Transcript К проблеме создания информационно
Slide 1
Информационно Вычислительный
Портал “Динамика экосистем”
Молородов Ю.И. , Федотов А.М.
Институт вычислительных технологий
СО РАН, Новосибирск
e-mail: [email protected]
Интеграционный грант СО РАН № 34
1
Slide 2
Постановка общей задачи:
Изучение поведения окружающей среды и
динамики экосистем требует мульти
дисциплинарных
исследований
объединяющих
усилия
научных
коллективов: физиков, химиков, биологов,
ботаников и др.
Необходим инструментарий для обработки
и осмысления все больших массивов
информации
получаемых
этими
коллективами.
2
Slide 3
Для этого необходимо
инициировать
создание
корпоративной (в рамках СО РАН) информационновычислительной системы в виде распределенной
информационной инфраструктуры объединяющей
междисциплинарные исследования окружающей
среды.
Её основой будут данные об окружающей среде, и
информационные ресурсы.
Данные
берутся
из
полевых
и
натурных
исследованиях,
и
из
расчетов
на
основе
математических моделей описывающих эту среду.
3
Slide 4
Структура исследований
Мониторинг
Анализ
Лаб. исследов.
Физика
Прогр. средства
Моделирование
Получение данных
4
Slide 5
Источники данных
Система получения
данных
Пользователи
Результаты
моделирования
БД
Полевые
данные
Web-сервер
Аэро-космосъёмка
Преобразования и анализ
информации
Web-доступ
Slide 6
Требования:
• Должен быть обеспечен круглосуточный
доступ к системе через Интернет.
• При этом необходимо осуществлять
контроль доступа к информации и наличие
разнообразных режимов доступа к данным.
• Система должна содержать средства для
своевременной актуализации информации.
• Возможность обработки хранимой
информации, визуализация данных.
6
Slide 7
Имеющийся задел:
1. Атлас "Биоразнообразие животного
и растительного мира Сибири"
http://www-sbras.nsc.ru/win/elbib/bio/
2. Данные солнечных измерений (Иркутск, Томск)
http://solter.atmos.iao.ru
3. Физика и химия атмосферы
http://atchem.atmos.iao.ru
4. Климатическая модель
http://climate.atmos.iao.ru
5. АТМОС - Web портал по атмосферным наукам
http://atmos.iao.ru, http://atmos.scert.ru
6. Атлас «Атмосферные аэрозоли Сибири».
http://web.ict.nsc.ru/aerosol/
7
Slide 8
Атлас атмосферные аэрозоли Сибири
http://web.ict.nsc.ru/aerosol/
1. Содержит результаты мониторинга аэрозоля,
собранные из разнородных источников данных,
распределенных по всей территории Западной
Сибири.
2. Разработаны математические алгоритмы для
обработки этих результатов.
3. Представление данных в табличном и графическом
виде.
4. Предусмотрено разграничение прав доступа на
чтение, изменение и добавление информации.
5. Предусмотрен интерфейс на русском и английском
языках.
8
Slide 9
Карта мониторинга
9
Slide 10
Измеряемые характеристики аэрозоля:
• Массовая концентрация.
• Химический состав
• Аэрозольное светорассеяние.
• Концентрация ядер конденсации. (r<= 0.1 мкм.).
• Спектр размеров частиц (0.1 <= r<= 0.4 мкм.).
• Спектр размеров частиц (0.4 <= r<= 10.0 мкм.).
10
Slide 11
Содержание таблиц:
• Время, место и длительность отбора конкретного
элемента: Ca, Cl, Cu, Fe, K, Ti, ионы, катионы и др.
• Среднее геометрическое значение и дисперсия
концентрации элемента.
• Среднее арифметическое значение масс элемента.
• Минимальное, максимальное и отношения значений
их масс..
• Коэффициент Рана (environment factor) - например:
Ka/Fe.
• Коэффициент обогащения (enrichment factor)/
11
Slide 12
Назначение Атласа
Атлас направлен на прозрачную интеграцию
разнородных источников данных собранных на
основе
мониторинга
физико-химических
характеристик
атмосферы.
Источники
в
значительной степени отличаются в формате
данных,
географического
расположения,
административных областей. Таким образом, атлас
обеспечивает
функциональное
назначение,
позволяющее собирать, загружать, проверять,
обрабатывать, и публиковать данные через Internet.
12
Slide 13
Архитектура атласа:
Атлас построен на основе звездной топологии с хранилищем
данных в логическом центре. Хранилище окружено
функциональными подсистемами способными выполнять
конкретные задачи: сбор данных, обрабатывающий, и визуальное
наблюдение. Подсистемы взаимодействуют друг с другом
косвенно, через данные загруженные в хранилище. Компоненты
какой-либо подсистемы могут позвонить друг другу
непосредственно для того, чтобы расширять исполнение. Эта
архитектура соответствует образцу Интеграции Данных с
коллективной базой данных. Основном преимуществом является
способность добавлять новые функции не модифицируя
основную реализацию.
13
Slide 14
Data collection subsystem
Данные космической съёмки:
Albedo file
downloading
Manual data entry
Repository
Aerosol observation
database
Data processing
subsystem
Statistical analysis
Computing size
spectrum
Albedo catalog
User interface subsystem
Aerosol
characteristics
visualization
Albedo visualization
Aerosol calculator
14
Slide 15
Атлас атмосферные аэрозоли Сибири
15
Slide 16
Схема базы данных
Slide 17
17
Slide 18
Данные космической съёмки:
Система сбора, хранения и предварительной
обработки
спутниковых
данных
позволяет
обрабатывать данные полученные по достаточно
большой территории (Новосибирской, Томской,
Кемеровской областей, Алтайского и Красноярского
краев и др.).
Мы их использовали для извлечения
альбедо
однократного рассеяния подстилающей поверхности.
От этого зависит количество солнечной энергии
полученное Земной поверхностью, а значит и
температура воздуха в приземном слое.
18
Slide 19
GIS карта мониторинга
ОБНИНСК, 24 – 28 ОКТЯБРЯ 2005 Г.
АЭРОЗОЛИ И БЕЗОПАСНОСТЬ
19
Slide 20
Альбедо Web-сервис
20
Slide 21
Благодарим за внимание!
21
Информационно Вычислительный
Портал “Динамика экосистем”
Молородов Ю.И. , Федотов А.М.
Институт вычислительных технологий
СО РАН, Новосибирск
e-mail: [email protected]
Интеграционный грант СО РАН № 34
1
Slide 2
Постановка общей задачи:
Изучение поведения окружающей среды и
динамики экосистем требует мульти
дисциплинарных
исследований
объединяющих
усилия
научных
коллективов: физиков, химиков, биологов,
ботаников и др.
Необходим инструментарий для обработки
и осмысления все больших массивов
информации
получаемых
этими
коллективами.
2
Slide 3
Для этого необходимо
инициировать
создание
корпоративной (в рамках СО РАН) информационновычислительной системы в виде распределенной
информационной инфраструктуры объединяющей
междисциплинарные исследования окружающей
среды.
Её основой будут данные об окружающей среде, и
информационные ресурсы.
Данные
берутся
из
полевых
и
натурных
исследованиях,
и
из
расчетов
на
основе
математических моделей описывающих эту среду.
3
Slide 4
Структура исследований
Мониторинг
Анализ
Лаб. исследов.
Физика
Прогр. средства
Моделирование
Получение данных
4
Slide 5
Источники данных
Система получения
данных
Пользователи
Результаты
моделирования
БД
Полевые
данные
Web-сервер
Аэро-космосъёмка
Преобразования и анализ
информации
Web-доступ
Slide 6
Требования:
• Должен быть обеспечен круглосуточный
доступ к системе через Интернет.
• При этом необходимо осуществлять
контроль доступа к информации и наличие
разнообразных режимов доступа к данным.
• Система должна содержать средства для
своевременной актуализации информации.
• Возможность обработки хранимой
информации, визуализация данных.
6
Slide 7
Имеющийся задел:
1. Атлас "Биоразнообразие животного
и растительного мира Сибири"
http://www-sbras.nsc.ru/win/elbib/bio/
2. Данные солнечных измерений (Иркутск, Томск)
http://solter.atmos.iao.ru
3. Физика и химия атмосферы
http://atchem.atmos.iao.ru
4. Климатическая модель
http://climate.atmos.iao.ru
5. АТМОС - Web портал по атмосферным наукам
http://atmos.iao.ru, http://atmos.scert.ru
6. Атлас «Атмосферные аэрозоли Сибири».
http://web.ict.nsc.ru/aerosol/
7
Slide 8
Атлас атмосферные аэрозоли Сибири
http://web.ict.nsc.ru/aerosol/
1. Содержит результаты мониторинга аэрозоля,
собранные из разнородных источников данных,
распределенных по всей территории Западной
Сибири.
2. Разработаны математические алгоритмы для
обработки этих результатов.
3. Представление данных в табличном и графическом
виде.
4. Предусмотрено разграничение прав доступа на
чтение, изменение и добавление информации.
5. Предусмотрен интерфейс на русском и английском
языках.
8
Slide 9
Карта мониторинга
9
Slide 10
Измеряемые характеристики аэрозоля:
• Массовая концентрация.
• Химический состав
• Аэрозольное светорассеяние.
• Концентрация ядер конденсации. (r<= 0.1 мкм.).
• Спектр размеров частиц (0.1 <= r<= 0.4 мкм.).
• Спектр размеров частиц (0.4 <= r<= 10.0 мкм.).
10
Slide 11
Содержание таблиц:
• Время, место и длительность отбора конкретного
элемента: Ca, Cl, Cu, Fe, K, Ti, ионы, катионы и др.
• Среднее геометрическое значение и дисперсия
концентрации элемента.
• Среднее арифметическое значение масс элемента.
• Минимальное, максимальное и отношения значений
их масс..
• Коэффициент Рана (environment factor) - например:
Ka/Fe.
• Коэффициент обогащения (enrichment factor)/
11
Slide 12
Назначение Атласа
Атлас направлен на прозрачную интеграцию
разнородных источников данных собранных на
основе
мониторинга
физико-химических
характеристик
атмосферы.
Источники
в
значительной степени отличаются в формате
данных,
географического
расположения,
административных областей. Таким образом, атлас
обеспечивает
функциональное
назначение,
позволяющее собирать, загружать, проверять,
обрабатывать, и публиковать данные через Internet.
12
Slide 13
Архитектура атласа:
Атлас построен на основе звездной топологии с хранилищем
данных в логическом центре. Хранилище окружено
функциональными подсистемами способными выполнять
конкретные задачи: сбор данных, обрабатывающий, и визуальное
наблюдение. Подсистемы взаимодействуют друг с другом
косвенно, через данные загруженные в хранилище. Компоненты
какой-либо подсистемы могут позвонить друг другу
непосредственно для того, чтобы расширять исполнение. Эта
архитектура соответствует образцу Интеграции Данных с
коллективной базой данных. Основном преимуществом является
способность добавлять новые функции не модифицируя
основную реализацию.
13
Slide 14
Data collection subsystem
Данные космической съёмки:
Albedo file
downloading
Manual data entry
Repository
Aerosol observation
database
Data processing
subsystem
Statistical analysis
Computing size
spectrum
Albedo catalog
User interface subsystem
Aerosol
characteristics
visualization
Albedo visualization
Aerosol calculator
14
Slide 15
Атлас атмосферные аэрозоли Сибири
15
Slide 16
Схема базы данных
Slide 17
17
Slide 18
Данные космической съёмки:
Система сбора, хранения и предварительной
обработки
спутниковых
данных
позволяет
обрабатывать данные полученные по достаточно
большой территории (Новосибирской, Томской,
Кемеровской областей, Алтайского и Красноярского
краев и др.).
Мы их использовали для извлечения
альбедо
однократного рассеяния подстилающей поверхности.
От этого зависит количество солнечной энергии
полученное Земной поверхностью, а значит и
температура воздуха в приземном слое.
18
Slide 19
GIS карта мониторинга
ОБНИНСК, 24 – 28 ОКТЯБРЯ 2005 Г.
АЭРОЗОЛИ И БЕЗОПАСНОСТЬ
19
Slide 20
Альбедо Web-сервис
20
Slide 21
Благодарим за внимание!
21