Учёные института динамики систем и теории управления имени В. М. Матросова Сибирского отделения Российской академии наук (Иркутск) представили свои исследования, проведённые в рамках крупного научного проекта министерства науки РФ «Фундаментальные исследования Байкальской природной территории (БПТ) на основе системы взаимосвязанных базовых методов, моделей, нейронных сетей и цифровой платформы экологического мониторинга окружающей среды». Доклады прозвучали на международной научной конференции «Ляпуновские чтения — 2025», на специальной секции, посвящённой методам и технологиям экологического мониторинга.
Научный сотрудник лаборатории логических и оптимизационных методов анализа сложных систем ИДСТУ СО РАН Александр Столбов рассказал, что работа направлена на решение актуальной проблемы — высокой трудоёмкости подготовки данных для моделирования окружающей среды. В настоящее время специалисты вынуждены вручную интегрировать и обрабатывать разнородную информацию: спутниковые снимки, результаты полевых наблюдений, экспертные оценки. При этом ключевой сложностью является её приведение к единому формату, совместимому с расчётными моделями. Для решения этой задачи в институте разрабатывают автоматизированную систему, способную комплексно решать задачи импорта и предварительной обработки данных. Система осуществляет сбор информации из различных источников, конвертацию в требуемые форматы, проверку корректности и финальную подготовку к использованию в моделях.
- Основой решения стали два принципиальных подхода: компонентный, предполагающий модульное построение процесса из повторно используемых операций, и семантическое аннотирование, обеспечивающее присвоение данным смысловых меток, раскрывающих их взаимосвязи. Практическое тестирование системы проведено на примере подготовки цифровой модели рельефа для гидродинамической модели MOSART, предназначенной для расчёта движения водных потоков в речных системах. Внедрение решения позволит существенно сократить объем ручного труда и повысить точность подготавливаемых данных, — прокомментировал Александр Столбов.
В докладе «Прогнозирование динамики лесов с учётом изменения климата» старший научный сотрудник ИДСТУ СО РАН Анастасия Попова говорила о применении математических моделей для прогнозирования состояния лесов Слюдянского лесничества в Иркутской области на 250 летний период с учётом различных климатических сценариев будущего.
- В исследовании использованы два социально экономических сценария: первый включает умеренные изменения в природе и устойчивое развитие, второй характеризуется приоритетом экономического роста на основе ископаемой энергии и резким повышением концентрации парниковых газов. Наши расчёты включали естественную динамику биомассы, риски пожаров и повреждение деревьев опасным вредителем — уссурийским полиграфом, — отметила Анастасия Попова.
Результаты показали существенные различия в площади и биомассе лесов в зависимости от климатического сценария. Например, наиболее заметно уменьшение биомассы пихты в сценарии с потеплением, которое ускоряет размножение уссурийского полиграфа, что усиливает повреждение деревьев. Исследование подчёркивает необходимость интеграции климатических прогнозов в управление лесными ресурсами — это позволяет оценивать долгосрочные экологические и экономические последствия разных стратегий лесопользования. В дальнейшем планируется добавить к расчётам влияние другого опасного вредителя — сибирского шелкопряда — и учесть влияние рубок. Работа создаёт основу для обоснованного принятия решений в сфере устойчивого управления лесами.
Помимо этого, в ИДСТУ СО РАН совершенствуют цифровую платформу для экологического мониторинга и прогнозирования на Байкальской природной территории. Система собирает, хранит и анализирует разнородные пространственные и временные данные, использует математические модели и методы машинного обучения.
- Платформа интегрирует разнородную информацию из различных источников: от данных автоматических метеостанций, пожаров, вырубок, загрязнения атмосферы, гидрологических параметров рек, Байкала и ледовой обстановки, — заявил старший научный сотрудник ИДСТУ СО РАН Андрей Гаченко.
В ИДСТУ СО РАН подчеркнули, что развитие цифровой платформы повышает эффективность мониторинга и создаёт основу для точного прогнозирования экологических процессов, что важно для управленческих решений. Платформа проходит апробацию на данных по Байкальской природной территории, а её методы можно масштабировать на другие регионы.
