Специализированная геоинформационная система РАПИД – функции и решаемые задачи

Повышение эффективности природо- и недропользования на современном этапе развития общества, науки и техники предполагает разработку и использование информационных технологий, способных эффективно анализировать массивы разнородных и разноуровневых пространственных данных, среди которых важнейшую роль играют материалы изучения Земли из космоса [1]. Одним из перспективных научно-технических подходов является разработка специализированных геоинформационных систем (ГИС), объединяющих функции хранения, обработки и визуализации пространственных данных с возможностями их интеллектуального анализа методами Data Mining.

В Национальном горном университете создана специализированная ГИС РАПИД (Распознавание, Автоматизированный Прогноз, Интерпретация Данных), предназначенная для решения задач экологии, мониторинга состояния окружающей среды, прогноза опасных природных и техногенных явлений, поиска месторождений полезных ископаемых и др.

ГИС РАПИД позволяет выполнять комплексную обработку и анализ разнообразных растровых, сеточных и векторных данных – результатов геолого-геофизических, геохимических и топографических съемок, картографических источников, космических снимков, материалов исследования скважин и результатов сейсмических наблюдений. Система обеспечивает предварительную обработку данных, расчёт разнообразных трансформаций космоснимков и геофизических полей, исследование зависимостей и статистическую обработку, выявление, кластеризацию и классификацию объектов и явлений на основе моделей и методов Data Mining, 2D и 3D-визуализацию данных [2].

Имеется ряд особенностей, отличающих ГИС РАПИД от большинства существующих на данный момент универсальных геоинформационных систем (ArcGIS, Quantum GIS, MapInfo, GRASS GIS, OpenGIS, AutoCAD MAP 3D и других), в том числе и специализированных ГИС-систем недропользования (ГИС-ИНТЕГРО, Coscad 3D, MultAlt, ProSource, Geosoft/Oasis montaj и др.). Основными из них являются:
1. Мощная подсистема решения прогнозных задач методами Data Mining. В подсистеме, в частности, реализованы: 15 способов построения решающих правил эталонной классификации на основе детерминистских, статистических, логических и нейросетевых подходов, 5 методов безэталонной классификации; 12 критериев точности прогнозов.
2. Уникальные возможности вычисления трансформаций исходных данных и выбора наиболее информативных их них. Всего ГИС РАПИД обеспечивает выполнение более 200 видов трансформант. Специальные оптимизационные средства позволяют выделить наборы трансформант, обеспечивающие решение классификационных задач с минимальной погрешностью.
3. Развитая подсистема линеаментного анализа. В подсистеме реализован широкий спектр процедур выделения и анализа линеаментов и их сетей. В отличие от существующих систем линеаментного аналиаз (Lessa, Lineament, ALINA), ГИС РАПИД обеспечивает сопряжённость подсистемы с прогнозирующими модулями и возможность использования результатов линеаментного анализа качестве исходных данных для процедур Data Mining.

Перечисленные особенности позволили успешно использовать ГИС РАПИД для анализа данных в пределах конкретных участков с целью:
• прогнозирования сейсмоопасности по данным линеаментного анализа материалов космических съемок;
• определения состояния растительного покрова урбанизированных ландшафтов и мониторинга развития овражно-балочной структуры земель сельскохозяйственного назначения;
• выделения и картирования пожароопасных терриконов на территории Донбасса по результатам обработки материалов тепловых каналов космических снимков Landsat-5 и Landsat-7;
• прогноза рудных и углеводородных объектов по комплексу геолого-геофизических и аэрокосмических данных;
• прогноза залежей свободного угольного метана в пределах шахтных полей.


1. Горный В.И., Тронин А.А. Обзор достижений последнего десятилетия в области применения спутниковых методов дистанционного зондирования при геологических и геофизических исследованиях // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. – 2012. – Т.9. – №5. – С.116-132
2. Pivnyak G., Busygin B., Nikulin S. Geoinformation System RAPID as the Means of Solving the Problems of Environment and Nature Management // SWEMP, 2010. – Prague. – p. 423-430.