CC BY
171
УДК 334.021.1; 528.77
РАЗРАБОТКА РЕГИОНАЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПЛАТФОРМЫ «ИНФОРМАЦИОННО-ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ И КОСМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ИННОВАЦИОННОГО РАЗВИТИЯ СИБИРИ»
Юрий Юрьевич Логинов
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева, 660014, Россия, г. Красноярск, проспект имени газеты «Красноярский рабочий», 31, проректор по научной и инновационной деятельности, тел. (391)291-91-90, e-mail: [email protected]
Павел Викторович Зеленков
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева, 660014, Россия, г. Красноярск, проспект имени газеты «Красноярский рабочий», 31, начальник научно-исследовательского управления, тел. (391)262-93-68, e-mail: [email protected]
Юрий Павлович Юронен
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева, 660014, Россия, г. Красноярск, проспект имени газеты «Красноярский рабочий», 31, доцент НОЦ ИКИФТ СибГАУ, тел. (391)262-93-68, e-mail: [email protected]
Виктор Викторович Иванов
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева, 660036, Россия, г. Красноярск, Академгородок 50/45, корп. «Экология», начальник центра приема и обработки спутниковой информации; Красноярский филиал по космическому мониторингу Национального центра управления в кризисных ситуациях МЧС России, Россия, г. Красноярск, начальник отдела, тел. (391) 291-32-98, e-mail: [email protected]
Алексей Николаевич Борисевич
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева, 660036, Россия, г. Красноярск, Академгородок 50/45, корп. «Экология», научный сотрудник центра приема и обработки спутниковой информации;
Красноярский филиал по космическому мониторингу Национального центра управления в кризисных ситуациях МЧС России, Россия, г. Красноярск, главный специалист,
тел. (391) 291-32-98, e-mail: [email protected]
В статье приводятся предпосылки создания в красноярском крае региональной технологической платформы «Информационно-
телекоммуникационные и космические технологии для инновационного разви-
тия Сибири». Описана концепция и определены цели и задачи технологической платформы. Кратко приведен пример успешного внедрения разработки представления геопространственных и спутниковых данных в системе мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций МЧС России.
Ключевые слова: космические технологии, дистанционное зондирование, телекоммуникации, геоинформационные системы.
DEVELOPMENT OF THE REGIONAL TECHNOLOGICAL PLATFORM “INFORMATIONAL-TELECOMMUNICATION AND SPACE TECHNOLOGY FOR INNOVATIVE PROGRESS IN SIBERIA”
Yury Yu. Loginov
Siberian State Aerospace University, 660014, Russia, 31, Krasnoyarsk, Krasnoyarsky Rabochy Av., vice-rector for scientific research and innovation, tel. (391) 291-91-90, email: [email protected]
Pavel V. Zelenkov
Siberian State Aerospace University, 660014, Russia, 31, Krasnoyarsk, 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., chief of research department, tel. (391) 262-93-68, e-mail: [email protected]
Urii P. Urronen
Siberian State Aerospace University, 660014, Russia, 31, Krasnoyarsk, 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., senior teacher, tel. (391) 262-93-68, e-mail:
Victor V. Ivanov
Siberian State Aerospace University, 660036, Russia, Krasnoyarsk, Akademgorodok., 50/45, builds “Ecologya”, chief of the satellite information receiving center;
National Emergency Management Center, Russia, Krasnoyarsk branch of space monitoring, head of department, tel. (391) 291-32-98, e-mail: [email protected]
Alexey N. Borisevich
Siberian State Aerospace University, 660036, Russia, Krasnoyarsk, Akademgorodok., 50/45, builds “Ecologya”, scientist oficer of the satellite information receiving center; National Emergency Management Center, Russia, Krasnoyarsk branch of space monitoring, main specialist, tel. (391) 291-32-98, e-mail: [email protected]
The article outlines a background for development of the regional technological platform “Informational-telecommunication and space technology for innovative progress in Siberia” The basic concept is represented and the main objectives of the technological platform are specified herein. The example of the successful implemen-
tation of the representation system of geospatial satellite data for disaster monitoring and forecasting in Russian Emergency Committee is briefly made.
Key words: space technologies, remote sensing, telecommunications, geoinformation systems.
В декабре 2012г. Губернатором Красноярского края утверждена
региональная технологическая платформа (РТП) «Информационно -телекоммуникационные и космические технологии для инновационного развития Сибири». Платформа рассматривается как средство создания высокотехнологичных производств и формирования механизмов их поддержки. Стратегической целью РТП является обеспечение использования результатов информационно-телекоммуникационных и космических технологий в целях социально-экономического развития Красноярского края. Инициатором разработки РТП выступил Сибирский государственный аэрокосмический
университет им. академика М.Ф. Решетнева (СибГАУ). Университет является ведущим центром Сибири в подготовке и повышении квалификации специалистов в области информационно-телекоммуникационных и космических технологий.
Г еоэкономические особенности Красноярского края (протяженная территория с разнообразным рельефом и климатом, высокая доля слабо освоенных и труднодоступных зон, большие запасы природных ресурсов и другие факторы) объективно приводят к необходимости использования космических систем. В этих условиях эффективное использование результатов космической деятельности информационно -телекоммуникационных
технологий и их интеграция с процессами обеспечения жизнедеятельности органов государственной власти и населения приобретает значение стратегического фактора для дальнейшего ускорения социально -
экономического развития. В свою очередь, Красноярский край обладает необходимым заделом как в производственно-технологической, так и в научнофундаментальной базе. Неоспоримыми преимуществами космических технологий являются: глобальность и непрерывность связи, возможность удаленного управления и передачи данных, навигационное, гидрометеорологическое картографическое и другие виды обеспечения.
Как показывает анализ мировых тенденций развития информационных и космических технологий, общими тенденциями развития являются:
- развитие интегрированных сетей вычислительных ресурсов, систем хранения и телекоммуникации;
- создание региональных систем комплексного мониторинга территории на основе дистанционного зондирования Земли;
- разработка и распространение технологий электронного взаимодействия органов власти, бизнеса и населения;
- разработка средств организации учебного процесса и создание качественного верифицированного образовательного контента в виртуальной профессиональной ориентированной среде;
- создание многоспутниковых группировок, обеспечивающих высокую периодичность наблюдения требуемых регионов;
В рамках описываемой технологической платформы предлагается развивать технологии, которые соответствуют магистральным направлениям научнотехнологического развития индустриально развитых стран.
Космической отрасли и информационно-вычислительной и телекоммуникационной инфраструктуре отводится существенная роль в создании современной инновационной экономики. Трансфер связанных с космосом технологий обеспечивает повышение конкурентоспособности многих отраслей промышленности. Это позволяет отнести данную отрасль к числу «локомотивов» в экономике России. Космические системы отнесены к приоритетным направлениям развития науки, технологий и техники в РФ, а технологии создания новых поколений ракетно-космической техники к критическим технологиям, перечень которых утвержден Президентом РФ. Важнейшие направления космической деятельности России определены Основами военно-технической политики РФ на период до 2015 года и дальнейшую перспективу. Государственные задачи развития отрасли решаются через реализацию ФЦП: «Федеральная космическая программа России на 2006-2015 годы», «Глобальная навигационная система» и др.
Рис. 1. Структура региональной технологической платформы
До 2015 года прогнозируется существенный рост потребностей социально -экономической сферы, науки и международного сотрудничества в космических средствах и услугах. Серьезные задачи стоят по развитию космических инфор-
мационных систем (ГЛОНАСС, связь, телевещание, дистанционное зондирование Земли, гидрометеорология, экологический мониторинг, контроль чрезвычайных ситуаций, фундаментальные космические исследования и др.).
Крупный прорыв в информационных и космических технологиях в области связи, навигации, дистанционного зондирования Земли может быть сделан благодаря использованию сверхмалых КА. Образуя орбитальную группировку, работающую как единое целое (кластерный запуск), можно превзойти возможности крупных и дорогих космических аппаратов. Освоение Ка-диапазона и систем многолучевого обслуживания позволит на порядок увеличить емкость спутникового сегмента, тем самым снизив его стоимость, а также уменьшить габариты абонентского комплекта. Это в сочетании с массовым производством приведет к снижению стоимости, как самой регулярной услуги, так и ее подключения. Разработка собственной системы спутниковой связи, включающей центральную и терминальные станции позволит избавиться от технологической зависимости в этом сегменте рынка и выйти на него с конкурентным продуктом.
Исходя из описанных предпосылок, и существующих глобальных тенденций технологического развития, задачи РТП определены следующим образом:
объединение усилий СибГАУ, СФУ, ОАО «ИСС», КНЦ СО РАН и ГУ МЧС по Красноярскому краю с целью формирования Регионального центра космических услуг, используя имеющееся в настоящее время оборудование приема и обработки космической информации с целью предотвращения лесных пожаров, мониторинга состояния лесных массивов, прогноза урожайности полевых культур, мониторинг транспорта и экологической обстановки;
модернизация и расширение системы мониторинга транспортных перевозок в Красноярском крае с использованием спутниковой диспетчеризации в зонах отсутствия сотовой связи;
развитие навигационно-информационных систем мониторинга состояния зданий, сооружений, и геодинамических исследований на базе ГЛОНАСС;
создание технологий системы ГЛОНАСС, обеспечивающих автоматическую швартовку судов и посадку воздушного транспорта на малооборудован-ные аэродромы;
создание интегрированной сети вычислительных ресурсов, ресурсов хранения и телекоммуникационных ресурсов, включающей программные средства виртуализации (GRID Красноярского края) и сервис-ориентированную архитектуру (облачные сервисы) в целях удовлетворения информационных потребностей населения и бизнеса;
распространение технологий электронного взаимодействия органов власти, бизнеса и населения, соответствующего уровню информационного общества;
включение краевого GRID в информационное пространство регионов Дальнего Востока, стран АТЕС и ШОС;
прогнозная и аналитическая деятельность, стратегическое планирование развития информационно-телекоммуникационных и космических технологий, выявление приоритетов развития, экспертиза проектов разного уровня, консультирование органов государственного управления в рамках компетенциям платформы.
Одним из ярких примеров реально работающей системы использования космической информации на территории Красноярского края является Красноярский филиал по космическому мониторингу Национального центра управления в кризисных ситуациях (НЦУКС) МЧС России. Данное подразделение создано в 1996-м году на основании трехстороннего соглашения между МЧС России, Администрацией Красноярского края и Красноярским научным центром СО РАН Основной задачей филиала является мониторинг чрезвычайных ситуаций на территории Сибири, Урала и Дальнего Востока, и разработка специальных программных средств для дешифровки и анализа данных принимаемых с искусственных спутников Земли. Красноярский филиал работает единой системой с приемными центрами в городах: Владивосток, Вологда и Москва, и является ведущим центром разработки ПО и ГИС в системе космического мониторинга МЧС. Опыт работы данного подразделения служит примером для формирования мероприятий и дизайн проектов в рамках Технологической платформы.
Рис. 2. Система информационных потоков Красноярского филиала НЦУКС
Основной платформой по обработке, хранению и распространению конечных продуктов космического мониторинга в системе МЧС России является
разработка Красноярского филиала - геоинформационный сервис «КАСКАД». Этот ГИС запущен в постоянное использование с доступом всех оперативных дежурных смен всех уровней подключенных к единой системе передачи данных МЧС России. Данная система задумывалась как аналог всемирно известной системы обзора Земли из космоса GOOGLE, но с уклоном использования ее в качестве инструмента оперативного мониторинга чрезвычайных ситуаций. Геоинформационный сервис позволяет получить доступ как к свежим, так и к архивным данным спутниковых снимков среднего и высокого разрешения на районы ЧС, а также к систематизированной базе данных по пожарам. Также, указанная ГИС система имеет расширенный набор векторных и растровых карт и картографических сервисов.
На сегодняшний день система оперативного представления данных космического мониторинга обладает следующими техническими возможностями:
- Имеется удобный интерфейс, который не требует специальных навыков работы с программами и использует типовой браузер операционной системы Windows;
- Оперативность представления данных по выявленным природным пожарам (термоточкам) составляет 20 - 40 минут после приема данных со спутника при этом вы видите сразу всю картину с принятого витка. Все наблюдаемые термоточки имеют связь с численными табличными характеристиками пожаров и представлены в окне браузера как реальные масштабируемые полигоны площадей горения и гарей нарастающим итогом. При необходимости узнать площадь пожара достаточно на него щелкнуть мышкой и в открывшемся окне таблицы посмотреть значения. Также работают и обратные выборки, т.е. можно просто выбрать пожар в таблице, а система поставит его в центр экрана с необходимой разрешающей способностью;
- В качестве подложки можно подключать карты масштаба 1:1000000, 1:500000 и 1:200000 и векторные картографические слои, а также показывать выявленные термоточки непосредственно на спутниковых снимках как в видимом диапазоне длин волн так и в тепловых каналах. Реализована система представления метеоданных (направление и скорость ветра, количество осадков и температура) которые обновляются каждые 6 часов. В систему могут быть загружены слои полигонов границ, ЛЭП, нефте- и газо-проводов, железных и авто дорог;
- Имеется простая возможность просмотреть историю развития пожара просто перелистывая календарь;
- При наличии съемки высокого разрешения (Landsat-8, Spot-5, Канопус) имеется возможность более детально оценить обстановку, принятые витки со спутников высокого разрешения также сразу после обработки сцен попадают в систему для работы.
Стоит отметить, что данная ГИС оперативного представления данных космического мониторинга разрабатывалась как гибкая и универсальная оболочка. По этому в ней имеется возможность представлять данные не только по пожарам, но и работать в паводковый период. Так в базе данных имеется ежегодно уточняемая статическая информация о положении ледовых переправ, ежеднев-
но производится мониторинг кромок ледостава и промоин, возникающих при разрушении льда, которые также сразу же отображаются в виде векторных слоев и статических снимков в окне ГИС «Каскад». Имеющаяся база по паводкоопасным районам позволяет с использованием цветовой шкалы семафоров сразу показать места на которые надо обратить внимание в текущий день, а также какие районы планировать к заказу съемки.
© Ю.Ю. Логинов, П.В. Зеленков, Ю.П. Юронен, В.В. Иванов, А.Н. Борисевич, 2013
