Разработка технологии получения, обработки и предоставления данных спутников серии Sentinel в центре коллективного пользования ИКИ-Мониторинг

Было продолжено пополнение архива в оперативном режиме данными спутников Sentinel Европейского космического агентства. На данный момент разработаны технологии, позволяющие в полностью автоматическом режиме получать, обрабатывать, заносить в распределённые архивы и предоставлять данные следующих спутников Sentinel: Sentinel-1A, Sentinel-1B, Sentinel-2A, Sentinel-2B, Sentinel-3A, Sentinel-3B, Sentinel-5P.

Получение данных реализовано в полностью автоматическом режиме из следующих центров распространения: Sentinel Scientific Data Hub (https://scihub.copernicus.eu/), а для спутников Sentinel-2A, Sentinel-2B также из Google Cloud (https://cloud.google.com/storage/docs/public-datasets/sentinel-2). Также реализована возможность получения данных Sentinel-1 и Sentinel-2 из хранилищ Amazon Web Services (AWS). Общая схема получения и предоставления данных КА серии Sentinel представлена на рисунке 1.1.2.1.

Рисунок 1.1.2.1 — Общая схема получения данных КА Sentinel из различных центров

Для решения задач мониторинга атмосферы Земли и изменений климата в ИКИ РАН в 2019 году были проведены работы по адаптации и модернизации существующих технологий получения, обработки и предоставления данных для работы с информацией спутника Sentinel-5P (Precursor). Данный спутник оснащён прибором TROPOMI (TROPOspheric Monitoring Instrument), который представляет собой спектрометр, измеряющий излучение в ультрафиолетовом, видимом, ближнем и коротковолновом ИК-диапазонах для мониторинга содержания озона, диоксида серы, монооксида углерода, аэрозоля, метана, формальдегида и оксида азота в атмосфере. Прибор имеет полосу сканирования шириной 2670 км с пространственным разрешением 7 км. На данный момент реализовано автоматическое получение, обработка и усвоение продуктов по общему содержанию озона, аэрозоля, диоксида серы и монооксида углерода в атмосфере.
Доступ к информации спутников Sentinel реализуется на базе использования спутникового сервиса «ВЕГА-Science» и целого ряда информационных систем, использующих возможности ЦКП «ИКИ-Мониторинг». При этом пользователям доступны не только исходные канальные данные, но и различные тематические информационные продукты (например, спектральные индексы и различные цветовые синтезы), как физически хранящиеся в архиве в виде заранее подготовленных файлов, так и динамически формируемые в режиме реального времени в момент запроса.

Для анализа данных спутников Sentinel также доступен развитый функционал по интерактивной обработке и анализу данных. Среди возможностей анализа данных спутников Sentinel, предоставляемых ЦКП, можно указать следующие:

• инструменты обработки данных, такие как расчёт спектральных индексов и алгебра изображений, обучаемая и необучаемая классификация спутниковых данных, сегментация, цветовая коррекция и синтез различных данных, включая разновременные;
   
• инструменты для работы с рядами данных, например получение спектральных профилей в выбранных точках;
   
• специализированные инструменты для анализа и мониторинга различных объектов, например, выявление лесных вырубок на основе на использовании временной серии снимков, оконтуривание лесных гарей, мониторинг состояния сельскохозяйственных полей (оценка проективного покрытия леса).

Отдельно стоит отметить большую гибкость этих инструментов: возможность совместной одновременной обработки разных типов данных, например Landsat и Sentinel-2, разновременных сцен, любых выбранных пользователем каналов и т.д.

В результате разработки указанных технологий в настоящее время центр коллективного пользования (ЦКП) «ИКИ-Мониторинг» предоставляет доступ к анализу данных различных спутников Sentinel с глобальным покрытием и за длительный промежуток времени. Все данные доступны в режиме online, без предварительного заказа, находятся в территориально распределённом хранилище, но при этом предоставляются потребителям через единую точку входа, совместно с возможностями их анализа и интерактивной обработки.