Развитие объединенной системы работы с данным центров НИЦ «Планета»

История спутниковой гидрометеорологии перешагнула 60–летний рубеж. При этом подходы и технологии сбора, обработки, архивации и распространения спутниковой информации прошли путь от организации локальной работы с наблюдениями от единичных аппаратов до создания сложных информационных систем, которые обеспечивают возможность распределенной работы с данными, получаемыми от различных спутниковых группировок. За время функционирования метеорологических спутниковых систем принципиально улучшились практически все характеристики получаемых ими данных — периодичность наблюдений, пространственное разрешение, номенклатура доступных приборов, точность измерений и т.д. Вместе с этим намного возросли и объемы получаемой информации. Все это потребовало постоянного развития подходов, методов и информационных технологий организации работы со спутниковой информацией для обеспечения ее эффективного использования при решении задач гидрометеорологии и мониторинга окружающей среды.

С использованием подобных подходов и методов в последнее десятилетие в России активно развиваются современные технологии работы со спутниковыми данными и на их основе создаются, внедряются и поддерживаются различные специализированные системы для решения конкретных научных и прикладных задач. Например, в рамках Росгидромета за эти годы был реализован ряд специализированных систем, построенных на подобных принципах. К ним, в частности, можно отнести следующие:

• региональные ГИС-системы комплексного анализа гидрометеорологической обстановки и поддержки принятия решений МЕТЕО-ДВ и МЕТЕО-СИБИРЬ;
   
• проблемно-ориентированные геоинформационные системы ГИС-Амур, ГИС-Волга и ГИС-Гидрология;
   
• специализированные системы ГИС «Метеор» и Himawari.

Одним из наиболее ярких примеров реализации этого подхода стала Объединенная система работы с данными (ОСД) НИЦ «Планета» (http://moscow.planeta.smislab.ru), созданная в плотной кооперации специалистами Института космических исследований Российской академии наук (ИКИ РАН) и НИЦ «Планета» и введенная в эксплуатацию в 2013 г. Система обеспечивает доступ к исходным данным и к продуктам тематической обработки по всей территории России, полученным в Европейском, Сибирском и Дальневосточном центрах приема и обработки спутниковой информации, и предоставляет пользователю не только возможности поиска и заказа данных, но и большой набор инструментов для их анализа, разработанных в ИКИ РАН. ОСД НИЦ «Планета» в настоящее время является одной из немногих отечественных систем, уверенно и быстро переходящих на полноценную сервисную модель предоставления данных, инструментов их обработки и вычислительных мощностей. Сочетание текущих возможностей ОСД НИЦ «Планета» по распределенному анализу и обработке спутниковых данных и возможностей центров НИЦ «Планета» делает созданную систему уникальным инструментом оперативного глобального наблюдения Земли. Особо следует отметить, что расширение ресурсов центров по приему и потоковой обработке данных различных спутниковых систем обеспечивает возможности работы пользователей ОСД НИЦ «Планета» с данными как геостационарных, так и полярно–орбитальных КА ДЗЗ, прием, обработка и распространение которых производится в рамках мероприятий по эксплуатации средств Единой территориально–распределенной информационной системы дистанционного зондирования Земли (ЕТРИС ДЗЗ), заказчиком которых выступает Госкорпорация «Роскосмос». В настоящее время также ведутся работы по интеграции в нее данных КА «Метеор-М» № 2–3 и подготовка к работе с данными второго КА уникальной системы «Арктика-М», планирующегося к запуску в конце 2023 г. для обеспечения непрерывного мониторинга арктических районов. Все это позволяет использовать систему для решения разных задач дистанционного мониторинга практически для всей территории Земли.

Одной из основных особенностей системы является ее открытость для двунаправленного обмена данными с множеством внешних систем. С одной стороны, система позволяет использовать имеющиеся в ней инструменты анализа и обработки данных в составе пользовательского интерфейса (UI) для работы с информацией, сервисами и ресурсами от внешних информационных систем. С другой стороны, ее технологическая база обеспечивает полноценный, WMS-совместимый программный интерфейс (API) для предоставления сервисов метаданных и данных, при помощи которого данные могут быть интегрированы в другие системы или сервисы. Все это позволяет не только предоставлять различные информационные сервисы внешним системам, но и организовывать виртуальную интеграцию с ними на разных уровнях. Наиболее полная интеграция ОСД НИЦ «Планета» проведена с Центром коллективного пользования (ЦКП) «ИКИ-Мониторинг» (http://ckp.geosmis.ru) в рамках соглашений РАН и Росгидромета на основе договора о сотрудничестве НИЦ «Планета» и ИКИ РАН. Интеграция направлена на обеспечение возможностей пользователей ОСД НИЦ «Планета» и ЦКП «ИКИ-Мониторинг» работать с объединенными ресурсами обеих систем для решения научных задач в области гидрометеорологии и мониторинга окружающей среды. Интеграция систем позволила использовать фактически уникальные архивы накопленной и поступающей спутниковой информации и результаты ее обработки. Так, суммарная емкость архивов, доступных пользователям систем в режиме онлайн, уже превысила 6 Пб.

Отметим, что на основе имеющихся возможностей ОСД НИЦ «Планета» предоставляет сервисы работы со спутниковыми данными научным и прикладным разным ИСДМ, в том числе:

• Информационной системе дистанционного мониторинга лесных пожаров Федерального агентства лесного хозяйства (ИСДМ–Рослесхоз), https://nffc.aviales.ru/main_pages/index.shtml;
   
• Системе дистанционного мониторинга вулканической активности Камчатки и Курил (VolSatView, VSV), http://volcanoes.smislab.ru/static/index.sht;
   
• спутниковому сервису See The Sea (STS), ориентированному на работу с данными спутниковых наблюдений для решения междисциплинарных задач исследования Мирового океана, http://ocean.smislab.ru/static/index.sht;
   
• создаваемой внутриведомственной информационной системе “Вега–Агрометеоролог”, предназначенной для решения задач агрометеорологии на базе интеграции данных наземных и спутниковых наблюдений.

Внешние системы, получая сервисы ОСД НИЦ «Планета», могут обеспечивать доступ к ним своих пользователей. Эти системы также могут предоставлять доступ ОСД НИЦ «Планета» к своим ресурсам. Таким образом, сегодня с использованием современных технологий работы со спутниковыми данными на базе ОСД НИЦ «Планета» и ЦКП «ИКИ-Мониторинг» фактически создана среда (метасистема), позволяющая объединять возможности специализированных ИСДМ для решения разных научных и прикладных задач. Логическая схема такой среды представлена на рисунке 1.

 Рисунок 1 — Логическая схема взаимодействия Объединенной системы работы с данными НИЦ «Планета», Центра коллективного пользования «ИКИ-Мониторинг» и различных информационных систем дистанционного мониторинга