Поиск
Найти:
Подписка/отписка
на рассылку новостей
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. 2019. Т. 16. № 3. С. 151-170

Опыт эксплуатации и развития центра коллективного пользования системами архивации, обработки и анализа спутниковых данных (ЦКП «ИКИ-Мониторинг»)

E.А. Лупян 1 , А.А. Прошин 1 , М.А. Бурцев 1 , А.В. Кашницкий 1 , И.В. Балашов 1 , С.А. Барталев 1 , А.М. Константинова 1 , Д.А. Кобец 1 , А.А. Мазуров 1 , В.В. Марченков 1 , А.М. Матвеев 1 , М.В. Радченко 1 , И.Г. Сычугов 1 , В.А. Толпин 1 , И.А. Уваров 1 
1 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
Одобрена к печати: 29.06.2019
DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-3-151-170
Предлагаемая статья посвящена описанию опыта эксплуатации и развития центра коллективного пользования системами архивации, обработки и анализа спутниковых данных ИКИ РАН (ЦКП «ИКИ-Мониторинг», http://ckp.geosmis.ru/). Рассматривается актуальность задачи обеспечения доступа к сверхбольшим распределённым архивам спутниковых данных на основе принципиально нового подхода, предоставляющего пользователям возможности для интерактивного анализа и обработки данных на базе использования высокопроизводительных вычислительных ресурсов центров предоставления спутниковой информации. Именно на базе этого подхода в 2012 г. был создан центр коллективного пользования ЦКП «ИКИ-Мониторинг». К настоящему моменту предоставляемыми центром ресурсами воспользовалось более 70 различных организаций. Возможности центра использовались при выполнении нескольких десятков научных проектов, поддерживаемых, в частности, РНФ, РФФИ и Министерством науки и образования Российской Федерации. Настоящая статья посвящена рассмотрению текущих возможностей ЦКП «ИКИ-Мониторинг» и накопленного опыта по его развитию и использованию. Особое внимание уделяется описанию новых технологий работы со спутниковыми данными, развитие которых во многом стимулировалось научными и прикладными проектами, выполняющимися с использованием возможностей центра. В заключение кратко представлены перспективные направления развития центра.
Ключевые слова: дистанционное зондирование Земли, спутниковые данные, информационная система, система коллективного пользования, сверхбольшие массивы данных, архивы спутниковых данных, обработка спутниковых данных
Полный текст

Список литературы:

  1. 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.
  2. Балашов И. В., Халикова О. А., Бурцев М. А., Лупян Е. А., Матвеев А. М. Организация автоматического получения наборов информационных продуктов из центров архивации и распространения спутниковых и метеоданных // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2013. Т. 10. № 3. С. 9–20.
  3. 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.
  4. Барталев С. А., Егоров В. А., Жарко В. О., Лупян Е. А., Плотников Д. Е., Хвостиков С. А., Шабанов Н. В. Спутниковое картографирование растительного покрова России. М.: ИКИ РАН, 2016. 208 c.
  5. Буланов К. А., Денисов П. В., ЛупянЕ. А., Мартьянов А. С., Середа И. И., Трошко К. А., Толпин В. А., Барталев С. А., Хвостиков С. А. Блок работы с данными дистанционного зондирования Земли Единой федеральной информационной системы о землях сельскохозяйственного назначения // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 3. С. 171–182.
  6. Бурцев М. А., Успенский С. А., Крамарева Л. С., Антонов В. Н., Калашников А. В., Балашов И. В., Кашницкий А. В., Лупян Е. А., Матвеев А. М., Прошин А. А. Современные возможности и перспективы развития Объединённой системы распределённой работы с данными НИЦ «Планета» // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 3. С. 198–212.
  7. Гирина О. А., Крамарева Л. С., Лупян Е. А., Мельников Д. В., Маневич А. Г., Сорокин А. А., Уваров И. А., Кашницкий А. В., Бурцев М. А., Марченков В. В., Бриль А. А., Мазуров А. А., Романова И. М., Мальковский С. И. (2017а) Применение данных спутника Himawari для мониторинга вулканов Камчатки // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 7. С. 65–76. DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-7-65-76.
  8. Гирина О. А., Лупян Е. А., Гордеев Е. И., Сорокин А. А., Крамарева Л. С., Мельников Д. В., Маневич А. Г., Уваров И. А., Кашницкий А. В., Романова И. М., Константинова А. М., Королев С. П. (2017б) Информационная система VolSatView для комплексного анализа активности вулканов Камчатки и Курил // 4-я Всерос. научно-практическая конф. «Информационные технологии и высокопроизводительные вычисления»: сб. тр. Хабаровск, 11–14 сент. Хабаровск: Тихоокеанский гос. ун-т, 2017. С. 36–39.
  9. Гирина О. А., Лупян Е. А., Мельников Д. В., Кашницкий А. В., Уваров И. А., Бриль А. А., Константинова А. М., Бурцев М. А., Маневич А. Г., Гордеев Е. И., Крамарева Л. С., Сорокин А. А., Мальковский С. И., Королев С. П. Создание и развитие информационной системы «Дистанционный мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил» // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 3. С. 249–265.
  10. Гордеев Е. И., Гирина О. А., Лупян Е. А., Сорокин А. А., Мельников Д. В., Маневич А. Г., Романова И. М., Крамарева Л. С., Ефремов В. Ю., Кобец Д. А., Кашницкий А. В., Королев С. П., Бурцев М. А., Самойленко С. Б. Комплексный анализ данных об эксплозивных извержениях вулканов Камчатки в ИС VolSatView // Вулканизм и связанные с ним процессы: материалы региональной научной конф., посвящённой Дню вулканолога. 29–30 марта 2016. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2016. С. 53–64.
  11. Егоров В. А., Ильин В. О., Лупян Е. А., Мазуров А. А., Прошин А. А., Флитман Е. В. Возможности построения автоматизированных систем обработки спутниковых данных на основе программного комплекса XV_SAT // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2004. Вып. 1. С. 431–436.
  12. Кашницкий А. В., Балашов И. В., Лупян Е. А., Толпин В. А., Уваров И. А. (2015а) 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.
  13. Кашницкий А. В., Лупян Е. А., Барталев С. А., Барталев С. С., Балашов И. В., Ефремов В. Ю., Стыценко Ф. В. (2015б) Оптимизация интерактивных процедур картографирования гарей в информационных системах дистанционного мониторинга природных пожаров // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 4. С. 7–16.
  14. 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.
  15. Кобец Д. А., Балашов И. В., Данилов И. Д., Лупян Е. А., Сычугов И. Г., Толпин В. А. (2015а) Использование ВI-технологий для создания инструментов для анализа данных спутникового мониторинга // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 4. С. 17–27.
  16. Кобец Д. А., Матвеев А. М., Мазуров А. А., Прошин А. А. (2015б) Организация автоматизированной многопотоковой обработки спутниковой информации в системах дистанционного мониторинга // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 1. С. 145–155.
  17. Кобец Д. А., Балашов И. В., Сычугов И. Г., Толпин В. А. Построение на основе BI-технологий инструментов анализа информации о состоянии лесов, получаемой на основе данных спутниковых наблюдений // Докл. 6-й Всерос. конф. «Аэрокосмические методы и геоинформационные технологии в лесоведении, лесном хозяйстве и экологии». Москва, 20–22 апр. 2016. М.: ЦЭПЛ РАН, 2016. С. 24–28.
  18. Кобец Д. А., Балашов И. В., Сычугов И. Г., Толпин В. А. Организация контроля и анализа работоспособности систем автоматизированной обработки спутниковых данных с использованием BI-технологий // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 3. С. 92–103. DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-3-92-103.
  19. Козубенко И. С. Почвенная информация в аналитическом центре Минсельхоза России // Бюл. Почв. ин-та им. В. В. Докучаева. 2018. Вып. 92. С. 3–15. DOI: 10.19047/0136-1694-2018-92-3-15.
  20. Лаврова О. Ю., Митягина М. И., Уваров И. А., Лупян Е. А. Текущие возможности и опыт использования информационной системы See the Sea для изучения и мониторинга явлений и процессов на морской поверхности // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 3. С. 266–287.
  21. 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.
  22. 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.
  23. 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.
  24. 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: докл. 5-й Всерос. конф., посвященной памяти выдающихся ученых-лесоводов В. И. Сухих и Г. Н. Коровина. Москва, 22–24 апр. 2013. М.: ЦЭПЛ РАН, 2013. С. 40–43.
  25. Лупян Е. А., Барталев С. А., Толпин В. А., Жарко В. О., Крашенинникова Ю. С., Оксюкевич А. Ю. (2014а) Использование спутникового сервиса ВЕГА в региональных системах дистанционного мониторинга // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11. № 3. С. 215–232.
  26. Лупян Е. А., Милехин О. Е., Антонов В. Н., Крамарева Л. С., Бурцев М. А., Балашов И. В., Толпин В. А., Соловьев В. И. (2014б) Система работы с объединенными информационными ресурсами, получаемыми на основе спутниковых данных в центрах НИЦ «Планета» // Метеорология и гидрология. 2014. № 12. С. 89–97.
  27. 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.
  28. 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.
  29. 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.
  30. Лупян Е. А., Бурцев М. А., Прошин А. А., Кобец Д. А. Развитие подходов к построению информационных систем дистанционного мониторинга // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 3. С. 53–66. DOI: 10.21046/2070-7401-2018-15-3-53-66.
  31. 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. Вып. 5. Т. 2. С. 557–560.
  32. 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.
  33. Сорокин А. А., Королев С. П., Гирина О. А., Балашов И. В., Ефремов В. Ю., Романова И. М. Интегрированная программная платформа для комплексного анализа распространения пепловых шлейфов при эксплозивных извержениях вулканов Камчатки // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 4. С. 9–19. DOI: 10.21046/2070-7401-2016-13-4-9-19.
  34. 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.
  35. Толпин В. А., Лупян Е. А., Барталев С. А., Плотников Д. Е., Матвеев А. М. Возможности анализа состояния сельскохозяйственной растительности с использованием спутникового сервиса «ВЕГА» // Оптика атмосферы и океана. 2014. Т. 27. № 7(306). С. 581–586.
  36. Толпин В. А., Барталев С. А., Ёлкина Е. С., Кашницкий А. В., Константинова А. М., Лупян Е. А., Марченков В. В., Плотников Д. Е., Патил В. С., Сунил Дж. К. Информационная система VEGA-GEOGLAM ― инструмент разработки методов и подходов использования данных спутникового дистанционного зондирования в интересах решения задач глобального сельскохозяйственного мониторинга // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 3. С. 183–197.
  37. Тохиян О. О., Кошкин К. В. Опыт разработки и эксплуатации геопортала Роскосмоса // Геоматика. 2011. № 2. С. 20–28.
  38. Тохиян О. О.асильев А. Ю., Гладков А. П. Расширение возможностей сервисов Геопортала Роскосмоса // Геоматика. 2015. № 2. С. 22–25.
  39. Уваров И. А., Халикова О. А., Балашов И. В., Бурцев М. А., Лупян Е. А., МатвеевА. М., Платонов А. Е., Прошин А. А., Толпин В. А., Крашенинникова Ю. С. Организация работы с метеорологической информацией в информационных системах дистанционного мониторинга // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2013. Т. 10. № 2. С. 30–45.
  40. Уваров И. А., Лупян Е. А., Матвеев А. М., Мазуров А. А., Лаврова О. Ю., Митягина М. И. Организация работы с данными спутниковых гиперспектральных наблюдений для исследования процессов в Мировом океане // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11. №. 1. С. 200–212.
  41. Хвостиков С. А., Балашов И. В., Барталев С. А., Ефремов В. Ю., Лупян Е. А. Региональная оптимизация параметров прогнозной модели природных пожаров и оперативное моделирование динамики их развития с использованием данных спутниковых наблюдений // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Т. 9. № 3. С. 91–100.
  42. Bartalev S. A., Loupian E. A., Tolpin V. A., Elkina E. S. Web-based Earth Observation data analysis system VEGA ― GEOGLAM in support of global agricultural monitoring research and developments // Geoinformatics Research Papers. 2017. V. 5. BS1002. P. 166. DOI: 10.2205/CODATA2017.
  43. Moss L. T., Atre S. Business intelligence roadmap: the complete project lifecycle for decision-support applications. Addison-Wesley Professional, 2003. 576 p.
  44. Satellites to be built & launched by 2026: World Market Survey. Euroconsult, 2017. 7 p. URL: http://www.euroconsult-ec.com/research/satellites-built-launched-by-2026-brochure.pdf.
  45. Waldner F., Schucknecht A., Lesiv M., Gallego J., See L., Pérez-Hoyos A., d’Andrimont R., de Maet T., Laso Bayas J. C., Fritz S., Leo O., Kerdiles H., Díez M., Van Tricht K., Gilliams S., Shelestov A., Lavreniuk M., Simões M., Ferraz R., Bellón B., Bégué A., Hazeu G., Stonacek V., Kolomaznik J., Misurec J., Veron S. R., De Abelleyra D., Plotnikov D. E., Mingyong L., Singha M., Patil P., Zhang Y., Defourny Р. Conflation of expert and crowd reference data to validate global binary thematic maps // Remote Sensing of Environment. 2019. V. 221. P. 235–246. DOI: 10.1016/j.rse.2018.10.039.
  46. Zhu L., Suomalainen J., Liu J., Hyyppä J., Kaartinen H., Haggren H. A Review: Remote Sensing Sensors // Multi-purposeful Application of Geospatial Data / ed. Rustamov R. B., Hasanova S., Zeynalova M. H. IntecOpen, 2018. DOI: 10.5772/intechopen.71049. URL: https://www.intechopen.com/books/multi-purposeful-application-of-geospatial-data/a-review-remote-sensing-sensors.