Бялий, Микола ОлеговичМикола ОлеговичБялийПампуха, Ігор Володимирович2026-05-012026-05-012026-04-22Бялий М. О. Моделі, методи та алгоритми інформаційного забезпечення систем підтримки прийняття рішень у геоінформаційних системах військового призначення : дис. ... доктора філософії : 126 Інформаційні системи та технології. Київ, 2026. 161 с.УДК 004.89:004.942:528.94:355.4https://ir.library.knu.ua/handle/15071834/18785Бялий Микола Олегович. Моделі, методи та алгоритми інформаційного забезпечення систем підтримки прийняття рішень у геоінформаційних системах військового призначення – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 126 – інформаційні системи та технології (галузь знань 12 – інформаційні технології) – Київський національний університет імені Тараса Шевченка МОН України. - Київ, 2026. В умовах повномасштабної збройної агресії Російської Федерації проти України ефективність управління військами значною мірою залежить від своєчасного отримання, обробки та інтерпретації великих обсягів різнорідної інформації про оперативну обстановку. Сучасні бойові дії характеризуються високою динамічністю, складністю інформаційного середовища та необхідністю прийняття управлінських рішень у мінімальні терміни. У цих умовах особливого значення набувають геоінформаційні системи військового призначення, які забезпечують інтеграцію та аналіз геопросторових даних, отриманих із різних джерел, зокрема матеріалів дистанційного зондування Землі, безпілотних літальних апаратів, сенсорних систем та інших інформаційних ресурсів. Водночас існує протиріччя між постійним зростанням обсягів геопросторових даних, що надходять до систем управління військами, та обмеженими можливостями існуючих інформаційних систем щодо їх оперативної обробки даних та використання у системах підтримки прийняття рішень. Це зумовлює необхідність розроблення нових науково обґрунтованих моделей і алгоритмів, здатних забезпечити ефективну інтеграцію та моніторинг геопросторової інформації для формування ефективних управлінських рішень в умовах високої динамічності бойових дій. У дисертаційній роботі сформульовано та розв’язано наукову задачу розроблення моделей, методів і алгоритмів інформаційного забезпечення систем підтримки прийняття рішень у геоінформаційних системах військового призначення, спрямованих на зменшення невизначеності інформаційного середовища та підвищення ефективності прийняття управлінських рішень у системі управління військами. Уперше розроблено образно-знакову модель електронної карти як інформаційного каналу, яка забезпечує формалізовану передачу та семантичну інтерпретацію геопросторової інформації у контурі управління військами. На відміну від традиційного підходу, за якого електронні карти використовуються переважно як засіб візуального відображення інформації, запропонована модель розглядає карту як елемент інформаційного каналу, що забезпечує структуровану передачу просторово-часових даних та їх інтеграцію у процес підтримки прийняття рішень. Запропоновано та математично обґрунтовано метод оцінювання приросту інформації у геоінформаційних системах військового призначення на основі аналізу зменшення ентропії інформаційного середовища. Встановлено, що використання спеціалізованих геоінформаційних систем дозволяє зменшити інформаційну невизначеність на 35–45 %, що забезпечує підвищення інформативності каналу управління в середньому на 40 %. Отримали подальший розвиток алгоритми оптимізації структури геоінформаційних систем військового призначення, які забезпечують формування динамічно адаптованих архітектур ГІС залежно від інтенсивності інформаційних потоків, оцінки стохастичних параметрів та випадкового характеру бойових дій. На відміну від традиційних статичних архітектур, запропоновані алгоритми дозволяють оптимізувати інфраструктуру геопросторових даних, гарантуючи високу продуктивність системи під час обробки інформації. Удосконалено модель геоінформаційної підтримки прийняття рішень, яка забезпечує комплексну геопросторову підтримку військ, реалізує адаптивний цикл «дані – аналіз – прогноз – рекомендація» та відповідає концепції циклу OODA (Observe – Orient – Decide – Act). Запропонована модель базується на представленні території бойових дій у вигляді багатовимірного вектора стану та забезпечує інтеграцію різнорідних джерел інформації (даних дистанційного зондування Землі, безпілотних літальних апаратів, сенсорних систем) у єдине цифрове середовище оперативної обстановки. Розроблено інтелектуальні алгоритми обробки відеоінформації з безпілотних літальних апаратів, що забезпечують глибоку автоматизацію виявлення озброєння та військової техніки противника в реальному часі. Алгоритм реалізовано на основі архітектури глибоких нейронних мереж YOLOv8. Встановлено оптимальне значення порогу довіри τ = 0,7, що забезпечує надійну просторову прив’язку об’єктів до векторної геопросторової бази даних у межах єдиного геоінформаційного середовища. Доведено ефективність застосування технологій Big Data та методів машинного навчання (DBSCAN, Random Forest) для аналізу та прогнозування бойової обстановки. Використання цих методів дозволяє автоматизовано виявляти зони підвищеної інтенсивності бойових дій, формувати прогнозні карти небезпечних територій та визначати оптимальні маршрути евакуації. Практичну перевірку адекватності та випробування запропонованих моделей виконано на прикладах аналізу руйнувань Антонівського мосту, наслідків підриву Каховської ГЕС, а також формування планів відбудови інфраструктури м. Луч шляхом 3D-моделювання. Результати підтвердили можливість точного визначення просторових параметрів об’єктів та ефективний геопросторовий моніторинг динаміки змін на театрі бойових дій. Отримані результати можуть бути використані під час розроблення та модернізації геоінформаційних систем військового призначення, а також у системах підтримки прийняття рішень органів військового управління. Реалізація запропонованих моделей, методів і алгоритмів дозволяє зменшити часову складову невизначеності під час оцінювання оперативної обстановки, підвищити рівень ситуаційної обізнаності органів управління та сприяє досягненню інформаційної переваги Збройних Сил України в умовах сучасних високодинамічних бойових дій. Ключові слова: геоінформаційні системи військового призначення, інформаційні системи, системи підтримки прийняття рішень, геопросторова підтримка військ, бази геопросторових даних, дистанційне зондування Землі (ДЗЗ), електронна карта, автоматизація обробки даних, штучний інтелект, озброєння та військова техніка, стохастичні параметри, ентропія інформаційного середовища, 3D-моделювання.Bialyi Mykola Olegovych. Models, Methods, and Algorithms of Information Support for Decision Support Systems in Military Geographic Information Systems. – Qualification scientific work presented as a manuscript. The dissertation for the degree of Doctor of Philosophy in specialty 126 – Information Systems and Technologies (Field of Knowledge 12 – Information Technologies). – Taras Shevchenko National University of Kyiv, Ministry of Education and Science of Ukraine. – Kyiv, 2026. Under conditions of the full-scale armed aggression of the Russian Federation against Ukraine, the effectiveness of military command and control largely depends on the timely acquisition, processing, and interpretation of large volumes of heterogeneous information regarding the operational environment. Modern warfare is characterized by high dynamics, complexity of the information space, and the necessity of making managerial decisions within minimal timeframes. In this context, military geographic information systems (GIS) play a crucial role by enabling the integration and analysis of geospatial data obtained from various sources, including remote sensing data, unmanned aerial vehicles (UAVs), sensor systems, and other information resources. At the same time, there exists a contradiction between the continuously increasing volume of geospatial data entering command and control systems and the limited capabilities of existing information systems to process and utilize such data efficiently within decision support systems. This necessitates the development of scientifically grounded models and algorithms capable of ensuring effective integration and monitoring of geospatial information for the formation of efficient managerial decisions under highly dynamic combat conditions. The dissertation formulates and solves the scientific problem of developing models, methods, and algorithms for information support of decision support systems in military GIS, aimed at reducing uncertainty in the information environment and improving the effectiveness of decision-making in military command and control systems. For the first time, an image-symbolic model of an electronic map as an information channel has been developed. This model ensures formalized transmission and semantic interpretation of geospatial information within the command and control loop. Unlike the traditional approach, where electronic maps are primarily used as visualization tools, the proposed model considers the map as an element of the information channel that provides structured transmission of spatiotemporal data and their integration into the decision support process. A method for evaluating information gain in military GIS based on the analysis of entropy reduction in the information environment has been proposed and mathematically substantiated. It has been established that the use of specialized GIS reduces informational uncertainty by 35–45%, which increases the informativeness of the control channel by an average of 40%. Algorithms for optimizing the structure of military GIS have been further developed. These algorithms enable the formation of dynamically adaptive GIS architectures depending on the intensity of information flows, stochastic parameters, and the random nature of combat operations. In contrast to traditional static architectures, the proposed algorithms allow optimization of geospatial data infrastructure while ensuring high system performance during information processing. The model of geoinformation support for decision-making has been improved. It provides comprehensive geospatial support for military operations, implements an adaptive cycle “data – analysis – forecast – recommendation,” and aligns with the OODA loop concept (Observe – Orient – Decide – Act). The proposed model is based on representing the battlefield as a multidimensional state vector and ensures the integration of heterogeneous data sources (remote sensing, UAVs, sensor systems) into a unified digital operational environment. Intelligent algorithms for processing video data from UAVs have been developed, providing deep automation of detecting enemy weapons and military equipment in real time. The algorithm is implemented based on the YOLOv8 deep neural network architecture. The optimal confidence threshold τ = 0.7 has been determined, ensuring reliable spatial referencing of detected objects to a vector geospatial database within a unified geoinformation environment. The effectiveness of Big Data technologies and machine learning methods (DBSCAN, Random Forest) for analyzing and forecasting the operational environment has been proven. These methods enable automated detection of high-intensity combat zones, generation of predictive maps of hazardous areas, and determination of optimal evacuation routes. Practical validation of the proposed models was carried out through case studies, including the analysis of the destruction of the Antonivskyi Bridge, the consequences of the Kakhovka Hydroelectric Power Plant dam destruction, and the development of infrastructure reconstruction plans for the city of Oleshky using 3D modeling. The results confirmed the possibility of accurate determination of spatial parameters of objects and effective geospatial monitoring of dynamic changes in the theater of operations. The obtained results can be applied in the development and modernization of military GIS, as well as in decision support systems for military command authorities. The implementation of the proposed models, methods, and algorithms reduces temporal uncertainty in assessing the operational environment, enhances situational awareness of command bodies, and contributes to achieving information superiority of the Armed Forces of Ukraine in modern high-dynamic warfare conditions. Keywords: military geographic information systems, information systems, decision support systems, geospatial support of troops, geospatial databases, remote sensing, electronic map, data processing automation, artificial intelligence, weapons and military equipment, stochastic parameters, information entropy, 3D modeling.ukгеоінформаційні системи військового призначенняінформаційні системисистеми підтримки прийняття рішеньгеопросторова підтримка військбази геопросторових данихдистанційне зондування Землі (ДЗЗ)електронна картаавтоматизація обробки данихштучний інтелектозброєння та військова технікастохастичні параметриентропія інформаційного середовища3D-моделювання.military geographic information systemsinformation systemsdecision support systemsgeospatial support of troopsgeospatial databasesremote sensingelectronic mapdata processing automationartificial intelligenceweapons and military equipmentstochastic parametersinformation entropy3D modeling.Дисертація