Геопространственные Технологии: Преимущества И Перспективы
Геопространственные технологии используются для определения местоположения объектов на поверхности нашей планеты. В отличие от традиционных методов сбора пространственных данных с их помощью мы можем получить более точные результаты при значительно меньших затратах. Благодаря этому сегодня геопространственные технологии активно используются в самых разных сферах: от картирования и GPS-навигации до дистанционного зондирования с помощью спутников.
Типы Геопространственных Технологий
Геопространственные технологии позволяют соотнести положение изучаемого объекта с его географическими координатами. Эта концепция активно используется уже не одно столетие. Однако технологический прорыв в сфере произошел с внедрением компьютеров и спутников. С их помощью мы можем не только отслеживать и идентифицировать разные объекты, но также получать детальную информацию о них и создавать цифровые модели, например местности, инфраструктуры или непосредственно объектов исследования. Наиболее распространенные типы геопространственных технологий — дистанционное зондирование, GPS и ГИС.
Дистанционное Зондирование
Дистанционное зондирование основано на отражательных способностях изучаемых объектов. При этом анализируется их реакция на солнечную активность (пассивный метод) или на искусственно созданные источники излучения (активный метод).
Дистанционное зондирование с помощью спутников позволяет получить информацию, используя следующие методы сбора:
- электромагнитные импульсы (в том числе в видимом, инфракрасном и микроволновом спектре);
- пленочная или цифровая съемка регионов с пилотируемых и непилотируемых аппаратов (самолеты и дроны);
- радары и лидары определяют расстояние до объекта посредством радио- и световых сигналов соответственно.
При этом продвинутые инструменты дистанционного зондирования способны идентифицировать даже небольшие объекты, размером до одного метра.
Глобальные Позиционирующие Системы (GPS)
В основе работы GPS лежит так называемый метод триангуляции, то есть в вычислении расположения объекта на основе его удаленности от трех известных источников сигнала. Однако при получении данных с космических аппаратов погрешность измерений увеличивается. Чтобы минимизировать ошибки и повысить точность расчетов, в современных системах GPS используются четыре источника сигнала.
Геоинформационные Системы (ГИС)
Еще один тип геопространственных технологий — ГИС — объединяет пространственные и непространственные данные, снимки дистанционного зондирования и координаты GPS в единую систему. Благодаря этому можно собирать, группировать и анализировать информацию об объектах сразу по нескольким критериям. В частности, к ним относятся высота местности, виды растительности и животных, состояние лесов, дорог, водоемов и т.д.
Преимущества Геопространственных Технологий
Геопространственные технологии позволяют выйти далеко за пределы картографических и военных нужд — изначальных областей применения таких данных . Сегодня с их помощью решаются научные, государственные и бизнес-задачи.
При этом использовать такие технологии могут и корпорации, и отдельные люди. Поэтому они активно применяются как в стратегических целях (отслеживание перемещения атомных подводных лодок), так и на бытовом уровне (обмен с друзьями информацией о местонахождении).
Области Применения Геопространственных Технологий
Как отмечалось ранее, геопространственные технологии применяются в самых разных сферах. Вот лишь небольшой список: география, туризм, экология, морские науки, сельское и лесное хозяйство, маркетинг и реклама, армия, флот, авиация, обеспечение правопорядка, логистика, транспорт, астрономия, демография, здравоохранение, агрометеорология и т.д.
Рассмотрим несколько примеров практического применения геопространственных технологий:
- Логистика: прокладка маршрута, навигация, определение места и времени прибытия транспорта, отслеживание местонахождения и состояния грузов.
- Метеорология: составление прогнозов погоды для конкретных регионов.
- Лесное хозяйство: выявление мест вырубки деревьев, а также обнаружение и предупреждение пожаров (читайте статью о вырубке деревьев и пожарах в дождевых лесах Амазонии).
- Сельское хозяйство: оценка состояния растительности на полях.
- Здравоохранение: мониторинг районов эпидемических вспышек.
- Экология: анализ состояния флоры и фауны в конкретных регионах, а также предупреждение и ликвидация последствий стихийных бедствий.
- Маркетинг: определение географического положения целевой аудитории для показа рекламы (геотаргетинг).
- Недвижимость: визуализация и дистанционный анализ объектов недвижимости.
- Страхование: управление рисками в уязвимых регионах (например с помощью анализа исторических данных).
Перспективы Развития Геопространственных Технологий
Хотя геопространственные технологии еще развиваются , они уже сейчас позволяют нам проводить точный анализ и повышать производительность. Именно поэтому области их применения только расширяются. Можно ожидать, что в недалеком будущем они будут активно использоваться в биобезопасности, образовании, строительстве, пищевой промышленности, точном земледелии, машиностроении, статистике, макроэкономике и т.д.
Геопространственные технологии повышают эффективность инструментов, работающих на основе искусственного интеллекта. Например, в сельском хозяйстве на полях уже используются роботы и техника, дистанционно управляемая с помощью GPS и цифровых приборных панелей. Дальнейшее применение геопространственных технологий в автомобильной и авиационной промышленности только повысит востребованность автоматизированной техники и БПЛА. С помощью геопространственных данных фермеры могут своевременно выявлять и обрабатывать проблемные участки поля. Это позволяет значительно экономить ресурсы.
Развитие геопространственных технологий способствует модернизации смежных отраслей. Благодаря этому в будущем производство в разных сферах станет еще качественнее и безопаснее.
Об авторе:
Петр Когут имеет степень доктора физико-математических наук (1998). Он успешно защитил две диссертации: "Устойчивость и оптимальная стабилизация нейтральных интегро-дифференциальных уравнений" (1989) и "Устойчивость и оптимальная стабилизация нейтральных интегро-дифференциальных уравнений, гомогенизация задач оптимального управления для систем с распределенными параметрами" (1998).
Он является автором многочисленных научных публикаций, в том числе "Вариационная модель с нестандартными условиями роста для восстановления спутниковых оптических изображений путем их совместной регистрации с радаром с синтезированной апертурой".
Доктор Когут получил два гранта: Международный фонд фундаментальных исследований – "Возрождение" (1996) и Украинский фонд фундаментальных исследований (1997).
В 1996 году он стал Ассоциированным профессором Сороса. Годом позже он получил Первую премию Национальной академии наук Украины за исследования в области теории гомогенизации задач оптимального управления.
Доктор Когут награжден почетным знаком "Отличник образования Украины" (2014) и медалью А. М. Макарова "За значительные заслуги" (2019).
С 2014 года Петр является заведующим кафедрой дифференциальных уравнений в Днепровском национальном университете имени Олеся Гончара.
Среди увлечений доктора Когута - рыбалка и деревообработка.
Доктор Когут предоставляет научные консультации компании EOS Data Analytics.
Последние cтатьи
Деградация Почв: Причины И Пути Решения Проблемы
Деградация почв ухудшает продуктивность полей и экологическую ситуацию на планете. Пути решения проблемы зависят от факторов влияния и своевременного принятия необходимых мер.
EOSDA Получает Патент На Карты Продуктивности
Компания EOS Data Analytics запатентовала в США алгоритм Карт продуктивности сельскохозяйственных культур, задав новый ориентир для устойчивого развития сельского хозяйства.
Смешанные Посевы: Преимущества Для Сельского Хозяйства
Смешанные посевы как сельскохозяйственная практика для повышения урожайности и оптимизации использования ресурсов. Преимущества и основные принципы подбора растений-компаньонов.