ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 3. С. 9-27

Создание унифицированной системы ведения архивов спутниковых данных, предназначенной для построения современных систем дистанционного мониторинга

А.А. Прошин 1 , Е.А. Лупян 1 , И.В. Балашов 1 , А.В. Кашницкий 1 , М.А. Бурцев 1 
1 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
Одобрена к печати: 30.05.2016
DOI: 10.21046/2070-7401-2016-13-3-9-27
Стремительное развитие в последние десятилетия спутниковых систем дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) и резкое увеличение объемов поступающей от них информации существенно расширили сферу их применения. В то же время, это привело к необходимости выработки новых подходов и технологий по организации работы со спутниковыми данными. Одной из наиболее важных задач является реализация принципиально новой системы ведения сверхбольших распределенных архивов разнородных спутниковых данных, поддерживающей возможности удаленной обработки и анализа данных. Описанию такой унифицированной системы ведения архивов спутниковой информации и результатов ее обработки и посвящена настоящая статья. Сначала, на основе анализа наиболее актуальных направлений развития современных систем доступа к спутниковым данным в работе сформулированы основные требования к разрабатываемой системе и выбрана архитектура ее построения. Далее в статье рассмотрены особенности реализации различных компонент системы, которые реализуют новую функциональность, нехарактерную для традиционных систем архивации спутниковой информации. Наиболее подробно рассматривается вопрос организации структуры баз данных, используемых как для хранения самих спутниковых данных, так и ведения различной справочной информации, необходимой для работы с ними. Кратко описывается опыт использования предложенных подходов при построении различных систем дистанционного мониторинга. В заключении приводится обобщенное сравнение новой системы ведения архивов с традициоными, позволяющее выявить ключевые отличия новой системы и ее основные преимущества.
Ключевые слова: архивы спутниковых данных, система архивации спутниковых данных, дистанционное зондирование, спутниковые данные, информационная система, система дистанционного зондирования Земли, сверхбольшие массивы данных
Полный текст

Список литературы:

  1. Антонов А.В., Бурцев М.А., Ефремов В.Ю., Калашников А.В., Крамарева Л.С., Крашенинникова Ю.С., Лупян Е.А., Матвеев А.М., Прошин А.А., Флитман Е.В. Построение объединенного каталога распределенных архивов спутниковых данных различных центров // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2010. Т. 7. № 2. С. 84–89.
  2. Балашов И.В., Бурцев М.А., Ефремов В.Ю., Лупян Е.А., Прошин А.А., Толпин В.А. Построение архивов результатов обработки спутниковых данных для систем динамического формирования производных информационных продуктов // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2008. Выпуск 5. Т. 1. С. 26–31.
  3. Балашов И.В., Ефремов В.Ю., Мазуров-мл. А.А., Мамаев А.С., Матвеев А.М., Прошин А.А. Особенности организации контроля и управления распределенных систем дистанционного мониторинга // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т. 8. № 3. С. 161–166.
  4. Барталев С.А., Ершов Д.В., Коровин Г.Н., Котельников Р.В., Лупян Е.А., Щетинский В.Е. Основные возможности и структура информационной системы дистанционного мониторинга лесных пожаров Федерального агентства лесного хозяйства (ИСДМ Рослесхоз) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2010. Т. 7. № 2. С. 97–105.
  5. Барталев С.А., Ершов Д.В., Коровин Г.Н., Котельников Р.В., Лупян Е.А., Щетинский В.Е Информационная система дистанционного мониторинга лесных пожаров Федерального агентства лесного хозяйства (Состояние и перспективы развития) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2008. Т. 5. № 2. С. 419–429.
  6. Барталев С.А., Ершов Д.В., Лупян Е.А., Толпин В.А. Возможности использования спутникового сервиса ВЕГА для решения различных задач мониторинга наземных экосистем // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Т. 9. № 1. С. 49–56.
  7. Бурцев М.А., Антонов В.Н., Ефремов В.Ю., Кашницкий А.В., Крамарева Л.С., Лупян Е.А., Мазуров А.А., Матвеев А.М., Милехин О.Е., Прошин А.А., Соловьев В.И. Система работы с распределенными архивами результатов обработки спутниковых данных центров приема НИЦ "Планета" // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Т. 9. № 5. С. 55–76.
  8. Ефремов В.Ю., Гирина О.А., Крамарева Л.С., Лупян Е.А., Маневич А.Г., Мельников Д.В., Матвеев А.М., Прошин А.А., Сорокин А.А., Флитман Е.В. Создание информационного сервиса "дистанционного мониторинга активности вулканов Камчатки и Курил" // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Т. 9. № 5. С. 155–170.
  9. Ефремов В.Ю., Лупян Е.А., Мазуров А.А., Прошин А.А., Флитман Е.В. Технология построения автоматизированных систем хранения спутниковых данных // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2004. Выпуск 1. Т. 1. С. 437–443.
  10. Кашницкий А.В., Балашов И.В., Лупян Е.А., Толпин В.А., Уваров И.А. Создание инструментов для удаленной обработки спутниковых данных в современных информационных системах // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 1. С. 156–170
  11. Лупян Е.А., Балашов И.В., Бурцев М.А., Ефремов, Крашенинникова Ю.С., Мазуров А.А., Матвеев А.М. Назиров Р.Р., Прошин А.А., Толпин В.А., Уваров И.А., Флитман Е.В. Создание технологий построения информационных систем дистанционного мониторинга // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 5. С. 53–75.
  12. Лупян Е.А., Барталев С.А., Ершов Д.В., Котельников Р.В., Балашов И.В., Бурцев М.А., Егоров В.А., Ефремов В.Ю., Жарко В.О., Ковганко К.А., Колбудаев П.А., Крашенинникова Ю.С., Прошин А.А., Мазуров А.А., Уваров И.А., Стыценко Ф.В., Сычугов И.Г., Флитман Е.В., Хвостиков С.А., Шуляк П.П. Организация работы со спутниковыми данными в информационной системе дистанционного мониторинга лесных пожаров Федерального агентства лесного хозяйства (ИСДМ-Рослесхоз) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 5. С. 222–250.
  13. Лупян Е.А., Барталев С.А., Толпин В.А., Жарко В.О., Крашенинникова Ю.С., Оксюкевич А.Ю. Использование спутникового сервиса ВЕГА в региональных системах дистанционного мониторинга // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11. №. 3. С. 215–232.
  14. Лупян Е.А., Бурцев М.А., Балашов И.В., Барталев С.А., Ефремов В.Ю., Кашницкий А.В., Мазуров А.А., Матвеев А.М., Суднева О.А., Сычугов И.Г., Толпин В.А., Уваров И.А. Центр коллективного пользования системами архивации, обработки и анализа спутниковых данных ИКИ РАН для решения задач изучения и мониторинга окружающей среды // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 5. С. 263–284.
  15. Лупян Е.А., Матвеев А.М., Уваров И.А., Бочарова Т.Ю., Лаврова О.Ю., Митягина М.И. Спутниковый сервис See the Sea – инструмент для изучения процессов и явлений на поверхности океана // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Т. 9. № 2. С. 251–262.
  16. Лупян Е.А., Милехин О.Е., Антонов В.Н., Крамарева Л.С., Бурцев М.А., Балашов И.В., Толпин В.А., Соловьев В.И. Система работы с объединенными информационными ресурсами, получаемыми на основе спутниковых данных в центрах НИЦ “ПЛАНЕТА” // Метеорология и гидрология. 2014. № 12. С. 89–97.
  17. Лупян Е.А., Саворский В.П. Базовые продукты обработки данных дистанционного зондирования Земли // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Т. 9. № 2. С. 87–97.
  18. Лупян Е.А., Саворский В.П., Шокин Ю.И., Алексанин А.И., Назиров Р.Р., Недолужко И.В., Панова О.Ю. Современные подходы и технологии организации работы с данными дистанционного зондирования Земли для решения научных задач // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Т. 9. № 5. С. 21–44.
  19. Мамаев А.С., Прошин А.А., Флитман Е.В. Создание системы документирования и контроля распределенных информационных систем // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2008. Выпуск 5. Т. 2. С. 557–560.
  20. Носенко Ю.И., Лошкарев П.А. Единая территориально-распределенная информационная система ДЗЗ – проблемы, решения, перспективы (часть 1) // Геоматика. 2010. № 3. С. 35–43.
  21. Толпин В.А., Балашов И.В., Ефремов В.Ю., Лупян Е.А., Прошин А.А., Уваров И.А., Флитман Е.В. Создание интерфейсов для работы с данными современных систем дистанционного мониторинга (система GEOSMIS) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т. 8. № 3. С. 93–108.
  22. Толпин В.А., Балашов И.В., Лупян Е.А., Савин И.Ю. Спутниковый сервис "Вега" // Земля из космоса. 2011. Выпуск 9. С. 32–37.
  23. Acker J.G., Leptoukh G. Online analysis enhances use of NASA earth science data // Eos, Transactions American Geophysical Union. 2007. Vol. 88. No. 2. P. 14–17.
  24. Budget Activity: National Environmental Satellite, Data, and Information Service. 2012. http://www.corporateservices.noaa.gov/nbo/fy13_presidents_budget/7_NESDIS.pdf
  25. Gorelick N. Google Earth Engine // EGU General Assembly Conference Abstracts. 2013. Vol. 15. P. 11997.
  26. Mityagina M.I., Lavrova O.Yu., Uvarov I.A. "See the Sea": Multi-user information system for investigating processes and phenomena in coastal zones via satellite remotely sensed data, particularly hyperspectral data // Proc. SPIE. 2014. Vol. 9240. id 92401C. 8 p. DOI:10.1117/12.2067300.
  27. Moore R.T., Hansen M.C. Google Earth Engine: a new cloud-computing platform for global-scale earth observation data and analysis // AGU Fall Meeting Abstracts, 2011. Vol. 1. P. 2.
  28. Ramapriyan H.K., Behnke J., Sofinowski E., Lowe D., Esfandiari M.A. Evolution of the earth observing system (EOS) data and information system (EOSDIS) // Standard-Based Data and Information Systems for Earth Observation. Eds Di Liping, H.K. Ramapriyan. 2010. P. 63–92.
  29. Ramapriyan H.K. Development, Operation and Evolution of EOSDIS – NASA’s major capability for managing Earth science data // CENDI/NFAIS Workshop on Repositories in Science & Technology: Preserving Access to the Record of Science November 30. 2011. 31 p.