УНУ «Вега-Science» и развитие её в 2021 году

«Вега-Science» (http://sci-vega.ru/) — уникальная научная установка, входящая в состав Центра коллективного пользования ЦКП «ИКИ-Мониторинг», предназначенного для решения научных задач изучения и мониторинга окружающей среды с использованием методов и технологий спутникового дистанционного зондирования. «Вега-Science» предоставляет распределённый доступ к многолетним ежедневно пополняющимся архивам спутниковых данных и получаемым на их основе различным информационным продуктам, в первую очередь ориентированным на изучение и анализ состояния растительного покрова. «Вега-Science» также предоставляет пользователям возможности по проведению удалённой обработки и анализа спутниковых данных и результатов их обработки с использованием вычислительных ресурсов ЦКП «ИКИ-Мониторинг».

В основу сервиса положены многолетние архивы спутниковых данных и получаемые на их основе информационные продукты, характеризующие состоянии растительного покрова Северной Евразии, включая Россию и близлежащие страны. По любому району этой территории в архивах имеются данные с начала двадцать первого столетия. Важнейшим преимуществом реализованного сервиса является поддержка широкого спектра инструментов для обработки и анализа данных в режиме, приближенном к реальному времени.

Основной модификации в 2021 г. подвергся многофункциональный картографический веб-интерфейс, переведённый на использование тайлового подхода к отображению данных с использованием библиотеки Leaflet. Такой подход позволил обеспечить повышенную производительность работы с данными за счёт активного использования механизмов тайлового кэширования данных при их предоставлении и анализе.

Кроме того, в 2021 г. был существенно расширен список доступных информационных продуктов, приведённых в п. 1.3.4 настоящего отчёта.
В 2021 г. была также существенно расширена функциональность предоставляемых пользователям инструментов для анализа и обработки спутниковых данных. В частности, были реализованы инструменты для расчёта показателя экологического вреда (ПЭВ) для получения сравнительной количественной характеристики состояния однотипных растительных экосистем и оценки возможного ущерба от негативного воздействия внешних факторов на основе термодинамического подхода. ПЭВ представляет собой отношение значения скорости испарения влаги с поверхности нарушенной экосистемы к фоновой (ненарушенной) экосистеме. Реализованный инструмент «оценка экологического ущерба» позволяет производить расчёт ПЭВ по определенному типу лесной экосистемы. Инструмент обеспечивает возможность расчёта ПЭВ для следующих типов леса: темнохвойный, лиственный, светлохвойный, смешанный, смешанный с преобладанием хвойных, смешанный с преобладанием лиственных и хвойный листопадный. ПЭВ строится на основе данных эвапотранспирации, получаемых на основе данных прибора MODIS, установленного на спутниках AQUA и TERRA. Для расчёта ПЭВ используются стандартные продукты, предоставляемые центром Land Processes Distributed Active Archive Center (LPDAAC https://lpdaac.usgs.gov) (восьмидневные композитные изображения с информацией о суммарном испарении) и на их основе сезонные карты испарений: карта минимальной, средней и максимальной скорости испарения за летний, весенний, зимний и осенний сезоны. Реализованный инструмент позволяет проводить расчёт ПЭВ по выбранной пользователем произвольной области. Для выбранной области для каждого типа из семи экосистем строится гистограмма распределения значений эвапотранспирации, вычисляются среднее значение и стандартное отклонение этого распределения. В качестве значения скорости испарения ненарушенной экосистемы выбирается величина, равная сумме математического ожидания и трех величин стандартного отклонения. Результатом обработки являются карты показателя экологического вреда для семи типов лесных экосистем в выбранной пользователем области, а также композитное изображение этих карт. Пользователь может переключаться между картами ПЭВ, анализируя экологический ущерб каждой из представленных экосистем. Имеется также возможность сохранять и загружать ранее рассчитанные результаты обработки для последующего анализа.