МакИДАС
МакИДАС
Разработчик(и)Университет Висконсин-Мэдисон
Первоначальный выпускИюнь 1972 г.
Веб-сайтwww.ssec.wisc.edu/mcidas/

McIDAS , «Man computer Interactive Data Access System», — это инструмент прогнозирования погоды, разработанный в Университете Висконсин-Мэдисон в 1970-х годах и используемый по сей день. В своих ранних воплощениях он широко использовался для создания графики для телевизионных станций, но сегодня используется в основном NOAA и связанными с ним агентствами. Пользователи системы McIDAS разработали похожую версию для микрокомпьютеров и продали ее ColorGraphics Weather Systems , которая сгенерировала большую часть компьютерных изображений погоды, показанных по телевидению в США в 1980-х годах.

История

Спутниковая технология приложений (ATS)

В 1953 году Вернер Суоми измерил тепловой баланс кукурузного поля для своей докторской диссертации в Чикагском университете . [1] Оставшуюся часть своей профессиональной карьеры он работал в области дистанционных измерений с использованием радиометров , часто работая с Робертом Парентом. Они разработали радиометр дистанционного зондирования с намерением запустить его в космос и измерить тепловой баланс Земли. Их первая попытка была установлена ​​на Vanguard TV3 , но он взорвался при запуске. Похожий эксперимент был проведен на Explorer 7 в 1959 году. Этот эксперимент продемонстрировал влияние облачного покрова на тепловой баланс Земли. [1]

Для дальнейшего развития области спутниковой метеорологии гранты NASA и Национального научного фонда (NSF) привели к созданию Центра космической науки и техники (SSEC) в Университете Висконсин-Мэдисон . В SSEC Суоми и Парент разработали камеру Spin Scan Cloudcover Camera (SSCC) для точного измерения и картирования облачного покрова. SSCC снимала одну полосу Земли за раз, передавая информацию непосредственно на радио для трансляции на землю. Закрепленная на корпусе вращающегося спутника, SSCC создавала двухмерное изображение по мере вращения спутника на своей орбите.

SSCC был запущен на ATS-1 6 декабря 1966 года. 5 ноября 1967 года ATS-3 запустил многоцветную вращающуюся сканирующую облачную камеру, которая обеспечила первую цветную метеорологическую съемку. [1] Данные с этих приборов были получены на распечатках в реальном времени и требовали ручной работы для вырезания и вставки последовательных полос в одно изображение, а затем в несколько покадровых изображений. Хотя при изучении этих данных был достигнут ряд успехов, работа была утомительной и отнимала много времени.

ВИНДКО

Чтобы ускорить процесс изучения данных, Suomi начал внутренний конкурс на разработку автоматизированного решения. Были созданы две команды, одна из которых разрабатывала аналоговое решение, а другая использовала программное обеспечение. Программное решение, разработанное Смитом и Филлипсом, смогло продемонстрировать способность вычислять скорость и направление ветра исключительно на основе изображений облаков. Основываясь на этом успехе, Suomi смог получить дополнительное финансирование от NASA и NSF для разработки прототипа полностью компьютеризированной системы обработки изображений. [2]

Система, известная как WINDCO, состояла из видеодиска для хранения изображений и миникомпьютера Raytheon 440 , управлявшего им. Компьютер использовался для записи изображений со спутников, буферизации одного кадра из полос и последующего сохранения его вместе с информацией о времени. Пользователь взаимодействовал с полученным видео, чтобы выбрать точки на кадрах, которые представляли одну и ту же точку, перемещавшуюся с течением времени, а вывод их выбора перфорировался на бумажной ленте . Затем бумажная лента считывалась 440 и копировалась на перфокарты, содержащие инструкции для мэйнфрейма UNIVAC 1108 , который преобразовывал их в векторную карту, наложенную поверх карты Земли. [2]

На демонстрации NOAA, NASA и NSF 12 апреля 1972 года система продемонстрировала способность генерировать 1000 векторов ветра в час. Присутствующие были впечатлены, но отметили, что система не могла сопоставлять данные со спутников, которые исходили в очень специфическом формате, с данными, собираемыми с других датчиков, таких как автоматизированные метеостанции. Они призвали команду SSEC продолжить разработку, сделать систему еще более автоматизированной и включить возможность объединения данных из любого источника. [2]

МакИДАС

Самой большой проблемой при разработке полностью автоматизированного решения было найти машину в рамках своего бюджета с требуемыми скоростью и возможностями хранения. В конечном итоге команда остановилась на компьютере Datacraft/5, оснащенном 96 КБ основной памяти и двумя жесткими дисками по 5 МБ , один фиксированный, один съемный. Новое программное обеспечение, McIDAS, было гораздо более автоматизированным, причем основная роль пользователя на этапе сбора данных сводилась к проверке качества векторов, автоматически генерируемых программным обеспечением. Была добавлена ​​система улучшения изображения, чтобы помочь увидеть облака в областях с низким освещением. [3]

McIDAS принимала данные из ряда источников. Изображения облаков буферизовались на ленте и затем подавались по мере необходимости, данные с синхронного метеорологического спутника могли подаваться напрямую со спутника со скоростью 1,7 МБ в секунду, данные FAA со скоростью 75 бит/с или радара Национальной метеорологической службы со скоростью 1200 бит/с. Все эти данные могли быть наложены на нарисованные от руки векторные карты. Позднее система была расширена для поддержки данных со спутника Earth Resources Technology и планетарных зондов Mariner. [4] Интерпретатор командной строки позволял пользователю вызывать данные с помощью коротких команд, YK T 500 1200 USAгенерировал отображение данных температуры объемом 500 МБ из измерений 1200 UTC над США.

Первая система McIDAS была завершена в июне 1972 года, но настройка продолжалась в течение нескольких месяцев. В октябре 1973 года был установлен канал в реальном времени от McIDAS к местной государственной службе общественного телевидения WHA-TV. Обновления и новые каналы данных продолжали добавляться; к 1976 году были добавлены карты местных метеорологических радаров, каналы для спутников GOES нового поколения и другие. Спрос на систему был настолько высок, что систему пришлось модернизировать несколько раз для дополнительной производительности и хранения, с 24-часовым расписанием для рабочих станций. Позже система была установлена ​​в исследовательской лаборатории ВВС США в Кембридже . [4]

Постоянный спрос привел к созданию версии McIDAS второго поколения на основе шести компьютеров Harris/6, соединенных вместе с помощью специальной сетевой системы, которую они назвали «burn lines». Две из машин действовали как серверы баз данных с дисками на 300 МБ, в то время как остальные четыре поддерживали до 18 рабочих станций каждая с дисками на 80 МБ. Удаленные терминалы внутри университета были установлены на линиях более 9600 бит/с, а позже еще один был установлен в центре Национальной службы спутниковой связи в Канзас-Сити , где обрабатывались данные серии Landsat . После того, как торнадо в Уичито-Фолс, штат Техас, убило несколько человек в 1979 году, Конгресс постановил, что новый McIDAS должен быть установлен в Национальном центре прогнозирования сильных штормов (теперь известном как Центр прогнозирования штормов ), что было завершено в январе 1981 года. [5]

Западногерманское космическое агентство приступило к задаче преобразования McIDAS в мэйнфрейм Amdahl в 1976 году, и похожая система была позже установлена ​​в Центре космических полетов имени Годдарда в NASA . Более новые версии были написаны для IBM System/370 и IBM 4331. С улучшенной производительностью, которую предлагали эти машины, распределенная архитектура второго поколения McIDAS больше не была нужна, и системы вернулись к односерверной установке. В 1984 году началась разработка автономной версии для IBM PC с использованием графики EGA или VGA, сначала на DOS , а затем на OS/2 . Эти версии распространили McIDAS за пределы университета и лаборатории, и вскоре пользователи появились на телевизионных станциях и в агентствах прогнозов погоды по всему миру. [6]

Система четвертого поколения, текущая версия, была построена на Unix . Это началось в 1989 году как среда McIDAS для Vis5D . [7] [8] В 1993 году McIDAS стал основой для разработки поддерживаемой версии с использованием X , которая была выпущена в 1996 году как McIDAS-X. Благодаря стандартизированной сети версия Unix позволяла подключать недорогие терминалы к рабочим станциям Unix, а также были разработаны клиентские версии для OS/2 и Windows NT . [9] По состоянию на декабрь 2009 года McIDAS-X тестировался и поддерживался SSEC на рабочих станциях AIX, Enterprise Linux, HP-UX, IRIX, Mac OS X, Solaris и Windows XP. [10]

Пятое поколение McIDAS активно разрабатывается. Этот новый пакет, названный McIDAS-V, является бесплатным инструментом визуализации и анализа данных с открытым исходным кодом, который отображает данные метеорологических спутников (включая гиперспектральные ) и другие геофизические данные в 2- и 3-мерном формате. McIDAS-V также может анализировать и обрабатывать данные с помощью своих мощных математических функций. McIDAS-V построен на библиотеках VisAD SSEC и Integrated Data Viewer Unidata и содержит программное обеспечение «Bridge», которое позволяет пользователям McIDAS-X выполнять свои команды и задачи в среде McIDAS-V. Функциональность программного пакета HYDRA SSEC также интегрируется в McIDAS-V для просмотра и анализа гиперспектральных спутниковых данных. [11]

Ссылки

Примечания

  1. ^ abc 40 лет
  2. ^ abc Лаззара, 272-273
  3. ^ Лаззара, 273
  4. ^ ab Lazzara, 274
  5. ^ Лаззара, 277
  6. ^ Лаззара, 281-282
  7. ^ Хиббард
  8. ^ Сантек
  9. ^ Лаззара, 283
  10. ^ Поддерживаемые конфигурации системы McIDAS-X, веб-сайт McIDAS, 30 ноября 2009 г.
  11. ↑ О McIDAS, веб-сайт McIDAS, 10 февраля 2009 г.

Библиография

  • W. Hibbard, D. Santek, MF. Voidrot-Martinez, D. Kamins и J. Vroom, UNIX и X Windows: правильный выбор для интерактивных систем. Препринты, Конф. Интерактивные системы обработки информации для метеорологии, океанографии и гидрологии. Анахайм, Amer. Meteor. Soc., 1990, стр. 162–163.
  • D. Santek, W. Hibbard, MF. Voidrot-Martinez, D. Kamins и J. Vroom, Реализация McIDAS для UNIX и X Windows. Препринты, Конф. Интерактивные системы обработки информации для метеорологии, океанографии и гидрологии. Анахайм, Amer. Meteor. Soc., 1990, стр. 164–166.
  • Мэтью Лаззара и др., «Система интерактивного доступа к данным «человек-компьютер»: 25 лет интерактивной обработки», Бюллетень Американского метеорологического общества , том 80, номер 2, февраль 1999 г., стр. 271–284
  • Вебмастер SSEC, «40 лет исследований и наблюдений на геостационарных спутниках в Центре космической науки и техники», 13 ноября 2006 г.
  • Томас Ахтор и др., «McIDAS-V: мощный инструмент анализа и визуализации данных для много- и гиперспектральных спутниковых данных об окружающей среде», Proc. SPIE 7085, 708509 (2008), doi : 10.1117/12.795223
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=McIDAS&oldid=1194353492"