случае, 
согласно 
(Щепетова, 
2015), 
существующие 
математические — методы
моделирования водных экосистем в зависимости от объекта или процесса исследования
условно подразделяются на гидрофизические, биологические и динамические модели
(представляют собой интеграцию биологических и гидрофизических моделей).
Преимущества математических моделей заключаются в том, что они позволяют
делать 
предсказания, 
которые 
можно 
сравнить 
с 
реальными 
данными, 
поставив
эксперимент или проведя необходимые наблюдения. Но следует помнить, что любая
математическая модель учитывает лишь некоторые стороны реальности, но отнюдь не
все. Количество возможных вычисляемых состояний экспоненциально возрастает с
увеличением количества задействованных переменных или значений переменных, что
затрудняет вычисление, анализ и создания модели. Помимо этого, недостатками
моделирования являются отсутствие связи со объектом моделирования (физическим
объектом) в реальном времени и нет возможности влиять или управлять физическим
объектом.
Для того чтобы избавиться от недостатков при моделировании экосистем
авторами 
предлагается 
использовать 
концепцию 
(информационную 
систему) 
—
цифровой двойник. Цифровой двойник объекта определяется согласно ГОСТ Р 57700.37-
2021 (ГОСТ ..., 2021). Несмотря на явное техническое происхождение целевого объекта
согласно ГОСТ, авторы считают возможным применить идеологию системы цифровой
двойник к экосистемам природных объектов. Основные различия между математической
моделью и цифровым двойником объекта представлены в таблице.
Таблица. Сравнение цифрового двойника и модели
Характеристика 
Модель 
Цифровой двойник
Связь с реальным объектом 
Независима от объекта 
Синхронно связана с объектом
Жизненный цикл объекта 
Нет 
Есть
Обновление данных 
Вручную(редко) 
Автоматически в реальном времени
Мониторинг, управление,
Цель 
Исследование, анализ, прогноз
оптимизация, анализ, прогноз
Пример использования 
Симуляция поведения системы 
Управление состоянием объекта
Цифровые двойники (ЦД) водных экосистем представляют собой одну из самых
перспективных технологий для повышения безопасности и эффективности управления
этими сложными природными объектами. Работая в режиме реального времени
параллельно с их физическими оригиналами, цифровые двойники позволят не только
осуществлять 
мониторинг текущего 
состояния 
экосистем, 
но 
и 
анализировать 
и
прогнозировать их поведение, а также выступать инструментом для более обоснованных
управленческих решений. Управленческое решение в данном контексте понимается как
процесс выбора наиболее оптимального варианта действий на основе анализа данных,
моделирования 
и 
прогнозирования 
состояния 
водных 
эЭкосистем. 
Это 
решение
направлено на эффективное управление водными ресурсами с учетом экологических,
социальных и экономических факторов. Это обеспечивает возможность оптимизации
режимов 
эксплуатации 
водных 
ресурсов 
с 
учетом 
экологических 
ограничений
регионального, федерального и мирового масштабов, что особенно важно в условиях
изменения климата и роста антропогенной нагрузки.
В настоящее время применение концепции цифровых двойников в рамках
природных экологических и экосистем набирает популярность в мире. Так в статье
(Шайтура и др., 2022) авторы предлагают создание инфраструктуры пространственных
данных для цифрового двойника лесной экосистемы. Цифровой двойник ЕсоРго (Гее е{
а!., 2024) предназначен для экологического прогнозирования, который позволяет
моделировать 
изменения 
в 
различных экосистемах под 
воздействием 
факторов
окружающей среды. Платформа ЕсоРго предоставляет доступ к модели «Еаг бухет
145