CC BY
125
УДК 004.932:528.721
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ МОНИТОРИНГА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПО ДАННЫМ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ СПУТНИКОВ
В. А. Левин, академик, зам. директора ИАПУ ДВО РАН Тел.: (4232) 31-39-99, e-mail: levin@iacp.dvo.ru А. И. Алексанин, к. т. н., зав. лабораторией Тел.: (4232) 31-04-68, e-mail: aleks@iacp.dvo.ru М. Г. Алексанина, к. т. н., старший научный сотрудник Тел.: (4232) 31-04-68, e-mail: margeo@satellite.dvo.ru С. Е. Дьяков, младший научный сотрудник Тел.: (4232) 31-04-68, e-mail: sergdkv@gmail.com И. В. Недолужко, инженер-программист Тел.: (4232) 31-04-68, e-mail: reborncrusader@gmail.com Е. В. Фомин, ведущий инженер-программист Тел.: (4232) 31-04-68, e-mail: john@satellite.dvo.ru
The present paper is devoted to the problems of the development of the technologies of the calculation of the geophysical fields which are constructed on the basis of meteorological satellite data in real time operation mode. The modern trends of satellite data information supply for the user are analyzed.
Работа посвящена проблемам создания технологий расчета геофизических полей, строящихся по данным метеорологических спутников в режиме реального времени. Анализируются современные тенденции развития технологий информационного обеспечения потребителей спутниковой информацией.
Ключевые слова: дистанционное зондирование, метеорологические спутники, геофизические параметры, технологии обработки данных, информационные системы.
Keywords: remote sensing, meteorological satellites, geophysical parameters, data processing technologies, information systems.
Введение
Современное развитие методов и средств дистанционного зондирования Земли из космоса делает возможным создание эффективной системы мониторинга различных процессов и явлений на нашей планете в режиме реального времени. Вместе с тем наблюдается низкий уровень первичной и тематической обработки данных дистанционного зондирования, ограниченность доступа к имеющимся технологиям и накопленным спутниковым данным, а также проблемы обработки этих данных и их верификация.
Существующие жесткие требования к точности оценок геофизических параметров среды по спутниковой информации часто делают невозможным использование доступных технологий обработки из-за низкой точности первичной обработки данных. Так, например, требования к точности построения полей температуры поверхности океана (проект Global Ocean Data Assimilation Experiment - GODAE [1]), не позволяют использовать технологию NOAA/NESDIS для этих целей при обработке информации с современных спутников MTSAT-1R, FY-1D, «Метеор-М» № 1 из-за неудовлетворительной точности калибровки ИК-каналов последних.
Разнообразие и сложность технологий обработки данных часто не позволяют пользователю освоить их в полном объеме. Наметившаяся тенденция перехода к распределенной обработке данных через глобальные информационные системы [2-6] является логичным решением этих проблем. Распределенная обработка позволяет пользователю получать услуги по обработ-
ке данных, не имея собственных технологий обработки. Однако практика показала, что организации только распределенной обработки обычно недостаточно.
В современных условиях для построения полей различных геофизических параметров недостаточно информации передаваемой только с одного спутника. Требуется комплексирование разнородной спутниковой и подспутниковой информации. Зачастую отдельный спутниковый центр не располагает всем спектром необходимых данных. Требуется кооперация и взаимодействие с другими центрами. Как правило, в зависимости от специфики задачи пользователь применяет собственные технологии обработки спутниковых данных, которые требуется встраивать в существующие схемы распределенной обработки.
Для мониторинга быстротекущих процессов, а также массовой обработки данных с целью создания климатических карт и атласов необходима организация распределенной обработки в полностью автоматическом режиме. В силу больших объемов спутниковых данных возникает также проблема оптимизации передачи данных по сети и оптимальное расположение средств их обработки в глобальной информационной системе.
Сложившимся подходом к предоставлению спутниковых данных потребителю является создание каталогов и их интеграция в единую систему. В результате у пользователя появляется возможность получить доступ к данным различных организаций через единую точку доступа. Крупнейшими независимо развивающимися глобальными информационными системами, предоставляющими доступ к каталогам спутников данных, являются EOSDIS (Earth Observing System Data Information System) NASA и eoPortal ESA (Европейское космическое агентство). В последние годы происходит смена основного направления развития этих систем от поставки данных к поставке услуг в форме веб-служб. Так, система ECHO (Earth Observing System ClearingHOuse) является развитием проекта NASA EOSDIS и предоставляет основу, позволяющую системам поставки данных наблюдения за Землей и сервисов работать совместно. Современным этапом развития Европейской распределенной инфраструктуры доступа к спутниковой информации является среда SSE (Service Support Environment) и основанный на ней проект HMA (Heterogeneous Mission Accessibility), обладающие аналогичными свойствами.
Таким образом, технологии эффективного обеспечения потребителей спутниковой информацией должны включать:
• первичную обработку спутниковой информации для обеспечения необходимой точности построения карт различных геофизических параметров;
• процедуры автоматической конвейерной обработки поступающих спутниковых данных;
• удобный аппарат построения технологий глубокой переработки данных на основе сервисов распределенных систем обработки;
• комплексирование разных источников данных с проведением верификации строящихся карт геофизических параметров на основе in situ наблюдений;
• веб-сервисы обработки данных с возможностью управления технологией обработки и средства интеграции данных и технологий в глобальные информационные системы.
В данной работе на примере отдельных технологий дистанционного зондирования прибрежных акваторий, созданных и реализованных в ЦКП регионального спутникового мониторинга окружающей среды ДВО РАН, рассматриваются подходы для решения этих проблем. Центр (ЦКП) регионального спутникового мониторинга окружающей среды ДВО РАН ведет разработку технологий обработки принимаемых данных с метеорологических спутников MTSAT-1R, FY-2C, NOAA, FY-1D, TERRA и AQUA в целях мониторинга океана и атмосферы. Ключевыми параметрами для мониторинга океана и атмосферы, являются:
- биопараметры воды - биомасса фитопланктона, концентрация хлорофилла a, прозрачность воды, флюоресценция и виды доминирующих водорослей;
- ежедневные всепогодные карты температуры поверхности океана;
- поверхностные течения;
- автоматически идентифицируемые синоптические вихри океана с расчетом их положения, формы, размеров и высоты уровенной поверхности;
- геометрические и термодинамические характеристики тайфунов и их мониторинг в автоматическом режиме;
- характеристики льда;
- профили температуры и влажности атмосферы.
Кросс-калибровка спутниковых инфракрасных каналов
Ключевой процедурой первичной обработки данных, влияющей на точность расчета геофизических параметров, является калибровка спутниковых каналов используемого радиометра. Современные требования к точности инфракрасных измерений [1] не позволяют использовать некоторые существующие системы наблюдения по следующим типичным причинам:
- из-за низкого уровня проведенной наземной калибровки спутникового радиометра;
- из-за деградации со временем датчиков радиометра;
- из-за повышения требований к точности нового создаваемого продукта.
Все это приводит к необходимости проведения перекалибровки спектральных каналов, и наиболее распространенным способом является кросс-калибровка на основе данных эталонного спутникового радиометра, имеющего близкие характеристики каналов.
Практика показала, что потребность в перекалибровке датчиков различных спутников возникает регулярно. Это вызвало необходимость создания соответствующих процедур и программного обеспечения кросс-калибровки. Анализ радиометров проблемных спутников [7, 8] и применяемых процедур для их кросс-калибровки различными исследователями показал, что причиной неудач проведения перекалибровки является пропуск некоторых обязательных процедур. По результатам работ были составлены правила проведения кросс-калибровки и создана ее общая схема (рис. 1). Используемая нами схема проведения кросс-калибровки ИК-каналов включает следующие ключевые элементы.
Отбор данных. На исходных изображениях однотипных каналов производится жесткая фильтрация данных (обычно облачности), отбираются участки поверхности Земли, наблюдаемые радиометрами в близкое время, под одинаковыми углами и незначительными вариациями яркости в окрестности выбранных географических точек.
Атмосферная коррекция данных. Использование моделей переноса излучения через атмосферу, таких как МООТЯЛЫ, 6Б, И1ТЕАЫ-2004, для коррекции радиационной яркости измеренного радиометрами излучения, обусловленной влиянием атмосферы. Датчики даже близких по спектральным параметрам каналов разных спутников имеют
разные функции отклика, что приводит к рассогласованиям измерения излучения от одной и той же поверхности из-за разницы искажающего влияния атмосферы.
Построение функций коррекции излучения. В базе данных собраны скорректированные на атмосферу измерения излучения радиометрами от одних и тех же объектов. Прямое сопоставление всех накопленных измерений обычно не дает нужной корректирующей функции (например, кросс-калибровка ИК-каналов спутников ЫОЛЛ и МТБЛТ-1Я [8]). Необходимо обеспечить отсутствие закономерностей в рассогласованиях измерений двух радиометров от ряда ключевых параметров наблюдения. Для кросс-калибровки ИК-каналов к последним относятся: температура поверхности океана,
И.В. Недо.чужко
Рис. 1. Схема процедуры кросс-калибровки
влажность, параметры аэрозоля, альбедо поверхности, угол сканирования, высота Солнца над горизонтом, географическое положения точек. В результате исследования определяются факторы, влияющие на величину отклонения, и подбираются функции коррекции калибровки.
Поскольку конечной целью кросс-калибровки является построение конкретных геофизических параметров с заданной точностью (температуры поверхности моря, например), то сравнение строящихся параметров с in situ наблюдениями является обязательной процедурой калибровки. Анализ рассогласований реальных и оцененных параметров проводится так же, как и кросс-калибровка, - анализируются зависимости рассогласований от ключевых параметров наблюдения. По результатам сравнения возможно как уточнение выявленных зависимостей кросс-калибровки, так и коррекция модели расчета геофизических параметров.
Организация спутникового мониторинга биопараметров морской среды залива Петра Великого
Мониторинг биопараметров водной среды входит в перечень приоритетных задач многих международных проектов. Например, в европейскую программу «Глобальный мониторинг для целей охраны окружающей среды и безопасности» (GMES), в проекты Группы наблюдения Земли (GEO) - разделы WA-07-P2 (Global Water Quality Monitoring) и WA-07-P3 (Satellite Water Measurements) [9], в проект международной программы ООН UNEP\NOWPAP\CEARAC (программа ООН по охране окружающей среды в северо-западной части Тихого океана), а также международный проект NEAR-GOOS (North-East Asia Regional - Global Ocean Observing System) - региональную подсистему глобальной системы наблюдения за океаном (Global Ocean Observation System, GOOS).
ЦКП Регионального спутникового мониторинга окружающей среды ДВО РАН участвует в последних двух программах. Используемая технология спутникового мониторинга за биопараметрами воды базируется на обработке данных, получаемых радиометром MODIS с полярно-орбитальных спутников TERRA и AQUA. За основу для построения требуемой системы был взят пакет программ SeaDAS.
Пакет SeaDAS, разработанный в NASA (Goddard Space Flight Center), является многофункциональным пакетом для обработки, отображения, анализа и контроля качества данных о цветности моря и позволяет обрабатывать данные сенсоров SeaWIFS, MODIS, CZCS, OCTS. По данным радиометра MODIS пакет дает около 200 параметров среды (воды и атмосферы над ней), таких как коэффициенты диффузного ослабления, концентрация хлорофилла a, коэффициенты поглощения и рассеивания в 17 спектральных каналах, спектральные характеристики фитопланктона и растворенного органического вещества (РОВ), флюоресценция фитопланктона, эффективность фотосинтеза, температура поверхности воды, параметры атмосферы.
Следует подчеркнуть, что задача тематической обработки данных излучения водной толщи на основе только спутниковых данных не решается. Необходима дополнительная информация, характеризующая региональные особенности акватории, - метеорологические данные, пространственное распределение концентрации озона, параметры географической привязки и другие. Возникает проблема автоматического поиска и усвоения системой дополнительных данных из внешних источников, содержащих необходимую информацию, и проблема принятия решения в соответствии с характеристиками найденных данных.
Учет региональной специфики существенно влияет на получение с помощью пакета полей рассчитываемых параметров среды. Например, в мутных водах залива Петра Великого рассчитанные концентрации хлорофилла a в зависимости от выбора алгоритмов атмосферной коррекции могут меняться в несколько раз, а коэффициент эффективности фотосинтеза (один из ключевых показателей трофности вод) при рекомендуемых параметрах настройки пакета SeaDAS часто не рассчитывается вообще, в то время как у берегов Калифорнии рассчитывается удовлетворительно. Зависимость от выбора алгоритма и параметров его настройки порождает необходимость гибкого управления технологиями обработки данных в соответствии с запросами пользователя.
Ключевым показателем качества любого мониторинга является его достоверность. Необходимо, чтобы алгоритмы расчета тематических карт океана и атмосферы, строящиеся по спутниковым данным, были верифицированы. Для верификации результатов спутникового мониторинга с целью создания региональных методик оценки биооптических параметров моря по спутниковой информации необходимы экспедиционные измерения ключевых параметров среды.
Учет специфики задачи определил подходы к ее решению. При создании системы автоматического мониторинга биопараметров моря с требуемыми свойствами в максимальной степени использовались существующие подсистемы распределенной системы обработки спутниковых данных и поставки построенных продуктов пользователям [10]. Прием данных спутников AQUA и TERRA производится автоматически, при этом принятые данные сохраняются в долговременном архиве спутниковых данных и передаются на дальнейшую обработку. Система автоматической обработки данных радиометра MODIS включает в себя подсистему управления, подсистему доступа к долговременному архиву спутниковых данных, базу метаданных результатов обработки, подсистему управления компьютерами-обработчиками. Обработка данных радиометра MODIS производится в параллельном (с использованием трех компьютеров-обработчиков) автоматическом режиме, что гарантирует оперативность поставки данных пользователям. Результат обработки спутниковых данных хранится в двух форматах - стандартном Level 2, основанном на формате HDF4, и внутреннем формате Спутникового Центра ДВО РАН. Доступ к результатам обработки осуществляется по протоколу ftp.
Поскольку для работы в режиме потока пакет SeaDAS не приспособлен, то был создан комплекс программ для удаленного запуска SeaDAS и пользовательская графическая оболочка SeaDAS launcher (рис. 2). Созданные средства автоматического запуска пакета SeaDAS позволяют в одном диалоговом окне задать все необходимые параметры обработки: имя исходного файла, директорию для результатов, географический регион, список требуемых продуктов и другие. Контроль автоматической обработкой пакета SeaDAS осуществляется созданной графической подсистемой SeaDASMonitor. В результате получилась новая технология автоматического запуска пакета SeaDAS для обработки данных MODIS (как только что принятых, так и взятых из архива), которая позволяет вести тематическую обработку в потоке как оперативных, так и ретроспективных данных. Кроме того, в системе предусмотрена возможность усвоения из определенных адресов хранения дополнительных данных, таких как параметры географической привязки, метеорологические параметры, которые если не сгенерированы пользователем, формируются автоматически согласно рекомендациям пакета SeaDAS. Параметры обработки данных сведены в один текстовый файл, который доступен потенциальному пользователю для организации управления технологиями обработки данных.
г ■
J
Управляющий компьютер (сктлт
1. Сбор параметров, генерации утилит для управления
2. Создание временной директории на обработчике
Копирование файлов данных с сервера оо временную директорию с помощью 5511кг цента,
4. Удаленный запуск РгосеззМОС13 с помощью явЬ-клианта.
5. Копирование файлов-результатов на сервер
В, Копирование результатов на Чр-оереер 7 Уничтожение временной директории на обработчике
GftMflЙ Шнныё МОИ£ Яр-сервер)
Пакет SeaDAS (скрипт ProcessMODIS ohp) ишщиие чаимые
Параметры обработки,
«РИЯТЫ Файлы результатов
Временная рирокгорий
Log обработки
PrcoebsMODIS.php
Рис. 2. Структура комплекса автоматического расчета биопараметров моря
Прямые измерения спектральных характеристик полевым гиперспектрорадиометром непосредственно над и под поверхностью воды позволяют контролировать корректность работы как алгоритмов атмосферной коррекции, так и алгоритмов расчета различных биооптических характеристик. Процедура проверки является обязательным условием создания качественного программного обеспечения для заданного региона. Измерения дают возможность проводить расчеты ключевых параметров, на основе которых работает большинство биооптических алгоритмов, - коэффициентов отражения моря в различных спектральных диапазонах Rrs(A), где X -длина волны регистрируемого излучения. Нормализация Rrs(X) (приведение к единым условиям
наблюдения) позволяет проводить сравнение со спутниковыми оценками (рис. 3). Анализ рассогласований спутниковых и подспутниковых измерений дает возможность провести оптимальную настройку пакета в соответствии с региональными особенностями района мониторинга.
б)
in situ —MUMM —NIR - Single scattering
в)
412 443 469 488 531 551 555 645 667 678 748 859 869
—MUMM —NIR — Single scattering
412 443 469 488 531 551 555 645 667 678 748 859 869
Рис. 3. Полевой спектрорадиометр ASD (а); прямые измерения коэффициентов отражения в 13 спектральных каналах для одного пикселя изображения MODIS (серые колонки) и их спутниковые оценки для трех различных моделей атмосферной коррекции, применяющихся в пакете SeaDAS (б); относительная погрешность соответствующих спутниковых оценок по отношению
к in situ измерениям (в)
В настоящее время созданная система обеспечивает данными конкретных потребителей в режиме реального времени с целью решения следующих задач:
- экологический контроль акватории залива Петра Великого;
- оценка оптических параметров атмосферы;
- контроль ледовой обстановки для оптимальной проводки судов в замерзающие порты Охотского и Японского морей;
- информационное обеспечение экологически проблемных заливов северо-западной части Тихого океана в соответствии с обязательствами по программе ООН UNEP\NOWPAP\CEARAC.
Поставляемые пользователю данные характеризуются высоким разрешением (250 м) и регулярностью (4 раза в сутки). В рамках проекта ООН реализован свободный доступ к данным через ftp: ftp://ftp.satellite.dvo.ru/pub/modis (рис. 4).
Интеграция в информационную систему Европейского космического агентства
Задача предоставления внешним пользователям сервисов для получения и обработки данных решается с применением подходов и средств, разработанных в рамках проекта SSE Европейского космического агентства. SSE (Service Support Environment) является результатом выработки единой стратегии по интеграции организаций Европы, занимающихся вопросами дистанционного зондирования. Прототип среды был отлажен в рамках проекта MASS-ENV,, существующего с 2001 года [6]. В настоящий момент среда является платформой для проекта HMA (Heterogeneous Mission Accessibility) - новый этап, разрабатываемый с 2006 года по инициативе GMES (Global Monitoring for Environment and Security) в сотрудничестве с Комиссией европейских сообществ.
Назначением среды является создание охватывающей архитектуры над существующими службами обработки данных Евросоюза и других стран. Участники системы равноправны, но при этом имеют возможность накладывать определенные ограничения на применение своих сервисов. Регистрация в системе доступна для всех, тогда как для получения статуса сервис-провайдера может потребоваться отдельный запрос.
Рис. 4. Список проблемных заливов программы NOWPAP (слева) и календарь залива Петра
Великого за май 2010 г.
Доступ к ресурсам сервис-провайдеров, интегрированных в распределенную среду SSE, возможен через единый веб-узел - SSE Portal rhttp://services.eoportal.org!. Сервис-провайдер реализует набор веб-сервисов согласно спецификациям SSE/HMA в соответствии со своими возможностями и нуждами и регистрирует их на портале. Портал же предоставляет пользователю веб-интерфейс, не требующий установки дополнительного программного обеспечения и обеспечивающий обращение к соответствующим сервисам провайдера [11]. Применение веб-сервисов в качестве основы среды открывает возможность для взаимодействия систем в обход каких бы то ни было пользовательских интерфейсов (т. е. автоматически), простой организации распределения и переадресации вызовов, сочленения сервисов в единый процесс выборки и обработки спутниковой информации.
Основу среды составляет набор интерфейсов, описывающих структуру и способ обмена сообщениями, который в зависимости от решаемой задачи может быть как синхронным, так и асинхронным. Большая часть из интерфейсов либо является стандартами Открытого геопространственного консорциума (OGC), либо основана на них, либо предложена для рассмотрения в качестве таковых.
Базовым связующим звеном между инфраструктурой сервис-провайдера и средой является пакет SSE Toolbox, упрощающий разработку и управление существующими веб-сервисами. Пакет имеет возможность написания процедур обработки SOAP-запросов на встроенном языке скриптов и на языке Jelly; возможно манипулирование объектами Java, а с версии 7 пакета -также и непосредственное включение Java-кода в тело скрипта. Пакет включает как серверную часть, так и среду разработки скриптов с функциями удаленного развертывания и тестирования сервисов. Тем не менее применение пакета в качестве основы для реализации интерфейсов SSE не является обязательным.
Помимо применения в среде современных стандартов и технологий а также в качестве программного инструментария для интеграции, ключевыми особенностями среды для нашего ЦКП являются [12]:
1. Переход от подхода, ориентированного на доступ к данным, к сервис-ориентированному подходу. Это дает пользователю возможность создания собственных техно-
логий обработки на основе цепочек вызовов существующих (а, возможно, в том числе и собственных) веб-сервисов.
2. Применение более простого набора полей метаданных (нежели в традиционных Z39.50/CIP [http://wgiss.ceos.org/ics/documentation.htmll) при организации сервисов каталогов данных. При этом конечный продукт не требует подробного и детального описания его типа, и поэтому его единица может включать несколько наборов данных. Это способно упростить как реализацию каталога, так и поиск требуемых наборов данных пользователем.
3. Отсутствие используемых ранее жестких ограничений на содержимое полей метаданных (Valids), которые в интерфейсах каталогов среды зачастую применяются только в рекомендательном смысле. Как следствие, поставщику проще описать свои данные, используя собственные ключевые слова, а обязательная регистрация каждого типа продукта обработки становится ненужной. Таким образом, поставщику становится проще и быстрее реализовать и запустить каталог в эксплуатацию. Недостатком подхода может оказаться сложность поиска нужных данных из-за отсутствия их согласованного детального описания.
4. Не накладывается никаких ограничений на форматы данных. При этом предоставляются службы преобразования для ряда стандартных форматов (URL--сервисы). «Классические» интерфейсы WMS, WCS, WFS выступают лишь одним из способов поставки, не покрывающим всех возможных запросов пользователей.
На настоящий момент описанный ранее прототип каталога данных ЦКП [12], реализующий интерфейс EOLI, запущен в тестовую эксплуатацию. Каталог отображает состояние основного архива данных спутников NOAA, содержащего данные с 1993 года по настоящий момент. Каталогизация принимаемых данных происходит автоматически в оперативном режиме после приема и автоматической привязки изображения. Заказ продуктов спутниковых данных, выбранных пользователем по каталогу в среде SSE, осуществляется через интерфейс заказа, реализующий описанные спецификацией операции. Пользователь, выбрав нужные наборы данных по каталогу, может оформить заказ на получение продуктов их обработки (рис. 5).
Рис. 5. Работа с каталогом данных Центра через портал Европейского космического агентства. Результат поиска, просмотр метаинформации и выбор наборов данных для заказа обработки
Важной функцией интерфейса является возможность указания опций получения продукта при оформлении заказа (рис. 6). Список возможных опций, их формат и назначение предопределяются сервис-провайдером и позволяют пользователю задавать технологию
обработки данных и ее параметры, а также указывать удобный для него формат выходного продукта.
OnlcSot Cütülaior Rrqutit FarQu4Lf]üi»ii
PMjHtvj i T
Said ft*Mitti
Product ü deiitllkeir Caiitcbon Fl ritt a MI а AequiiiltJen Date-/Time Sdtelhtr Dam dam Pert entj.gt af Overlap
шьмшдмрт.иинти iiGA*-ii a so э-i г-2-m »! i 11 s ai Ürfert: »4*7
С«ПП p Г 1 Ц149 n-.fi r# 1 14 d T Dulm-iy гт.••'h : d Hp pull ■ «> ftl* »
CWwiHmbW
ftB^ulPt t44i tS ll'Ti»
Рис. 6. Пример задания опций получения продукта
Пользователь может отслеживать статус выполнения заказа в разделе Order List, доступном на главной странице портала. Помимо этого, существует возможность отсылки пользователю e-mail-уведомлений при изменении статуса заказа. Как и в случае каталога, пользователь может реализовать (в силу простоты и прозрачности обмена .XML-сообщениями между клиентом и сервером) собственное клиентское приложение для доступа к сервису каталога, сделав процесс поиска и обработки полностью автоматическим.
На настоящий момент в ЦКП реализован (рис. 6) прототип интерфейса заказа OGC 06-141, интегрированный с упомянутым ранее каталогом EOLI [13]. Основу его составляет пакет SSE Toolbox Runtime Environment версии 7.1. Полная реализация системы заказов на обработку спутниковых данных Центра включает следующие основные этапы.
1. Поставка данных из существующих архивов в режиме свободного доступа. Требует запуска в эксплуатацию прототипа интерфейса заказа по каждому из имеющихся каталогов.
2. Обработка данных по запросу, т. е. асинхронная реализация заказа. Требует организации взаимодействия с распределенной системой обработки спутниковых данных Центра.
3. Создание подсистемы разграничения доступа к информации.
4. Обработка данных по запросу с указанием параметров обработки. Требует создания подсистемы, обеспечивающей передачу параметров обработки данных между системой обработки и интерфейсом заказов.
5. Решение вопроса коммерциализации поставки. Создание подсистемы для оплаты поставки отдельного продукта или организации подписки на определенный период времени.
Заключение
Обеспечение доступа потребителей спутниковой информации к современным технологиям их обработки подразумевает развитие распределенных систем обработки и поставки информации. Современные тенденции развития глобальных систем поиска и поставки спутниковой информации, таких как EOSDIS (NASA) и eoPortal (Европейское космическое агентство), демонстрируют переход от поставки данных к обеспечению сервисов их обработки. Дальнейшее их развитие подразумевает доступ пользователей к управлению технологиями обработки и обеспечение возможностей включение средств и данных пользователей в единую цепочку обработки. Важной частью современных технологий информационного обеспечения потребителей является включение в технологию обработки спутниковой информации процедур контроля каче-
ства измерений спутниковых радиометров и точности строящихся полей геофизических параметров.
Работа поддержана грантами РФФИ № 08-07-00227-а, № 10-07-10000-к и грантами ДВО РАН.
Литература
1. Report of GODAE High-Resolution SST Workshop 30 Oct - 1 Nov 2001. - Испра, Италия: Объед. исследовательский центр, 2001. URL: http://ghrsst-pp.metoffice.com/pages/documents/DocumentFiles/1st-workshop-Report.pdf.
2. Шокин Ю. И., Жижимов О. Л., Пестунов И. А., Синявский Ю. Н., Смирнов В. В. Распределенная информационно-аналитическая система для поиска, обработки и анализа пространственных данных // Вычислительные технологии, 2007. Т. 12. Спец. вып. 3. ГИС- и веб-технологии в междисциплинарных исследованиях: Материалы Междисциплинарной программы СО РАН 4.5.2. Вып. I. С. 108-115.
3. Лупян Е. А., Мазуров А. А., Назиров Р. Р., Прошин А. А., Флитман Е. В. Технология построения автоматизированных информационных систем сбора, обработки, хранения и распространения спутниковых данных для решения научных и прикладных задач // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса: Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов. - М.: Полиграф сервис, 2004. С. 81-88.
4. Coene Y., Gianfranceschi S., Marchetti P. G. Earth Observation and GIS Services Integration Approach in MASS // Proceedings of DASIA 2003 (ESA SP-532). URL: http://earth.esa.int/rtd/Articles/MASS_DASIA_2003.pdf.
5. Marchetti P. G., D 'Elia S. The ESA Service Support Environment - Exploitation of the long term archives // PV 2004 Conference Proceedings. URL: http://earth.eo.esa.int/rtd/Articles/PV-2004_040723.pdf.
6. Gianfranceschi S., Marchetti P. G., Terzi C. XML exploitation for Earth Observation Services in the MASS project // XPACE 2001. URL: http://earth.eo.esa.int/rtd/Articles/MASS-XMLWorkshop.pdf.
7. Алексанин А. И., Дьяков С. Е., Катаманов С. Н., Наумкин Ю. В. Технология обработки данных полярно-орбитальных спутников FY-1C/1D для мониторинга физических полей океана // Подводные исследования и робототехника, 200б. № 2. С. 82-91.
8. Алексанин А. И., Дьяков С. Е. Кросс-калибровка ИК-каналов спутника MTSAT-1R и алгоритм расчета температуры поверхности моря // Исследование Земли из космоса, 2010, № 4 (в печати).
9. Global Earth Observation System of Systems (GEOSS), 2007-2009 Work Plan: Toward Convergence. 200б. - 38 p.
10. Левин В. А., Алексанин А. И., Алексанина М. Г., Бабяк П. В. Состояние дел и перспективы развития ЦКП регионального спутникового мониторинга окружающей среды ДВО РАН в области современных информационных и телекоммуникационных технологий // Открытое образование, 2008. № 4. С. 23-29.
11. Coene Y., Bawin C. Service Support Environment. Architecture, Model and Standards // ESA, 2004. URL: http://earth.esa.int/rtd/Documents/SSE_Whitepaper_2.pdf.
12. Недолужко И. В. Интеграция ресурсов Центра коллективного пользования регионального спутникового мониторинга окружающей среды ДВО РАН в среду SSE Европейского космического агентства // Вычислительные технологии, 2010 (в печати).
13. Недолужко И. В. Заказ спутниковых данных среды S SE: реализация в ЦКП регионального спутникового мониторинга окружающей среды ДВО РАН // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 2010 (в печати).
УДК 550.34 ББК 2б.2
СИСТЕМА СЕЙСМИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА В РОССИИ. РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ НОВЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ
А. А. Маловичко, чл.-корр. РАН, д. т. н., директор Тел.: (495) 912-68-72, e-mail: amal@gsras.ru Геофизическая служба РАН www.ceme.gsras.ru
