Библиографическое описание:ЦИФРОВАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА ДИГРЕССИИ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ПОД ВЛИЯНИЕМ АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ : научное издание / Г. А. Доррер, С. В. Яровой. - Текст : непосредственный // Хвойные бореальной зоны. - 2022. - Т. 40, № 6. - С. 465-473. - ISSN 1993-0135, DOI 10.53374/1993-0135-2022-6-465-473.
Аннотация:Происходящая в настоящее время Четвёртая промышленная революция и создаваемая при этом Индустрия 4.0 предполагают массовое внедрение киберфизических систем (КФС) в производство и обслуживание человеческих потребностей, включая быт, труд, обеспечение безопасности и досуг. Среди областей, для которых создаются киберфизические системы, не последнее место занимает взаимодействие человека с окружающей средой, которое должно перейти на новый уровень, обеспечивая гармонизацию потребностей человечества и сохранность природной среды. При этом особый интерес представляет создание киберфизических систем для широкого класса природных процессов, названных динамическими процессами на поверхности Земли. Примерами таких процессов могут служить природные пожары, наводнения, разливы нефтепродуктов на поверхности Земли и воды и целый ряд других. Эти процессы имеют разную физическую природу (геологическую, биологическую, метеорологическую, гидрологическую, антропогенную), но, в общем случае, таким процессом может быть названо любое явление природного или антропогенного характера, которое можно представить в виде подвижной области, контура или бегущей волны, распространяющейся по поверхности Земли. Эти процессы объединяет ряд особенностей, благодаря которым их динамику и управление можно описать с помощью единого математического аппарата, что позволяет создавать цифровые модели данных объектов, которые являются обязательной частью всех киберфизических систем. В настоящей работе рассматривается еще один вид динамических процессов на поверхности Земли - процессы дигрессии растительности, то есть изменения в природных растительных комплексах под влиянием их интенсивного использования человеком. Сформулированы требования к цифровым моделям процесса дигрессии и возникающие при этом задачи. Предложена и исследована математическая модель пастбищной дигрессии, характерной как для северного оленеводства, так и для скотоводства в южных пустынных районах. Описан метод построения цифровой модели этого процесса. Реализована ГИС-ориентированная система, предназначенная для цифрового моделирования процессов пастбищной дигрессии, которая может послужить основой для соответствующей киберфизических системы.
The ongoing Fourth Industrial Revolution and the Industry 4.0 being created at the same time involve the massive introduction of cyber-physical systems (CPS) in the production and service of human needs, including life, work, security and leisure. Among the areas for which cyber-physical systems are being created, not the last place is occupied by human interaction with the environment, which should move to a new level, ensuring the harmonization of human needs and the preservation of the natural environment. At the same time, the creation of cyber-physical systems for a wide class of natural processes, called dynamic processes on the Earth's surface, is of particular interest. Examples of such processes are wild fires, floods, oil spills on the surface of the Earth and water, and a number of others. These processes have a different physical nature (geological, biological, meteorological, hydrological, anthropogenic), but, in the general case, such a process can be called any phenomenon of a natural or anthropogenic nature, which can be represented as a moving area, contour or traveling wave propagating over the surface of the earth. These processes are united by a number of features, due to which their dynamics and control can be described using a single mathematical apparatus, which makes it possible to create digital models of these objects, which are an indispensable part of all cyber-physical systems. In this paper, another type of dynamic processes on the Earth's surface is considered - the processes of vegetation digression, that is, changes in natural plant complexes under the influence of their intensive use by humans. The requirements for digital models of the digression process and the problems arising from this are formulated. A mathematical model of pasture digression, which is characteristic of both reindeer herding and cattle breeding in the southern desert regions, has been proposed and studied. A method for constructing a digital model of this process is described. A GIS-based system has been implemented for digital modeling of pasture digression processes, which can serve as the basis for the corresponding cyber-physical system.
Ключевые слова:Processes of anthropogenic plant digression, mathematical and digital modeling of these processes, процессы антропогенной растительной дигрессии, математическое и цифровое моделирование этих процессов
