Iнститут космiчних дослiджень НАНУ-ДКАУ       
       Про нас    UN-SPIDER RSO    НТУУ КПІ    Семiнари та конференцiї    Проекти    Публiкацiї    Робота з молоддю    Співробітники    Контакти  
       INTAS-CNES-НКАУ    УНТЦ    Iнновацiйний проект  
 укр    eng      
         

"Розробка та впровадження розподіленої Grid-системи моніторингу надзвичайних ситуацій для регіонального центру підтримки UN-SPIDER"

Головна організація: Інститут космічних досліджень НАНУ-НКАУ

Керівник: д.т.н., проф. Куссуль Н.М.

Мета проекту
Мета проекту полягає у побудові розподіленої інформаційної системи моніторингу та оцінки ризиків надзвичайних ситуацій (зокрема, повеней та посух) в реальному часі на базі Grid-технологій для регіонального офісу підтримки програми ООН UN-SPIDER на основі використання супутникових, модельних та наземних спостережень. В Україні у лютому 2010 року між управлінням ООН з питань космічного простору (UNOOSA - United Nations Office for Outer Space Affairs) та Інститутом космічних досліджень НАНУ-НКАУ укладено угоду про створення регіонального офісу підтримки (RSO - Regional Support Office) та співробітництво у сфері використання космічної інформації для попередження та екстреного реагування на надзвичайні ситуації http://un-spider.ikd.kiev.ua. Робота RSO здійснюється під керівництвом міжгалузевої Робочої групи в інтересах Міністерства з питань надзвичайних ситуацій, Національного космічного агентства України, Українського гідрометеорологічного центру, Міністерства охорони навколишнього природного середовища України та інших відомств. Головною задачею RSO є моніторинг в реальному часі надзвичайних ситуацій за супутниковими та наземними даними, а також прогнозування їх розвитку.

Зміст проекту
Для ефективного моніторингу та оцінки ризиків надзвичайних ситуацій в Україні необхідно створити Grid-систему на основі використання супутникових, модельних та наземних спостережень та впровадити її в регіональному центрі UN-SPIDER. На даний момент основні елементи таких моделей і технологій вже розроблено, але для розв'язання задач моніторингу надзвичайних ситуацій у Східноєвропейському регіоні в реальному часі потрібно побудувати та впровадити якісно нову розподілену систему на основі Grid-обчислень.

У 2009 році в Україні на ініціативних началах було створено віртуальну організацію (ВО) Earth Observation Grid та на базі ІКД НАНУ-НКАУ, встановлено відповідне ПЗ для її підтримки. Для розв'язання важливих задач моніторингу надзвичайних ситуацій слід забезпечити подальше розширення членства у цій ВО за рахунок залучення нових членів - профільних організацій, таких як УкрНДГМІ МНС-НАНУ та МГІ НАНУ, та більш тісну співпрацю з ВО Earth Science Research Європейського союзу, де українська ВО Earth Observation Grid була зареєстрована у 2009 році. Для забезпечення взаємодії з аналогічними системами супутникового моніторингу надзвичайних ситуацій в світі необхідно відпрацювати наукові та технологічні аспекти об'єднання інформаційних інфраструктур різних країн та/або регіонів на основі Grid- або Web-сервісів.

Так, ІКД НАНУ-НКАУ спільно з центром CEODE Китаю розробляє систему моніторингу затоплень для східно-азіатського регіону на основі супутникових даних. Для підвищення ефективності моніторингу затоплень такі інфраструктури повинні бути об'єднані як на рівні використовуваних сховищ даних, так і на рівні обчислювальних ресурсів. З огляду на складність моделей, що будуть адаптовані для території України та використані для досягнення мети проекту необхідно розширити потужності існуючих кластерів та сховища даних ІКД НАНУ-НКАУ. В межах проекту буде створена єдина сервіс-орієнтована Grid-інфраструктура для моніторингу надзвичайних ситуацій у Регіональному центрі підтримки UN-SPIDER з використанням супутникових та наземних даних, а також моделей довкілля та оцінки ризиків.

У 2010 році, який був першим роком виконання проекту, отримано наступні результати:

  1. Розроблено архітектуру розподіленого сховища даних спостереження Землі з урахуванням специфіки використовуваних даних. Було проведено аналіз існуючого програмного забезпечення та запропоновано основні напрямки подальших досліджень.
  2. Забезпечено подальше розширення ресурсів віртуальної організації Earth Observation Grid (http://eo-grid.ikd.kiev.ua). Для цього в межах виконання проекту було проведено два тренінги.

У 2011 році отримані наступні результати:

  • Модернізація сховища даних за рахунок оновлення апаратних засобів керування ним.
  • Дослідження, доопрацювання та апробація методів оцінки ризику повеней на основі інтеграції даних різної природи (з використанням даних вітчизняного супутника "Січ-2").
  • Розроблення Grid-сервісу оцінки ризику повеней на основі використання різнорідних даних.
  • Коротко опис отриманих результатів:

    В межах цих задач забезпечено надійне функціонування дворівневого сховища даних та поповнено базу даних супутниковою інформацією (надходження - 5 Тбайт на рік). Крім того, доопрацьовано методи оцінки ризику повеней на основі інтеграції даних різної природи з використанням даних вітчизняної космічної системи (КС) дистанційного зондування Землі (ДЗЗ) "Січ-2". Для використання цих даних в межах розроблюваної Grid-інфраструктури розроблено відповідні сервіси попередньої та тематичної обробки. Оскільки базові просторові характеристики супутника не є високоточними (наприклад, похибка географічної прив'язки може складати до 2 км), тому використовуються відповідні методи та моделі для географічної прив'язки та спектральної корекції даних системи "Січ-2". Такі моделі є обчислювально складними і вимагають залучення додаткових геопросторових різнорідних даних. Grid-інфраструктура використана для керування потоком виконання задач, забезпечення обчислювальних ресурсів запуску моделей (автоматичної геоприв'язки та калібрування) та ресурсів для зберігання даних (корекція та тематична обробка одного зображення займала більше 1 години, а результуючий об'єм даних - до 3 Гб).
        

           Про нас  |  UN-SPIDER RSO  |  НТУУ КПІ  |  Семiнари та конференцiї  |  Проекти  |  Публiкацiї  |  Робота з молоддю  |  Співробітники  |  Контакти