Разработка методов мультиагентной оценки и анализа пространственно-временного состояния территории и объектов техносферы как единой сложной системы

Цели: исследование возможности применения нового подхода к оценке пространственно-временного состояния сложных территориальных образований и находящихся на них объектов на основе мультиагентного принципа и разработка теории создания системы нового поколения, а именно гибрида автоматизированной и интеллектуальной системы, состоящей из отдельных интеллектуальных агентов. Дано обоснование возможности применения принципов мультиагентного управления в геопространственной деятельности, разработаны методологические и технологические основы этого подхода к оценке состояния сложных территориальных образований и находящихся на них техногенных объектов, получены пространственные решения для управления ими. Исследования и разработки выполнены по двум направлениям: концепции и методы мультиагентного мониторинга, оценки и анализа состояния объектов техносферы (раздел 1); концепции и методы мультиагентного представления территории в форме единого геоинформационного пространства (раздел 2). Разработанная методология геомониторинга техногенных объектов с применением робототехники на основе теории мультиагентных систем включает: теоретически обоснованную концептуальную модель и программный алгоритм автоматизированного деформационного мониторинга, исключающие из процесса геомониторинга непосредственное присутствие человека;методику геомониторинга техногенных объектов для определения быстроразвивающихся деформационных процессов, основанную на аппаратно-программном комплексе функционально взаимодействующих интеллектуальных геороботов, что позволяет значительно снизить временные затраты на получение и обработку геоданных, повысить надежность геомониторинга и снизить риск возникновения аварийных ситуаций, запараллелить измерительно-вычислительные процессы; методику определения пространственно-временного состояния техногенных объектов, основанную на применении компьютерного зрения, нейронных сетей и методов глубокого обучения, что обеспечивает автоматическое определение изменений геометрических параметров исследуемого объекта, формы и динамику развития трещин и сдвигов, отслеживание развития деформаций, прогнозировать опасные состояния объектов наблюдения и в конечном итоге уменьшает риски возникновения чрезвычайной ситуации. Разработанная концепция, предложенные методы и технологические решения мультиагентного представления территории в форме единого геоинформационного пространства включают следующие результаты. Обосновано резкое повышение значимости и роли геопространственных данных, технологий и систем, обусловленное цифровой трансформацией экономики, общества и общей тенденцией постиндустриальной эпохи, проявляемой в усилении виртуальной составляющей формируемого гибридного мира, значительной частью которой и является геоинформационная индустрия. Обоснованы изменение миссии, характера и значимости геопространственной деятельности, переход её от позиционирования как вспомогательного, информационно обеспечивающего фактора к становлению ее как относительно самостоятельного кластера производительных сил. Обосновано и введено новое понятие - «геокогнитивные технологии» как особый класс когнитивно-информационных технологий, связанных с восприятием и использованием геопространства. Предложена новая парадигма построения геоинформационного пространства как отдельного фактора управления территориями и обеспечения жизнедеятельности общества, основанного на оптимизации распределения (перераспределения) территориальных ресурсов и комплексного взаимодействия отраслей и кластеров, что обеспечивает осуществление разноплановых процессов межотраслевого характера, более эффективное, чем ранее, межотраслевого взаимодействия отраслевых пространств, объектов и природы в рамках общего геопространства. Предложен перечень приоритетных научно-технических задач, решение которых будет способствовать успешной реализации перехода геопространственного обеспечения к цифровой экономике и пространственному развитию страны. Обоснован и предложен новый аналогово-цифровой метод формирования и использования геоинформации, разработаны 6 новых технических решений по его реализации; получен 1 патент на способ геопространственного производства и еще 5 заявок находятся на рассмотрении. Выполнены теоретическое обоснование и формализация содержания, структуры и состава 3D-модели объекта недвижимости как примера представления информационной сущности трехмерного моделирования, реализующего потребности потребителей этого нового вида геоинформации.