VISUALIZADOR DE INFORMACIÓN SATELITAL PARA TENDENCIAS AMBIENTALES Y CLIMA (VISTA-C)

Transcripción

1 VISUALIZADOR DE INFORMACIÓN SATELITAL PARA TENDENCIAS AMBIENTALES Y CLIMA (VISTA-C) Stéphane Robert André Couturier Gabriela Gómez Rodríguez Marco Antonio López Vega Victor Orlando Magaña Rueda

2 Objetivo General Generación de una plataforma geo-informática en línea con información confiable en materia de clima y contaminación atmosférica.

3 Objetivos particulares 1) Generación de Variables Climáticas y de Contaminación Atmosférica, derivadas de la adquisición de imágenes NOAA, 2) Desarrollo de modelos, climáticos y de contaminación atmosférica, en la zona del Valle de México, 3) Generación de cartografía de índices climáticos relevantes para los sectores agrícola y pesquero, 4) Generación de un prototipo de geoportal, replicable en el INEGI, que contempla un visualizador dinámico tanto de imágenes como de estadísticas.

4 Síntesis metodológica(etapa 1) Selección de las variables climáticas y de contaminación atmosférica acordes al Inventario de Variables Climáticas Esenciales del Global Climate Observing System (GCOS) obtenidas por la estación receptora de imágenes del Instituto de Geografía UNAM, Integración de una base de datos a nivel nacional, a partir de variables derivadas de: imágenes satelitales, mediciones puntuales terrestres y atmosféricas.

5 Síntesis metodológica (etapa 2) Desarrollo de un prototipo de geoportal diseñado con estándares del OGC para una infra-estructura de Datos Espaciales de Clima y Contaminación Atmosférica. Desarrollo de modelos de evolución de variables climáticas y contaminación atmosférica a partir de: Series de tiempo de los productos de los sensores AVHRR, ATOVS, SBUV, GVAR de las constelaciones NOAA y GOES. La calibración y validación de los modelos en la región piloto Valle de México, utilizando el método de correcciones sucesivas con las series de mediciones puntuales terrestres y atmosféricas.

6 Síntesis metodológica(etapa 2) Elaboración de un visualizador de las series de tiempo de variables climáticas y de contaminación ambiental con servicios WMS y WFS, así como estadísticas de tendencias climáticas y de contaminación atmosférica.

7 Productos Esperados 1. Diseño conceptual del sistema de información 2. Base de datos. 3. Metadatos de la base. 4. Manual de metodologías y tecnologías 5. Plataforma geo-espacial interactiva en línea. 6. Publicaciones.

8 Tipos de imágenes de la Estación receptora de imágenes Advanced very high resolution radiometer (AVHRR). A bordo de los satélites de la serie NOAA. Sea-viewing Wide Field of view Sensor (SeaWiFS), es un espectroradiómetro montado en el satélite SeaStar Geostationary operational environmental satellites (GOES). A bordo del satélite GOES- 13 (o GOES-este).

9 AVHRR Sensor Resolución espectral Resolución espacial Resolución radiométrica AVHRR/2 (NOAA-14) AVHRR/3 (NOAA15,16,17&18) Sensor AVHRR/2 (NOAA-14) AVHRR/3 (NOAA15,16,17&18) 5 bandas 1100 m 10 bits 6 bandas 1100 m 10 bits Resolución espectral - Bandas Canal 1 - Visible Canal 2 - Infrarrojo cercano Canal 3 - Infrarrojo medio Canal 4 - Infrarrojo lejano Canal 5 - Infrarrojo lejano Canal 1 - Visible Canal 2 - Rojo visible e infrarrojo cercano Canal 3a - Infrarrojo cercano Canal 3b - Infrarrojo medio Canal 4 - Infrarrojo lejano o térmico Canal 5 - Infrarrojo lejano o térmico

10 COBERTURA DE LA ANTENA ( AVHRR )

11 Lista de variables NOAA Satélite Sensor Producto AVHRR 2/3 TOVS ( Misiones NOAA 12 a 14) ATOVS ( Misiones NOAA 15 a 19) Canal 1 Canal 2 Canal 3 Canal 4 Canal 5 Temperatura Superficial del Mar Índice de Vegetación de Diferencia Normalizado Temperatura del Suelo Tope de las nubes Máscara de Nubes Visibilidad Vapor de Agua Presión Superficial Precipitación Velocidad del Viento Albedo Temperatura superficial Nubosidad Temperatura Atmosférica Punto de Rocío Ozono Vapor de Agua Irradiancia Solar

12 Imagen diurna, canal 1 AVHRR

13 Imagen nocturna, canal 4 AVHRR

14 Humedad relativa (ATOVS) 42 niveles Porcentaje km de resolución espacial 920 mb

15 2014 C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C E=en proceso C=Completo N=no se puede completar ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO SEPTIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBRE IGG NOAA IGG NOAA IGG NOAA IGG NOAA IGG NOAA IGG NOAA IGG NOAA IGG NOAA IGG NOAA IGG NOAA IGG NOAA IGG NOAA C C C C C C C C C C C C C C 1998 N N N N N N C C C C C C C C C 1999 C C C C C C C C N N C C C 2000 N N C C N N C C C N N C C C C C C C C C C C C C C C C C 2003 C C C C C C C C C C C C 2004 E C C C C C C C C C C C C 2005 E C E E E E E E E E E E E 2006 E C C C C C C C C C C C C 2007 E C C C C C C C C C C C C 2008 C C C C C C C C C C C C 2009 C C C C 2010 E C E C E C E C E C E C E C E C E C E C E C E C 2011 C C C C C C C C C C C C 2012 C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C 2013 C C C C C C C C C C C C N C C C C C C C C C C C

16 Base de Datos Espacial para el proyecto : Visualizador de Información Satelital para Tendencias Ambientales y Clima (VISTA-C)

17 El proceso para la construcción de la base de datos se apoya en el estándar IEEE Se establecen los siguientes pasos: 1. Inicio Seguimiento y Control 2. Planeación Planeación de Procesos 3. Ejecución 4. Monitoreo y control 5. Cierre Inicio Grupos de procesos Cierre Ejecución Procesos

18 Actualmente estamos en la etapa 2 que comprende el análisis de hardware, software y datos que integrarán la base de datos, así como la estructura de la base de datos. La arquitectura que actualmente está en implementación es la siguiente: Sistema Operativo: Linux (Versión CentOS) Sistema de Archivos: HDFS (HADOOP) Gestor de Base de Datos: Mongo Lenguaje de consultas: CSQL Mongo DB File System Hadoop Operating System CentOS

19 Arquitectura del Sistema Estaciones de trabajo Servidor Terascan Sistema de Almacenamiento Masivo (Terabytes) Usuarios Internet Geoserver Servidor de Base de datos MongoDB Sistema de Información

20 Introducción El problema para el almacenamiento y gestión de datos espaciales no es nuevo, más aún en la integración de datos vectoriales y raster. Para la elaboración de la Base de Datos Espacial, se han evaluado diferentes alternativas con Open Source como son PostgreSQL, MySQL, Cassandra y MongoDB. Es necesaria la integración de un sistema de almacenamiento masivo (Terabytes), debido a nuestros requerimientos. Este trabajo se basa en la aplicación e integración de normas internacionales relativas a la información espacial y para la gestión de proyectos de bases de datos, tales como ISO-TC 211 y la IEEE

21 Necesidades de almacenamiento Un nuevo sistema, capaz apoyar la recuperación rápida, el procesamiento en línea y el análisis de las imágenes. AVHRR 1996 a 2010 Cálculos desde 1996 hasta 2010 AVHRR Mbytes Tamaño en Megabyte por día 900 Tamaño en Megabyte por mes Tamaño en Megabyte por año Tamaño en Gigabyte Tamaño en Gigabyte por 14 años ( ) Terabyte AVHRR 2011 a 2014 Cálculos de 2011 hasta 2014 AVHRR Mbytes Tamaño en Megabyte por día 300 Tamaño en Megabyte por mes 9000 Tamaño en Megabyte por año Tamaño en Gigabyte por año Tamaño en Gigabyte por 3 años Terabyte

22 GOES 1996 a 2010 Datos recibidos desde 1996 hasta 2010 Mbytes Tamaño en Megabyte por hora de recepción 80 Tamaño en Megabyte por día de recepción 1920 Tamaño en Megabyte por mes Tamaño en Megabyte por año Tamaño en Gigabyte por año 675 Tamaño en Gigabyte por 15 años ( ) Terabytes GOES 2010 a 2011 Datos recibidos desde 2010 hasta 2011 Mbytes Tamaño en Megabyte por día 1920 Tamaño en Megabyte por mes Tamaño en Megabyte por año Tamaño en Gigabyte por año 675 Tamaño en Gigabyte por 1 año Terabyte

23 Necesidades finales El requerimiento necesario para almacenar los 14 años de imágenes es de 10 TB. Para gestionar la información dentro de la Base de Datos, se estima que se necesitará 10 TB adicionales. Por lo tanto el sistema de almacenamiento masivo que servirá como repositorio de la base de datos debe tener una capacidad mínima de 25 TB.

24 Esquema de la Base de Datos Espacial Durante las últimas semanas se están determinando los tipos de datos que se implementarán en la construcción del diccionario de datos y que están determinados por las variables climáticas. Para la creación del esquema de la Base de Datos se utilizará una aplicación gráfica denominada Robomongo.

25 Aplicación para la construcción de la BD Robomongo