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. № 4. С. 9-19

Интегрированная программная платформа для комплексного анализа распространения пепловых шлейфов при эксплозивных извержениях вулканов Камчатки

А.А. Сорокин 1 , С.П. Королев 1 , О.А. Гирина 2 , И.В. Балашов 3 , В.Ю. Ефремов 3 , И.М. Романова 2 , С.И. Мальковский 1 
1 Вычислительный центр ДВО РАН, Хабаровск, Россия
2 Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, Петропавловск-Камчатский, Россия
3 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
Одобрена к печати: 23.08.2016
DOI: 10.21046/2070-7401-2016-13-12-9-19
В связи с тем, что анализ распространения пепловых облаков и шлейфов от вулканов является сложной междисциплинарной задачей, реализация необходимых методов и технологий исключительно на одной платформе представляется крайне затруднительной. Более эффективным является подход, связанный с организацией взаимодействия между уже действующими информационными системами (ИС) и сервисами, на базе которых развиты необходимые научные компетенции, сформированы архивы специализированных данных и выстроена соответствующая вспомогательная программно-аппаратная инфраструктура. На основе указанного подхода с использованием ресурсов автоматизированной ИС «Сигнал», ИС VOKKIA и ИС VolSatView реализована интегрированная программная платформа, обеспечивающая возможность компьютерного моделирования распространения пепловых облаков и шлейфов от вулканов Камчатки, а также проведение совместного анализа полученных результатов расчетов со спутниковой информацией.
В статье дается описание этой платформы, а также рассматриваются архитектура взаимодействия специализированных прикладных информационных систем, средства и технологии, используемые для проведения компьютерного моделирования, обмена научными данными и работы с ними. Приведены примеры созданных пользовательских интерфейсов для постановки вычислительных задач и проведения совместного анализа результатов расчетов и данных, полученных методами дистанционного зондирования Земли из космоса.
Ключевые слова: спутниковые данные, эксплозивное извержение, вулканы Камчатки, PUFF, математическое моделирование, NetCDF, информационная система, АИС «Сигнал», ИС VolSatView, ИС VOKKIA, REST сервис
Полный текст

Список литературы:

  1. Гордеев Е.И., Гирина О.А., Лупян Е.А., Ефремов В.Ю., Сорокин А.А., Мельников Д.В., Маневич А.Г., Романова И.М., Королев С.П., Крамарева Л.С. Возможности использования данных гиперспектральных спутниковых наблюдений для изучения активности вулканов Камчатки с помощью геопортала VolSatView // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11. № 1. С. 267–284.
  2. Гордеев Е.И., Гирина О.А., Лупян Е.А., Кашницкий А.В., Уваров И.А., Ефремов В.Ю., Мельников Д.В., Маневич А.Г., Сорокин А.А., Верхотуров А.Л., Романова И.М., Крамарева Л.С., Королев С.П. Изучение продуктов извержений вулканов Камчатки с помощью гиперспектральных спутниковых данных в информационной системе VolSatView // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 1. С. 113–128.
  3. 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 «Дистанционный мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил» // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Т. 9. № 5. С. 155–170.
  4. Лупян Е.А., Балашов И.В., Бурцев М.А., Ефремов В.Ю., Кашницкий А.В., Кобец Д.А., Крашенинникова Ю.С., Мазуров А.А., Назиров Р.Р., Прошин А.А., Сычугов И.Г., 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.
  5. 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. 2004. № 1. С. 81–89.
  6. Лупян Е.А., Мазуров А.А., Назиров Р.Р., Прошин А.А., Флитман Е.В., Крашенинникова Ю.С. Технологии построения информационных систем дистанционного мониторинга // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т. 8. № 1. С. 26–43.
  7. Романова И.М., Гирина О.А., Максимов А.П., Мелекесцев И.В. Создание комплексной информационной веб-системы «Вулканы Курило-Камчатской островной дуги» (VOKKIA) // Информатика и системы управления. 2012. № 3. Вып. 33. С. 179–187.
  8. Романова И.М. Геопортал ИВиС ДВО РАН как единая точка доступа к вулканологическим и сейсмологическим данным // Геоинформатика. 2013. № 1. С. 46–54.
  9. Ханчук А.И., Сорокин А.А., Смагин С.И., Королёв С.П., Макогонов С.В., Тарасов А.Г., Шестаков Н.В. Развитие информационно-телекоммуникационных систем в ДВО РАН // Информационные технологии и вычислительные системы. 2013. № 4. С. 45–57.
  10. Day E., Aker B. The Gearman Cookbook // Open Source Convention. Portland. Oregon. 2010. P. 53.
  11. Girina O.A., Gordeev E.I. Proekt KVERT – snizhenie vulkanicheskoi opasnosti dlya aviatsii pri eksplozivnykh izverzheniyakh vulkanov Kamchatki i Severnykh Kuril (KVERT project: reduction of volcanic hazards for aviation from explosive eruptions of Kamchatka and Northern Kuriles volcanoes) // Vestnik DVO RAN. 2007. Vol. 132. No. 2. pp. 100–109.
  12. Gordeev E.I., Girina O.A. Vulkany i ikh opasnost' dlya aviatsii (Volcanoes and their hazard to Aviation) // Vestnik Rossiiskoi akademii nauk. 2014. Vol. 84. No. 2. pp. 134–142. DOI:10.7868/S0869587314020121.
  13. Korolev S.P., Sorokin A.A., Verkhoturov A.L., Konovalov A.V., Shestakov N.V. Automated Information System for Instrument Data Processing of the Regional Seismic Observation Network of FEB RAS // Seismic Instruments. 2015. Vol. 51. No. 3. pp. 209–218. DOI:10.3103/S0747923915030068
  14. Peterson R.A. PuffUAF User’s Manual. Technical Manual. 2003. P. 42.
  15. Searcy C., Dean K., Stringer W. PUFF: a high-resolution volcanic ash tracking model // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 1998. Vol. 80. Issues 1–2. P. 1–16.
  16. Sorokin A.A., Korolev S.P., Urmanov I.P., Verkhoturov A.L., Makogonov S.V., Shestakov N.V. Software Platform for Observation Networks Instrumental Data Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences // Proceedings of International Conference on Computer Science and Environmental Engineering (CSEE 2015). Beijing, 17–18 May 2015. P. 589–594. WOS:000361831900077.
  17. Stuefer M., Freitas S.R., Grell G., Webley P., Peckham S., McKeen S.A., Inclusion of ash and SO2 emissions from volcanic eruptions in WRF-Chem: development and some applications // Geoscientific Model Development Discussions. 2012. Vol. 5. Issue 3. P. 2571–2597.
  18. Тanaka H.L. Development of a prediction scheme for volcanic ash fall from Redoubt Volcano, Alaska // Volcanic Ash and Aviation Safety: Proceedings of the First International Symposium on Volcanic Ash and Aviation Safety, U.S. Geol. Surv. Bull. 1994. No. 2047. P. 283–291.