Структурное подразделение: Международная лаборатория математических методов исследования социальных сетей (Трусов А.В.)

Руководитель работ: Трусов Александр Васильевич, кандидат физико-математических наук, заведующий научно-исследовательской лабораторией, Международная лаборатория математических методов исследования социальных сетей, ИПЭИ

Сроки выполнения:  2020 год.

Актуальность исследования: область исследования и приложений МДЗНПЗ (мультиспектрального дистанционного зондирования ночной поверхности Земли) является достаточно установившейся, эту область зачастую называют ночные огни, по-английски Night-time lights, или аббревиатурой NTL. Приложения ночных огней включают - мониторинг сжигания попутного газа и выбросов парниковых газов, мониторинг незаконного вылова морепродуктов, определение естественных границ поселений городского типа, оценки ВВП и бедности, мониторинг природных и рукотворных катастроф, исследование светового загрязнения (здравоохранение и комфорт людей) и исследование экосистемных угроз. Пространственно-временное распределение электрических огней и областей повышенной температуры на ночной поверхности Земли можно использовать в цифровой экономике как новый (и зачастую единственный) источник данных для инструментальной проверки эффективности экономических и демографических программ. В последние три года в оборот были введены новые американские данные (VIIRS) отличающиеся высоким качеством. Недавно появились китайские данные с высоким разрешением. В эти годы происходит бурный рост количества публикаций по теме. Если раньше это были в основном публикации ученых из США, Китая, Японии и Европы, то сейчас стали подключаться другие страны. Например, в работе украинских ученых В. Лялько и др., 2018, исследовались оценки социально-экономического развития Украины за период 1992-2012 год на основе данных DMSP/OLS (США). Работ по территории РФ практически нет (если не считать детекции факелов сжигания ПНГ в Зап. Сибири и изучения динамики ночных огней в Чечне). Подробный эконометрич. анализ публикаций по ночным огням см. в отчете коллектива авторов данной заявки Разработка методов структурного сетевого анализа больших объемов данных, РАНХиГС, 2018 г. Этот анализ позволяет предположить, что инструментальный этап (когда значительная часть работ была посвящена технич. проблемам работы с данными) выходит на плато, когда дальнейший прогресс работ происходит за счет большей вовлеченности экспертов по областям приложений, а не специалистов по обработке космических снимков. Результаты НИР позволят снизить входной порог в эту область исследований для российских экономистов и обеспечить быстрый рост исследований ночных огней на территории РФ. Исследование непосредственно направлено на решение задачи, сформулированной в Программе Цифровая экономика Российской Федерации, где сказано: Основными целями направления, касающегося информационной инфраструктуры, являются создание эффективной системы сбора, обработки, хранения и предоставления потребителям пространственных данных, обеспечивающей потребности государства, бизнеса и граждан в актуальной и достоверной информации о пространственных объектах.

Основная цель исследования: разработать алгоритмы и программные средства изучения социально-экономических показателей на основе данных мультиспектрального дистанционного зондирования ночной поверхности Земли.

Основные фундаментальные и прикладные задачи, решаемые в рамках исследования: 

Приложения ночных огней (NTL) требуют понимания географической специфики и особенностей хозяйствования в исследуемом регионе. Фундаментальные исследования приложений NTL для РФ возможны только при использовании масштабируемого программного обеспечения (ПО). В данной заявке предложено одновременное построение элементов ПО, и проведение пилотных исследований, позволяющих уточнять требования к ПО. Будут исследованы связи NTL и показатели развития регионов. Пилотные исследования будут проводиться также для других приложений, которые были введены в оборот за последние годы (включая моделирование развития агломераций). Это позволит расширить и уточнить границы применимости NTL, и позволит улучшить ПО, в особенности средствами для комплексирования NTL с другими геокодированными данными. Примерами таких приложений является использование NTL для оценки эффективности вложений в строительство инфраструктурных объектов устойчивого развития регионов, развития туризма. Решение этих задач позволит в в дальнейшем проводить фундаментальные исследования связи интенсивности и локализации NTL с экономической деятельностью. Для установления такой связи можно будет рассмотреть ряд статистических показателей, характеризующих экономическую деятельность на территории регионов РФ с учетом их климатических условий. Известно, что интенсивность свечения городов, промышленных зон, шоссейных дорог, аэропортов и других сооружений различна. Представляется интересным предпринять попытку получить модель объясняющую интенсивность NTL экономическими факторами, а также и природно-климатическими. С этой целью формируется система статистических показателей в региональном разрезе, состоящая из нескольких блоков: климат и территория; трудовые ресурсы; предприятия организации; транспортная инфраструктура, макропоказатели экономики региона; показатели окружающей среды и др. Априорный содержательный анализ выдвигаемой гипотезы позволяет включить в рассмотрение около 35 статистических показателей по регионам. Процедура корреляционно- регрессионного анализа с целью установления наличия связи и отыскания уравнения связи будет выполнена по статистическим данным ФСГС России. Дальнейший анализ данных может быть выполнен с использованием методов: факторного и кластерного анализа. С помощью этих методов возможно выделение и объединение регионов в группы по интенсивности свечения, возможно обусловленной не только природно-климатическими, но и экономическими факторами.