Лупян Е.А. Создание информационных систем мониторинга состояния окружающей среды Лупян Е.А. Институт космических исследований РАН «Всероссийский научно-исследовательский институт гидрометеорологической информации Мировой центр данных», Обнинск

Возможности работы с данными наблюдений о состояние окружающей среды (особенности современной ситуации)

Пропадает необходимость создания дорогостоящих систем, направленных на сбор (в том числе покупку) данных в интересах конкретных исследовательских проектов Появляется возможность массово проводить не только проекты по отдельным регионам и явлениям, но и вести глобальный постоянный научный мониторинг Данные становятся доступны для изучения широкого класса различных процессов и явлений Расширение круга решаемых задач и числа проектов, в которых используются данные мониторинга

Необходимость создания новых методов работы с данными Основной целью современных систем становится не поиск и получение наборов данных для дальнейшего анализа, а возможность одновременно с выбором данных проводить их анализ Появляется потребность в активных архивах, обеспечивающих работу со спутниковыми данными и результатами их обработки Необходимость создания новых методов работы с данными

Новые сервисы, обеспечивающие работу мониторинга состояния окружающей среды (пример организации работы со спутниковыми данными и результатами их обработки)

Организация удобного доступа к информации (поиск, выбор, отображение) Обеспечение работы с долговременными архивами данных Обеспечение работы с постоянно пополняющимися архивами данных Обеспечение удаленной работы с распределенными архивами данных Предоставление инструментов для анализа данных Предоставление возможностей online интеграции данных в прикладные комплексы обработки Основные задачи, стоящие перед современными сервисами, обеспечивающими работу данными мониторинга состояния окружающей среды

создание автоматизированных схем обработки данных создание новых технологий ведения архивов данных и результатов их обработки (автоматическая актуализация и организация хранения, позволяющая быструю выборку данных) создание схем использования данных, находящихся в различных разнородных распределенных архивах данных создание технологий разработки интерфейсов, обеспечивающих работу со спутниковыми данными и результатами их обработки (web-интерфейсов и интерфейсов для online интеграции данных в прикладные программы обработки) Основные технологические задачи, которые необходимо решать при создании новых сервисов

Разработки ИКИ РАН по созданию современных новых систем работы со спутниковыми данными

Технологии автоматизированного сбора спутниковых данных и результатов их обработки Технологии автоматизированной обработки данных Технологии автоматизированного ведения распределенных архивов данных Технология создания интерфейсов для удаленной работы с долговременными архивами спутниковых данных и результатами их обработки (технология GEOSMIS) Технологии контроля и управления работоспособности распределенных систем сбора и обработки спутниковых данных Основа для создания сервисов работы со спутниковыми данными

Спутниковый сервис ВЕГА (пример современного сервиса, обеспечивающего работу со спутниковыми данными и результатами их обработки) ( )

ВЕГА - это основанный на спутниковых технологиях сервис для анализа состояния растительности и ее оперативного мониторинга. В основе сервиса - архивы данных о состоянии растительности на территории России и близлежащих стран, полученные на основе спутников. По любому району в архивах имеются оперативные данные и данные с начала 21-го столетия.

TERRA/AQUA-MODIS Оптический сенсор Пространственное разрешение 250 м Периодичность съемки и поставка данных: ежедневно ЕЖЕДНЕВНЫЕ ВЕГЕТАЦИОННЫЕ ИНДЕКСЫ ( гг.) НА ВСЮ ТЕРРИТОРИЮ РОССИИ ЕЖЕГОДНО ОБНОВЛЯЕМЫЕ НА ВСЮ ТЕРРИТОРИЮ РОССИИ КАРТЫ (250 м): ЛЕСА ЗАПАС ДРЕВЕСИНЫ ОЧАГИ ДЕЙСТВУЮЩИХ ПОЖАРОВ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ С/Х ЗЕМЕЛЬ и др. Landsat-5 и Landsat-7 Оптические сенсоры Пространственное разрешение м Периодичность съемки, сутки: 16 Поступление в сервис ежедневно в режиме online СИНТЕЗИРОВАННЫЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ ( гг.) НА ВСЮ ТЕРРИТОРИЮ РОССИИ (на в доступе находится более сцен) ЕЖЕГОДНО ОБНОВЛЯЕМЫЕ ПО ОТДЕЛЬНЫМ РЕГИОНАМ ПОД ЗАКАЗ КАРТЫ (30 м). ОБЪЕМ НАКОПЛЕННЫХ СПУТНИКОВЫХ ДАННЫХ СОСТАВЛЯЕТ БОЛЕЕ 50 ТЕРРАБАЙТ Спутниковые данные сервиса ВЕГА

БАЗОВЫЕ ТЕМАТИЧЕСКИЕ ПРОДУКТЫ СЕРВИСА НА ОСНОВЕ TERRA-MODIS (250м) Ежегодно обновляющиеся карты растительности России полученные на основе серий временных наблюдений прибором MODIS (250м) ( годы) Карта запасов древесины получена на основе комплексной обработки карты растительности России (250м) и данных учета лесного фонда на уровне лесхозов (ГУЛФ) 2003 года Карты поврежденных пожарами лесов по изображениям TERRA- MODIS (250м) за период с 2005 по 2011 гг.

Карта растительности создана на основе классификации разносезонных изображений Landsat (30м) Карта запасов создана на основе комплексной обработки радарных изображений ALOS (15 м) и выборочных материалов лесоустройства ТЕМАТИЧЕСКИЕ ПРОДУКТЫ СЕРВИСА НА ОСНОВЕ LANDSAT-TM (30м) и ALOS (15 м)

МЕТЕОИНФОРМАЦИЯ В сервисе имеются архивы метео информации за период год.

База данных объектов наблюдения В БД сервиса в настоящее время накоплено более объектов наблюдения. Сервис позволяет вести накопление данных по произвольным объектам

ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ СЕРВИСА ВЕГА Комплексный анализ спутниковых данных различного пространственного разрешения, результатов их обработки, картографических и атрибутивных тематических данных Ведение пользовательской базы данных характеристик различных объектов и мониторинг их состояния Анализ интегральных характеристик состояния растительности по областям, районам или любым объектам, заданным пользователем Анализ динамики вегетационных индекса (за последние 10 лет) с целью определения причин и времени изменений в растительном покрове Формирование статистики и аналитических форм состояния растительности на заданных объектах

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ИНТЕРФЕЙСОВ ДЛЯ РАБОТЫ С ДАННЫМИ

Примеры использования сервиса ВЕГА

ВОЗМОЖНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СЕРВИСА Исследования процессов развития и мониторинг сельскохозяйственной растительности; Анализ используемости земель Исследование состояния лесных экосистем (развитие, повреждения пожарами и вредителями, антропогенные воздействия); Оценка антропогенных воздействий на растительные экосистемы (загрязнения); Исследование влияния неблагоприятных природных факторов на развитие растительности; Решение различных задач, связанных с глобальным исследованием динамики растительности ….

Выявление отклонений в развитии растительности Отклонение от нормального хода развития посевов (гибель посевов от засухи)

Диагностика засух

Анализ используемости с/х земель Контроль вида культур на отдельном поле Озимые зерновые Яровые зерновые Соя Поздние яровые Многолетние травы Однолетние травы

ВЫЯВЛЕНИЕ И МОНИТОРИНГ ИЗМЕНЕНИЙ В ЛЕСАХ 3 сентября 2007 года2 сентября 2010 года Вырубка 2 июня 2011 года Пожар 10 июня 2011 года Горельник Здоровый лес Вырубка Пожар Открытая почва

ОЦЕНКА УЩЕРБА ОТ ПОЖАРОВ

Картирование тестовых полигонов и анализ их динамики Возможность создания специализированного инструментария в интересах отдельных проектов Проект ФАО FRA 2010 (Global Forest Resources Assessment)

Специализированные спутниковые сервисы

Информационная система дистанционного мониторинга лесных пожаров (ИСДМ-Рослесхоз)

Информационная система дистанционного мониторинга вулканов Камчатки и Курил

Объединенная система работы с данными центров приема и обработки спутниковых данных НИЦ «Планета» Росгидромета

Спутниковый сервис Sea The Sea

Информационная система мониторинга водных биологических ресурсов

Спасибо за внимание!