Оценка эффективности информационных систем обработки данных дистанционного зондирования Земли

Современные тенденции развития космических систем (КС) дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) выдвигают самые высокие требования к доступности и оперативности предоставления космической информации потребителям. Для этого разработчиками предлагаются различные информационные системы и программные платформы обработки данных и формирования информационных продуктов ДЗЗ. При этом, несмотря на самое широкое разнообразие прикладных тематических задач дистанционного мониторинга, исследователями определен типовой компонентный состав для создания специализированных информационных систем ДЗЗ. Вместе с тем, выбор конкретной архитектуры информационной системы обработки данных ДЗЗ обуславливается реализуемыми технологическими процессами, а также особенностями используемой информационно-вычислительной инфраструктуры. Учитывая, что до настоящего времени исследователями не разработаны критерии эффективности информационных систем потокового формирования информационных продуктов ДЗЗ, то оценка предлагаемых разработчиками архитектур информационных систем (и их реализаций) допустима преимущественно на качественном уровне. В рамках настоящей работы предлагается подход для количественной оценки эффективности информационных систем обработки данных ДЗЗ, представляющих собой совокупность последовательных технологических процессов, реализованных на базе типовых компонентов. С использованием предлагаемого подхода проанализирована архитектура геоинформационного сервиса, представляющего собой программную платформу потокового формирования высокоуровневых информационных продуктов ДЗЗ. Показаны пути повышения эффективности данной программной платформы, а также определены возможности перераспределения вычислительных ресурсов, при той же эффективности.

1. Moderate resolution imaging spectroradiometer MODIS. Available at: https://modis.gsfc.nasa.gov/, accessed 12.06.2026.

2. Sentinel Hub by Planet Labs. Available at: https://www.sentinel-hub.com/, accessed 12.06.2026.

3. A registry of publicly available datasets on AWS. Available at: https://github.com/awslabs/open-data-registry, accessed 12.06.2026.

4. Planet Labs. Planet Insights Platform. Available at: https://www.planet.com/products/planet-insights-platform/, accessed 12.06.2026.

5. Planet Labs. Planet Documentation. Delivery Schema. Available at: https://docs.planet.com/develop/apis/subscriptions/delivery/, accessed 12.06.2026.

6. Лупян E.А., Бурцев М.А., Прошин А.А., Кобец Д.А. Развитие подходов к построению информационных систем дистанционного мониторинга. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 2018, т. 15, № 3, с. 53-66. DOI: 10.21046/2070-7401-2018-15-3-53-66.

7. Роскосмос. Банк базовых продуктов межведомственного использования. Доступно по ссылке: https://bbp.ntsomz.ru/, обращение 12.06.2026.

8. Цифровая Земля. Сервисы. Доступно по ссылке: https://dgearth.ru/services/, обращение 12.06.2026.

9. ВЕГА-PRO. Спутниковый сервис анализа вегетации. Доступно по ссылке: http://pro-vega.ru/, обращение 12.06.2026.

10. Лупян Е.А., Балашов И.В., Бурцев М.А., Кашницкий А.В., Кобец Д.А., Мазуров А.А., Матвеев А.М., Пырков В.Н., Радченко М.В., Толпин В.А., Уваров И.А. Методы и технологии построения информационных систем дистанционного мониторинга (Опыт развития и использования). Материалы 20-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва: ИКИ РАН, 2022, с. 7. DOI 10.21046/20DZZconf-2022a.

11. ИКИ. Сверхбольшие архивы спутниковых данных и возможности их распределенного анализа. ЦКП “ИКИ-Мониторинг”. Доступно по ссылке: http://ckp.geosmis.ru/, обращение 12.06.2026.

12. Лупян Е.А., Прошин А.А., Бурцев М.А., Кашницкий А.В., Балашов И.В., Барталев С.А., Константинова А.М., Кобец Д.А., Мазуров А.А., Марченков В.В., Матвеев А.М., Радченко М.В., Сычугов И.Г., Толпин В.А., Уваров И.А. Опыт эксплуатации и развития центра коллективного пользования системами архивации, обработки и анализа спутниковых данных (ЦКП «ИКИ-Мониторинг»). Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 2019, т. 16, № 3, с. 151-170. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-3-151-170.

13. EOSDIS Handbook. National Aeronautics and Space Administration, 2017, March, p. 51. Available at: https://cdn.earthdata.nasa.gov/conduit/upload/6321/EOSDIS_Handbook_1.3.pdf. Accessed 12.06.2026.

14. Plato E. A. Highlighting Recent Uses of the NASA Worldview Mapping Application / Goddard Space Flight Center. — 2020. — Report No. GSFC-E-DAA-TN76137-1. — NASA Technical Reports Server (NTRS). Available at: https://ntrs.nasa.gov/citations/20200000554, accessed 12.06.2026.

15. Марков А.Н., Васильев А.И., Ольшевский Н.А., Коршунов А.П., Михаленков Р.А., Салимонов Б.Б., Стремов А.С. Архитектура геоинформационного сервиса «Банк базовых продуктов». Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, М., 2016, т. 13, № 5, с. 39-51. DOI: 10.21046/2070-7401-2016-13-5-39-51.

16. Марков А.Н., Васильев А.И., Ольшевский Н.А., Крылов А.В., Салимонов Б.Б., Синяев П.А., Михаленков Р.А., Волкова Е.В. Технологии ведения банка базовых продуктов ДЗЗ для задач цифровой экономики РФ. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 2020, т. 17, № 5, с. 79-90. DOI: 10.21046/2070-7401-2020-17-5-79-90.

17. Шокин Ю.И., Антонов В.Н., Добрецов Н.Н., Кихтенко В.А., Лагутин А.А., Смирнов В.В., Чубаров Д.Л., Чубаров Л.Б. Распределенная система приема и обработки спутниковых данных Сибири и Дальнего Востока. Текущее состояние и перспективы развития. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012, т. 9, № 5, с. 45-54. Доступно по ссылке: http://d33.infospace.ru/d33_conf/sb2012t5/45-54.pdf, обращение 12.06.2026.

18. Недолужко И.В., Бабяк П.В., Тарасов Г.В., Ерёменко В.С. Инфраструктура приёма, распределённой обработки и поставки спутниковых данных Центре коллективного пользования Регионального спутникового мониторинга ДВО РАН. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012, т. 9, № 3, с. 324-331. Доступно по ссылке: http://d33.infospace.ru/d33_conf/sb2012t3/324-331.pdf, обращение 12.06.2026.

19. Xu C., Du X., Fan X., Giuliani G., Hu Z., Wang W., Liu J., Wang T., Yan Z., Zhu J., Jiang T., Guo H. Cloud-based storage and computing for remote sensing big data: a technical review. International Journal of Digital Earth, 2022, vol. 15, no. 1, pp. 1417-1445. DOI: 10.1080/17538947.2022.2115567.

20. Cloud Optimized GeoTIFF. Available at: https://cogeo.org/. Accessed 12.06.2026.

21. Luttgau J., Kuhn M., Duwe K., Alforov Y., Betke E., Kunkel J., Ludwig T. Survey of storage systems for high-performance computing. Supercomputing Frontiers and Innovations, 2018, vol. 5, no. 1. DOI: 10.14529/jsfi180103.

22. Скрипкин К.Г. Экономическая эффективность информационных систем. М.: ДМК-Пресс, 2002, 256 c.

23. Черепанов А.С. Вегетационные индексы. Геоматика, 2011, № 2, с. 98-102. Доступно по ссылке: https://sovzond.ru/upload/iblock/f46/2011_02_017.pdf, обращение 12.06.2026.

24. Index DataBase. A database for remote sensing indices. List of available Indices. Available at: https://www.indexdatabase.de/db/i.php, accessed 12.06.2026.

25. Полянский И. В. Комплекс многозональной спутниковой съёмки на КА «Метеор-М»: особенности съёмочной аппаратуры, получения и предварительной̆ обработки данных. Институт космических исследований РАН, 2015. Доступно по ссылке: http://smiswww.iki.rssi.ru/school/files/presentation/2015/school/polyanskyi.pdf. Обращение 12.06.2026.

26. Полянский И.В., Жуков Б.С., Кондратьева Т.В., Прохорова С.А., Сметанин П.С. Комплекс многозональной спутниковой съемки среднего разрешения для гидрометеорологических космических аппаратов. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 2019, т. 16, № 6, с. 83-92. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-6-83-92.

27. Бекренёв О.В., Жуков Б.С., Гришанцева Л.А., Полянский И.В. Особенности автоматической потоковой обработки данных КМСС космического комплекса «Метеор-3М». Геоматика, 2015, № 2, с. 32-36. Доступно по ссылке: https://sovzond.ru/upload/iblock/598/5_32-36.pdf, обращение 12.06.2026.

28. Васильев А.И. Разработка методов автоматического контроля точности геореференцирования данных КМСС КА «Метеор-М» № 2. Ракетно-космическое приборостроение и информационные системы, 2023, т. 10, вып. 1, с. 31-41. DOI: 10.30894/issn2409-0239.2022.10.1.31.41.

29. Марков А.Н., Васильев А.И., Степанова Д.В., Евлашкин М.А., Крылов А.В., Салимонов Б.Б. Технологические и программные модели формирования базовых продуктов ДЗЗ. Ракетно-космическое приборостроение и информационные системы, 2018, т. 5, вып. 3, c. 29-38. DOI: 10.30894/issn2409-0239.2018.5.3.29.38.

30. Васильев А.И., Крылов А.В., Пестряков А.А., Скачков А.М. Алгоритмы потоковой обработки данных КМСС КА Метеор-М в обеспечение автоматического формирования сплошного покрытия территории РФ. Материалы 19-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва: ИКИ РАН, 2021, с. 13. DOI 10.21046/19DZZconf-2021a.

31. Васильев А.И., Ольшевский Н.А., Синяев П.А., Пестряков А.А. Особенности технологий онлайн предоставления мозаичных сплошных покрытий российских КА ДЗЗ. Информация и Космос, 2024, № 2, с. 132-140. Доступно по ссылке: https://www.infokosmo.ru/file/article/17260.pdf, обращение 12.06.2026.