Структурное подразделение: Институт экологии.
Центр — междисциплинарная научная платформа:
- по созданию и внедрению инновационных технологических решений, объединяющая искусственный интеллект (AI), спутниковые данные и геоинформационные системы (GIS) в сфере экологии городской среды и сельскохозяйственных земель,
- по разработке и внедрению новых экологически безопасных технологий возделывания сельскохозяйственных культур для обеспечения продовольственной безопасности и устойчивого развития территорий.
Ресурсы центра
Лабораторная база позволяет обеспечивать комплексный подход к анализу и управлению экосистемами, объединяя передовые технологии и междисциплинарные методы для решения критически важных задач:
- Превращать сырые данные (спутниковые снимки, DEM, пробы почвы) в стратегические решения — от карт рисков до адаптивных агротехнологий, обеспечивая баланс между развитием инфраструктуры и экологической устойчивостью.
- Использовать методы пространственного моделирования и прогнозирования состояние геоструктур ландшафтов, градостроительных объектов, земельных участков и водных объектов.
- Моделировать влияние застройки на микроклимат и водный баланс с помощью GIS и нейросетей (например, оценка тепловых островов, дренажных систем).
- Прогнозировать риски затоплений и подтоплений при помощи гидрологических моделей, учитывающих данные DEM и исторические осадки.
- Выполнять оценку экологической безопасности и рисков антропогенного воздействия на почвенные и водные объекты.
- Давать экологическую оценку почвенным структурам и технологиям возделывания сельскохозяйственных культур.
- Использовать DEM (цифровых моделей рельефа) для 3D-визуализации рельефа, расчета уклонов, зон затопления и стока.
- Прогнозировать эрозию почв через интеграцию RUSLE с машинным обучением (что позволяет учитывать не только статические параметры (например, крутизну склона), но и динамические факторы (изменение растительного покрова, климатические аномалии).
- Проводить анализ подземных вод:
ML-модели на основе данных суперразрешенных спутниковых снимков (0.5 м) выявляют связь между урбанизацией, уровнем вод и качеством воды. - Проводить оценку деградации почв с применением
ML-алгоритмов, обрабатывающих данные спутников (NDVI, влажность) и полевых сенсоров. - Внедрять прецизионное земледелие на базе автономной техники, которая адаптирует внесение удобрений и полив на основе
ML-прогнозов урожайности и данных DEM. - Разрабатывать адаптивные агротехнологии, в том числе подбор культур с учетом прогнозируемых изменений уровня грунтовых вод и климата (на основе GWQI).
В парке оборудования
В проектной лаборатории:
- Современные программно-вычислительные комплексы на базе компьютерных станций: SCAD, LIRA — для инженерного моделирования устойчивости геоструктур и инфраструктуры (например, анализ нагрузки на склоны, подверженные эрозии); • УПРЗА «Эколог» — для оценки загрязнения воздуха, воды и почв в урбанизированных зонах, включая прогнозирование распространения загрязнителей; ArcGIS Pro, QGIS — для пространственного анализа DEM, интеграции RUSLE-моделей и создания карт экологических рисков; ENVI, ERDAS Imagine — обработка гиперспектральных и мультиспектральных спутниковых данных для мониторинга деградации почв и качества воды, TensorFlow, PyTorch —
ML-фреймворки для обучения нейросетей (например, CNN для суперразрешения снимков или прогнозирования GWQI); HEC-RAS, SWMM — гидрологическое моделирование для прогноза подтоплений и оптимизации дренажных систем в городах. - Системы автоматизированного проектирования (САПР) AutoCAD, ZwCAD — проектирование объектов капитального строительства и противоэрозионных с учетом данных DEM и RUSLE; REVIT, Civil 3D — 3D-моделирование «умной» городской инфраструктуры, включая зеленые зоны и инженерные системы; Bentley Systems (OpenGround, ContextCapture) — для анализа геотехнических рисков и создания цифровых двойников ландшафтов; Global Mapper — генерация высокоточных DEM на основе данных БПЛА и LiDAR для расчета факторов LS в RUSLE.
- Беспилотный летательный аппарат (БПЛА) DJI FPV Combo FD1W4K с камерой и программным обеспечением: Pix4D, Agisoft Metashape — фотограмметрическая обработка данных БПЛА для создания ортофотопланов и 3D-моделей ландшафтов; DroneDeploy — картографирование сельхозугодий, мониторинг состояния посевов и выявление зон засоления почв; eMotion (Parrot) — планирование автономных полетов БПЛА для съемки труднодоступных участков; RStudio, Python (библиотеки GDAL, Scikit-learn) — анализ данных БПЛА в связке с
ML-алгоритмами для прогнозирования динамики деградации земель.
Пример интеграции технологий в научном центре: данные с БПЛА обрабатываются в Agisoft Metashape для создания DEM, которая импортируется в ArcGIS и RUSLE для расчета потерь почвы, затем
В «зеленой» (почвенно-экологической) лаборатории:
- Спектрофотометр СФ-56
- Инкубатор Being
- Микроскопы Levenhuk MED 5M LCD Screen
- Термостат суховоздушный DHG-9035A
- Термостат суховоздушный BI-120TL
- Устройство для отмывания клейковины У1-МОК-1МТ
- Центрифуги CM-70M-07
- Оборудование для исследования клейковины МОК-3М и ИДК-3М
- Воздуходувка — распылитель ранцевая Oleo-Mac MB 90
- Анализатор зерна Протеин-1М
- Анализатор Азота N-тестер
- Датчики измерения параметров почвы (NDVI, влажность, pH, температура)
Исследования проводятся как в лабораторных условиях, так и на опытных полях в Московской и Тверской областях.
Команда центра — международная, включает ученых из ведущих научных организаций и университетов России, Китая, Египта, Алжира, Туниса, Австрии и США, работающих совместно с учеными института экологии 网上买足彩的app,足彩app哪个是正规的. Кроме известных ученых, в числе которых академик Российской академии наук и член-корреспондент Российской экологической академии, в научном центре работают молодые ученые, кандидаты наук, младшие научные сотрудники, стажеры исследователи, аспиранты и студенты, тем самым зарождая научную школу.
С даты открытия в 2020 году по результатам конкурса 网上买足彩的app,足彩app哪个是正规的 на создание научных лабораторий научный центр работает на полной самоокупаемости, реализовав более 40 научных тем НИР/НИОКР на общую сумму более 50 млн. рублей за счет хоздоговорной деятельности, грантовой поддержки и коммерциализации созданных РИД. Образованная в результате создания научного центра команда свидетельствует о важности и эффективности инвестиций 网上买足彩的app,足彩app哪个是正规的 в открытие подобных лабораторий.
Партнеры
- Национальная высшая агрономическая школа, Алжир
- Университет Асьют, Египет
- Сельскохозяйственный факультет Университета Кафр-эль-Шейха, Египет
- Университет Танта, Египет
- Аграрный университет Гаваны, Куба
- Национальное управление дистанционного зондирования и космической науки, Египет
- Французский национальный институт сельского хозяйства, продовольствия и окружающей среды
- Региональный центр сельскохозяйственных исследований. Сиди Бузид, Тунис
- Чэндуский технологический университет, провинция Сычуань, Китай
- Лаборатория информационных технологий в области геодезии, картографии и дистанционного зондирования, Уханьский университет, г. Ухань, Китай
- Департамент земельных ресурсов и окружающей среды, Сельскохозяйственный колледж Хамелмало, Керен, Эритрея
- Университет GLA, Индия
- Университет штата Миссисипи, Старквилл, США
- Международный институт прикладного системного анализа, Лаксенбург, Австрия
- Центр междисциплинарных исследований в области геопространственного анализа наук о Земле, Университет Майами, Оксфорд, США
- Рязанский аграрно-технологический университет
- Российское общество инженеров строительства
- Почвенный институт им. В.В. Докучаева
- Научно-исследовательский и проектный институт «ВидПроект»
- Научно-производственная компания «АгроЭко»
- Агроэкология, защита растений и экологически безопасное растениеводство.
- Моделирование эрозии почв на основе данных DEM, RUSLE и ML-алгоритмов для прогнозирования рисков, оптимизации землепользования и разработки методов предотвращения деградации.
- Создание комплексных систем экологического мониторинга, объединяющих Fuzzy AHP, AI, RS, GIS, пространственный анализ и исторические данные для управления устойчивостью городских экосистем и сельхозугодий.
- Внедрение экологически безопасных технологий возделывания культур, включая методы прецизионного земледелия и биоинженерные решения для минимизации антропогенного воздействия.
- Улучшение разрешения спутниковых изображений с использованием CNN для оценки качества подземных вод (GWQI) и анализа динамики уровня водных ресурсов в урбанизированных зонах
Разработана нейросетевая модель (CNN) для повышения разрешения спутниковых снимков с целью оценки качества подземных вод и мониторинга экологических параметров. Метод достиг высоких показателей (PSNR 32.4 дБ, SSIM 0.91), позволив точно анализировать влияние урбанизации на водные ресурсы. На основе улучшенных изображений и традиционных параметров (pH, жесткость, TDS) рассчитан Индекс качества подземных вод (GWQI) для 33 районов Египта за
Определено, что интеграция спутникового зондирования, ГИС и искусственного интеллекта значительно повышает точность анализа и прогнозирования эрозии почв, позволяя выявлять «горячие точки» деградации и оптимизировать меры защиты, в том числе через модели RUSLE и
Доказано, что экологичные методы (севооборот, биозащита, устойчивые сорта) способны обеспечить высокую и стабильную урожайность, но требуют комплексного подхода с учетом сортовых особенностей, почвенно-климатических условий и агрохимии. Для эффективной адаптации этих практик проводятся углубленные полевые исследования, оптимизирующие их применение под конкретные регионы и сорта.