Світовий центр даних з геоінформатики та сталого розвитку, що діє в КПІ, спеціалізується на проведенні міждисциплінарних досліджень поведінки складних систем різної природи. Його фахівці здатні надавати ефективну аналітичну й інформаційну підтримку при вирішенні довгострокових проблем розвитку суспільства з точки зору його стійкості, інформаційну підтримку оцінок перспектив і реалізації концепції сталого розвитку в галузі вищої освіти, бізнесу й політики.
У лабораторії аналізу великих даних
Спільну навчально-наукову лабораторію аналізу великих даних у кіберфізичних системах (Big Data Intelligence for Cyber-physical Systems Laboratory) Фізико-технічного інституту та ННК "Світовий центр даних "Геоінформатика та сталий розвиток" КПІ ім. Ігоря Сікорського було створено у 2020 році. Очолив її д.т.н., професор Дмитро Володимирович Ланде – відомий вчений у галузі інформаційного пошуку, штучного інтелекту, інформаційної безпеки; науковим керівником призначено д.т.н., професора Олексія Миколайовича Новікова, директора Фізико-технічного інституту КПІ ім. Ігоря Сікорського. Для вирішення завдань, що стоять перед лабораторією, залучаються фахівці Світового центру даних, Фізико-технічного інституту, Інституту спеціального зв'язку та захисту інформації, інших структурних підрозділів КПІ ім. Ігоря Сікорського.
Першим завданням, яке було вирішено лабораторією, стало створення підсистеми збору і аналізу даних із соціальних мереж для подальшої оцінки рівня суспільної підтримки процесів і подій, що знаходять своє відображення у віртуальному мережевому середовищі. Ця підсистема є компонентою інтегрованої онлайн-платформи "Advanced Analytics" Світового центру даних "Геоінформатика та сталий розвиток" – апаратно-програмного комплексу, призначеного для розроблення, розгортання та функціонування інструментів у вигляді вебсервісів та спеціалізованих вебзастосунків для інтелектуального аналізу структурованих даних і даних з контекстно залежною інтерпретацією (неструктурованих даних), та його використання для оцінки ситуації при прийнятті управлінських рішень у сфері економіки, суспільних відносин, національної безпеки та оборони України.
Крім того, фахівцями лабораторії створено програмні засоби аналітичної обробки інформації із соціальних медіа, що реалізують аналіз тональності окремих повідомлень, динаміки тематичних інформаційних потоків, дозволяють формувати моделі предметних галузей, мережі термінів, персон, джерел інформації. Підсистему інтегровано із засобами геоінформаційної підтримки. Усі програмні компоненти підсистеми розроблено на базі безкоштовного програмного забезпечення, інтегровано з онлайн-платформою "Advanced Analytics" за допомогою сучасних прикладних програмних інтерфейсів.
"У перспективах роботи лабораторії, – розповів її завідувач проф. Д.В. Ланде, – розвиток цієї підсистеми, підключення нових компонентів, більш тісна інтеграція з інформаційними системами Світового центру даних, її впровадження в освітній процес". Численні зустрічі, презентації в Інформаційно-аналітичному ситуаційному центрі КПІ ім. Ігоря Сікорського свідчать про зацікавленість інтегрованою онлайн-платформою в цілому і підсистемою збору й аналізу даних із соціальних мереж з боку органів державної влади нашої країни.
Моніторинг динаміки поверхневих вод Криму
"На сьогоднішній день дані щодо стану водних ресурсів Криму важливі як з точки зору складової частини аналізу стану якості життя українських громадян на тимчасово окупованій території, так і з точку зору національної безпеки держави", – поінформував директор СЦД Костянтин Єфремов. Дійсно, Кримський півострів недостатньо забезпечений водними ресурсами. Для більшої частини території Криму атмосферних опадів вкрай мало для ведення різних типів господарства. Саме тому в 1960-х роках було розпочато будівництво Північно-Кримського каналу, води якого забезпечували до 85 % потреб мешканців Криму у прісній воді. Проте з 2014 р. канал перекритий, що призводить до появи низки нових геоекологічних процесів, які необхідно вивчати.
Нині мешканці Криму отримують воду з водосховищ, які живляться з місцевих стоків та підземних свердловин. "Використовуючи дані дистанційного зондування Землі та сучасні геоінформаційні технології, було створено аналітичну панель (дашборд) для аналізу та моніторингу динаміки поверхневих вод водосховищ Криму, – розповідає Іван Пишнограєв, заступник директора СЦД, завідувач лабораторії економетрики та прогнозування. – Функціонал дашборду дає змогу проводити пошук за адресою, обирати в якості базових карт космознімки, топографічні карти, обчислювати площі, довжини, фільтрувати за територіальною приналежністю об'єкти та проводити порівняльний аналіз окремих водойм".
Для побудови аналітичних дашбордів моніторингу динаміки поверхневих вод Криму використовувалися дані лабораторії глобального аналізу та дослідження поверхні Землі (GLAD) відділу географічних наук Університету штату Меріленд (https://glad.umd.edu/dataset/global-surface-water-dynamics), які налічують аналіз серії космічних знімків місії Landsat 5, 7, 8 з 1999 по 2020 рр., та дані дослідницького центру Європейської комісії в рамках програми Copernicus. Опрацювання даних йде у середовищі географічних інформаційних систем (ГІС), що дозволяє виокремити обрану територію, відфільтрувати зайві для аналізу об'єкти, провести просторовий та часовий аналізи тощо.
"Отримані серії растрових шарів групуються за часовими періодами, класифікуються та поєднуються з іншими геопросторовими даними для подальшого аналізу, – говорить розробник ГІС-застосунків Сергій Гапон. – Далі "набір пікселів" перетворюється на векторний формат, де до наявних атрибутів – ймовірності, зміни інтенсивності, сезонності, повторюваності, максимального рівня води – додаються атрибути назви водосховищ, їх сталої площі, об'єму тощо. Інтегральні шари публікуються у вебсередовище, після чого йде формування вебкарт, онлайн-застосунків, аналітичних дашбордів".
Такі дашборди мають низку елементів управління та графіків, які дозволяють у режимі онлайн візуалізувати та аналізувати співвідношення площ водосховищ за різні роки, порівняти відсоткову зміну темпів зменшення/збільшення рівнів води водосховищ, дослідити низку статистичних показників обраних об'єктів за конкретний період часу тощо. Вони зручні в користуванні і мають зрозумілий інтерфейс, тож аналітичні дані досить просто і зручно демонструвати широкому колу профільних фахівців і громадськості.
Нещодавно ці застосунки демонстрували в Інформаційно-аналітичному ситуаційному центрі КПІ ім. Ігоря Сікорського представникам органів державної влади України й профільних міністерств та отримали схвальні відгуки фахівців і високопосадовців.