Сценарне моделювання критичних змін еколого-економічного стану тимчасово окупованих територій, як фактору національної безпеки України, на основі супутникових даних

В ході виконання НДР створено інформаційну систему моніторингу змін наземного покриву територій на основі супутникових даних. Систему інтегровано до складу Інформаційно-аналітичного ситуаційного центру КПІ ім. Ігоря Сікорського.

Розроблено комплекс методів та моделей, на підставі яких проводиться оцінка ступеню трансформації типів наземного покриву, ідентифікуються критичні зміни, проводиться їхня класифікація за видом трансформації. Методи, які використовуються для ідентифікації трансформацій:

- порівняння знімків за різні часові проміжки із мануальною фіксацією змін;
- метод алгебри карт та метод оверлею, де першочергово проводиться класифікація знімків за типами наземного покриву, а вже потім проводиться алгебраїчне порівняння сталості покриву;
- моделі глибинного навчання для класифікації типів наземного покриву, ідентифікації цільових об’єктів тощо.

Система моніторингу критичних змін наземного покриву виконує збір та аналіз геопросторових даних щодо обраної території. Вона працює на двох типах джерел даних:

- композити супутника Sentinel-2, Landsat-8 та ін. – система за допомогою навчених моделей машинного навчання класифікує типи покривів території;
- відкриті бази геопросторових даних, показники яких використовуються для аналізу та моніторингу змін покривів.

Користувач обирає цільову територію, бажані типи покривів для досліджень, а також ступінь зміни, яку він, як експерт, вважає критичною. Моніторинг відбувається в режимі реального часу появи нових даних щодо території, на періодичність впливає: захмарненість території, моменти фіксації території на відповідних супутниках, величина території тощо.

На підставі зібраних супутникових даних та відкритих даних із каталогізованих джерел був проведений ретроспективний аналіз трансформації типів наземного покриву територій 10 областей України, міста Києва та Севастополя, з метою виявлення критичних змін, які впливають на еколого-економічний стан та можуть становити загрозу національній безпеці України. На підставі аналізу отримано геопросторові шари ідентифікованих ділянок із значним ступенем трансформації та наявністю критичних змін. Були окремо попарно проаналізовані критичні трансформації між кожним роком із окремою увагою на критичних трансформаціях, які були викликані діями повномасштабної війни.

Побудовано геопросторові сценарні моделі критичних змін еколого-економічного стану досліджуваних територій, зокрема розроблено:

- моделі зміни водного покриву внаслідок руйнувань гідро-технічних споруд, представлено методи оцінки еколого-економічних наслідків;
- моделі і методи для оцінки та прогнозування стану полів тимчасово-окупованих територій;
- моделі для аналізу белігеративних ландшафтів як нових утворень на території України.