Информационно-вычислительное обеспечение задач приема, оперативной обработки и визуализации спутниковых данных в региональном центре ДЗЗ ФИЦ КНЦ СО РАН

Географические особенности Красноярского края (протяженная территория с разнообразным рельефом и климатом, высокая доля слабо освоенных и труднодоступных зон, большие запасы природных ресурсов и другие факторы) объективно приводят к необходимости использования систем дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) и различных тематических информационных продуктов на их основе в решении задач оценки и мониторинга состояния природной среды.
Традиционная схема организации процессов обработки данных ДЗЗ уже достаточно устоялась; основные блоки включают их прием и архивацию, первичную и тематическую обработку. Если на первых этапах развития систем спутникового мониторинга при построении конкретной системы в ней приходилось реализовывать все этапы обработки данных ДЗЗ и полностью создавать для этого специальную инфраструктуру, то в настоящее время более эффективным и целесообразным с разных точек зрения считается использования специализированных центров хранения, обработки и анализа данных, оснащенных высокопроизводительными серверами, системами хранения информации, сетевой инфраструктурой. Деятельность созданного в 2017-м году регионального центра ДЗЗ на базе ФИЦ КНЦ СО РАН осуществляется с учетом этих тенденций. Совместно с партнерами из Сибирского федерального университета и регионального центра МЧС, при поддержке ряда других организаций, осуществляется эксплуатация нескольких компактно расположенных спутниковых приемных комплексов; в основе исследований и разработок – опыт многолетнего сотрудничества, реализации научных и прикладных проектов в области мониторинга состояния природной среды.
Аппаратно-программное обеспечение регионального центра ДЗЗ строится по модульному принципу, как совокупность функционально самостоятельных компонентов. Логическими единицами системы являются группы серверов обработки спутниковых данных: 1) приема, 2) предварительной обработки, 3) тематической обработки (стандартной и для конечных пользователей). Программное обеспечение реализуется в сервис-ориентированной архитектуре, в основном – на основе открытого и свободного программного обеспечения. Интерфейс пользователя создается на основе стандартного веб-браузера, с использованием технологий геоинформационных веб-систем и геопорталов, концепции инфраструктуры пространственных данных.
Основное внимание на текущем этапе уделяется созданию интерактивных веб-сервисов оперативного представления и экспресс-анализа спутниковой информации в «квазиреальном» режиме времени (доступность в течение часа после приема). Для спутниковых данных основных низкоорбитальных метеорологических спутников (Terra/Aqua/Suomi NPP/NOAA-20) автоматически формируется коллекция мультимасштабных композитных изображений с популярными комбинациями спектральных каналов, значимыми характеристиками (вегетационные индексы, яркостная температура, и проч.). Географическое положение Красноярска в центре России обеспечивает практически ежедневное покрытие значительной части территории страны – от границы с Беларусью до Камчатки несколько раз в сутки.
Реализация прикладных сервисов углубленной обработки данных в рамках создаваемого аппаратно-программного комплекса открывает широкие перспективы применения спутниковой информации. Не вызывает сомнений актуальность разработки информационно-вычислительного обеспечения для получения оперативных спутниковых данных и тематических информационных продуктов на их основе по таким алгоритмам как определение различных характеристик облачности и аэрозолей, динамики растительного покрова, вы-явление температурных аномалий и пожаров, оценка состояния снежного покрова и связанное с ним моделирование паводковых ситуаций, и проч. Инте-грация получаемых данных ДЗЗ с реальными процессами обеспечения жизнедеятельности органов государственной власти и населения приобретает значение стратегического фактора для дальнейшего ускорения социально-экономического развития региона.