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Esercitazione: Elaborare i dati satellite Aqua usando gli strumenti forniti dalla NASA

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Nota

La NASA ha deprecato il supporto del software DRL usato per elaborare immagini satellitari Aqua. Vedere: Stato corrente DRL. I passaggi 2, 3 e 4 di questa esercitazione non sono più rilevanti ma presentati solo a scopo informativo.

Questo articolo illustra come usare azure Orbital Ground Station (AOGS) per acquisire ed elaborare immagini satellitari. Introduce AOGS e i relativi concetti di base e illustra come pianificare i contatti. L'articolo illustra anche un esempio in cui vengono raccolti ed elaborati i dati satellite Aqua NASA in una macchina virtuale (VM) di Azure usando gli strumenti forniti dalla NASA.

Aqua è un veicolo spaziale polare lanciato dalla NASA nel 2002. I dati di tutti gli strumenti scientifici a bordo di Aqua sono collegate alla Terra usando la trasmissione diretta sulla banda X quasi in tempo reale. Altre informazioni su Aqua sono disponibili nel sito Web Aqua Project Science .

Usando AOGS, acquisisciamo la trasmissione Aqua quando il satellite è in linea di vista di una stazione di terra pianificando un contatto. Un contatto è il tempo riservato a una stazione di terra per comunicare con un satellite. Durante il contatto, la stazione di terra orienta l'antenna verso Aqua e acquisisce i dati di trasmissione diretta. I dati acquisiti vengono inviati a una macchina virtuale di Azure come flusso di dati ed elaborati usando lo strumento Real-Time Software Telemetry Processing System (RT-STPS) fornito dal Laboratorio di lettura diretta (DRL) che genera un prodotto di livello 0. Questo prodotto Di livello 0 viene elaborato ulteriormente usando lo strumento International Planetary Observation Processing Package (IPOPP) di DRL per produrre prodotti di livello superiore.

In questa esercitazione si seguiranno questi passaggi per raccogliere ed elaborare i dati Aqua:

I passaggi di configurazione facoltativi per l'acquisizione dei dati di telemetria della stazione di terra sono inclusi nella guida sulla ricezione di dati di telemetria in tempo reale dalle stazioni di terra.

Passaggio 1: Usare AOGS per pianificare un contatto e raccogliere dati Aqua

Eseguire i passaggi elencati in Esercitazione: Downlink dei dati dal satellite pubblico Aqua della NASA

L'esercitazione precedente fornisce una procedura dettagliata per pianificare un contatto con Aqua e raccogliere i dati di trasmissione diretta in una macchina virtuale di Azure.

Nota

Nella sezione Preparare una macchina virtuale (VM) per ricevere i dati AQUA inattivi, usare i valori seguenti:

  • Nome: receiver-vm
  • Sistema operativo: immettere il nome della distribuzione Linux approvata preferita
  • Dimensioni: Standard_D8s_v5 o superiore
  • Indirizzo IP: assicurarsi che la macchina virtuale disponga dell'accesso a Internet per scaricare gli strumenti con un indirizzo IP pubblico standard

Suggerimento

L'indirizzo IP pubblico è disponibile solo per la connettività Internet non per i dati di contatto. Per altre informazioni, vedere Accesso in uscita predefinito in Azure.

Al termine di questo passaggio, i dati di trasmissione diretta non elaborati devono essere salvati come .bin file nella ~/aquadata cartella in receiver-vm.

Passaggio 2: Installare gli strumenti DRL della NASA

Nota

A causa di potenziali conflitti di risorse, DRL consiglia di installare RT-STPS e IPOPP in computer separati. Per questa esercitazione, tuttavia, entrambi gli strumenti vengono installati in receiver-vm perché non vengono eseguiti contemporaneamente. Per i carichi di lavoro di produzione, seguire le raccomandazioni relative al ridimensionamento e all'isolamento nelle guide utente disponibili nel sito Web DRL.

Aumentare le dimensioni del disco del sistema operativo nella macchina virtuale receiver

Lo spazio su disco predefinito allocato al disco del sistema operativo di una macchina virtuale di Azure non è sufficiente per installare gli strumenti DRL della NASA. Seguire la procedura seguente per aumentare le dimensioni del disco del sistema operativo su receiver-vm 1 TB.

  1. Aprire il portale.
  2. Passare alla macchina virtuale.
  3. Nella pagina Panoramica selezionare Arresta.
  4. Nella pagina Dischi selezionare il disco del sistema operativo.
  5. Nel riquadro Disco passare alla pagina Dimensioni e prestazioni.
  6. Selezionare SSD Premium (archiviazione con ridondanza locale) nell'elenco a discesa SKU del disco.
  7. Selezionare il livello disco P30 (1024 GB).
  8. Seleziona Salva.
  9. Tornare al riquadro Macchina virtuale.
  10. Nella pagina Panoramica selezionare Avvia

Nella macchina virtuale receiver verificare che la partizione radice abbia ora 1 TB disponibile

lsblk -o NAME,HCTL,SIZE,MOUNTPOINT

Verrà visualizzato ~1 TB allocato al punto di montaggio radice / .

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

Installare desktop e server VNC

L'uso degli strumenti DRL della NASA richiede il supporto per l'esecuzione di applicazioni GUI. Per abilitare questa operazione, installare gli strumenti desktop e vncserver in receiver-vm:

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

Avviare il server VNC:

vncserver

Immettere una password quando richiesto.

Accedere in remoto al desktop della macchina virtuale

Trasferire la porta vncserver (5901) tramite SSH al computer locale:

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

Nota

Usare uno degli indirizzi IP pubblici del nome DNS della macchina virtuale per sostituire receiver-Vm in questo comando.

  1. Nel computer locale scaricare e installare TightVNC Viewer.
  2. Avviare il visualizzatore TightVNC e connettersi a localhost:5901.
  3. Immettere la password vncserver immessa nel passaggio precedente.
  4. Nella finestra del visualizzatore VNC dovrebbe essere visualizzato il desktop GNOME in esecuzione nella macchina virtuale.

Scaricare i file di installazione RT-STPS e IPOPP

Dal desktop GNOME passare ad Applicazioni>Internet>Firefox per avviare un browser.

Accedere al sito Web della NASA DRL e scaricare i file di installazione RT-STPS e lo script del downloader IPOPP nei download software. I file scaricati verranno inseriti in ~/Downloads.

Nota

Usare lo stesso computer per scaricare ed eseguire downloader_DRL-IPOPP_4.1.sh.

Installare 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

Convalidare l'installazione di RT-STPS elaborando i dati di test forniti con l'installazione:

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

Verificare che i file di output esistano nella cartella dati:

ls -la ~/data/

In questo modo viene completata l'installazione RT-STPS.

Installare IPOPP

Eseguire lo script del downloader IPOPP per scaricare i file di installazione IPOPP.

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

Configurare e avviare i servizi IPOPP

I servizi IPOPP vengono configurati usando la GUI del dashboard.

Passare al desktop della macchina virtuale e avviare un nuovo terminale in Terminale applicazioni>>

Avviare il dashboard IPOPP dal terminale:

~/drl/tools/dashboard.sh

IPOPP viene avviato in modalità di monitoraggio del processo. Passare alla modalità di configurazione usando l'opzione di menu .

Abilitare quanto segue nella scheda EOS :

  • gbad
  • MODISL1DB l0l1aqua
  • MODISL1DB l1atob
  • IMAPP

Tornare alla modalità Monitoraggio processi usando l'opzione di menu .

Avviare i servizi IPOPP:

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

Questa operazione completa l'installazione e la configurazione IPOPP.

Passaggio 3: Creare un prodotto di livello 0 con RT-STPS

Eseguire rt-stps in modalità batch per elaborare il .bin file raccolto nel passaggio 1

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

Questo comando produce file di set di dati di produzione di livello 0 (.pds) nella ~/rt-stps/data directory .

Passaggio 4: Creare prodotti di livello superiore con IPOPP

Inserire dati per l'elaborazione

Copiare i file PDS generati da RT-STPS nel passaggio precedente nella directory di inserimento IPOPP per un'ulteriore elaborazione.

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

Eseguire l'inserimento IPOPP per creare i prodotti configurati nel dashboard. 

~/drl/tools/ingest_ipopp.sh

È possibile controllare lo stato di avanzamento nel dashboard.

~/drl/tools/dashboard.sh

IPOPP produrrà prodotti di output nella directory seguente:

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

Passaggi successivi

Per distribuire facilmente i componenti downstream necessari per ricevere ed elaborare i dati di osservazione terrestre spaziali tramite Azure Orbital Ground Station, vedere:

Per un'implementazione end-to-end che prevede l'estrazione, il caricamento, la trasformazione e l'analisi dei dati spaziali tramite librerie geospaziali e modelli di intelligenza artificiale con Azure Synapse Analytics, vedere: