Use of artificial intelligence for comprehensive analysis of spatial data and application in the public sector and industries of the economy

В настоящее время в государственном секторе, экономике и бизнесе растет спрос на пространственные данные. Одним из ключевых инструментов планирования территорий становится геоаналитика на основе искусственного интеллекта. Геоаналитика — это комплексный анализ пространственных данных, выявление закономерностей, построение сценариев развития событий, прогнозирование спроса. Современные геоплатформы используют искусственный интеллект, анализируют текущую ситуацию, строят прогнозы и оценивают реальные потребности регионов, связывая разрозненную информацию о пространственных объектах в единую модель.

В отличие от геоинформационных систем (ГИС), которые визуализируют объекты на карте, современные сервисы геоаналитики создают единое цифровое геоинформационного пространство, где данные из разных источников взаимосвязаны.

Данные из различных источников (потоковые данные) служат основой для такого анализа, ими являются:

снимки со спутников и беспилотников — для мониторинга использования земель, состояния сельскохозяйственных угодий, контроля строительства, изменения экологии;

государственные реестры — данные об объектах недвижимости и земельных участках, их статусе и назначении;

данные телеком-операторов — о миграции населения, маятниковой миграции (ежедневных поездках на работу и обратно), туристических потоках, зонах притяжения людей;

данные ГЛОНАСС-трекеров и датчиков IoT (от англ. Internet of things — «интернет вещей») — о движении транспорта, загруженности дорог, работе коммунальных служб;

транзакции банков и ретейлеров — для оценки экономической активности в разных районах, потребительских предпочтениях. [1]

Глубокий анализ различных слоёв информации в геоинформационной системе в режиме реального времени позволяет решать стратегические задачи в градостроительной политике — проводить комплексные исследования на основании статистических социально-экономических данных и их пространственное представление на основе данных по дистанционному зондированию земли, застройке и землепользованию.

Построение городских моделей и анализ большого массива данных позволяют оценить развитие инфраструктуры, транспортную доступность различных районов города, плотность населения, зашумлённость, экологическую обстановку.

Результат расчётов, соотнесённый со стратегическими приоритетами развития города, помогает определить целесообразность реализации того или иного проекта.

Геоаналитика помогает оценивать риски, точнее планировать строительство инфраструктуры. При помощи искусственного интеллекта специалисты работают по выявлению нарушений земельного и градостроительного законодательства: фиксируют расхождения границ фактического использования земельных участков с данными ЕГРН или несоответствия земельного участка виду разрешённого использования.

На практике геоаналитика используется в различных отраслях.

Аэрофотосъёмка с беспилотников и спутниковые снимки дают оперативную, актуальную и достоверную информацию о фактическом состоянии объектов и территорий. Анализ полученных снимков в сочетании с отраслевой информацией обеспечивает принятие обоснованных решений и контроль их исполнения.

 В государственном и муниципальном управлении анализ данных о состоянии сельскохозяйственных угодий, земельном фонде, границах охранных территорий, возможность вовлечения земель в хозяйственный оборот с учётом всех имеющихся ограничений, об объектах капитального строительства становится всё более актуальным.

В промышленности и недропользовании для контроля за огромными территориями и промышленными объектами необходимы данные дистанционного зондирования. В России разработана платформа, которая на основе нейросетевого анализа спутниковых снимков предоставляет геоаналитику для 74 регионов страны. Самые современные геоинформационные продукты и услуги уже сегодня доступны органам исполнительной власти на базе платформы «Цифровая Земля» Роскосмоса.

Платформа выдает пользователям продукты в двух режимах: в автоматическом готовится обзорная информация по территориям всех регионов страны; в режиме пользовательских заказов геоаналитика формируется на указанную заказчиком территорию по предоставляемым Роскосмосом квотам.

За 5 лет проект стал настоящим флагманом Роскосмоса и лучшей практикой в сфере ДЗЗ в России, интегрируя передовой мировой опыт по масштабности, автоматизации, применению нейросетевых алгоритмов. Дальнейшее развитие геоплатформы видится через расширение интеграции с федеральными и региональными информационными системами, коммерциализацию услуг ДЗЗ, совершенствование технологической инфраструктуры за счет наращивания актуальных спутниковых данных, в том числе с перспективных орбитальных систем.[2]

Наибольшей популярностью пользуются продукты в области сельского хозяйства, наблюдения за динамикой затоплений и последствий природных пожаров, нарушенных земель и мониторинга карьеров.

Оперативное выявление незаконных карьеров, мониторинг строительства крупных объектов, оценка ущерба от чрезвычайных ситуаций (лесных пожаров, наводнений). Платформа «Цифровая Земля» обеспечивает объективный контроль и помогает эффективнее управлять ресурсами.

Принятие решений о миллиардных инвестициях в транспортную инфраструктуру требует точных данных. При планировании строительства высокоскоростных железных дорог, автомагистралей, транспортных развязок используется геоаналитика для анализа маятниковой миграции и получения объективной картины пассажиропотока, заторов, очагов ДТП и вопросов, связанных с безопасностью дорожного движения.

Сервис Ассоциация Сибирских и Дальневосточных городов https://www.asdg.ru/map.php имеет информационно-аналитическое направление позволяющее принимать обоснованные решения на основе реального спроса. [3]

В сельском хозяйстве геоаналитическая платформа использует искусственный интеллект для анализа данных со спутников и беспилотников и сокращает время работы с информацией на 97%. Сервис автоматически определяет границы полей, оценивает, какая земля простаивает или используется неэффективно, анализирует статистику о состоянии посевов, дает прогноз урожайности. [4]

Деятельность промышленных предприятий влияет на экологическую обстановку. В целях охраны окружающей среды внедряются системы, использующие технологии на базе IoT. Установленные автоматизированные датчики на границе санитарно-защитных зон в режиме реального времени отслеживают концентрацию в воздухе загрязняющих веществ.

Подобная платформа установлена энергетической компанией в Омске. Она уведомляет о превышении норм. Оперативное реагирование на превышение позволяет предотвращать негативное воздействие на окружающую среду и здоровье людей. [3]

Геоаналитика используется для повышения эффективности инфраструктуры, мониторинга городских проектов, например сервис геоаналитики «2ГИС Про». Точность картографической информации в 2ГИС составляет 95%, регулярные обновления позволяют сохранять высокую актуальность данных. [4]

В рамках проекта аппаратно-программный комплекс «Безопасный город» в Калининградской области установлены 40 постов фотофиксации нарушений ПДД, 203 камеры видеонаблюдения, 2 поста противопаводковой обстановки и т.д. с единым центром оперативного реагирования.

Комплексная информационная система обеспечивает прогнозирование, мониторинг, предупреждение и ликвидацию возможных угроз, а также контроль устранения последствий чрезвычайных ситуаций и правонарушений с интеграцией под ее управлением действий информационно-управляющих подсистем дежурных, диспетчерских, муниципальных служб для их оперативного взаимодействия в интересах муниципального образования.

Одна из самых крупных информационно-аналитических систем в России — Ситуационный центр Губернатора Калининградской области с 32 модулями и 38 интеграциями с внешними информационными системами. В рамках проекта автоматизированы процессы государственного управления Калининградской области, включая информационно-аналитическое обеспечение деятельности Губернатора Калининградской области с необходимым уровнем информационной безопасности, направленные на безопасное и эффективное социально-экономическое и общественно-политическое развитие региона. [7]

В рамках проекта Система ФВФН Калининградской области МегаФон установил 40 стационарных комплексов автоматической фотовидеофиксации, серверов хранения и обработки данных, программного обеспечения. Решаемые задачи: снижение уровня аварийности, повышение эффективности сбора штрафов за нарушения ПДД. [7]

Сервисы АО «ТЕРРА ТЕХ» компании холдинга «Российские космические системы» Госкорпорации «Роскосмос» на основе спутниковых данных позволяют оценивать воздействие на окружающую среду, выявлять незаконные свалки ТКО, экологические нарушения на промышленных объектах, составлять экологический паспорт территорий, осуществлять контроль рекультивации нарушенных земель. [8]

Спрос на геоаналитику данных демонстрирует значительный рост. Прогнозируется, что объём глобального рынка увеличится с 87,8 млрд долларов в 2025 году до 277,6 млрд долларов к 2035-му, а в России к 2030 году может достичь 512 млрд рублей, это в 10 раз выше показателей 2020 года. [6]

Комплексный анализ пространственных данных, осуществляемых сервисами геоаналитики находит применение во всех отраслях экономики и особенно востребована в градостроительстве, где служит основой для создания комплексных систем управления развитием территорий. Большие массивы данных посредством технологий превращаются в наглядные модели и сценарии, позволяющие принимать обоснованные управленческие решения.