§ 8. Примеры решения практических задач

Описанные методы таксономии реализованы в виде блока программ «Таксономия» в пакете прикладных программ для обработки таблиц экспериментальных данных (ППП ОТЭКС), который был передан для использования более чем в 100 организаций бывшего СССР. За 30 лет со времени появления первых наших алгоритмов таксономии накоплен большой опыт их применения и у нас. Приведем некоторые примеры решения прикладных задач.

8.1. Задачи палеонтологии и геологической разведки.

Алгоритм FOREL был разработан в 1967 году [53], и первой задачей для его опробования оказалась задача из области палеонтологии. Некоторые животные, жившие в разные геологические эпохи, имели твердый хитиновый покров, который хорошо отпечатался в древних породах. Палеонтологи находят такие отпечатки и изучают их, определяя вид, семейство и род бывших носителей этих панцирей. По таким следам прошлого определяется геологическое время возникновения того или иного слоя земной коры. Одними из таких ископаемых существ являются трилобиты (предки современных тараканов).

Нам была предъявлена таблица с описанием 30 характеристик 250 трилобитов. Среди признаков были размеры хитинового покрова, число бороздок на головной части и другие. Алгоритм FOREL при разных радиусах  сфер выдавал разное число таксонов. При некотором значении  было получено такое же число таксонов, которое было ранее установлено палеонтологами при ручной классификации этой коллекции трилобитов. Было построено таксономическое иерархическое дерево, и при этом к нашему общему удивлению состав таксонов в точности соответствовал составу ручных классов. Особенно порадовал палеонтологов тот факт, что один трилобит даже при очень больших радиусах  не хотел присоединяться ни к одному таксону. Оказалось, что он является представителем уникального вида из совсем другого семейства, и это удивительно и замечательно, что машина догадалась об этом! Такой успех произвел на наших коллег палеонтологов настолько сильное впечатление, что на одном из семинаров нам был задан вопрос: «А не может ли машина определить, каким латинским термином назван тот или иной вид трилобитов?». Мы были вынуждены сказать, что без подсказки — вряд ли.

Другой интересной задачей из геологической области была задача таксономии территорий северо-востока Чукотки [55]. Изучаемая местность была разделена геологами на 1992 ячейки в виде квадратов 10х10 км. Каждый квадрат был описан 45 двоичными признаками, отражающими наличие или отсутствие различных геологических свойств: шлиховые ореолы ртути, глубина залегания мезозоид 3-4 км, геосинклинальные прогибы и пр.

Таксономия этих участков делалась разновидностью алгоритма FOREL (FOREL-5), предназначенной для таксономии двоичных данных. Из разных вариантов таксономии заказчики выбрали вариант, содержавший 318 таксонов. Этот вариант привлек их внимание тем, что 46 из 318 таксонов включали в свой состав участки, которые были раньше хорошо изучены и на которых имелись золотоносные месторождения. И если планировать экспедиционные работы по поиску золота, то в первую очередь целесообразно обратить внимание на те неизученные участки, которые также оказались в составе этих «золотых» таксонов. Результаты экспедиций подтвердили высокую эффективность такого способа планирования геологоразведки. Таким же образом были разработаны рекомендации по поиску месторождений и ряда других минералов.