Національна академія наук України
National  Academy  of  Sciences  of  Ukraine

Skip Navigation Links
Пропустити посилання переходів
Про проекти
За роками
Установи-виконавці
Партнери
Наукові пріоритети
Державні пріоритети
Призначення
Ключові слова
Про портал
Пропустити посилання переходів
Актуальні для України проблеми, для вирішення яких можуть бути використані результати виконання проекту
Опис результатів виконання проекту
Суб'єкти використання результатів проекту
Близькі за напрямом існуючі вітчизняні та зарубіжні аналоги
Основні переваги кінцевих результатів проекту
Про участь партнерів у виконанні проекту
Пропозиції щодо практичного впровадження результатів проекту
Опис результатів виконання проекту 
 

Даний проект направлений на розробку інформаційної інфраструктура, в рамках якої будуть об’єднані наступні ресурси українських організацій: методики розв’язання тематичних задач з використанням супутникових даних, розроблених установами відділення наук про Землю НАН України; інформаційні ресурси Інституту космічних досліджень НАНУ-НКАУ (паралельні алгоритми обробки даних) та обчислювальні ресурси (кластери СКІТ-1 та СКІТ-2), розгорнуті в Інституті кібернетики НАНУ.

Інформаційна інфраструктура розроблена з урахуванням сучасних наукових і технологічних досягнень в галузі створення розподілених обчислювальних систем. На базі створеної інфраструктури впроваджено існуючі методики обробки супутникових даних у вигляді постійно діючих інформаційних сервісів.

Розроблені в рамках проекту сервіси доступні в Інтернет за адресою http://dos.ikd.kiev.ua/index.php?option=com_content&task=blogcategory&id=3&Itemid=5

Сервіс побудови маски хмарності доступний в оперативному режимі за адресою http://dos.ikd.kiev.ua/index.php?option=com_mapserver&Itemid=11.

Сервіс моніторингу водних ресурсів доступний в реальному режимі часу за адресою http://nemesis.ikd.kiev.ua/cartoweb3/htdocs/DEWl.php.

 

Рис. 1. Сервіс моніторингу водних ресурсів.

Сервіс оцінки біорізноманіття доступний в Інтернет за адресою http://nemesis.ikd.kiev.ua/cartoweb3/htdocs/DEW.php.

Рис. 2. Сервіс моніторингу біорізноманіття.

Розроблена інформаційна інфраструктура відповідає наступним фундаментальним принципам побудови GMES та GEOSS.

— Архітектура. Створена інформаційна інфраструктура будується на основі наявного досвіду та доробок.

— Наукові дослідження. Основу функціонування інформаційної інфраструктури складають наукові дослідження в області обробки та використання даних спостереження Землі.

— Масштаб. Інформаційна інфраструктура підтримує взаємодію з глобальними системами, забезпечуючи ефективну взаємодію на глобальному, національному та регіональному рівнях.

— Наповнення. Використовуються дані з різних джерел: супутникові, аеро- та in situ (наземні спостереження).

— Моделі. Моделі — це ключовий засіб для “заповнення прогалин” в даних та здійснення їх комплексної обробки. В рамках проекту інформаційні сервіси реалізовані з використанням метеорологічних моделей та моделей процесів енергомасообміну в геосистемах. Використання цих моделей потребує значних обчислюваних ресурсів, що, в свою чергу, призводить до необхідності застосування суперкомп’ютерної техніки.

— Можлива взаємодія між компонентами інформаційної інфраструктури та іншими глобальними системами спостереження Землі (inter-operability).

— Стандарти. Функціонування системи ґрунтується на міжнародних стандартах використання, представлення, зберігання та обміну даними, зокрема INSPIRE.

— Неперервність. Неперервне забезпечення аналізу даних, функціонування архівів, доступу до даних, тощо.

 

Інформаційна інфраструктура

З урахуванням тенденцій розвитку програм GMES та GEOSS розроблювана інформаційна інфраструктура забезпечує виконання наступних функцій.

1.         Одержання даних спостереження Землі (супутникових, аерокосмічних та in-situ спостережень) і їх первинну обробку.

2.         Тематична обробка даних з використанням методик і відповідних моделей.

3.         Підтримка архівів даних та їх взаємозв'язок з міжнародними каталогами і архівами даних.

4.         Надання даних і продуктів користувачам як в Україні, так і за кордоном (в інтерактивному або пакетному режимі).

Розроблювана інформаційна інфраструктура задовольняє наступним вимогам.

— Сумісна з аналогічними міжнародними системами, у тому числі GMES та GEOSS.

— Базується на стандартах відкритих систем і сучасних технологій побудови розподілених систем, що поєднують різнорідні інформаційні та обчислювальні ресурси.

— Для забезпечення взаємодії з аналогічними відомчими і міжнародними системами, задовольняє міжнародним стандартам обміну інформацією та геопросторовими даними. Зокрема, стандартам міжнародної інфраструктури просторових даних INSPIRE.

— З метою забезпечення ліцензійної чистоти і сумісності з подібними міжнародними системами, а також для незалежності від конкретних виробників програмного забезпечення, в основу інформаційної інфраструктури покладене програмне забезпечення з відкритим кодом.

— Для забезпечення доступу широкого кола можливих користувачів до інформаційних сервісів в якості транспортного каналу використовується мережа Internet.

— Враховуючи необхідність тісної та постійної взаємодії між різними організаціями, що пов’язані з отриманням, зберіганням і обробкою даних спостереження Землі, інформаційна інфраструктура реалізована у вигляді порталу. Портальне рішення забезпечує авторизацію доступу учасників, а також розділення доступу до елементів інфраструктури та виконання єдиної політики забезпечення інформаційної безпеки.

— Оскільки для розв’язання важливих задач, що направлені на задоволення найбільш актуальних потреб людства, необхідно застосовувати ресурсоємні методи обробки даних, синтез та аналіз даних (методи data fusion та data mining), а також складні математичні моделі, інформаційна інфраструктурі підтримує високопродуктивні обчислення і пов’язана з потужними обчислювальними центрами. В рамках даного проекту в якості таких центрів задіяні суперкомп’ютери сімейства СКІТ, створені в Інституті кібернетики НАНУ.

Крім того, для забезпечення ефективного використання супутникових даних при розв’язанні тематичних задач в рамках інформаційної інфраструктури доопрацьовано моделі оптимального планування збору супутникових даних; розроблено алгоритми планування раціонального збору даних за критерієм “якість-вартість” та розроблено комп'ютерні програми для планування раціонального збору даних.

 

Інформаційні сервіси

В рамках проекту створено такі інформаційні сервіси:

1) Використання матеріалів ДЗЗ для підвищення достовірності прогнозування впливу наслідків Чорнобильської катастрофи на якість питних підземних вод.

Залучення даних ДЗЗ дозволяє дешифрувати низхідні зони аномальної швидкої міграції радіонуклідів в геологічне середовище. Ці дані використані для моделювання фільтрації і міграційних процесів в геологічному середовищі з метою оцінки стану і прогнозу забруднення підземних вод в умовах їх експлуатації водозабором і в природному стані. Досліджування виконувалося для центральної частини зони відчуження ЧАЕС з найбільшим площинним радіоактивним забрудненням території і активним використанням підземних вод для питного і технічного водопостачання.

2) Прогнозування природних змін та оцінка біорізноманіття в Причорноморському регіоні на основі використання матеріалів ДЗЗ та моделювання енергомасообміну в системі “атмосфера-океан-суходол”.

3) Моніторинг водних ресурсів задля розв’язання таких важливих задач природокористування як оцінка якості води, моніторинг цвітіння та заростання водних об’єктів, оцінка біорізноманіття та продуктивності водоймищ.

Початковими даними для розв’язання задачі моніторингу стану водних ресурсів є дані дистанційного зондування Землі (наприклад, апарат MODIS), дані наземних метеорологічних спостережень, дані глобального моделювання погоди. У якості проміжних даних виступають мезомасштабні прогнози основних метеорологічних параметрів, що використовуються для адаптації вже існуючих методів обробки даних MODIS, зокрема алгоритмів пакету програми SeaDAS. Для верифікації отриманих результатів використані дані наземних вимірювань Херсонської гідробіологічної станції НАНУ.

В рамках створення Web-сервісу моніторингу стану водних ресурсів отримано наступні результати:

— Створено засоби збору вихідних даних (космічного апарату MODIS, даних глобального метеорологічного моделювання, наземних спостережень);

— Адаптовано мезомасштабну модель WRF та запущено її в оперативному режимі;

— Адаптовано алгоритми SeaDAS для Дніпровського лиману та запущено їх в оперативному режимі;

— Створено презентаційний сервіс надання вихідних даних та результатів їх обробки у вигляді Web-служби з використанням сучасних засобів надання геопросторової інформації.

 
 
Заповнюється відповідальним співробітником установи-виконавця проекту
 
Президія НАН України © Макетний зразок
  This Website is best available with Microsoft Internet Explorer 6.0+