Лесной комплекс является основой экономик регионов Европейского Севера России. Лесная индустрия является динамично развивающимся сектором российской экономик, однако, ее вклад в экономику страны существенно ниже аналогичного показателя других стран, схожих с Россией по объемам запасов и заготовки древесины.
Задача разработки информационно-аналитических инструментов для лесного комплекса является сложной теоретической и вычислительной задачей, требующей не только научно-технических знаний производственных, технологических, лесохозяйственных, экономических аспектов лесной индустрии и их взаимосвязи, но также осуществления многомерных стохастических процедур, выполняющих сбор данных об объектах исследования, их классификации на основе запросов пользователя в условиях ограниченных вычислительных мощностей.
Проект направлен на решение важнейших задач: создание отечественной информационно-аналитической системы с элементами ГИС, которая будет иметь возможность осуществлять обработку и представление данных для стратегического и текущего планирования в лесных секторах экономики регионов Европейского Севера России; и доведение ее до уровня внедрения. В качестве теоретической основы для разработки информационно-аналитической системы используются математический аппарат кластерного анализа, а также современные цифровые технологии, в том числе искусственные нейронные сети, необходимые для прогнозирования некоторых факторов. Проект также направлен на получение на основе иерархической кластеризации новых знаний о характеристиках состояния лесов регионов Европейского Севера России и их использовании. Для реализации программной части информационно-аналитической системы планируется применять современный высокоуровневый язык Python, который включает в себя несколько парадигм программирования, в том числе объектно-ориентированное; для реализации интерактивных элементов ГИС, используется средство визуализации геоданных Leaflеt, которое включает в себя встроенную скользящую карту. В качестве СУБД планируется применять модуль SqlLite, обеспечивающий высокую скорость доступа к данным.
Научная новизна состоит в разработке информационно-аналитической системы управленческого назначения, отличительной чертой которой является обеспечение возможности интерактивного представления информации о лесных комплексах регионов Европейского Севера России полученной на основе систематизации множества параметров, характеризующих состояние лесов регионов и их использования на основании их сходства в определённых природно-производственных аспектах. Также в рамках проекта впервые для регионов Европейского Севера будет сформирована база данных, содержащая сведения о лесных древесных ресурсах и экономической оценки их использования, охраны и воспроизводства. Новизной проекта также служат методические основы по разработке информационно-аналитической систем, позволяющие тиражировать полученный опыт в ходе реализации проекта на другие территории страны.
Ожидаемые результаты:
1. Впервые на основе кластерного анализа будет проведена классификация лесных территорий по природно-производственным условиям на уровне лесничеств регионов Европейского Север России, позволяющая продемонстрировать различия и сходства лесных территорий.
2. Предполагается, что на основе применения искусственных нейронных сетей удастся также получить классификацию, отражающую не только текущее и ретроспективное состояние лесов, но и спрогнозировать будущие изменения в состоянии лесов и лесных ресурсов.
3. В результате выполнения проекта будет разработан рабочий прототип информационно-аналитической системы ресурсов древесины регионов Европейского Севера России и осуществлено его первичное наполнение данными о качественных и количественных показателях древостоев, природно-производственных условиях, а также результатами их анализа.
4. Также на основе обобщения опыта по проекту будет получена методика по разработке информационно-аналитических систем ресурсов древесины, позволяющая тиражировать результаты проекта на территории других регионов страны.
5. Кроме того, в рамках проекта планируется выполнение работ по формированию базы данных, содержащей сведения о лесах и природно-производственных условиях, с целю изучения потенциалов лесных комплексов регионов Европейского Севера России. База данных будет положена в основу информационно-аналитической системы.
6. В рамках проекта будет подготовлено и опубликовано (или принято к печати) минимум шесть статей с результатами исследований, зарегистрирована одна база данных и одна программа для ЭВМ. Прочитан минимум один научный доклад на конференции.
Результаты проекта в первую очередь могут быть практически использованы в управленческой деятельности органами власти при формировании плана мероприятий по освоению и охране лесов, частными предприятиями лесной отрасли при планировании производственной деятельности.