Название работы: Новые методы формирования и применения многомерных визуальных моделей для представления, обработки, анализа, интерпретации и использования больших мультисенсорных данных.

Руководитель: д.т.н. Захарова А.А.

Аннотация

Конечная цель использования различных научных методов в сфере фундаментальных исследований – поиск неявных закономерностей в данных и представление больших массивов данных в доступном для дальнейшего анализа виде. Современный уровень развития информационных технологий позволяет вывести обработку и визуализацию больших мультисенсорных данных на совершенно новый уровень благодаря доступу к значительным вычислительным ресурсам и использовать все средства визуального анализа.

Проблема анализа данных в сфере фундаментальных исследований широко известна и активно решается с помощью существующих статистических методов обработки, однако, подобный анализ затруднен при увеличении числа рассматриваемых параметров, изучении сложных нелинейных зависимостей и на стыке фундаментальных наук со слабо формализуемыми областями знаний. В таких случаях выявление причинно-следственных связей, механизмов и параметров взаимодействия данных нерешенной и крайне востребованной задачей, так как позволит контролировать качество и скорость поиска решений.

Поиск точек с наилучшим соответствием сравниваемых параметров для задач в слабо формализуемых областях знаний затруднен сложностью представления многих исследуемых параметров в числовом или логическом виде. В таких случаях использование визуальной аналитики при рассмотрении нечисловых факторов помогает преодолеть семантические и онтологические разногласия между сопряженными областями знаний и синтезировать новое знание, недоступное при прямой статистической обработке.

В рамках данного проекта предлагается исследование возможностей по работе с общедоступными данными на стыке фундаментальных наук, визуальной аналитики и информационных технологий с последующим созданием методики и инструмента анализа больших мультисенсорных данных нового поколения.

Цель данного проекта — разработка методики и реализующего ее математического аппарата, основанных на комплексе методов и алгоритмов для структурирования, обработки и хранения большого объема многомерных данных комплексных систем, а также создание на ее основе системы обработки и хранения таких данных с возможностью интерактивного визуального анализа.

Значимость исследования определяется как систематизацией подходов к проблеме разработки высокопроизводительных систем хранения и обработки многомерных разнородных данных, так и демонстрацией эффективности применения этих подходов для оптимизации всех компонент таких программных систем под конкретную прикладную задачу в рамках анализа больших мультисенсорных данных и заданные требования.

Новизна проекта заключается в создании методики бесконфликтного объединения и структурирования большого объема разнородных данных в слабо формализованных задачах, предоставляющей возможность более полного исследования и анализа. Полученная в результате информационная структура позволит оперативно исключать из потока данных те составляющие, которые являются избыточными в условиях сформулированной цели исследования. Предлагается методика адаптируемого анализа и агрегации многомерных данных, позволяющая получать результаты анализа в условиях изменяющегося набора источников в рамках задачи анализа больших мультисенсорных данных.

В качестве апробации новых моделей и методов в данном проекте предлагается практическая реализация прототипа системы в виде комплекса визуальных моделей, методов и средств программной поддержки в виде инструмента анализа и визуализации мультисенсорных показателей, оценки и прогнозирования функционирования систем.

Соответственно, можно предложить программную систему, которая поможет в представлении и понимании сложных процессов посредством сбора, агрегации и использования средств визуального анализа на многомерной разнородной информации.