23.12.2021
Сколтех
665

Алгоритм построил карту качества воды в Новой Москве и сможет картировать почву и воздух

4.6

Ученые из Сколтеха разработали подход для агрегации и картирования данных о качестве воды, почвы и воздуха для сельскохозяйственных, промышленных и природоохранных целей. Предложенный алгоритм принимает разрозненные измерения параметров среды — уровней загрязняющих веществ, содержания микроорганизмов — в разных точках заданного региона, прогнозирует их значения и отображает в виде тепловой карты. А еще на основе данных природоохранных стандартов он может выводить единую метрику качества среды и генерировать по ней карту, которая вбирает в себя сразу все параметры.

Карта Новой Москвы, на которой цветом показано качество воды, от низкого (темно-фиолетовый) до высокого (желтый). В основе лежат данные анализа 1524 образцов, взятых в 448 точках. Индекс качества воды объединяет в одном показателе 21 характеристику: кислотность, примеси и так далее / ©Артем Никитин и др. / Scientific Reports

Исследование опубликовано в Scientific Reports. «Люди разрушают и загрязняют окружающую среду — почву, воду, воздух. Поэтому нужны эффективные способы оценивать и отслеживать ее состояние, чтобы охранять природные ресурсы и оптимально их использовать», — объясняет один из авторов исследования, Полина Трегубова из Сколтеха. Если бы можно было в каждой точке некоторой области взять пробы воды, например, и проанализировать их по каждому параметру, получилась бы идеальная карта, но так, очевидно, не бывает.

«Вместо этого мы заполняем пробелы интерполяцией, то есть программа достраивает недостающие значения, пытаясь „угадать“ их на основании имеющихся данных из окружающих областей», — добавляет первый автор статьи, аспирант Сколтеха Артем Никитин. Путем интерполяции данных алгоритм сначала строит отдельную карту региона на каждый параметр: карту кислотности воды, карту содержания пестицидов и так далее. Каждый «пиксель» на карте — участок в 100 квадратных метров.

На этом работа алгоритма не заканчивается. После того как программа предсказала и визуализировала непрерывное изменение каждого параметра по отдельности, она использует операцию под кодовым названием «хитроумная агрегация данных» для синтеза единой метрики — индекса качества воды (почвы, воздуха и так далее). По нему строится общая карта качества.

«Процедура агрегации отталкивается от санитарных норм и прочих стандартов качества, которые нужно подать на вход алгоритма. В этой статье использовались нормативные документы по воде, но подобные отраслевые или государственные стандарты по сельхозпочвам и любым другим средам тоже можно задействовать, — поясняют ученые. — Прелесть этого решения в его гибкости: его можно масштабировать на любой регион, по которому доступны данные измерений, и любую среду, для которой есть нормативы у ВОЗ, корпораций или на национальном уровне». 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Сколковский институт науки и технологий — негосударственный технологический университет, расположенный в инновационном центре Сколково. Институт был создан в 2011 году при поддержке Массачусетского технологического института. Модель института предусматривает тесную интеграцию технологического образования, исследовательской работы и предпринимательских навыков. Институт ведёт обучение по программам магистратуры и PhD, рабочий язык — английский.
Вчера, 11:11
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

8 часов назад
Илья Ведмеденко

В конце 2021 года российским ВКС передали два новых Су-57. О поставке первого серийного истребителя пятого поколения сообщили в 2020-м.

Вчера, 18:45
Александра Медведева

Снимки телескопа Hubble показали, что черная дыра в центре карликовой галактики Henize 2-10 создает звезды вместо того, чтобы их разрушать. Открытие может стать ключом к пониманию происхождения сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной.

Вчера, 11:11
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

17 января
Сергей Васильев

Новые измерения свойств минерала из глубоких слоев мантии показали, что ядро планеты теряет тепло в полтора раза активнее, чем полагали до сих пор.

17 января
Илья Ведмеденко

Перспективный российский многоцелевой самолет «Байкал» оторвался от земли. Первый полноценный полет машина должна выполнить до конца января.

26.12.2021
Александр Березин

Российская тяжелая ракета имеет все шансы взлететь после Starship, хотя ее начали создавать на 20 лет раньше, да и по параметрам она радикально уступает детищу Илона Маска. Попробуем разобраться, почему любая попытка создать классическую ракету в наши дни — пустая трата времени и средств. А заодно дать ответ на вопрос, какую космическую ракету на самом деле стоит создавать России.

12 января
Алиса Гаджиева

Дополнительное исследование вулканических пород формации Кибиш в Эфиопии изменило датировку найденных там костей Homo sapiens.

Вчера, 11:11
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: