Ученые из Сколтеха разработали подход для агрегации и картирования данных о качестве воды, почвы или воздуха для сельскохозяйственных, промышленных и природоохранных целей. Алгоритм работает с данными об измерениях параметров среды в разных точках заданного региона, прогнозирует значения этих параметров на не охваченных измерениями участках и отображает их в виде тепловой карты. Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports.
«Люди разрушают и загрязняют окружающую среду — почву, воду, воздух. Поэтому нужны эффективные способы оценивать и отслеживать ее состояние, чтобы охранять природные ресурсы и оптимально их использовать, — объясняет соавтор исследования Полина Трегубова. — Если бы можно было в каждой точке некоторой области взять пробы воды, например, и проанализировать их по каждому параметру, получилась бы идеальная карта, но так, очевидно, не бывает».
Вместо этого ученые решили заполнить пробелы интерполяцией. Разработанный алгоритм достраивает недостающие значения на основе имеющихся данных из окружающих областей. Сначала программа строит отдельную карту региона на каждый параметр: карту кислотности воды, карту содержания пестицидов и т. д. После того как программа предсказала и визуализировала непрерывное изменение каждого параметра по отдельности, она создает единую метрику — индекс качества воды (почвы, воздуха и т. д.) — и строит по нему общую карту качества.
Процедура агрегации основана на санитарных нормах и других стандартах качества, которые нужно подать на вход алгоритма. Авторы использовали нормативные документы по воде, чтобы составить карту качества воды в Новой Москве. Однако можно использовать и другие подобные отраслевые или государственные стандарты по сельхозпочвам и другим средам. Преимущество решения заключается в его гибкости, так как его можно масштабировать на любой регион, по которому доступны данные измерений, и любую среду, для которой есть нормативы у ВОЗ, корпораций или на национальном уровне.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
