Применение геоинформационных технологий с внедрением элементов искусственного интеллекта для анализа условий возникновения опасного природного процесса (явления)

Исследования в области комплексного мониторинга состояния окружающей природной среды (ОПС), изучение факторов возникновения опасных природных процессов и явлений (ОППЯ), учёт их влияния и прогнозирование требуют привлечения и обработки значительных объемов оперативной, прогностической и архивной информации с наблюдательных систем различного базирования. Многие геофизические параметры ранее не рассматривались в рамках создания систем комплексного мониторинга ОППЯ. При построении такой системы серьезным вопросом стоит разработка методологии анализа полученных из различных источников в различное время значений разнородных параметров, относящихся к конкретным природным явлениям. Кроме того, необходима разработка единообразной формы представления итоговых выводов и рекомендаций лицам, принимающим управленческие решения.
На сегодняшний день решение таких задач возможно на базе геоинформационных технологий с внедрением элементов искусственного интеллекта (ИИ) — программных систем, имитирующих мышление человека. В упрощенном виде данная система представляет совокупность фактов (параметров) и способов их обработки.
Используя термины аппарата математической статистики, можно сказать, что выявление признаков наличия и зарождения конкретного ОППЯ, по сути, сводится к оцениванию вероятности его появления в определённое время на исследуемой территории. В отсутствие необходимой репрезентативной выборки статистического материала, характеризующего взаимосвязь возникающих ОППЯ и предшествующих им геофизических условий (ГФУ), задача выявления признаков наличия и зарождения ОППЯ относится к типу задач, решаемых в условиях неопределенности по правилам нечеткой логики, многофакторной логики, подхода Байеса и других подобных схем.
Для анализа каждого конкретного ОППЯ разрабатывается собственная подсистема (экспертная система), основанная на своих правилах и использующих только необходимые и достаточные данные для проведения исследований. Каждый параметр, свидетельствующий о благоприятности состояния ОПС для возникновения ОППЯ имеет свой вес (важность). Чем больше вес, тем большее значение имеет этот параметр при оценке возможности возникновения ОППЯ. Важно отметить, что в базу знаний закладываются не сами весовые факторы, как принято при классическом понимании подхода Байеса, а критические границы для всех параметров, свидетельствующих о готовности ОПС к возникновению ОППЯ.
После формирования и оценивания комплекса показателей (свидетельств), отражающих влияние ГФУ на возможность возникновения ОППЯ, производится разработка рабочих гипотез (благоприятные для возникновения ОППЯ ГФУ, допустимые и неблагоприятные). Технология оценивания достоверности экспертируемой гипотезы строится на основе теории фактора уверенности с использованием метода Шортлифа-Бьюкенена. Далее производится комплексирование оценок составляющих рабочих гипотез и получение интегральной оценки достоверности главной гипотезы.