Информационно Вычислительный Портал “ Динамика экосистем ” Молородов Ю.И. , Федотов А.М.

1. Информационно Вычислительный Портал “Динамика экосистем” • Молородов Ю.И. ,Федотов А.М. • Институтвычислительных технологийСО РАН, Новосибирск • e-mail: yumo@ict.ncs.ru • Интеграционный грант СО РАН № 34 1

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

3. Для этого необходимо инициировать создание корпоративной (в рамках СО РАН) информационно-вычислительной 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

4. Структура исследований Мониторинг Анализ Лаб. исследов. Физика Прогр. средства Моделирование Получение данных 4

5. Источники данных Система полученияданных Пользователи Результатымоделирования БД Полевыеданные Web-сервер Web-доступ Преобразования и анализ информации Аэро-космосъёмка

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

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

8. Атлас атмосферные аэрозоли Сибири http://web.ict.nsc.ru/aerosol/ • 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

9. Карта мониторинга 9

10. Измеряемые характеристики аэрозоля: • Массовая концентрация. • Химический состав • Аэрозольное светорассеяние. • Концентрация ядер конденсации. (r<= 0.1 мкм.). • Спектр размеров частиц (0.1<=r<= 0.4мкм.). • Спектр размеров частиц (0.4 <=r<= 10.0мкм.). 10

11. Содержание таблиц: • Время, место и длительность отбора конкретного элемента: Ca, Cl, Cu, Fe, K, Ti, ионы, катионыи 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

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

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

14. Data collection subsystem Repository Aerosol observation database Albedo catalog Data processing subsystem User interface subsystem Manual data entry Albedo file downloading Statistical analysis Computing size spectrum Aerosol calculator Aerosol characteristics visualization Albedo visualization Данные космической съёмки: 14

15. Атлас атмосферные аэрозоли Сибири 15

16. Схема базы данных

17. 17

18. Данные космической съёмки: Система сбора, хранения и предварительной обработки спутниковых данных позволяет обрабатывать данные полученныепо достаточно большой территории (Новосибирской, Томской, Кемеровской областей, Алтайского и Красноярского краеви 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

19. GIS карта мониторинга ОБНИНСК, 24 – 28 ОКТЯБРЯ 2005 Г.АЭРОЗОЛИ И БЕЗОПАСНОСТЬ 19

20. АльбедоWeb-сервис  20

21. Благодарим за внимание! 21