Комплекс геоинформационного обеспечения ситуационных центров

      Комментарии к записи Комплекс геоинформационного обеспечения ситуационных центров отключены

Комплекс геоинформационного обеспечения ситуационных центров

В. Б. Серебряков

Сейчас на отечественной планете активизировались многие природные катаклизмы: сильные землетрясения, извержения вулканов, пожары, наводнения, оползни и т. д. Данный факт не имеет возможности не тревожить как простых людей, так и правительства различных государств. В докладе Интернационального комитета по проблемам глобальных трансформаций геологической среды GEOCHANGE приводятся кое-какие неутешительные долговременные прогнозы, основанные на анализе цикличностей в проявлениях многих катаклизмов.

Фактически все данные исследований подтверждают дату периода громаднейшего проявления природных трагедий — 2011– 2015 гг. Прогноз касается фактически всех видов природных стихийных бедствий — сильных землетрясений, извержений вулканов, цунами, торнадо, ураганов, наводнений, засух, увеличения уровня воды в Мировом океане, глобальных климатических трансформаций.

Как продемонстрировали события прошедшего лета, которые связаны с беспрецедентным числом лесных пожаров в России, на данный момент весьма остро стоит вопрос о мониторинге и своевременном прогнозировании ЧС с целью их минимизации и предотвращения вероятного ущерба, и действенном управлении территориями и своевременном доведении информации до соответствующих властей. Современные средства дистанционного зондирования Почвы (ДЗЗ) космического базирования уже сейчас смогут обеспечить все заинтересованные национальные структуры нужной пространственной информацией, предназначенной для развития и полноценного анализа возникновения негативных территориальных процессов, а также пожаров, наводнений, экологических бедствий, природных и техногенных трагедий и других ЧС.

Для решения этих задач нужно создание широкой сети ситуационных центров разных территориальных уровней впредь до районных и поселковых администраций. Главным элементом таких центров есть комплекс геоинформационного обеспечения пространственными данными, приобретаемыми из различных источников.

В качестве таких источников информации смогут выступать космические снимки, тематические карты и картографические данные, полученные в ходе обработки пространственной информации и целевых территориальных изучений. На данный момент с позиций информативности, оперативности и обзорности самая предпочтительной есть информация, приобретаемая с космических спутников ДЗЗ с радиолокационной и оптико-электронной аппаратурой низкого, среднего, большого и очень высокого спектрального и пространственного разрешения.

Такая информация возможно взята по открытым каналам вольно распространяемых космических данных либо через лицензионные каналы прямого доступа спутниковых операторов. К сожалению, на сегодня, возможности русских спутниковых операторов по предоставлению космических данных очень ограничены, в связи с практическим отсутствием в составе орбитальных средств России спутников ДЗЗ с современными чертями. Но, это не свидетельствует, что создание полноценного комплекса геоинформационного обеспечения ситуационных центров нереально.

В 2010 году экспертами отечественной компании создан геоинформационный комплекс «ГЕОСЕРВЕР СОВЗОНД» (рис. 1), предназначенный для обеспечения своевременной и архивной пространственной информацией любого потребителя. Данный комплекс реализован на базе современных Web-разработок, что разрешает снабжать администрируемый доступ к пространственным данным всем заинтересованным потребителям через сети Интернет/Интранет.  Комплекс включает в себя совокупность функциональных возможностей, снабжающих ответ следующих задач:

  • Вольный и лицензируемый прямой доступ к своевременной и архивной космической информации разных спутниковых операторов.
  • Создание собственных архивов, хранение и структурирование разных видов пространственной информации.
  • Неспециализированное управление отображением пространственных данных (перемещение, масштабирование, позиционирование и т. п.).
  • обновления и разработки Инструментальное обеспечение новых устаревших векторных картографических данных.
  • Управление многослойными моделями пространственных данных, с целью увеличения эффективности пространственного анализа и их наглядного отображения.
  • Автоматизированное структурирование пространственной информации по тематическим категориям.
  • Отображение динамики территориальных процессов по совокупности ретроспективных и прогнозных пространственных данных.
  • Обеспечение информационно-поисковых запросов по географическим объектам;
  • обеспечение администрируемого доступа к собственным архивам картографических и космических данных.
  • Обеспечение своевременной публикации актуальной информации и ее срочное доведение до потребителя.
  • Обеспечение заказа и самостоятельного планирования своевременной космической съемки.
  • Обеспечение разрешённой обратной связи с сервером пространственной базы данных, с целью внесения своевременных важных дополнений и изменений в отображение текущего состояния территориальных процессов.
  • Обеспечение своевременной публикации результатов мониторинга, взятых на протяжении наблюдения за развитием территориальных процессов.
  • Обеспечение проведения пространственного анализа в едином согласованном геоинформационном пространстве для всех лиц и заинтересованных служб.
  • передачи и Обеспечение получения громадных количеств информации.
  • Наглядное и синхронное отображение ситуации и динамики территориальных процессов на протяжении получения информации.
  • оперативное доведение и Принятие до исполнителя управленческих ответов.

Рис. 1. Структурная схема «ГЕОСЕРВЕРА СОВЗОНД»

Исходя из приоритетности задач, самый востребованным есть функционал прямого доступа к данным спутниковых операторов. Данный функционал снабжает возможность получения космической информации конкретно от предоставления и спутникового оператора ее всем заинтересованным потребителям. На рис.

2 приведен пример для того чтобы функционала для спутников очень высокого разрешения QuickBird, WorldView-1,2  и снабжающего прямой доступ к архивным и своевременным данным оператора этих спутников DigitalGlobe в режиме онлайн.

Рис. 2а. Функционал прямого доступа к данным DigitalGlobe: доступ к архивным данным

Рис. 2б. Функционал прямого доступа к данным DigitalGlobe: доступ к своевременным данным

Подобный функционал возможно реализован для группировок оптико-электронных спутников RapidEye и радиолокационных аппаратов COSMO-SkyMed с минимальными экономическими и временными затратами по прямым каналам доступа, предоставляемым этими операторами. По предварительной оценке скорость получения своевременной космической информации составит не более 4 часов с момента съемки.

Для информационного обеспечения оптической информацией предлагается применение не отдельных космических аппаратов с разными орбитальными и аппаратурными чертями, а группировки однотипных спутников, предоставляющих данные в едином формате данных с периодичностью не хуже чем один раз в день. Одной из таких группировок есть орбитальная структура однотипных спутников ДЗЗ среднего разрешения RapidEye-1, 2, 3, 4, 5, разрешающих осуществлять мониторинг территорий до двух  раз в день.

Спутники равномерно распределены на орбите высотой около 630 км. Облетая Почву в направлении с севера на юг, они пересекают экватор в 11 часов по локальному времени с расстоянием около 660 км и промежутком около 20 мин.. Съемка выполняется сеансами с большой длиной полосы 3000 км.

В пределах одного сеанса спутник может снять участок поверхности Почвы шириной 77 км и длиной до 1500 км. Так, спутники RapidEye способны снабжать ежедневное покрытие съемками площадь в 4 млн км2. С учетом возможности отклонения оси визирования сенсора от надира дешёвая ширина снимаемой территории образовывает 400 км.

Задача всепогодного и круглосуточного мониторинга решается посредством второй орбитальной группировки на базе радиолокационных спутников COSMO-SkyMed-1, 2, 3, выведенных на орбиту с высотой 619,6 км и наклонением 97,86° и  снабжающих  наблюдение за природными и антропогенными трагедиями (половодья, засухи, оползни, аварии) независимо от плотности облачного покрова.

Ниже приведен расчет периодичности съемки группировками спутников RapidEye (рис. 3) и COSMO-SkyMed для средних географических широт России за 10-дневный период, выполненный с применением функционала комплекса «ГЕОСЕРВЕР СОВЗОНД».

Рис. 3. Результаты расчета периодичности наблюдения RapidEye

Рис. 4. Результаты расчета периодичности наблюдения COSMO-SkyMed

Как продемонстрировали расчеты, периодичность наблюдения в этом случае образовывает от одного до двух раз в день. Так, задача ежедневного мониторинга территорий в оптическом и радиолокационном диапазонах возможно решена посредством всего лишь двух орбитальных группировок, имеющих соответственно формат и одинаковую аппаратуру наблюдения предоставляемой информации.

  Сброс информации на наземные станции приема RapidEye и COSMO-SkyMed происходит в течение одного периода обращения спутника, что по времени образовывает не более 1.5 часов. Вопросы первичной и предварительной обработки данных решаются на стороне спутникового оператора в автоматическом режиме и передаются потребителю с задержкой не более 3 часов с момента их получения.

В данном комплексе кроме этого реализован функционал прямого доступа к вольно распространяемым своевременным и ретроспективным глобальным космическим данным операторов метеорологических совокупностей EOS Terra и Aqua (сенсор Modis) с разрешением  250 м (рис. 5). Эти сведенья имеют актуальность один сутки, т. е. любой потребитель имеет возможность оценить состояние интересующей его территории с задержкой в одни дни. Глобальность обзора этих космических аппаратов дает возможность приобрести информацию о больших территориальных процессах, таких как лесные пожары, наводнения, засухи, разливы нефти, изменение снежного покрова и состояния растительности и т. п.

Рис. 5. Функционал прямого доступа к своевременным данным EOS (Terra, Aqua)

Как пример на вышеприведенных снимках, загруженных и визуализированных в геоинформационной среде «ГЕОСЕРВЕРА СОВЗОНД», продемонстрированы очаги июльских пожаров в Нижегородской области (рис. 6). Инструментальные возможности комплекса разрешают проводить оцифровку (векторизацию) и геопривязку значимых территориальных трансформаций (к примеру, очагов пожаров), и рассчитывать их площадные характеристики.

Модуль обратной связи снабжает ввод информации об этих трансформациях в  пространственную базу данных в режиме on-line, по окончании чего они становятся дешёвыми для всех заинтересованных органов территориального управления.

Рис. 6а. Лесные пожары в Нижегородской области. Съемка EOS (Terra, Aqua) 13 июля 2010 г.

Рис. 6б. Лесные пожары в Нижегородской области. Съемка EOS (Terra, Aqua) 14 июля 2010 г.

Еще одним свободным сервисом получения космической информации, дешёвой  через «ГЕОСЕРВЕР СОВЗОНД» есть функционал прямого доступа к данным спутника MeteoSat (рис. 7), разрешающим оценить состояние облачности над регионом с актуальностью в 3 часа. Возможности комплекса разрешают загрузить ретроспективу данных по облачному покрову за истекшие дни, с шагом от одного до трех часов, и визуализировать динамику трансформации состояния облачности в анимационном режиме.

Подобный режим возможно использован и для отображения динамики развития вторых территориальных процессов при наличии нужного комплекта соответствующих данных.

Рис. 7. Функционал прямого доступа к своевременным данным MeteoSat

Функционал  комплекса «Виртуальный прием» (рис. 8) рекомендован для предоставления на конкретную территорию данных космической съемки по заблаговременно спланированному и согласованному с клиентом замыслу. Планирование съемки осуществляется авторизованным пользователем, что оформляет соответствующую заявку с указанием главных параметров съемки, таких как, тип космического аппарата, сенсор, период съемки, площадь покрытия, уровень качества, комплектность спектральных каналов и т. п. По окончании проведения заказанной съемки, полученная информация выкладывается на «ГЕОСЕРВЕРЕ СОВЗОНД» с учетом всех нужных мер обеспечения безопасности доступа к авторизованной информации и предоставляется конкретному клиенту по согласованным каналам.

Рис. 8. Функционал  комплекса «Виртуальный прием»

Применение лишь своевременной космической информации для ответа тех либо иных территориальных задач не всегда является достаточной. В большинстве случаев, для полноценного анализа территориальных процессов требуются  ретроспективные эти, характеризующие состояние территории на определенный момент либо период времени, что со своей стороны требует наличия собственных архивов структурированной пространственной информации.

Такие архивы должны содержать космические, картографические и тематические эти, классифицированные по их временному, территориальному и целевому показателю для обеспечения возможности их своевременного поиска по заданным параметрам. Аппаратно-программный состав комплекса всецело снабжает не только возможность создания собственных архивов данных (рис. 9, 10), но и включает в себя нужный и достаточный комплект элементов управления для поиска, загрузки и отображении архивной растровой и векторной информации фактически во всех популярных форматах, и адресного поиска отдельных географических объектов по их атрибутивным данным.

Рис. 9. Загрузка собственных архивных космических данных

Рис. 10а. Загрузка собственных архивных картографических данных

Рис. 10б. Загрузка собственных архивных картографических данных. Пример поиска географических объектов (слева — поиск регионов, городов, справа — поиск улиц, домов)

Реализованные в рамках данного комплекса Web-разработки разрешают решать задачи удаленного управления территориальными проектами и проведения тематических изучений, через наглядное представление информации о ходе реализации проекта (рис. 11). Сущность данных ответов сводится к следующему — на начальной стадии формируется структура проекта в соответствии, с которой на серверах комплекса размещается исходная пространственная информация, нужная для начала проведения работ.

К данной информации приобретают авторизованный доступ участники проекта, каковые выполняют личные тематические изучения и кроме этого выкладывают на сервера полученные результаты, в соответствии с утвержденной структурой проекта. Структурированная исходная и результирующая информация через геоинформационный комплекс делается дешёвой в едином геоинформационном пространстве всем участникам проекта в соответствии с их полномочиями.

Таковой подход разрешает коллегиально проводить обсуждение результатов тематических изучений и решать вопросы, появляющиеся на протяжении реализации территориальных проектов с учетом точек зрения всех заинтересованных лиц. Этот функционал снабжает разрешённый доступ исполнителей проекта к любой проектной информации и ее наглядное представление в картографическом и текстовом виде. Таковой подход разрешает обеспечить проведения и возможность планирования своевременных мероприятий, направленных на увеличение эффективности исполнения территориальных проектов.

Рис. 11. Эти тематических проектов

Функционал планирования съемки (рис. 12) рекомендован чтобы получить информацию о текущем положении космического аппарата, зарегистрированном в каталоге NORAD и расчета даты и времени прохождения спутника либо группы спутников над выбранным объектом за определенный период времени.

Рис. 12. Функционал планирования съемки

Геоинформационный комплекс «ГЕОСЕРВЕР СОВЗОНД» — это современное масштабируемое Web-ответ. Свойство масштабируемости снабжает своевременное создание, внедрение и интеграцию аналогичных разработок в единую информационную территориально-распределенную совокупность ситуационных центров, для ответа задач действенного управления территориями властями разных административных образований.

 Поставка данного комплекса может осуществляться двумя методами: в виде готового ответа «под ключ» либо в виде персонального и группового абонируемого доступа  конкретно к ресурсам компании «Совзонд». Второй метод  менее затратен, поскольку не требует наличия собственного серверного оборудования, резервирования и системы защиты данных, персонала .

В Якутии открыт ситуационный центр


Подобранные по важим запросам, статьи по теме: