Управление потоком данных для контроля здоровья рек

Современному специалисту по природным ресурсам, оценивающему здоровье реки в Луизиане, необходимо смотреть вверх по течению. Далеко вверх — например, в Монтану. Ученые из Университета штата Мичиган (Michigan State University, MSU) разработали способ, который упрощает управление обширной речной сетью.

В смежных штатах США насчитывается 2.6 миллиона отдельных участков рек (stream reaches), которые сложно взаимосвязаны. Невозможно оценить состояние одного участка, не зная, что происходит выше по течению. Наука, используя географические информационные системы (GIS), предоставила данные по геологии, климату, загрязнению и землепользованию. Однако этот объем информации привел к лавине файлов данных, что делает анализ медленным и громоздким.

В текущем открытом доступе журнала Springer Plus Инь-Фан Цанг (Yin-Phan Tsang), научный сотрудник Центра интеграции систем и устойчивого развития (Center for Systems Integration and Sustainability, CSIS) MSU, и ее команда представляют новую базу данных и алгоритм. Они позволяют другим исследователям и менеджерам по охране природы понимать, что приходит вниз по течению, не будучи обремененными работой с файлами данных.

"Раньше нам требовалась неделя, чтобы провести анализ по одному параметру землепользования в водосборах рек, — сказала Цанг. — Теперь мы можем обработать 24 параметра для каждого из 2.6 миллионов водотоков за пять часов". Алгоритм, код которого включен в статью, может работать с целыми странами, но также подходит для любой базы данных для характеристики ландшафтных факторов на меньших территориях. Ему необходимо, чтобы исследуемые регионы имели речную сеть, разбитую на небольшие "дискретные" единицы с уникальным идентификатором и идентификатором, показывающим их связь с вышележащими участками.

Исследователи лаборатории ландшафтной экологии водных систем и CSIS, входящих в Департамент рыболовства и дикой природы, работают над пониманием того, как ландшафтные факторы, такие как сельское хозяйство и городское землепользование, влияют на физические характеристики рек и ручьев.