Ученые создали алгоритм для картирования данных о качестве воды, почвы и воздуха

Специалисты Сколтеха разработали алгоритм, который принимает разрозненные измерения параметров почвы, воды или воздуха в разных точках заданного региона, прогнозирует их значения и отображает в виде тепловой карты.

«Люди разрушают и загрязняют окружающую среду — почву, воду, воздух. Поэтому нужны эффективные способы оценивать и отслеживать её состояние, чтобы охранять природные ресурсы и оптимально их использовать», — объясняет один из авторов исследования Полина Трегубова из Сколтеха.

Идеальным вариантом было бы взять пробы в каждой точке, проанализировать их по каждому параметру и сделать карту на основании полученных данных. Но это нереализуемая задача.

«Вместо этого мы заполняем пробелы интерполяцией, то есть программа достраивает недостающие значения, пытаясь „угадать“ их на основании имеющихся данных из окружающих областей», — добавляет первый автор статьи, аспирант Сколтеха Артем Никитин.

С помощью интерполяции данных алгоритм сначала строит отдельную карту региона на каждый параметр: карту кислотности воды, карту содержания пестицидов и так далее. После того как программа предсказала и визуализировала непрерывное изменение каждого отдельного параметра, она использует агрегацию данных для синтеза единой метрики — индекса качества воды (почвы, воздуха и т. д.). По нему строится общая карта качества.

«Процедура агрегации отталкивается от санитарных норм и прочих стандартов качества, которые нужно подать на вход алгоритма. В этой статье использовались нормативные документы по воде, но подобные отраслевые или государственные стандарты по сельхозпочвам и любым другим средам тоже можно использовать, — поясняют ученые. — Прелесть этого решения в его гибкости: 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».

Исследование опубликовано в Scientific Reports.

• #IT