Geo-information support of situational awareness in decision-making systems for security and crisis environments

The study is devoted to solving the relevant scientific and applied problem of forming geospatial databases within decision support systems to ensure situational awareness under conditions of increased uncertainty and risk. The paper considers a comprehensive approach to the development of such syst...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2026
Hauptverfasser:	Tymchuk, Volodymyr, Trysnyuk, Vasyl, Khudoba, Volodymyr, Deliatynchuk, Andrii
Format:	Artikel
Sprache:	Ukrainisch
Veröffentlicht:	Kyiv National University of Construction and Architecture 2026
Schlagworte:	geographic information systems remote sensing situational awareness decision support systems geospatial database search and rescue operations Sentinel-1 Sentinel-2 SAR DEM
Online Zugang:	https://es-journal.in.ua/article/view/364975
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Environmental safety and natural resources
Завантажити файл:

Institution

Environmental safety and natural resources

_version_	1868475619362209792
author	Tymchuk, Volodymyr Trysnyuk, Vasyl Khudoba, Volodymyr Deliatynchuk, Andrii
author_facet	Tymchuk, Volodymyr Trysnyuk, Vasyl Khudoba, Volodymyr Deliatynchuk, Andrii
author_institution_txt_mv	[ { "author": "Volodymyr Tymchuk", "institution": "Кандидат технічних наук, старший науковий співробітник, старший науковий співробітник Наукового центру Сухопутних військ Національної академії Сухопутних військ імені гетьмана Петра Сагайдачного, Львів" }, { "author": "Vasyl Trysnyuk", "institution": "Доктор технічних наук, професор, завідувач відділу досліджень навколишнього середовища Інституту телекомунікацій і глобального інформаційного простору Національної академії наук України, Київ" }, { "author": "Volodymyr Khudoba", "institution": "Кандидат географічних наук, доцент, доцент кафедри туризму Львівського державного університету фізичної культури імені Івана Боберського, Львів" }, { "author": "Andrii Deliatynchuk", "institution": "Голова Ясінянської об’єднаної територіальної громади, селище Ясіня Рахівського району Закарпатської області" } ]
author_sort	Tymchuk, Volodymyr
baseUrl_str	http://es-journal.in.ua/oai
collection	OJS
datestamp_date	2026-06-18T11:17:53Z
description	The study is devoted to solving the relevant scientific and applied problem of forming geospatial databases within decision support systems to ensure situational awareness under conditions of increased uncertainty and risk. The paper considers a comprehensive approach to the development of such systems based on the integration of geoinformation technologies and remote sensing data, particularly from Sentinel-1 and Sentinel-2 satellite platforms, as well as modern methods of spatiotemporal data processing in ArcGIS and Google Earth Engine environments.An information-technological model for the formation of consolidated information is proposed, based on the integration of cognitive, information, and physical domains within a geospatial infrastructure. An approach to structuring geospatial databases according to functional subsystems is substantiated, including experience generalization, baseline static and dynamic conditions, as well as modeling and forecasting of emergency situations. It is demonstrated that the use of satellite data, digital elevation models, and spectral indices improves the completeness and reliability of information support and ensures timely data updating in situational awareness systems.The obtained results form a scientific and methodological basis for the development of intelligent decision support systems aimed at application in search and rescue operations, environmental monitoring, and safety assurance under natural, technogenic, and wartime impacts.
doi_str_mv	10.32347/2411-4049.2026.2.161-171
first_indexed	2026-06-19T01:00:55Z
format	Article
fulltext	~ 161 ~ ISSN: 2411-4049. Екологічна безпека та природокористування, вип. 2 (58), 2026 УДК 004.89+779.85+528.8:908 Volodymyr Tymchuk1, Candidate of Technical Sciences, Senior Researcher ORCID ID: https://orcid.org/0000-0001-9920-4879 e-mail: v_tymchuk@yahoo.co.uk Vasyl Trysnyuk2, Doctor of Technical Sciences, professor ORCID ID: https://orcid.org/0000-0001-9920-4879 e-mail: trysnyuk@ukr.net Volodymyr Khudoba3, Candidate of Geographic Sciences, docent ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-4472-951X e-mail: khudoba.volodymyr@gmail.com Andrii Deliatynchuk4, Head of Yasinya village community e-mail: info@yasinya-gromada.gov.ua 1Hetman Petro Sahaidachnyi National Army Academy, Lviv, Ukraine 2Institute of Telecommunications and Global Information Space of NAS of Ukraine, Kyiv, Ukraine 3Ivan Boberskyi Lviv State University of Physical Culture, Lviv, Ukraine 4Yasinya village community, Yasinya of Rakhiv district of Zakarpatska oblast, Ukraine GEO-INFORMATION SUPPORT OF SITUATIONAL AWARENESS IN DECISION-MAKING SYSTEMS FOR SECURITY AND CRISIS ENVIRONMENTS Abstract. The study is devoted to solving the relevant scientific and applied problem of forming geospatial databases within decision support systems to ensure situational awareness under conditions of increased uncertainty and risk. The paper considers a comprehensive approach to the development of such systems based on the integration of geoinformation technologies and remote sensing data, particularly from Sentinel-1 and Sentinel-2 satellite platforms, as well as modern methods of spatiotemporal data processing in ArcGIS and Google Earth Engine environments. An information-technological model for the formation of consolidated information is proposed, based on the integration of cognitive, information, and physical domains within a geospatial infrastructure. An approach to structuring geospatial databases according to functional subsystems is substantiated, including experience generalization, baseline static and dynamic conditions, as well as modeling and forecasting of emergency situations. It is demonstrated that the use of satellite data, digital elevation models, and spectral indices improves the completeness and reliability of information support and ensures timely data updating in situational awareness systems. The obtained results form a scientific and methodological basis for the development of intelligent decision support systems aimed at application in search and rescue operations, environmental monitoring, and safety assurance under natural, technogenic, and wartime impacts. Keywords: geographic information systems; remote sensing; situational awareness; decision support systems; geospatial database; search and rescue operations; Sentinel-1; Sentinel-2; SAR; DEM. © В.Ю. Тимчук, В.М. Триснюк, В.В. Худоба, А.І. Делятинчук, 2026 https://orcid.org/0000-0001-8445-8251 mailto:v_tymchuk@yahoo.co.uk https://orcid.org/0000-0001-8445-8251 mailto:trysnyuk@ukr.net https://orcid.org/0000-0001-8445-8251 mailto:khudoba.volodymyr@gmail.com mailto:info@yasinya-gromada.gov.ua ~ 162 ~ ISSN: 2411-4049. Екологічна безпека та природокористування, вип. 2 (58), 2026 В.Ю. Тимчук1, В.М. Триснюк2, В.В. Худоба3, А.І. Делятинчук4 1Національна академія Сухопутних військ імені гетьмана Петра Сагайдачного, м. Львів, Україна 2Інститут телекомунікацій і глобального інформаційного простору НАН України, м. Київ, Україна 3Львівський державний університет фізичної культури імені Івана Боберського, м. Львів, Україна 4Ясінянська об’єднана територіальна громада Рахівського району Закарпатської області, селище Ясіня, Україна ГЕОІНФОРМАЦІЙНА ПІДТРИМКА СИТУАЦІЙНОЇ ОБІЗНАНОСТІ В СИСТЕМАХ ПРИЙНЯТТЯ РІШЕНЬ ДЛЯ БЕЗПЕКОВИХ І КРИЗОВИХ СЕРЕДОВИЩ Анотація. Роботу присвячено розв’язанню актуального науково-прикладного завдання формування геоінформаційних баз даних у складі систем підтримки прийняття рішень для забезпечення ситуаційної обізнаності в умовах підвищеної невизначеності та ризику. У статті розглянуто комплексний підхід до побудови таких систем на основі інтеграції геоінформаційних технологій, даних дистанційного зондування Землі, зокрема супутникових платформ Sentinel-1 і Sentinel-2, а також сучасних методів обробки просторово-часових даних у середовищах ArcGIS та Google Earth Engine. Запропоновано інформаційно-технологічну модель формування консолідованої інформації, яка базується на інтеграції когнітивної, інформаційної та фізичної сфер у межах геоінформаційної інфраструктури. Обґрунтовано підхід до структуризації геоінформаційної бази даних за функціональними підсистемами, що охоплюють узагальнення досвіду, сталі та варіативні передумови, а також моделювання і прогнозування надзвичайних ситуацій. Показано, що використання супутникових даних, цифрових моделей рельєфу та спектральних індексів забезпечує підвищення повноти та достовірності інформаційного забезпечення, а також оперативність оновлення даних у системах ситуаційної обізнаності. Отримані результати формують науково-методичну основу для створення інтелектуальних систем підтримки прийняття рішень, орієнтованих на застосування у задачах пошуково-рятувальних операцій, екологічного моніторингу та забезпечення безпеки в умовах природно-техногенних і воєнних впливів. Ключові слова: геоінформаційні системи; дистанційне зондування Землі; ситуаційна обізнаність; система підтримки прийняття рішень; геоінформаційна база даних; пошуково-рятувальні операції; Sentinel-1; Sentinel-2; SAR; DEM. https://doi.org/10.32347/2411-4049.2026.2.162-171 Вступ Тривалість російсько-української війни (РУВ), що супроводжується об’єктивною невизначеністю щодо її подальшого перебігу та термінів завершення, зумовлює необхідність активного залучення широкого кола суб’єктів до формування системи забезпечення безпеки та оборони держави. Це стосується не лише безпосередньо військових структур, а й наукових та прикладних середовищ, які, навіть не будучи прямо інтегрованими у процеси ~ 163 ~ ISSN: 2411-4049. Екологічна безпека та природокористування, вип. 2 (58), 2026 протидії збройній агресії, здатні здійснювати системний аналіз даних, отриманих із зон бойових дій, інтерпретувати виявлені закономірності та формувати на їх основі обґрунтовані рішення. Використання підходів узагальнення досвіду (Lesson Identified), а також інтеграція результатів дистанційного зондування Землі, геоінформаційного моделювання та аналітичних інформаційних систем відкривають можливості для створення інтелектуальних інструментів підтримки прийняття рішень, орієнтованих на потреби сектору безпеки і оборони України (СБОУ). Водночас важливою складовою є апробація таких рішень у середовищах, що за своїми характеристиками наближені до бойових умов, зокрема в контексті критичних або екстремальних ситуацій. До сфер, у межах яких доцільним є впровадження та тестування відповідних інформаційних технологій, належать забезпечення безпеки об’єктів підвищеного ризику, функціонування оперативних штабів із ліквідації наслідків природних і техногенних катастроф, а також організація та проведення пошуково-рятувальних операцій. Саме останні характеризуються найбільшою відповідністю умовам невизначеності, обмеженості ресурсів і необхідності оперативного прийняття рішень, що робить їх ефективним полігоном для апробації геоінформаційних систем, систем ситуаційної обізнаності та інтелектуальних аналітичних платформ. Пошуково-рятувальні операції можуть реалізовуватися як у спонтанному режимі у відповідь на виникнення надзвичайних подій, так і в межах планової діяльності спеціалізованих служб, зокрема Державної служби України з надзвичайних ситуацій. Особливості природного середовища, в якому часто здійснюються такі операції, зокрема гірські, лісові, засніжені або важкодоступні території, формують складні умови функціонування, що характеризуються високою динамічністю та багатофакторністю впливів. Низький рівень інфраструктурного забезпечення у таких регіонах підсилює роль інформаційних технологій, зокрема геоінформаційних систем, дистанційного зондування та мобільних сенсорних платформ, які забезпечують збір, обробку та інтеграцію просторово-часових даних для підтримки оперативного управління. З позицій системного аналізу можна констатувати, що як у середовищі пошуково-рятувальних операцій, так і в умовах бойових дій спостерігається подібність ключових функціональних характеристик, що визначають ефективність управлінських процесів. Йдеться про необхідність формування актуальної ситуаційної обізнаності, прогнозування розвитку подій, оцінювання ризиків, оптимізації використання ресурсів та забезпечення мінімізації часу реагування. У цих умовах особливого значення набуває інтеграція геопросторових даних різної природи в єдині геоінформаційні бази даних, що функціонують як ядро систем підтримки прийняття рішень. Відповідно до положень теорії складних систем, наявність спільних структурних і функціональних ознак у різних за природою системах обумовлює виникнення подібних закономірностей їх поведінки. Це дозволяє екстраполювати результати досліджень, отриманих у відносно контрольованих цивільних або напівекстремальних умовах, на більш складні середовища, зокрема воєнні. Саме тому використання сфери спортивного та екстремального туризму як моделі для дослідження процесів забезпечення безпеки та підтримки прийняття рішень є науково обґрунтованим. У цьому ~ 164 ~ ISSN: 2411-4049. Екологічна безпека та природокористування, вип. 2 (58), 2026 контексті геоінформаційні системи, інтегровані з даними дистанційного зондування та алгоритмами інтелектуального аналізу, виступають ключовим інструментом формування інформаційної основи для підвищення ефективності управління, забезпечення безпеки та збереження життя і здоров’я людей у складних природно-техногенних умовах. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Застосування геоінформаційних технологій у системах підтримки прийняття рішень та системах ситуаційної обізнаності має тривалу історію розвитку і на сучасному етапі характеризується широким впровадженням у різних галузях, зокрема у сфері безпеки, управління ризиками та екологічного моніторингу. Сучасні дослідження підтверджують, що геоінформаційні системи виступають ключовим інструментом інтеграції просторово-часових даних, забезпечуючи підвищення ефективності аналітичних процесів та обґрунтованість управлінських рішень. Аналіз сучасних наукових публікацій і прикладних розробок свідчить про активне впровадження геоінформаційних рішень у задачах національної безпеки, інтелектуального аналізу даних, гуманітарного розмінування та підтримки оперативного управління. Зокрема, у роботах С. Андрєєва, С. Ремезка, Д. Герчука, С. Горелика, М. Левченка, О. Трофимчука, П. Бідюка, В. Висоцької, О. Чередниченко, В. Литвина та інших дослідників розглядаються різні аспекти застосування геоінформаційних технологій у системах підтримки прийняття рішень. Особливістю цих досліджень є їх мультидисциплінарний характер, що забезпечує можливість адаптації методів і моделей до різних предметних областей, включаючи середовища з підвищеним рівнем ризику та невизначеності. Водночас сучасний етап розвитку геоінформаційних технологій характеризується переходом від традиційних картографічних рішень до інтегрованих інформаційно-аналітичних систем, що базуються на використанні методів машинного навчання, аналізу великих даних та геоінформаційного моделювання. Це дозволяє формувати геоінформаційні бази даних як основу для побудови систем підтримки прийняття рішень, орієнтованих на забезпечення ситуаційної обізнаності. Окрему увагу в дослідженнях приділено застосуванню геоінформаційних технологій у задачах оптимізації просторових процесів. Зокрема, використання методів машинного навчання, таких як дерева рішень (CART), у поєднанні з геоінформаційними моделями дозволяє здійснювати аналіз факторів середовища та прогнозування їх впливу на стан територій. Поєднання таких підходів із алгоритмами оптимізації маршрутів, зокрема least-cost path, формує ефективний інструментарій для підтримки прийняття рішень у складних природно-територіальних умовах. Таким чином, проведений аналіз свідчить про високий рівень розвитку геоінформаційних технологій та їх значний потенціал у вирішенні прикладних задач. Водночас актуальним залишається питання формування структурованих геоінформаційних баз даних як ядра систем підтримки прийняття рішень, здатних забезпечити інтеграцію різнорідних даних, підвищення рівня ситуаційної обізнаності та ефективність управління в умовах динамічних і ризикованих середовищ. ~ 165 ~ ISSN: 2411-4049. Екологічна безпека та природокористування, вип. 2 (58), 2026 Метою роботи є обґрунтування та формування вхідних вимог до консолідованої інформації у геоінформаційній базі даних систем підтримки прийняття рішень, орієнтованих на забезпечення ситуаційної обізнаності. Об’єктом дослідження є процеси створення та функціонування багатофункціональних систем ситуаційної обізнаності на основі геоінформаційних технологій. Виклад основного матеріалу дослідження Ефективність проведення пошуково-рятувальних операцій на місцевості та, як наслідок, забезпечення збереження життя і здоров’я людей визначається сукупністю взаємопов’язаних факторів, що формують складну багатокомпонентну систему прийняття рішень. Ключову роль у цьому процесі відіграє рівень апріорної поінформованості всіх залучених суб’єктів, включаючи як безпосередніх учасників операцій, так і потенційних користувачів середовища, зокрема у сфері спортивного та екстремального туризму. Водночас вагомими чинниками є наявність і технічний стан засобів проведення операцій, рівень поточної ситуаційної обізнаності, що формується на основі геоінформаційних систем і систем підтримки прийняття рішень, а також професійна підготовка і компетентність залучених сил. Не менш важливим є стан інфраструктури забезпечення безпеки, який включає як стаціонарні об’єкти спостереження і контролю, зокрема метеорологічні пости та системи моніторингу, так і транспортні, комунікаційні та медичні мережі. Сукупність зазначених факторів доповнюється впливом змінних і постійних умов, серед яких особливе значення мають нормативно- правове забезпечення, організаційні особливості функціонування рятувальних служб та локальні практики реагування на надзвичайні ситуації. З позицій сучасних інформаційних технологій зазначені компоненти можуть бути інтегровані в єдине інформаційне середовище у вигляді геоінформаційної бази даних, що забезпечує консолідацію різнорідної інформації, її просторово-часову прив’язку та подальший аналітичний супровід. Саме така інтеграція дозволяє формувати актуальну ситуаційну обізнаність та підвищувати обґрунтованість управлінських рішень у динамічних умовах. Узагальнення впливу зазначених факторів доцільно розглядати в рамках концепції сферичності, запропонованої О. Шаблієм, відповідно до якої ефективність функціонування систем безпеки визначається взаємодією когнітивної, інформаційної та фізичної сфер. У такому підході процес забезпечення пошуково-рятувальних операцій розглядається як результат інтеграції знань, інформаційних потоків та характеристик середовища функціонування, що у генералізованому вигляді відображається у відповідній концептуальній моделі (рис. 1). В онтологічному представленні залежність ефективності взаємодії сторін надзвичайної події доцільно формалізувати у вигляді функціональної моделі: W_ПРО^ =CD⋀▒ID ⋀▒PD , (1) де W_ПРО^ – ефективність (без узалежнення (на цьому етапі) від критеріїв) ПРО або в ширшому розумінні системи забезпечення безпеки людей; ~ 166 ~ ISSN: 2411-4049. Екологічна безпека та природокористування, вип. 2 (58), 2026 CD (від англ. Cognitive Domain) – когнітивна сфера (домен), під якою розуміється сукупність індивідуальних і колективних когнітивно-вольових якостей учасників НП або, в ширшому значенні, потенційних (ймовірних) учасників НП; ID (від англ. Information Domain) – інформаційна сфера, інфосфера, сукупність сталої і змінної інформації та даних, а також їх відсутності та/або якості; PD (від англ. Physical Domain) – повнота фізичної сфери, в яку входять соціосфера (людські та організаційні системи, як-от нормативно-правове забезпечення, традиції та система збирання та використання персональних даних тощо), техносфера (інфраструктурні речі), природна сфера (вияви природи згідно з порою року чи метеорологічними проявами, геофізичні та інші характеристики землі), географічна сфера (співвідношення між сторонами НП у часі та просторі). Рис. 1. Концептуальна модель залежності ефективності взаємодії сторін надзвичайної події від динаміки впливу внутрішніх та зовнішніх сфер у системі ситуаційної обізнаності Більш детальне опрацювання методології використання онтологічних підходів у моделюванні взаємодії когнітивної, інформаційної та фізичної сфер потребує окремих досліджень і узагальнень. У межах даної роботи основну увагу зосереджено на одній із ключових складових цієї взаємодії, а саме на процесах збору, структурування та інтеграції різнорідних даних для формування консолідованої інформації, необхідної для підтримки прийняття рішень у реальних і потенційних пошуково-рятувальних операціях. Формування геоінформаційної бази даних систем підтримки прийняття рішень передбачає дотримання низки принципових вимог, серед яких визначальними є структурованість, ієрархічно-мережева організація, цілісність, захищеність та можливість інтеграції різнорідних джерел даних. З урахуванням концепції взаємодії сфер доцільним є поділ геоінформаційної Когнітивна сфера Природна сфера Географічна сфера Техносфера Соціосфера Інфосфера ~ 167 ~ ISSN: 2411-4049. Екологічна безпека та природокористування, вип. 2 (58), 2026 бази даних на функціональні підсистеми, що відображають різні аспекти формування ситуаційної обізнаності, зокрема узагальнення досвіду, базові сталі та варіативні передумови, розвиток систем підтримки прийняття рішень, а також прогнозування і запобігання надзвичайним подіям. У межах підсистеми узагальнення досвіду (Lesson Identified) особливе значення має формування структурованого масиву емпіричних даних, отриманих на основі аналізу надзвичайних подій і пошуково-рятувальних операцій. Такий масив включає детальний опис послідовності подій і дій із прив’язкою до конкретних просторово-часових умов, статистичні характеристики наслідків подій, зокрема рівень травматизму, випадки зникнення або загибелі, а також зв’язок цих показників із соціодемографічними та середовищними параметрами. Важливим компонентом є класифікація подій за видами діяльності, зокрема у сфері спортивного та екстремального туризму, а також урахування метеорологічних умов, таких як інтенсивність опадів, сила вітру, видимість, стан поверхні та інші фактори, що можуть бути отримані з даних дистанційного зондування Землі або наземних спостережень. Крім того, до складу вхідних даних включаються відомості про способи отримання сигналів про надзвичайні події, рівень організованості груп, забезпеченість екіпіруванням, а також характеристики середовища перебування, зокрема тип місцевості, морфологію рельєфу, складність маршруту та його відповідність офіційно визначеним трасам. Додатково враховуються соціально- фізіологічні характеристики постраждалих, клінічні прояви отриманих ушкоджень і рівень відповідності екіпірування умовам перебування. Інтеграція зазначених даних у геоінформаційній базі забезпечує можливість їх просторово-часової прив’язки, аналітичної обробки та подальшого використання в алгоритмах підтримки прийняття рішень. Це створює передумови для формування інформаційного середовища, здатного забезпечити високий рівень ситуаційної обізнаності, прогнозування ризиків та підвищення ефективності реагування на надзвичайні події у складних природно-техногенних умовах. У межах підсистеми базових сталих передумов формування геоінформаційної бази даних ключове значення мають характеристики природного середовища та інфраструктурного забезпечення території. До них належать геоморфологічні особливості місцевості, зокрема типи ландшафтів, структура річкової мережі, а також загальна «матриця» підстильної поверхні, що визначає прохідність території. Визначення зазначених параметрів здійснюється із використанням цифрових моделей рельєфу (DEM), сформованих на основі супутникових даних та їх обробки у середовищах ArcGIS і QGIS. Важливу роль відіграє залучення даних супутникових місій Sentinel-2, які забезпечують багатоспектральний аналіз поверхні Землі та дозволяють розраховувати індекси стану рослинності (NDVI) і водних об’єктів (NDWI), що є критично важливими для оцінювання умов прохідності території та екологічних ризиків. Особливе значення в умовах обмеженої видимості, складних погодних умов або воєнних дій має використання радіолокаційних даних, отриманих із супутників Sentinel-1, що працюють на основі технології SAR (Synthetic Aperture Radar). На відміну від оптичних сенсорів, SAR дозволяє здійснювати моніторинг поверхні незалежно від хмарності, часу доби та наявності диму чи ~ 168 ~ ISSN: 2411-4049. Екологічна безпека та природокористування, вип. 2 (58), 2026 пилу, що є критично важливим для забезпечення безперервності спостережень. Дані SAR використовуються для виявлення змін у рельєфі, підтоплень, зсувних процесів, пошкоджень інфраструктури, а також для оцінювання прохідності територій у реальному часі. Підсистема базових варіативних передумов відображає динамічні характеристики середовища функціонування пошуково-рятувальних операцій, які змінюються залежно від конкретних умов. У геоінформаційних системах ці параметри реалізуються у вигляді динамічних тематичних шарів, що формуються на основі оперативних супутникових даних, зокрема Sentinel-1 та Sentinel-2, оброблених у хмарних середовищах, таких як Google Earth Engine. Це дозволяє оперативно оновлювати інформацію про стан території, виявляти небезпечні зони та підтримувати прийняття рішень в умовах швидкоплинної обстановки. Розвиток систем підтримки прийняття рішень у забезпеченні життя та здоров’я людей передбачає інтеграцію різнорідних джерел даних у єдину геоінформаційну інфраструктуру. Використання середовищ ArcGIS забезпечує можливість проведення складного просторового аналізу, зокрема моделювання маршрутів евакуації із застосуванням алгоритмів least-cost path, а також інтеграцію супутникових даних, польових спостережень і сенсорної інформації. У цьому контексті поєднання оптичних і радіолокаційних даних дозволяє підвищити достовірність аналізу та зменшити вплив обмежень окремих джерел інформації. Підсистема передбачення та запобігання надзвичайним подіям базується на використанні прогнозних моделей і геоінформаційного аналізу. Застосування даних Sentinel-2 дозволяє оцінювати зміни рослинного покриву та інші екологічні показники, тоді як дані Sentinel-1 використовуються для моніторингу динамічних процесів у складних умовах. Реалізація сценарного моделювання у середовищах Google Earth Engine та ArcGIS забезпечує можливість прогнозування розвитку надзвичайних ситуацій і формування обґрунтованих управлінських рішень на основі інтегрованих просторово- часових даних [13]. Висновки У результаті дослідження обґрунтовано доцільність розвитку систем підтримки прийняття рішень у безпекових прикладних задачах на основі інтеграції геоінформаційних технологій, даних дистанційного зондування Землі та інтелектуальних методів обробки інформації. Показано, що використання синергетичного підходу, який поєднує когнітивні, інформаційні та фізичні компоненти, дозволяє формувати ефективні моделі ситуаційної обізнаності та підвищувати обґрунтованість управлінських рішень у складних і слабо контрольованих середовищах, зокрема в умовах воєнних дій. Запропоновано науково-методичний підхід до формування вхідних вимог до консолідованої інформації у геоінформаційній базі даних систем підтримки прийняття рішень, який передбачає структуризацію даних за функціональними підсистемами та інтеграцію різнорідних джерел інформації. Доведено, що використання супутникових даних, зокрема платформ Sentinel-1 і Sentinel-2, у поєднанні з інструментами геоінформаційного аналізу, такими як ArcGIS та Google Earth Engine, забезпечує підвищення оперативності, повноти та достовірності інформаційного забезпечення. ~ 169 ~ ISSN: 2411-4049. Екологічна безпека та природокористування, вип. 2 (58), 2026 Отримані результати створюють основу для подальшого розвитку інформаційних технологій ситуаційної обізнаності, орієнтованих на прогнозування ризиків, моделювання сценаріїв надзвичайних ситуацій та підвищення ефективності пошуково-рятувальних операцій у складних природно-техногенних умовах. СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ 1. Тимчук, В. Ю., & Бортнік, Л. Л. (2013). Геоінформаційні системи та інформаційні технології у військовій справі (за матеріалами науково-практичного семінару з циклу "Січневі ГІСи". Вісник геодезії та картографії, 1, 27-32. 2. Trysnyuk, V., Smetanin, K., Humeniuk, I., Samchyshyn, O., & Trysnyuk, T. (2021). Information encryption method based on a combination of steganographic and cryptographic algorithm’s features. In Proceedings of the 2021 Cybersecurity Providing in Information and Telecommunication Systems II (CPITS-II-1 2021) (CEUR Workshop Proceedings, Vol. 3187, pp. 150–159). CEUR-WS. https://ceur-ws.org/Vol-3187/paper14.pdf 3. Cherednichenko, O., Lytvyn, V., Vysotska, V., Kowalska-Stychen, A., & Bodyanskiy, Y. (Eds.). (2025). Proceedings of the Intelligent Systems Workshop at the 9th International Conference on Computational Linguistics and Intelligent Systems (CoLInS-2025), Kharkiv, Ukraine, May 15–16, 2025 (CEUR Workshop Proceedings, Vol. 3983). CEUR-WS. https://ceur-ws.org/Vol-3983/ 4. Shkarlet, S., Morozov, A., Palagin, A., Vinnikov, D., Stoianov, N., Zhelezniak, M., & Kazymyr, V. (Eds.). (2022). Mathematical modeling and simulation of systems: Selected papers of the 17th International Conference MODS, November 14–16, 2022, Chernihiv, Ukraine. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-031-30251-0 5. Trysnyuk, V., Lebid, O., Smetanin, K., Humeniuk, I., Samchyshyn, O., Shumeiko, V., & Trysnyuk, T. (2021). User authentication method for information and telecommunication systems based on cascading multimodal biometric identification. In Proceedings of the 1st International Workshop on Information Technologies: Theoretical and Applied Problems (ITTAP 2021) (CEUR Workshop Proceedings, Vol. 3039, pp. 63–72). CEUR-WS. https://ceur-ws.org/Vol-3039/paper10.pdf 6. Тимчук, В., Литвин, В., & Перегуда, О. (2023). Декомпозиція машини глибинного навчання на основі наборів спеціалізованих датасетів для зменшення часу обробки просторової інформації. Військово-технічний збірник, 28. 60-68. https://doi.org/10.33577/2312-4458.28.2023.60-68 7. Tomczyk, A. M., & Ewertowski, M. (2013). Planning of recreational trails in protected areas: Application of regression tree analysis and geographic information systems. Applied Geography, 40, 129–139. https://doi.org/10.1016/j.apgeog.2013.02.004 8. Sharma, S. (2021). Classification and regression trees: The use and significance of trees in analysis. Journal on Recent Innovation in Cloud Computing, Virtualization & Web Applications, 5(1). 9. Кравець, Т. (2020). Суспільно-географічна сутність військової сфери. Географія та туризм, 57, 50-57. https://doi.org/10.17721/2308-135X-2020.57.50-57 10. Faulhaber, M., Pocecco, E., Niedermeier, M., Ruedl, G., Walter, D., Sterr, R., Ebner, H., Schobersberger, W., & Burtscher, M. (2017). Fall-related accidents among hikers in the Austrian Alps: A 9-year retrospective study. BMJ Open Sport & Exercise Medicine, 3, e000304. https://bmjopensem.bmj.com/content/3/1/e000304 11. Trysnyuk, V., Trysnyuk, T., Radchuk, I., Horoshkova, L., Khlobystov, Ie., & Nagorny, Yu. (2021). Modeling of dangerous processes of natural and man-made disasters. In Geoinformatics Online Event (11–14 May 2021) (pp. 1–6). https://doi.org/10.3997/2214-4609.20215521063 Стаття надійшла до редакції 09.02.2026, надійшла після рецензування 26.03.2026, прийнята 16.04.2026 https://ceur-ws.org/Vol-3187/paper14.pdf https://ceur-ws.org/Vol-3983/ https://doi.org/10.1007/978-3-031-30251-0 https://ceur-ws.org/Vol-3039/paper10.pdf https://doi.org/10.33577/2312-4458.28.2023.60-68 https://doi.org/10.1016/j.apgeog.2013.02.004 https://doi.org/10.17721/2308-135X-2020.57.50-57 https://bmjopensem.bmj.com/content/3/1/e000304 https://doi.org/10.3997/2214-4609.20215521063 ~ 170 ~ ISSN: 2411-4049. Екологічна безпека та природокористування, вип. 2 (58), 2026 REFERENCES 1. Tymchuk, V. Yu., & Bortnik, L. L. (2013). Geographical information systems and information technologies in military affairs (Based on materials of the scientific and practical seminar from the “January GIS” series). Bulletin of Geodesy and Cartography, (1), 27–32. 2. Trysnyuk, V., Smetanin, K., Humeniuk, I., Samchyshyn, O., & Trysnyuk, T. (2021). Information encryption method based on a combination of steganographic and cryptographic algorithm’s features. In Proceedings of the 2021 Cybersecurity Providing in Information and Telecommunication Systems II (CPITS-II-1 2021) (CEUR Workshop Proceedings, Vol. 3187, pp. 150–159). CEUR-WS. https://ceur-ws.org/Vol-3187/paper14.pdf 3. Cherednichenko, O., Lytvyn, V., Vysotska, V., Kowalska-Stychen, A., & Bodyanskiy, Y. (Eds.). (2025). Proceedings of the Intelligent Systems Workshop at the 9th International Conference on Computational Linguistics and Intelligent Systems (CoLInS-2025), Kharkiv, Ukraine, May 15–16, 2025 (CEUR Workshop Proceedings, Vol. 3983). CEUR-WS. https://ceur-ws.org/Vol-3983/ 4. Shkarlet, S., Morozov, A., Palagin, A., Vinnikov, D., Stoianov, N., Zhelezniak, M., & Kazymyr, V. (Eds.). (2022). Mathematical modeling and simulation of systems: Selected papers of the 17th International Conference MODS, November 14–16, 2022, Chernihiv, Ukraine. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-031-30251-0 5. Trysnyuk, V., Lebid, O., Smetanin, K., Humeniuk, I., Samchyshyn, O., Shumeiko, V., & Trysnyuk, T. (2021). User authentication method for information and telecommunication systems based on cascading multimodal biometric identification. In Proceedings of the 1st International Workshop on Information Technologies: Theoretical and Applied Problems (ITTAP 2021) (CEUR Workshop Proceedings, Vol. 3039, pp. 63–72). CEUR-WS. https://ceur-ws.org/Vol-3039/paper10.pdf 6. Tymchuk, V., Lytvyn, V., & Pereguda, O. (2023). Decomposition of a deep learning machine based on sets of specialized datasets to reduce spatial information processing time. Military Technical Collection, 28, 60–68. https://doi.org/10.33577/2312-4458.28.2023.60-68 7. Tomczyk, A. M., & Ewertowski, M. (2013). Planning of recreational trails in protected areas: Application of regression tree analysis and geographic information systems. Applied Geography, 40, 129–139. https://doi.org/10.1016/j.apgeog.2013.02.004 8. Sharma, S. (2021). Classification and regression trees: The use and significance of trees in analysis. Journal on Recent Innovation in Cloud Computing, Virtualization & Web Applications, 5(1). 9. Kravets, T. (2020). The socio-geographical essence of the military sphere. Geography and Tourism, 57, 50–57. https://doi.org/10.17721/2308-135X-2020.57.50-57 10. Faulhaber, M., Pocecco, E., Niedermeier, M., Ruedl, G., Walter, D., Sterr, R., Ebner, H., Schobersberger, W., & Burtscher, M. (2017). Fall-related accidents among hikers in the Austrian Alps: A 9-year retrospective study. BMJ Open Sport & Exercise Medicine, 3, e000304. https://bmjopensem.bmj.com/content/3/1/e000304 11. Trysnyuk, V., Trysnyuk, T., Radchuk, I., Horoshkova, L., Khlobystov, Ie., & Nagorny, Yu. (2021). Modeling of dangerous processes of natural and man-made disasters. In Geoinformatics Online Event (11–14 May 2021) (pp. 1–6). https://doi.org/10.3997/2214- 4609.20215521063 The article was received 09.02.2026, received after revision 26.03.2026, accepted 16.04.2026 Тимчук Володимир Юрійович кандидат технічних наук, старший науковий співробітник, старший науковий співробітник Наукового центру Сухопутних військ Національної академії Сухопутних військ імені гетьмана Петра Сагайдачного Адреса робоча: Україна, м. Львів, вул. Героїв Майдану, 32 ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-3549-2813 e-mail: v_tymchuk@yahoo.co.uk https://ceur-ws.org/Vol-3187/paper14.pdf https://ceur-ws.org/Vol-3983/ https://doi.org/10.1007/978-3-031-30251-0 https://ceur-ws.org/Vol-3039/paper10.pdf https://doi.org/10.33577/2312-4458.28.2023.60-68 https://doi.org/10.1016/j.apgeog.2013.02.004 https://doi.org/10.17721/2308-135X-2020.57.50-57 https://bmjopensem.bmj.com/content/3/1/e000304 https://doi.org/10.3997/2214-4609.20215521063 https://doi.org/10.3997/2214-4609.20215521063 https://orcid.org/0000-0001-8445-8251 mailto:v_tymchuk@yahoo.co.uk ~ 171 ~ ISSN: 2411-4049. Екологічна безпека та природокористування, вип. 2 (58), 2026 Триснюк Василь Миколайович доктор технічних наук, професор, завідувач відділу досліджень навколишнього середовища Інституту телекомунікацій і глобального інформаційного простору Національної академії наук України Адреса робоча: Україна, м. Київ, вул. Чоколівський бульвар, 13 ORCID ID: https://orcid.org/0000-0001-9920-4879 e-mail: trysnyuk@ukr.net Худоба Володимир Володимирович кандидат географічних наук, доцент, доцент кафедри туризму Львівського державного університету фізичної культури імені Івана Боберського Адреса робоча: Україна, м. Львів, вул. Костюшка 11 ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-4472-951X e-mail: khudoba.volodymyr@gmail.com Делятинчук Андрій Іванович голова Ясінянської об’єднаної територіальної громади Адреса робоча: Україна, Закарпатська область, Рахівський район, селище Ясіня, вул. Борканюка, 7 e-mail: info@yasinya-gromada.gov.ua https://orcid.org/0000-0001-8445-8251 https://orcid.org/0000-0001-8445-8251 mailto:khudoba.volodymyr@gmail.com mailto:info@yasinya-gromada.gov.ua
id	es-journalinua-article-364975
institution	Environmental safety and natural resources
keywords_txt_mv	keywords
language	Ukrainian
last_indexed	2026-06-20T01:00:08Z
publishDate	2026
publisher	Kyiv National University of Construction and Architecture
record_format	ojs
resource_txt_mv	es-journalinua/0b/b67168092960d6c32784b2c1ff22540b.pdf
spelling	es-journalinua-article-3649752026-06-18T11:17:53Z Geo-information support of situational awareness in decision-making systems for security and crisis environments Геоінформаційна підтримка ситуаційної обізнаності в системах прийняття рішень для безпекових і кризових середовищ Tymchuk, Volodymyr Trysnyuk, Vasyl Khudoba, Volodymyr Deliatynchuk, Andrii геоінформаційні системи дистанційне зондування Землі ситуаційна обізнаність система підтримки прийняття рішень геоінформаційна база даних пошуково-рятувальні операції Sentinel-1 Sentinel-2 SAR DEM geographic information systems remote sensing situational awareness decision support systems geospatial database search and rescue operations Sentinel-1 Sentinel-2 SAR DEM The study is devoted to solving the relevant scientific and applied problem of forming geospatial databases within decision support systems to ensure situational awareness under conditions of increased uncertainty and risk. The paper considers a comprehensive approach to the development of such systems based on the integration of geoinformation technologies and remote sensing data, particularly from Sentinel-1 and Sentinel-2 satellite platforms, as well as modern methods of spatiotemporal data processing in ArcGIS and Google Earth Engine environments.An information-technological model for the formation of consolidated information is proposed, based on the integration of cognitive, information, and physical domains within a geospatial infrastructure. An approach to structuring geospatial databases according to functional subsystems is substantiated, including experience generalization, baseline static and dynamic conditions, as well as modeling and forecasting of emergency situations. It is demonstrated that the use of satellite data, digital elevation models, and spectral indices improves the completeness and reliability of information support and ensures timely data updating in situational awareness systems.The obtained results form a scientific and methodological basis for the development of intelligent decision support systems aimed at application in search and rescue operations, environmental monitoring, and safety assurance under natural, technogenic, and wartime impacts. Роботу присвячено розв’язанню актуального науково-прикладного завдання формування геоінформаційних баз даних у складі систем підтримки прийняття рішень для забезпечення ситуаційної обізнаності в умовах підвищеної невизначеності та ризику. У статті розглянуто комплексний підхід до побудови таких систем на основі інтеграції геоінформаційних технологій, даних дистанційного зондування Землі, зокрема супутникових платформ Sentinel-1 і Sentinel-2, а також сучасних методів обробки просторово-часових даних у середовищах ArcGIS та Google Earth Engine.Запропоновано інформаційно-технологічну модель формування консолідованої інформації, яка базується на інтеграції когнітивної, інформаційної та фізичної сфер у межах геоінформаційної інфраструктури. Обґрунтовано підхід до структуризації геоінформаційної бази даних за функціональними підсистемами, що охоплюють узагальнення досвіду, сталі та варіативні передумови, а також моделювання і прогнозування надзвичайних ситуацій. Показано, що використання супутникових даних, цифрових моделей рельєфу та спектральних індексів забезпечує підвищення повноти та достовірності інформаційного забезпечення, а також оперативність оновлення даних у системах ситуаційної обізнаності.Отримані результати формують науково-методичну основу для створення інтелектуальних систем підтримки прийняття рішень, орієнтованих на застосування у задачах пошуково-рятувальних операцій, екологічного моніторингу та забезпечення безпеки в умовах природно-техногенних і воєнних впливів. Kyiv National University of Construction and Architecture 2026-06-18 Article Article application/pdf https://es-journal.in.ua/article/view/364975 10.32347/2411-4049.2026.2.161-171 Environmental safety and natural resources; Vol. 58 No. 2 (2026): Environmental safety and natural resources; 161-171 Екологічна безпека та природокористування; Том 58 № 2 (2026): Екологічна безпека та природокористування; 161-171 2616-2121 2411-4049 10.32347/2411-4049.2026.2 uk https://es-journal.in.ua/article/view/364975/350494 Copyright (c) 2026 В.Ю. Тимчук, В.М. Триснюк, В.В. Худоба, А.І. Делятинчук http://creativecommons.org/licenses/by/4.0
spellingShingle	geographic information systems remote sensing situational awareness decision support systems geospatial database search and rescue operations Sentinel-1 Sentinel-2 SAR DEM Tymchuk, Volodymyr Trysnyuk, Vasyl Khudoba, Volodymyr Deliatynchuk, Andrii Geo-information support of situational awareness in decision-making systems for security and crisis environments
title	Geo-information support of situational awareness in decision-making systems for security and crisis environments
title_alt	Геоінформаційна підтримка ситуаційної обізнаності в системах прийняття рішень для безпекових і кризових середовищ
title_full	Geo-information support of situational awareness in decision-making systems for security and crisis environments
title_fullStr	Geo-information support of situational awareness in decision-making systems for security and crisis environments
title_full_unstemmed	Geo-information support of situational awareness in decision-making systems for security and crisis environments
title_short	Geo-information support of situational awareness in decision-making systems for security and crisis environments
title_sort	geo-information support of situational awareness in decision-making systems for security and crisis environments
topic	geographic information systems remote sensing situational awareness decision support systems geospatial database search and rescue operations Sentinel-1 Sentinel-2 SAR DEM
topic_facet	геоінформаційні системи дистанційне зондування Землі ситуаційна обізнаність система підтримки прийняття рішень геоінформаційна база даних пошуково-рятувальні операції Sentinel-1 Sentinel-2 SAR DEM geographic information systems remote sensing situational awareness decision support systems geospatial database search and rescue operations Sentinel-1 Sentinel-2 SAR DEM
url	https://es-journal.in.ua/article/view/364975
work_keys_str_mv	AT tymchukvolodymyr geoinformationsupportofsituationalawarenessindecisionmakingsystemsforsecurityandcrisisenvironments AT trysnyukvasyl geoinformationsupportofsituationalawarenessindecisionmakingsystemsforsecurityandcrisisenvironments AT khudobavolodymyr geoinformationsupportofsituationalawarenessindecisionmakingsystemsforsecurityandcrisisenvironments AT deliatynchukandrii geoinformationsupportofsituationalawarenessindecisionmakingsystemsforsecurityandcrisisenvironments AT tymchukvolodymyr geoínformacíjnapídtrimkasituacíjnoíobíznanostívsistemahprijnâttâríšenʹdlâbezpekovihíkrizovihseredoviŝ AT trysnyukvasyl geoínformacíjnapídtrimkasituacíjnoíobíznanostívsistemahprijnâttâríšenʹdlâbezpekovihíkrizovihseredoviŝ AT khudobavolodymyr geoínformacíjnapídtrimkasituacíjnoíobíznanostívsistemahprijnâttâríšenʹdlâbezpekovihíkrizovihseredoviŝ AT deliatynchukandrii geoínformacíjnapídtrimkasituacíjnoíobíznanostívsistemahprijnâttâríšenʹdlâbezpekovihíkrizovihseredoviŝ

Geo-information support of situational awareness in decision-making systems for security and crisis environments

Institution

Ähnliche Einträge