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Tutoriel : Traiter les données du satellite Aqua au moyen d’outils fournis par la NASA

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Remarque

La NASA a déconseillé la prise en charge du logiciel DRL pour traiter l’imagerie satellite Aqua. Consultez : État actuel de DRL. Les étapes 2, 3 et 4 de ce tutoriel ne sont plus pertinentes et ne sont présentées qu’à des fins d’information.

Cet article est une procédure détaillée montrant comment utiliser Azure Orbital Ground Station (AOGS) pour capturer et traiter des images satellites. Il présente AOGS et ses concepts fondamentaux, et montre comment planifier des contacts. L’article décrit également un exemple dans lequel nous collectons et traitons les données satellites Aqua de la NASA dans une machine virtuelle Azure à l’aide d’outils fournis par la NASA.

Aqua est un vaisseau spatial en orbite polaire lancé par la NASA en 2002. Les données de tous les instruments de science à bord d’Aqua sont liées à la Terre à l’aide d’une diffusion directe sur la bande X en quasi-temps réel. Pour plus d’informations sur Aqua, consultez le site web Aqua Project Science.

À l’aide de l’AOGS, nous capturons la diffusion Aqua lorsque le satellite est en ligne de mire d’une station au sol en programmant un contact. Un contact est réservé à une station de sol pour communiquer avec un satellite. Pendant le contact, la station terrestre oriente son antenne vers Aqua et capture les données diffusion directes. Les données capturées sont envoyées à une machine virtuelle Azure en tant que flux de données et traitées à l’aide de l’outil Real-Time Software Telemetry Processing System(RT-STPS) fourni par Direct Readout Laboratory (DRL) qui génère un produit de niveau 0. Ce produit de niveau 0 est ensuite traité à l’aide de l’outil International Planetary Observation Processing Package (IPOPP) de DRL pour produire des produits de niveau supérieur.

Dans ce tutoriel, nous allons suivre ces étapes pour collecter et traiter les données Aqua :

Les étapes de configuration facultatives pour capturer les données de télémétrie des stations terriennes sont incluses dans le guide sur la réception de données de télémétrie en temps réel à partir des stations terriennes.

Étape 1 : Utiliser AOGS pour planifier un contact et collecter des données Aqua

Exécutez les étapes listées dans Tutoriel : Liaison descendante des données du satellite public Aqua de la NASA

Le tutoriel ci-dessus fournit une procédure pas à pas pour planifier un contact avec Aqua et collecter les données de diffusion directe sur une machine virtuelle Azure.

Notes

Dans la section Préparer une machine virtuelle pour recevoir les données AQUA avec une liaison descendante, utilisez les valeurs suivantes :

  • Nom : receiver-vm
  • Système d’exploitation : entrez le nom de votre distribution Linux approuvée préférée
  • Taille: Standard_D8s_v5 ou plus
  • Adresse IP : Vérifiez que la machine virtuelle dispose d’un accès Internet pour le téléchargement des outils en ayant une adresse IP publique standard

Conseil

L’adresse IP publique ici est uniquement destinée à la connectivité Internet et non aux données de contact. Pour plus d’informations, consultez Accès sortant par défaut dans Azure.

À la fin de cette étape, les données de diffusion directe brutes doivent être enregistrées en tant que fichiers .bin sous le dossier ~/aquadata sur receiver-vm.

Étape 2 : Installer les outils NASA DRL

Notes

En raison d’une contention de ressources potentielle, DRL recommande d’installer RT-STPS et IPOPP sur des machines distinctes. Toutefois, pour ce tutoriel, nous installons les deux outils sur receiver-vm, car nous ne les exécutons pas en même temps. Pour les charges de travail de production, suivez les recommandations de dimensionnement et d’isolation dans les guides utilisateur disponibles sur le site web de DRL.

Augmenter la taille du disque du système d’exploitation sur la machine virtuelle réceptrice

L’espace disque par défaut alloué au disque du système d’exploitation d’une machine virtuelle Azure n’est pas suffisant pour installer les outils NASA DRL. Suivez les étapes ci-dessous pour augmenter à 1 To la taille du disque du système d’exploitation sur receiver-vm.

  1. Ouvrez le portail.
  2. Accédez à votre machine virtuelle.
  3. Dans la page Vue d’ensemble, sélectionnez Arrêter.
  4. Dans la page Disques, sélectionnez le disque du système d’exploitation.
  5. Dans le volet Disque, accédez à la page Taille + performances.
  6. Sélectionnez SSD Premium (stockage localement redondant) dans la liste déroulante Référence SKU de disque.
  7. Sélectionnez le niveau de disque P30 (1 024 Go).
  8. Sélectionnez Enregistrer.
  9. Revenez au volet Machine virtuelle.
  10. Dans la page Vue d’ensemble, sélectionnez Démarrer.

Sur la machine virtuelle réceptrice, vérifiez que la partition racine dispose maintenant de 1 To disponible.

lsblk -o NAME,HCTL,SIZE,MOUNTPOINT

Vous devez voir environ 1 To alloué au point de montage / racine.

NAME    HCTL        SIZE MOUNTPOINT
sda     0:0:0:0       1T 
├─sda1              500M /boot
├─sda2             1023G /
├─sda14               4M 
└─sda15             495M /boot/efi

Installer le bureau et le serveur VNC

L’utilisation des outils NASA DRL nécessite la prise en charge de l’exécution d’applications GUI. Pour cela, installez les outils de bureau et vncserver sur receiver-vm :

sudo yum install tigervnc-server
sudo yum groups install "GNOME Desktop"

Démarrez le serveur VNC :

vncserver

Entrez un mot de passe quand vous y êtes invité.

Accéder à distance au Bureau de la machine virtuelle

Redirigez le port vncserver (5901) par SSH vers votre ordinateur local :

ssh -L 5901:localhost:5901 azureuser@receiver-vm

Notes

Utilisez l’adresse IP publique du nom DNS de machine virtuelle pour remplacer receiver-Vm dans cette commande.

  1. Sur votre ordinateur local, téléchargez et installez TightVNC Viewer.
  2. Démarrez TightVNC Viewer et connectez-vous à localhost:5901.
  3. Entrez le mot de passe vncserver que vous avez entré à l’étape précédente.
  4. Vous devez voir le Bureau GNOME qui s’exécute sur la machine virtuelle dans la fenêtre de la visionneuse VNC.

Télécharger les fichiers d’installation de RT-STPS et IPOPP

À partir du Bureau GNOME, accédez à Applications>Internet>Firefox pour démarrer un navigateur.

Connectez-vous au site web NASA DRL et téléchargez les fichiers d’installation RT-STPS et le script du téléchargeur IPOPP sous les téléchargements logiciels. Les fichiers téléchargés se trouvent dans ~/Téléchargements.

Notes

Utilisez la même machine pour télécharger et exécuter downloader_DRL-IPOPP_4.1.sh.

Installer RT-STPS

tar -xvzf ~/Downloads/RT-STPS_7.0.tar.gz --directory ~/
tar -xvzf ~/Downloads/RT-STPS_7.0_testdata.tar.gz --directory ~/
cd ~/rt-stps
./install.sh

Validez votre installation de RT-STPS en traitant les données de test fournies avec l’installation :

cd ~/rt-stps
./bin/batch.sh config/jpss1.xml ./testdata/input/rt-stps_jpss1_testdata.dat

Vérifiez que le dossier de données contient des fichiers de sortie :

ls -la ~/data/

Cette opération termine l’installation de RT-STPS.

Installer IPOPP

Exécutez le script du téléchargeur IPOPP pour télécharger les fichiers d’installation d’IPOPP.

cd ~/Downloads
./downloader_DRL-IPOPP_4.1.sh
tar -xvzf ~/Downloads/DRL-IPOPP_4.1.tar.gz --directory ~/
cd ~/IPOPP
./install_ipopp.sh

Configurer et démarrer les services IPOPP

Les services IPOPP sont configurés à l’aide de l’interface graphique utilisateur de son tableau de bord.

Accédez au Bureau de la machine virtuelle et démarrez un nouveau terminal sous Applications>Utilitaires>Terminal.

Démarrez le tableau de bord IPOPP à partir du terminal :

~/drl/tools/dashboard.sh

IPOPP démarre en mode monitoring de processus. Basculez en mode configuration à l’aide de l’option de menu.

Activez ce qui suit sous l’onglet EOS :

  • gbad
  • MODISL1DB l0l1aqua
  • MODISL1DB l1atob
  • IMAPP

Revenez au mode Monitoring de processus à l’aide de l’option de menu.

Démarrez les services IPOPP :

~/drl/tools/services.sh start
~/drl/tools/services.sh status

Cette opération termine l’installation et la configuration d’IPOPP.

Étape 3 : Créer un produit Level-0 à l’aide de RT-STPS

Exécutez rt-stps en mode batch pour traiter le fichier .bin collecté à l’étape 1

cd ~/rt-stps
./bin/batch.sh ./config/aqua.xml ~/aquadata/raw-2022-05-29T0957-0700.bin

Cette commande produit des fichiers de jeu de données de production de niveau 0 (.pds) sous le répertoire ~/rt-stps/data.

Étape 4 : Créer des produits de niveau supérieur à l’aide d’IPOPP

Ingérer des données pour le traitement

Copiez les fichiers PDS générés par RT-STPS à l’étape précédente dans le répertoire d’ingestion IPOPP à des fins de traitement ultérieur.

cp ~/rt-stps/data/* ~/drl/data/dsm/ingest/.

Exécutez l’ingestion IPOPP pour créer les produits configurés dans le tableau de bord. 

~/drl/tools/ingest_ipopp.sh

Vous pouvez suivre la progression dans le tableau de bord.

~/drl/tools/dashboard.sh

IPOPP génère des produits de sortie dans le répertoire suivant :

cd ~/drl/data/pub/gsfcdata/aqua/modis/

Étapes suivantes

Pour déployer facilement les composants en aval requis pour réceptionner et traiter des données d’observation spatiale de la Terre à l’aide de la Station terrienne Azure Orbital, consultez :

Pour montrer une implémentation de bout en bout qui implique l’extraction, le chargement, la transformation et l’analyse des données spatiales à l’aide de bibliothèques géospatiales et de modèles d’IA avec Azure Synapse Analytics, consultez :