Разработка теоретических основ построения информационно-аналитического обеспечения телекоммуникационных систем геоэкологического мониторинга природных ресурсов АПК

Цель проводимого исследования заключается в разработке теоретических основ информационно-аналитического обеспечения, в рамках которого будут созданы теоретические положения и математические модели адаптивных телекоммуникационных систем геоэкологического мониторинга состояния и уязвимости природных зон АПК позволяющих повысить информационную эффективность в процессе обеспечения сбора, обработки данных иуправления в системе точного земледелия.1. Исследование и разработка теории, математических моделей и алгоритмов, реализующих проблемно-ориентированную телеметрическую систему сбора и информационной обработки разнородных данных геоэкологического мониторинга с применением ГИС – технологий на основе выделения прямых и обратных связей природного и антропогенного влияния на условия точного земледелия, включая:- исследование принципов организации сбора и обработки информации в системах геоэкологического мониторинга природных ресурсов АПК на региональном, локальном и местном уровнях в рамках применения технологий точного землепользования;- разработка геоэкологической структуры базы пространственно-временных данных о состоянии почвенных и водных ресурсов на локальном уровне с учетом сформированной гипотезы о влиянии природных и антропогенных факторов предприятий АПК. При этом в структуре будут согласованы форматы данных регионального гидрогеологического мониторинга с применением ГИС -технологий с данными наблюдений на стационарных и передвижных наблюдательных пунктах и данными геоэкологического локального контроля;- разработка концептуальной модели автоматизированного телеметрического сбора и обработки информации в системе геоэкологического мониторинга природных ресурсов на локального уровня в реальном масштабе времени и интеграции ГИС данных;- разработка алгоритмов оценки и прогнозирования геоэкологического риска на основе обработки и анализа разнородных данных комплексного геоэкологического мониторинга местного, локального и региональных уровней.2. Разработка моделей и алгоритмов выделения ключевых точек геоэкологического мониторинга зон точного земледелия и алгоритмов сбора и пространственно-временной обработки местных данных в выделенных ключевых точках с оптимизацией информационных потоков на основе модульного подхода с использованием методов распределенной предварительной информативной обработки, включая:- разработку новой методики выделения ключевых зон, обеспечивающей детальный уровень информационно-аналитической типизации и оценки условий использования природных резурсов объектов АПК по данным сети мониторинга и данных ГИС на основе текущей и прогнозной оценки геоэкологических условий использования природных ресурсов при условии возможной природной и антропогеннойактивизации деструктивных процессов;- разработку научно обоснованного подхода и модели предварительной обработки информации по оценке геокологического влияния природных и антропогенных нагрузок на природные ресурсы на местных уровнях;- модульную информационную структуру и математическую модель с выделением отдельных гидрогеодинамических процессов и объектов на разных уровнях геоэкологического контроля и возможностью выделения предвестников деструктивных процессов на основе прогнозной оценки геоэкологической устойчивости отдельных звеньев системы и групповой устойчивости выделенной области контролируемых звеньев, а также оценки устойчивости в целом;- алгоритмы пространственно-временной обработки местных данных в ключевых точках геоэкологического мониторинга возможной активизации деструктивных процессов с оптимизацией информационных потоков с использованием методов распределенной предварительной информативной обработки.- разработку подсистемы оперативного реагирования и прогноза, на основе которой происходит заблаговременное информирование органов местного управления, организаций, недропользователей и других субъектов хозяйственной о негативных изменениях состояния природных ресурсов.3. Разработка моделей и протоколов информационного обмена в сети распределенного сбора данных и управления на основе нейро-нечеткой адаптации параметров режимов сбора и передачи данных на физическом, канальном, сетевом и транспортном уровнях, необходимых для синтеза и настройки систем нейро-нечеткого выбора значений параметров передачи данных между объектами и диспетчерскими центрами в этой сети, направленного на повышение эффективности использовании природных ресурсов АПК за счет сбора и обработки максимально полной информации, включая:- проведение анализа принципов, существующих подходов и протоколов физического, канального, сетевого и транспортного уровня, ориентированных на применение самоорганизующихся сетей для повышение эффективности информационного обмена в сетях сбора, передачи, обработки данных и управления в системе геоэкологического мониторинга природных ресурсов АПК;- разработку моделей информационного обмена в сети геоэкологического мониторинга на физическом, канальном, сетевом и транспортном уровнях, необходимых для синтеза и настройки систем нейро-нечеткого выбора значений параметров передачи данных между пунктами местного контроля и диспетчерскими стационарными и подвижными центрами в этой сети;- разработку методики применения нейро-нечеткого подхода для выбора значения параметров режима передачи данных в сети системе геоэкологического мониторинга природных ресурсов АПК на физическом, канальном, сетевом и транспортном уровнях;- разработку методов выбора значений параметров передачи данных в сети геоэкологического мониторинга природных ресурсов АПК на физическом, канальном, сетевом и транспортном уровнях на основе применения нейро-нечетких систем;- применение разработанных математических моделей на основе нейро-нечеткого подхода для оценки производительности сети геоэкологического мониторинга природных ресурсов АПК , и анализ результатов исследования.