Xx международная научно-техническая конференция и Российская научная школа молодых ученых и специалистов Системные проблемы надёжности

Абрамченко В.В., Данилов П.В., Повх В.И. (Департамент земельной политики, имущественных и земельных отношений МСХ РФ) Information technologies in the system of state monitoring of agricultural lands. Abramchenko V.V., Danilov P.V., Povh V.I. In modern conditions the effective management of agro-industrial complex of the country is impossible without the availability of objective and timely information on the status of agricultural land. The system creates the basic functionality of interagency information exchange and common formats for input, storage, display/output of data for users of system resources Сельское хозяйство является важной отраслью национальной экономики России, а динамичное развитие аграрного производства возможно только при наличии высокоэффективной системы земледелия. Агропромышленная политика государства сегодня направлена на то, чтобы сделать ее высокоэффективной и высокорентабельной, ориентированной на экспорт отраслью экономики, существенно повысить надежность обеспечения страны продукцией сельского хозяйства. В современных условиях эффективное управление агропромышленным комплексом страны невозможно без наличия объективной и своевременной информации о состоянии сельскохозяйственных угодий. В настоящее время традиционная система обеспечения оперативной информацией органов управления федерального, областного и районного уровней, опирающаяся на данные государственных статистических служб и сеть агрометеорологических станций, работает недостаточно эффективно. Статистическая информация передается самим производителем и поэтому во многих случаях не является объективной, а редкая сеть агрометеорологических станций не в состоянии оценивать все необходимые параметры сельскохозяйственного производства. Существующая проблема в настоящий момент частично решается за счет внедрения новых средств и технологий сбора и обработки информации. В первую очередь речь идет о государственном мониторинге земель сельскохозяйственного назначения (ГМЗСХН) на основе данных дистанционного зондирования Земли из космоса для оценки и прогноза влияния погодных и климатических условий на состояние и продуктивность посевов. Дистанционные методы объективны и более оперативны в применении, что позволяет одновременно вести наблюдения за землепользованием и давать прогноз продуктивности сельскохозяйственных культур. С появлением в последние годы спутниковых систем, имеющих достаточно высокое пространственное разрешение и обеспечивающих ежедневное поступление данных по любому району наблюдения, стало возможным создание принципиально новых технологий мониторинга сельскохозяйственных земель. Уже сегодня информация, полученная на основе спутниковых данных, может постоянно использоваться как для контроля сельскохозяйственной деятельности, так и для принятия оперативных управленческих решений. В последние годы Министерством сельского хозяйства РФ активно проводятся работы по созданию информационных систем обеспечения ГМЗСХН. Разработаны и введены в эксплуатацию Федеральная государственная информационная система (ФГИС) с функциональными подсистемами (ФП) Система дистанционного мониторинга земель агропромышленного комплекса (СДМЗ АПК) и Атлас земель сельскохозяйственного назначения (АЗСН). ФГИС ФП СДМЗ и АЗСН направлены на регулярное обеспечение Министерства сельского хозяйства РФ, других заинтересованных государственных и коммерческих структур оперативной и объективной информацией о сельскохозяйственном производстве, а ее основными задачами являются: мониторинг состояния пахотных земель и их использования; оценка площадей посевов; мониторинг состояния посевов и пахотных угодий; осуществление контроля хода полевых работ; оценка урожайности и урожая сельскохозяйственных посевов. В рамках системы создаётся базовый функционал межведомственного информационного обмена и единые форматы представления/ввода, хранения, отображения и представления/вывода данных для пользователей ресурсами системы. Структура, результаты и перспективы системы – основное содержание доклада. Формирование цифровых план - схем территорий с объектами сельскохозяйственного назначения на основе базы знаний при дистанционном зондировании земной поверхности Крамаров С.О.*, Храмов В.В.*, Повх В.И. (НОУ ВПО ИУБиП*, ДЗП ИЗО МСХ РФ) Formation of digital plan scheme’s of the territories with agricultural purposes on the basis of the knowledge base in remote land sensing. Kramarov S.O., Khramov V.V., Povh V.I. One of the promising ways to ensure the efficiency of solving problems of space monitoring of agricultural use is the development and application of digital plan schemes (LTP) of sections of the earth's surface. When using the LTP is achieved practical results in the form of complex data processing tools providing automated formation and updating the knowledge base on the analysis, recognition and classification of images in the form-oriented search by various criteria aggregate data blocks of the algorithms. Одним из перспективных путей обеспечения оперативности решения задач космического мониторинга объектов сельхозназначения является формирование и использование цифровых план - схем (ЦПС) участков земной поверхности. При таком подходе к обработке, хранению и предъявлению фактической информации о состоянии сельхозугодий и других сельскохозяйственных объектов обеспечивается уменьшение размеров сопоставляемых эталонных и текущих массивов информации, осуществляется сжатие исходных данных об изображениях подстилающей поверхности и формируется описание этих объектов на языке признаков. В работе формулируется задача проектирования и ведения ЦПС участков местности в виде специализированной базы знаний об объектах сельхозназначения сформированной из данных, полученных на основе космического мониторинга. При использовании ЦПС достигается практический результат в виде комплекса средств обработки данных, обеспечивающего автоматизированное формирование и пополнение базы знаний по анализу, распознаванию и классификации изображений в виде ориентированной на поиск по различным критериям совокупности информационных массивов - блоков алгоритмов. База знаний содержит блок управления, интерфейсы внешней связи и пользователей, подсистему хранения знаний. Необходимый результат обеспечивается тем, что подсистема хранения знаний включает в себя модуль алгоритмов, модули планирования, управления и принятия решений, модуль эталонных и тестовых фактических данных, модуль поиска данных, модуль тезауруса со средствами структурирования и записи новых знаний, глоссария и справочника, подключенные к общей информационно-управляющей магистрали. Принцип функционирования базы знаний представлен алгоритмами основных процедур, выполняемых при решении задачи, поставленных пользователям. Определяющим является ассоциативный поиск решения задачи в базе знаний, который включает: Ввод исходных данных (система производит анализ предъявленного изображения, извлечение полезной информации об этом изображении и формирует признаки объектов, а пользователь создает объект, соответствующий постановке конкретной задачи, для чего формируется максимально возможное количество признаков о задаче). Формирование сложного запроса (условия запроса учитывают свойства элементов (признаки) объекта, для чего учет смыслового содержания из модуля тезауруса предварительно осуществляется выборкой дескрипторов, включаемых в ассоциативный запрос, результатом которого является множество описаний задач, содержащих алгоритмы решения). Ранжирование описаний в соответствии с выбранной мерой близости (выбор и запуск алгоритма, соответствующего первому из ранжированных описаний). Анализ полученной выборки описаний задач (если выборка не удовлетворяет пользователя, то в постановку задачи вносятся изменения, и делается новый запрос). Процедура планирования решения задачи включает следующие этапы: В подсистеме ассоциативного поиска производится формирование запроса для поиска описаний подзадач. Блок управления для каждой из обнаруженных близких типовых подзадач (где формируется запрос) для поиска описаний составляющих подзадач и других компонентов. По результатам серии запросов формируется схема (план) решения задачи и выводится на пользовательский интерфейс (управляющая подсистема осуществляет контроль алгоритмов, включенных в схему решения, на совместимость по типам входных и выходных данных, назначает начальные значения параметров алгоритмов). Корректировка пользователем (включая системы с элементами искусственного интеллекта) сформированной схемы решения и параметров алгоритмов. В результате формируется программа, составленная на макроязыке системы обработки и анализа изображений. Компиляция и запуск пользователем программы на исполнение и осуществление оценки предварительных результатов решения задачи. По результатам оценки осуществляется введение новых описаний задачи в базе знаний и проверка непротиворечивости вводимых знаний уже имеющимся в базе, включая опорную информацию. База знаний ЦПС включает, в частности, базовые средства для обработки данных: аффинные преобразования, преобразования Фурье, матричную фильтрацию, выделение яркостных переходов и контуров, методы вычисления признаков распознавания и сегментации, методы анализа текстур, алгоритмы распознавания и принятия решений и пр. Методы и модели обнаружения и распознавания объектов сельскохозяйственного назначения при дистанционном зондировании земной поверхности Храмов В.В. (НОУ ВПО ИУБиП) Methods and models of detection and recognition of objects for agricultural purposes in remote sensing of the earth surface. Khramov V.V. The methods of image formation of underlaying surface, selection of informative  indications of detection and identification of target objects are considered in the article. Mathematical models of these object and models of background information are chosen and appreciated. Одним из возможных путей обеспечения точности решения задачи распознавания объектов земной поверхности средствами воздушно-космического мониторинга является использование источников внешней информации. При этом подходе к обработке внешней информации обеспечивается уменьшение размеров сопоставляемых эталонных и текущих массивов информации, осуществляется сжатие исходных данных об изображениях подстилающей поверхности и формируется описания объектов изображений на языке признаков. В докладе формулируется задача мониторинга объектов сельхозназначения из космоса. Пусть известна (дана) база шаблонов распознаваемых символов, характеризуемая множеством эталонов изображений и пусть с помощью средств наблюдения получено множество изображений для каждого из предъявляемых объектов . Требуется при заданных ограничениях на объем памяти и производительности вычислительных средств найти оптимальную последовательность алгоритмов , такую, что , обеспечивающую достижение требуемого уровня достоверности распознавания где - результат r-го шага обработки внешней информации; - -е решение об идентификации и или об отказе от идентификации; - число правильных принятий решения об идентификации из общего числа принимаемых решений. Выделяют два подхода к решению указанной задачи, каждый из которых может быть использован как самостоятельно, так и вместе с другим, в зависимости от конкретных требований, предъявляемых к системе обработки информации. Первый заключается в том, что над информацией об изображении осуществляется операция сжатия с помощью разложения в ряды по ортогональным функциям. Помимо уменьшения требуемого уровня емкости памяти для описания хранимых в БД эталонов изображений, такой подход позволяет эффективно реализовывать операции распознавания, а также, при необходимости, восстанавливать исходную форму изображений с высокой точностью. Эта точность, равно как и информационные свойства коэффициентов разложения, существенно зависят от параметров базисов разложения. Успешный выбор этих параметров позволяет, не снижая качества восстанавливаемого изображения добиться большего его сжатия, а, следовательно, и меньшего объема памяти бортового компьютера, требуемой для хранения эталонной информации. В докладе предложена методика выбора параметра базиса ортогонального разложения. Дан краткий обзор существующих технических и технологических средств дистанционного зондирования Земли, определяющих методы и модели обработки данных при воздушно-космическом мониторинге отдельных территорий. Рассмотрены вопросы, связанные с математическим описанием предметной области, построением моделей, описывающих свойства изображений земной поверхности. Предлагаются модели шумов, которые накладываются на формируемые изображения. Приведены процедуры формирования признаков опорных ориентиров для нахождения координат и распознавания интересующих исследователя объектов сельскохозяйственного назначения. Дистанционный мониторинг земель сельскохозяйственного назначения для обеспечения продовольственной безопасности региона Миронова O.A. (НОУ ВПО ИУБиП) Remote monitoring of agricultural land to ensure food security in the region. Mironova O.A. Key factors determining the state of the economy of the region is its specialization and the structure of the economy. One of the promising sources of current information about the parameters of agricultural production is a space monitoring of agricultural lands, enabling control over the use of land resources and promptly transmit to the interested public and commercial structures objective data about the parameters of agricultural production. Ключевыми факторами, определяющими состояние экономики региона, является его специализация и структура хозяйства. Особенностью современной региональной организации реального сектора экономики России является присутствие практически во всех регионах страны предприятий агропромышленного комплекса (АПК). Известно, что уровень развития сельскохозяйственного производства оказывает прямое воздействие на состояние продовольственной безопасности - одной из важнейших структурных составляющих экономической безопасности любой страны. В России устойчивой тенденцией последних десятилетий стало нарастание проблем в области развития сельского хозяйства, что обострило угрозы продовольственной и экономической безопасности не только на макро-, но и на мезоуровне. Открытие российской экономики, а также тенденции деградации в сфере АПК в конце ХХ века привели к неоправданному расширению агрессивного продовольственного импорта и роста зависимости отечественного рынка от зарубежных поставок продовольственных товаров. В настоящее время введение взаимных торгово - экономических санкций Россией, США и ЕС, обусловленное военным конфликтом в Украине, приведет к сокращению продовольственного импорта в нашу страну. Это актуализирует проблему укрепления продовольственной безопасности и ее важнейшей компоненты - продовольственной независимости на макро- и мезоуровне.

Похожие:

	Всероссийская научно-техническая конференция студентов, аспирантов...		Xх І і международная научно-практическая конференция для студентов,... Хіі международная научно-практическая конференция для студентов, аспирантов и молодых ученых
	Xх І і международная научно-практическая конференция для студентов,... Хіі международная научно-практическая конференция для студентов, аспирантов и молодых ученых		Xvi международная научно-практическая конференция студентов и молодых... Общества Электронных приборов (eds) Института электро- и радиоинженеров (ieee,usa) на базе Томского политехнического университета...
	Вторая международная молодежная научная конференция (форум) молодых... Ссионального образования «Башкирский государственный аграрный университет» (Башкирский гау) проводит Вторую международную молодежную...		Ххiіі международная научно-практическая конференция молодых ученых и студентов Совет студенческого научного общества Национального фармацевтического университета приглашают Вас принять участие в ХХIІІ международной...
	Международная научная конференция студентов и молодых ученых на английском языке Конференции студентов и молодых ученых на английском языке «Актуальные вопросы медицины», которая состоится 28 апреля 2015 года в...		V международная молодежная научная конференция «Актуальные проблемы... Представлены материалы конференции молодых ученых «Актуальные проблемы современной механики сплошных сред и небесной механики», прошедшей...
	Рассказов Д. А. 21 Хіі международная научно-практическая конференция для студентов, аспирантов и молодых ученых		Межвузовская научная конференция студентов и молодых ученых с международным... Межвузовская научная конференция студентов и молодых ученых с международным участием на английском языке