Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 3. С. 53-66
Развитие подходов к построению информационных систем дистанционного мониторинга
E.А. Лупян
1 , М.А. Бурцев
1 , А.А. Прошин
1 , Д.А. Кобец
1 1 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
Одобрена к печати: 08.06.2018
DOI: 10.21046/2070-7401-2018-15-3-53-66
Предлагаемая статья посвящена анализу изменений подходов к построению и развитию информационных систем дистанционного мониторинга (СДМ), которые происходили в последние десятилетия по мере развития систем ДЗЗ и технологий работы с ними. Рассматриваются основные стадии эволюции таких подходов, обусловленной в первую очередь необходимостью организации эффективной работы со сверхбольшими, постоянно растущими объёмами информации, поступающими в настоящее время от систем ДЗЗ. В статье показано, что в последние годы наблюдается постепенный переход от ситуации, когда при построении систем дистанционного мониторинга фактически создавалась вся программно-аппаратная инфраструктура, которая необходима для работы со спутниковой информацией, используемой конкретной системой, к ситуации, когда при построении конкретной СДМ максимально используются возможности многофункциональных центров приёма, архивации, обработки и распространения данных ДЗЗ. Это позволяет значительно сократить как время создания специализированных СДМ, так и стоимость их разработки и эксплуатации. Приводятся примеры систем, которые были созданы по такому принципу с использованием возможностей Центра коллективного пользования «ИКИ-Мониторинг». В работе также обсуждаются тенденции развития подходов к построению и поддержке современных информационных систем дистанционного мониторинга и отмечается, что для обеспечения возможности эффективной разработки и поддержки таких систем целесообразно создание специализированной информационной среды. Такая среда могла бы позволить эффективно решать задачи, стоящие перед разработчиками СДМ, предоставляя им, в частности: удобные и стандартизированные сервисы доступа к данным, сервисы обработки и анализа данных, вычислительные ресурсы для размещения элементов СДМ, средства для разработки СДМ, в том числе средства управления распределёнными СДМ.
Ключевые слова: информационные системы дистанционного мониторинга, спутниковые системы наблюдения Земли, системы мониторинга, технологии автоматизированной обработки данных, данные дистанционного зондирования, распределённые информационные системы, сверхбольшие архивы данных
Полный текстСписок литературы:
- Акимов В. А., Краминцев А. П., Курбатов М. Ю., Ротару А. Н., Савельев М. И., Алексеенко Я. В., Епихин А. В., Карташев В. И., Кудинов А. А., Леденцов С. А., Шабуневич А. В., Шабуневич В. И. Наземно-космический мониторинг чрезвычайных ситуаций. М.: ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), 2016. 128 с.
- 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.
- Бурцев М. А., Ефремов В. Ю., Балашов И. В., Мазуров А. А., Прошин А. А., Лупян Е. А., Милехин О. Е. Система доступа к данным Европейского, Западно-Сибирского и Дальневосточного центров приема Росгидромета // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т. 8. № 3. С. 113–119.
- 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.
- 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
- Гордеев Е. И., Гирина О. А., Лупян Е. А., Сорокин А. А., Крамарева Л. С., Ефремов В. Ю., Кашницкий А. В., Уваров И. А., Бурцев М. А., Романова И. М., Мельников Д. В., Маневич А. Г., Королев С. П., Верхотуров А. Л. Информационная система VolSatVIEW для решения задач мониторинга вулканической активности Камчатки и Курил // Вулканология и сейсмология. 2016. № 6. С. 62–77. DOI: 10.7868/S0203030616060043.
- 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.
- Кашницкий А. В., Лупян Е. А., Балашов И. В., Константинова А. М. Технология создания инструментов обработки и анализа данных сверхбольших распределенных спутниковых архивов // Оптика атмосферы и океана. 2016. Т. 29. № 9. С. 772–777. DOI: 10.15372/AOO20160908.
- 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.
- 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. Вып. 1. С. 81–89.
- 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.
- Лупян Е. А., Матвеев А. М., Уваров И. А., Бочарова Т. Ю., Лаврова О. Ю., Митягина М. И. (2012а) 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.
- Лупян Е. А., Саворский В. П., Шокин Ю. И., Алексанин А. И., Назиров Р. Р., Недолужко И. В., Панова О. Ю. (2012б) 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.
- Лупян Е. А., Ершов Д. В., Барталев С. А., Исаев А. С. Информационная система дистанционного мониторинга лесных пожаров и их последствий: результаты последнего десятилетия и перспективы // Аэрокосмические методы и геоинформационные технологии в лесоведении и лесном хозяйстве: доклады 5-й Всерос. конф., посвященной памяти выдающихся ученых-лесоводов В. И. Сухих и Г. Н. Коровина. Москва, 22–24 апреля 2013. М.: ЦЭПЛ РАН, 2013. С. 40–43.
- 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.
- 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. (2015а) Создание технологий построения информационных систем дистанционного мониторинга // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 5. С. 53–75.
- 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. (2015б) 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.
- Лупян Е. А., Прошин А. 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. (2015в) 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.
- Лупян Е. А., Барталев С. А., Балашов И. В., Барталев С. С., Бурцев М. А., Егоров В. А., Ефремов В. Ю., Жарко В. О., Кашницкий А. В., Колбудаев П. А., Крамарева Л. С., Мазуров А. А., Оксюкевич А. Ю., Плотников Д. Е., Прошин А. А., Сенько К. С., Уваров И. А., Хвостиков С. А., Ховратович Т. С. Информационная система комплексного дистанционного мониторинга лесов «Вега-Приморье» // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 5. С. 11–28. DOI: 10.21046/2070-7401-2016-13-5-11-28.
- Носенко Ю. И., Лошкарев П. А. Единая территориально-распределенная информационная система ДЗЗ ― проблемы, решения, перспективы (часть 1) // Геоматика. 2010. № 3. С. 35–43.
- Прошин А. А., Лупян Е. А., Балашов И. В., Кашницкий А. В., Бурцев М. А. Создание унифицированной системы ведения архивов спутниковых данных, предназначенной для построения современных систем дистанционного мониторинга // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 3. С. 9–27. DOI: 10.21046/2070-7401-2016-13-3-9-27.
- Толпин В. А., Балашов И. В., Барталев С. А., Лупян Е. А., Плотников Д. Е., Ладонина Н. Н., Стыценко Ф. В. Информационная система глобального спутникового мониторинга сельского хозяйства VEGA-GEOGLAM // 13-я Всерос. открытая конф. «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»: сб. тез. 2015. С. 431.
- Тохиян О. О., Кошкин К. В. Опыт разработки и эксплуатации геопортала Роскосмоса // Геоматика. 2011. № 2. С. 20–28.
- Тохиян О. О., Васильев А. Ю., Гладков А. П. Расширение возможностей сервисов Геопортала Роскосмоса // Геоматика. 2015. № 2. С. 22–25.
- Albani M. Long Term Data Preservation: status of activities and future ESA programme // GSCB Workshop 2012 ESA/ESRIN. Frascati, 6–7 June 2012. URL: https://earth.esa.int/documents/1656065/1664726/8-LTDP_activities_future.pdf.
- Gorelick N., Hancher M., Dixon M., Ilyushchenko S., Thau D., Moore R. Google Earth Engine: Planetary-scale geospatial analysis for everyone // Remote Sensing of Environment. 2017. V. 202. P. 18–27.
- Interoperable Catalogue System Valids / CEOS, WGISS, ICS, Valids. Iss. 1.2. 2005. 55 p. URL: http://wgiss.ceos.org/ics/documents/ics/Valids-1_2_5.pdf.
- Lee C. A., Gasster S. D., Plaza A., Chang C. I., Huang B. Recent developments in high performance computing for remote sensing: A review // IEEE J. Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing. 2011. V. 4. No. 3. P. 508–27.
- Satellites to be built and launched by 2026: Research Report. Euroconsult, 2017. URL: http://www.euroconsult-ec.com/research/satellites-built-launched-by-2026-brochure.pdf.
- Wang L., Ma Y., Yan J., Chang V., Zomaya A. Y. pipsCloud: High performance cloud computing for remote sensing big data management and processing // Future Generation Computer Systems. 2018. V. 78. Pt. 1. P. 353–368. DOI: 10.1016/j.future.2016.06.009.