, но близкий по сути происходящих процессов прототип-полигон. Например, замерзающее Охотское море и переходные зоны море-берег могут служить таким полигоном, если наша целевая территория – Арктика.
Для материковой части, но также касательно взаимодействия водных объектов и суши, командой Алексея Ивановича Боровкова из Санкт-Петербургского политехнического университета совместно с Институтом водных проблем РАН и администрацией Кемеровской области в качестве полигона выбран Обь-Иртышский бассейн.
Постараемся выстроить взаимодействие между командами, планирующими работы на этих полигонах, поскольку наработки, которыми они обладают в большой части превосходят наработки зарубежных коллег, а сам подход к моделированию геотехнических систем, ориентированный на реализацию кибер-физического подхода, является прорывной новацией на уровне мировой науки и практики.
При этом будет абсолютно правильным развертывать эти работы, являющиеся одновременно очень масштабными и чрезвычайно важными в условиях ускоряющихся глобальных климатических изменений, с привлечением максимально широкого круга участников, в том числе молодежи, а также выстраивая международное сотрудничество.
Среди первых претендентов для работы над проектом моделирования речных бассейнов школьники и студенты. Объяснение этому простое – сама система питания рек зависит от состояния огромного количества малых рек, озер, болот, ледников и других источников. Проект «Малые реки России» – один из первых, который мог бы быть выстроен с использованием наработок экосистемы проектов «Чудеса России с высоты птичьего полета» и с активным участием молодежи.
Также уже сейчас кажется правильным выстраивать это проект с выходом за границы Российской Федерации. Только в Казахстане формируется четверть стока бассейна Оби и Иртыша. А ведь еще есть и реки, относящиеся к этому же бассейну, в Монголии и Китае. Поэтому возможным партнером по работам может стать команда проекта «Гумилевский край».
