Integration of Heterogeneous Information Resources and Earth Remote Sensing Data in Monitoring and Management of Territorial Development

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

The article is devoted to the development of model-algorithmic support and software tools for automating the integration of Earth remote sensing data and other heterogeneous information resources in solving problems of monitoring and proactive management of territories development. A distinctive feature of the problem statement is the inclusion of tools for modeling the state of natural and technical objects located in the analyzed territory into the resources should be integrated. The development is based on the justification of the technology for integrating heterogeneous information resources, which includes an algorithm for choosing the type of architecture for the created automation tool complex, a method for describing the information process of integrating data and their joint processing, an algorithm for determining the best configuration of information resources when solving thematic problems, as well as a set of software and technological solutions for integration of remote sensing data with other necessary data and their joint use in modeling. As a result of research and developed algorithms application, it has been established that the most preferred type of systems’ architecture for integrating heterogeneous information resources is a service-oriented architecture. To describe the information integration process, it is proposed to use a Business Process Model and Notation. The key component of the development in terms of software and technological solutions for the integration of heterogeneous data is the proposed interaction scheme with data providers and consumers based on data abstraction layer creation. The application of the proposed solution allows you to bring heterogeneous data to a single format suitable for further processing on modeling tools. The testing carried out on specific thematic tasks of monitoring and managing the territories’ development showed the feasibility of the proposed integration technology and the developed software tools, as well as the achievement of a significant gain in the rapidness of solving thematic tasks.

Авторлар туралы

V. Zelentsov

St. Petersburg Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences (SPC RAS)

Email: v.a.zelentsov@gmail.com
14-th Line V.O. 39

I. Pimanov

St. Petersburg Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences (SPC RAS)

Email: pimen@list.ru
14-th Line V.O. 39

S. Potryasayev

St. Petersburg Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences (SPC RAS)

Email: semp@mail.ru
14-th Line V.O. 39

Әдебиет тізімі

  1. Геопортал Роскосмоса. URL: https://gptl.ru/ (дата обращения: 06.02.2023).
  2. Информационная система дистанционного мониторинга Федерального агентства лесного хозяйства России. URL: http://www.nffc.aviales.ru/ (дата обращения: 06.02.2023).
  3. Алексеенко Я.В., Фахми Ш.С. Применения информационной системы космического мониторинга МЧС России для обеспечения эффективных управленческих решений по защите населения и территория от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера // Пятнадцатая Всероссийская открытая конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса". URL: http://conf.rse.geosmis.ru/thesisshow.aspx?page=144&thesis=6014 (дата обращения 06.02.2023).
  4. ВЕГА-PRO. URL: http://pro-vega.ru/ (дата обращения: 06.02.2023).
  5. Компания «Совзонд». Геоинформационные онлайн-сервисы. URL: https://sovzond.ru/products/online-services/ (дата обращения: 06.02.2023).
  6. Тематические сервисы Scanex. URL: https://www.scanex.ru/cloud/ (дата обращения: 06.02.2023).
  7. «ТерраТех»: геоинформационные решения на основе анализа данных дистанционного зондирования. URL: https://terratech.ru/services/ (дата обращения: 06.02.2023).
  8. Цифровая Земля. URL: https://dgearth.ru/ (дата обращения: 06.02.2023).
  9. Кучейко А.А. Мировой опыт обеспечения открытого доступа к данным ДЗЗ. Экономические и технологические аспекты // Дистанционное зондирование Земли из космоса в России. 2020. № 2. С. 50–64.
  10. Заичко В.А., Шведов Д.О., Кутумов А.А. О состоянии и развитии российской государственной космической системы дистанционного зондирования Земли //Дистанционное зондирование Земли из космоса в России. 2022. № 2. С. 6–17.
  11. Kurbanov E., Vorobiev O., Sha J., Li X., Gitas I., Minakou C., Gabdelkhakov A., Martynova M. A survey on the use of GIS and remote sensing for sustainable forestry and ecology in Russia and China // Current problems in remote sensing of the Earth from space. 2020. vol. 17. no 5. pp. 9–22.
  12. Воройский Ф.С. Информатика. Новый систематизированный толковый словарь-справочник: Введение в современные информационные и телекоммуникационные технологии в терминах и фактах. 3-е изд., перераб. и доп. // М.: Физматлит. 2003. 760 с.
  13. Охтилев М.Ю., Охтилев П.А., Соколов Б.В., Юсупов Р.М. Методологические и методические основы проактивного управления жизненным циклом сложных технических объектов // Изв. высш. учебн. заведений: Приборостроение. 2022. № 11. С. 781–788.
  14. Sokolov B.V., Potryasaev S.A., Yusupov R.M. Proactive Management of Information Processes in the Industrial Internet // Journal of Physics: Conference Series. 2021. vol. 1864(1). doi: 10.1088/1742-6596/1864/1/012007.
  15. Lasaponara R., Aromando A., Cardettin G., Proto M. Fire Risk Estimation at Different Scales of Observations: An Overview of Satellite Based Methods // Computational Science and Its Applications (ICCSA 2018). Lecture Notes in Computer Science. Springer, Cham. 2019. vol. 10964. pp. 375–378.
  16. Zhuo L. Satellite Remote Sensing of Soil Moisture for Hydrological Applications: A Review of Issues to Be Solved // (Eds.: Scozzari A., Mounce S., Han D., Soldovieri F., Solomatine D.). ICT for Smart Water Systems: Measurements and Data Science. The Handbook of Environmental Chemistry. Springer, Cham. 2019. vol. 102. pp. 259–281.
  17. Previtali M. A GIS and Remote Sensing Approach for Desertification Sensitivity Assessment of Cultural Landscape in Apulia Region (Italy) // (Eds.: Ioannides M., Fink E., Cantoni L., Champion E.). Digital Heritage. Progress in Cultural Heritage: Documentation, Preservation, and Protection. Lecture Notes in Computer Science. Springer, Cham. 2021. vol. 12642. pp. 138–149.
  18. Sokolov B.V., Potryasaev S.А., Zakharov V.V., Pavlov А.N. Methodology and Technologies of the Complex Objects Proactive Intellectual Situational Management and Control in Emergencies // Advances in Intelligent Systems and Computing. Proceedings of the Fourth International Scientific Conference “Intelligent Information Technologies for Industry” (IITI’19). 2020. pp. 234–243.
  19. Микони С.В., Соколов Б.В., Юсупов Р.М. Квалиметрия моделей и полимодельных комплексов // М.: РАН. 2018. 314 с.
  20. Brown E., Bachmann D., Cranston M., et al. Methods and tools to support real time risk-based flood forecasting – a UK pilot application // FLOODrisk 2016 – 3rd European Conference on Flood Risk Management. E3S Web of Conferences. 2016. vol. 7(18019). 8 p.
  21. Зеленцов В.А., Алабян А.М., Крыленко И.Н., Пиманов И.Ю., Пономаренко М.Р., Потрясаев С.А., Семёнов А.Е., Соболевский В.А., Соколов Б.В., Юсупов Р.М. Модельно-ориентированная система оперативного прогнозирования речных наводнений // Вестник Российской академии наук. 2019. Т. 89. № 8. С. 831–843.
  22. Kornilova E.D., Krylenko I.N., Rets E.P., Motovilov Y.G., Bogachenko E.M., Krylenko I.V., Petrakov D.A. Modeling of Extreme Hydrological Events in the Baksan River Basin, the Central Caucasus, Russia // Hydrology. 2021. vol. 8(1). 24 p.
  23. Chomba I.C., Banda K.E., Winsemius H.C., Chomba M.J., Mataa M., Ngwenya V., Sichingabula H.M., Nyambe I.A., Ellender B. A Review of Coupled Hydrologic-Hydraulic Models for Floodplain Assessments in Africa: Opportunities and Challenges for Floodplain Wetland Management // Hydrology. 2021. vol. 8(1). no. 44. 12 p.
  24. ГОСТ Р 59082-2020. Данные дистанционного зондирования Земли из космоса. Продукты обработки данных дистанционного зондирования земли из космоса тематические. Типы задач, решаемых на основе тематических продуктов // М.: Госстандарт России. 2021. 16 с.
  25. Зеленцов В.А., Потрясаев С.А. Архитектура и примеры реализации информационной платформы для создания и предоставления тематических сервисов с использованием данных дистанционного зондирования Земли // Труды СПИИРАН. 2017. Т. 6. № 55. С. 86–113.
  26. Пиманов И.Ю. Автоматизация выбора функциональной структуры системы комплексного моделирования чрезвычайных ситуаций // Информатизация и связь. 2021. № 2. С. 15–21.
  27. Зеленцов В.А., Потрясаев С.А, Пиманов И.Ю. Выбор архитектуры систем интеграции разнородных информационных ресурсов при комплексном моделировании природно-технических объектов // Информатизация и связь. 2021. № 7. С. 72–77.
  28. Ахметов Р.Н., Васильев И.Е., Капитонов В.А., Охтилев М.Ю., Соколов Б.В. Концепция создания и применения перспективной АСУ подготовкой и пуском ракеты космического назначения «Союз‑2»: новые подходы к интеграции, интеллектуализации, управлению // Авиакосмическое приборостроение. 2015. № 4. С. 3–54.
  29. Bojkić M., Pržulj Đ., Stefanović M. Possible Application of Service-Oriented Architecture in Domain of Land Administration System // Proceedings on 18th International Conference on Industrial Systems (IS’20). 2022. pp. 496–502.
  30. Hustad E., Olsen D.H. Creating a sustainable digital infrastructure: The role of service-oriented architecture // Procedia Computer Science. 2021. vol. 181. pp 597–604.
  31. Мараховский В.Б., Розенблюм Л.Я., Яковлев А.В. Моделирование параллельных процессов. Сети Петри // СПб.: Профессиональная литература. 2014. 400 с.
  32. Мельников Г.П. Системология и языковые аспекты кибернетики // М.: Советское радио. 1978. 368 с.
  33. IDEF. URL: https://www.idef.com/ (дата обращения: 06.02.2023).
  34. UML. URL: https://www.uml.org/ (дата обращения: 06.02.2023).
  35. Scheer A.W. The Development Lines of Process Automation // (Eds.: Bergener K., Räckers M., Stein A.). The Art of Structuring. Springer, Cham. 2019. pp. 213–220.
  36. BPMN. URL: https://www.bpmn.org/ (дата обращения: 06.02.2023).
  37. Троцкий Д.В., Городецкий В.И. Сценарная модель знаний и язык описания процессов для оценки и прогнозирования ситуаций // Труды СПИИРАН. 2009. № 8. C. 94–127.
  38. Flávio E.A. Horita, Porto de Albuquerque J., Marchezini V., Mendiondo E.M. Bridging the gap between decision-making and emerging big data sources: An application of a model-based framework to disaster management in Brazil // Decision Support Systems. 2017. vol. 97. pp. 12–22.
  39. Vasiliev Y. SOA and WS-BPEL: Composing Service-Oriented Solution with PHP and ActiveBPEL // Packt Publishing. 2007. 316 p.
  40. Юдицкий С.А. Сценарный подход к моделированию поведения бизнес-систем // М.: СИНТЕГ. 2001. 112 с.
  41. Петухов Г.Б. Основы теории эффективности целенаправленных процессов. Ч1. Методология, методы, модели // М.: Изд-во МО СССР. 1989. 635 с.
  42. Михалевич В.С., Волкович В.Л. Вычислительные методы исследования и проектирования сложных систем // М.: Наука. 1982. 286 с.
  43. Зеленцов В.А., Потрясаев С.А., Пиманов И.Ю., Семенов А.Е. Программное обеспечение «Каталог-В» для автоматической каталогизации космических снимков. Свидетельство № 2017612870. Зарегистрировано в реестре программ для ЭВМ 03.03.2017.
  44. CivicStructure. URL: https://schema.org/CivicStructure (дата обращения: 06.02.2023).

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).