ПРОГРАММНО-АЛГОРИТМИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ДИНАМИКИ АРКТИЧЕСКИХ ОЗЕР РОССИИ НА ОСНОВЕ СПУТНИКОВЫХ СНИМКОВ И ЭНТРОПИЙНО-РАНДОМИЗИРОВАННОГО ПОДХОДА

Аннотация

Статья посвящена проблеме прогнозирования эволюции термокарстовых озер в зонах мерзлоты как интенсивных источников природной эмиссии парниковых газов в атмосферу на арктических территориях. Цель работы. Целью работы является рассмотрение вопросов создания программно-алгоритмического комплекса прогнозирования пространственно-временной динамики озер Российской Арктики на основе методов и алгоритмов рандомизированного машинного обучения. Материалы и методы. Для прогнозирования в качестве исторических данных используются временные ряды спутниковых измерений площадей термокарстовых озер в арктической зоне России и данных о среднегодовой температуре и годовой сумме осадков, полученных на основе систем реанализа ERA-5, ERA-Interim и др. Применяются методы энтропийно-рандомизированного моделирования динамики полей термокарстовых озер, позволяющие прогнозировать изменения площадей озер арктической зоны. Для программной реализации комплекса прогнозирования эволюции площади термокарстовых озер используются средства современных геоинформационных систем. Результаты. Разработана архитектура программно-алгоритмического комплекса, основанная на использовании алгоритмов энтропийно-рандомизированного моделирования. Программно-алгоритмический комплекс прогнозирования позволяет проводить обучение и тестирование модели на основе имеющихся исторических данных о динамике площади термокарстовых озер и климатических изменениях в Российской Арктике. Заключение. Реализация программного комплекса на основе веб-геоинформационной системы NextGIS Web позволяет включать прикладные программы прогнозирования на языке Python. Разработанный программный комплекс может быть использован в задачах оценки и прогноза динамики объемов озерной эмиссии парниковых газов, оказывающей влияние на изменение температуры воздуха в северных регионах.