Методы виртуальной интеграции, обеспечивающие оперативное усвоение данных комбинированного всепогодного спутникового мониторинга быстроразвивающихся атмосферных процессов

Разработка методов эффективного использования данных спутниковых наблюдений для оперативного обнаружения и мониторинга опасных природных явлений, несмотря на полувековую историю развития средств спутникового дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), остается одной из наиболее актуальных задач мониторинга Земли из космоса. Это обусловлено как сложностью решаемых проблем, так и необходимостью интегрировать множество разнородных источников информации с тем, чтобы обеспечить приемлемую точность методов восстановления параметров состояния наблюдаемых земных объектов при высокой, близкой к режиму реального времени, скорости получения этих параметров по данным ДЗЗ. Кроме того, важным фактором повышения эффективности средств ДЗЗ применительно к задачам оперативного обнаружения опасных природных ситуаций являются требования обеспечения всепогодности измерений вне зависимости от наличия солнечного излучения.
При проведении пассивного мониторинга таким качеством обладают только средства спутникового СВЧ-радиометрического зондирования. Но при их использовании следует учесть то, что в настоящее время они не обеспечивают достаточно высокого пространственного (не менее 3÷5 км) и временного (не менее 6 ч) разрешения. Эти ограничения в значительной степени могут быть сняты при использовании комбинированных средств наблюдения, т.е. включения наряду с СВЧ-радиометрическими источниками спутниковой информации и источников данных видимого и ИК диапазонов с геостационарных спутников.
Использование комбинированных средств наблюдения, или разнородных источников данных, означает необходимость интегрировать эти данные, генерируемые и хранимые в удаленных друг от друга независимо администрируемых информационных центрах. Характерной особенностью информационных систем ДЗЗ и, в особенности, информационных систем ДЗЗ, ориентированных на обнаружение и мониторинг быстроразвивающихся природных ситуаций, является интенсивная работа с данными, при которой приложения основную часть своего рабочего времени тратят на процедуры ввода-вывода данных и на другие манипуляции с ними. Один из наиболее эффективных методов организации работы таких приложений заключается в использовании виртуальной интеграции данных, при которой обработка данных производится в центрах их генерации, а заказчикам при этом передаются, в основном, только продукты обработки.
Разработка метода виртуальной интеграции информационных узлов распределенной системы ДЗЗ, ориентированных на обнаружение и мониторинг быстроразвивающихся природных ситуаций, была проведена на модельной структуре, включающей типовые источники данных.
В результате разработаны, описаны и проверены на реализуемость следующие базовые узлы:
- Медиатор системы виртуальной интеграции;
- Листенер системы виртуальной интеграции;
- Упаковщик (Wrapper) обмена данными с типовыми узлами распределенной информационной системы.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 20-07-00680 А и в рамках ГЗ по теме 0030-2019-0008 “Космос”.