Cloud Computing a Platform for Earth Science Exploitation · Cloud come strumento di: ... GEO task...
Transcript of Cloud Computing a Platform for Earth Science Exploitation · Cloud come strumento di: ... GEO task...
Cloud Computing – a Platform for
Earth Science Exploitation
Wolfgang Lengert
ERS and Aeolus Mission Manager
Agenzia Spaziale Europea (ESA)
• Chi è il nostro cliente?
• Caso in cui il Cloud è stato impiegato
Cloud come strumento di:
• Disseminazione di Dati • Piattaforma Arricchimento Scientifico
Agenda
Chi è il nostro cliente?
© GEO Secretariat U.S. Department of State, Washington DC
July 31, 2003
Gruppo sull’Osservazione della Terra Organizzazione Intergovernativa con 86 membri e 61 organizzazioni partecipanti
Creazione entro il 2015: Global Earth Observation System of Systems (GEOSS)
© GEO Secretariat U.S. Department of State, Washington DC
July 31, 2003
Gruppo sull’Osservazione della Terra Organizzazione Intergovernativa con 86 membri e 61 organizzazioni partecipanti
Creazione entro il 2015: Global Earth Observation System of Systems (GEOSS)
GEOSS - System of Systems
GEOSS sta simultaneamente indirizzando nove aree di principale importanza per le persone e la società. Ciò punta a conferire potere alla comunità internazionale in modo da proteggere se stessa contro disastri naturali e dipendenti dall’uomo; capire le risorse ambientali per prevenire rischi per la salute, gestire risorse energetiche, rispondere al cambiamento climatico ed al suo impatto, salvaguardare le risorse idriche, migliorare il livello di previsioni metereologiche, gestire gli ecosistemi, promuovere un’agricoltura sostenibile e preservare le biodiversità.
Clima
Salute
Energia
Biodiversità
Agricoltura
Ecosistemi
Disastri
Acqua
Meteo
Che sono GEO’s
geohazard Supersites?
- Questa iniziativa di GEO è nata per spiegare meglio i processi geofisici che
causano i terremoti o le eruzioni vulcaniche.
- La partecipazione globale della comunità scientifica, i satelliti e coloro
che mettono a disposizione i dati raccolti (in-situ). I dati essenziali
vengono acquisiti tramite radar satelliti, seismic, GPS. Lo scopo finale è
di avere tutti i dati accessibili ad ogni singolo utente su un’unica
piattaforma.
- I dati possono supportare le autorità nazionali e le strategie politiche in modo
da poter valutare eventuali rischi e sviluppare strategie per attenuare le
conseguenze.
GEO task in Workplan 2009-2011 DI-09-01: Systematic Monitoring for Geohazards Risk
Assessment c) Supersites and Natural Laboratories
Raggruppare immagini satellitari ed in-situ per studi su terremoti e vulcani. Ci sono tre diversi livelli di aree: •Supersite tutti i dati •Event Supersite tutti i dati in caso di un grosso evento in scala •Natural Laboratories Rete Globale di Laboratori Naturali. Forniscono accesso on line a blocchi di dati
Milione di prodotti di Satelliti ESA
Obiettivo Strategico e Definizione
Blocco Dati
• Sismico,GPS
• SAR (Radar)
• gas, cambio gravitazionale
Laboratorio Naturale
Giapponese
ESA Blocco Dati
(~50,000 scenes)
Architettura dei GEO supersites
Esempio 1
caso in cui il Cloud è stato impiegato
Cloud come strumento di
Disseminazione di Dati
Situazioni delle operazioni satellitari: •ERS-2 non ha un registratore a bordo ed ha bisogno di fare affidamento su una stazione terrestre di supporto. •ERS-2 ha cambiato orbita prima che avvenisse il terremoto. Era l’unico strumento radar spaziale a monitorare le regioni del terremoto ogni tre giorni.
Veloce disponibilità di dati grazie alle risorse Cloud: Content Delivery Network(CDN). •Dall’Aprile 2008 ESA sta supportando i GEO Supersites usando questo CDN
Terremoto in Giappone; creato in fretta (1)
Cosa è stato fatto dopo il terremoto:
CDN provider è stato contattato per sapere se aveva contratti con Taiwan T-
Com industrie per trasferire velocemente di dati agli SU. Un server CDB è stato
creato entro 8 ore nella costa occidentale degli SU senza nessun cambiamento
nel contratto e costi aggiuntivi.
La stazione di Taiwan (CSRSR) ha acquisito i dati e li ha immagazzinati sul
server. Poi i dati sono stati presi e messi sul CDN.
Miami – CSTARS statione per l’elaborazione base dei dati.
CNR/IREA con questi dati hanno prodotto mappe terrestri su precisione
millimetrale.
Distribuzione dei dati per mezzo di CDN
CDN è stato l’unico mezzo di trasporto (dall’inizio alla fine del processo)
per il grosso volume di dati condivisi in contemporanea.
Terremoto in Giappone; creato in fretta (2)
Accrescimento della Comunità Scientifica: •Stiamo affrontando sfide programmatiche • Condivisione di grandi quantità di dati grazie a molteplici contributi •Facile accesso ai dati usando gli strumenti Cloud •Prospettiva per una piattaforma di sfruttamento scientifico che favorisca la collaborazione ed assicuri permanente crescita grazie al contributo della comunità (risorse libere, risultati, applicazioni, …)
Terremoto di Tohoku-oki, Marzo 2011
Tutte le Agenzie Spaziali hanno contribuito con dati o informazioni di alto livello! ASI – COSMO-Skymed coseismic and postseismic interferograms CSA – RADARSAT-2 damage maps DLR – TerraSAR-X data, damage maps ESA – ERS-2 and Envisat ASAR data JAXA – PALSAR data NASA – imagery, interferograms and various high-level products
ARIA_env_D189_D347_D074_ge.png (PNG Image, 1020x108... http://supersites.earthobservations.org/ARIA_env_D189_D34...
1 of 1 5/20/11 3:30 PM
ERS-2 data set:
Acquisitions: 32
Time span: 18-Mar-2011 – 01-Jul-2011
Interferograms: 80
Carta di Velocità di Deformazione (CNR / IREA)
<-60
>60
cm/y
r
s=0.8cm
s=1.4cm
s=1.6cm
s=0.9cm
D: SAR
* : GPS
ERS-2 3 days
repeat
Terremoto Haiti, Gennaio 2010
Grazie ai dati di ALOS-PALSAR sono uscite due pubblicazioni su Nature Geosciences
La veloce comprensione scientifica di cosa fosse successo, ha fatto sì di focalizzare velocemente in termini di aiuti conferenza di Miami 2 mesi dopo il terremoto
La collaborazione internazionale da parte dei fornitori dei dati e degli scienziati, che usano moderni strumenti di Cloud, sono stati essenziali per capire rapidamente il fenomeno geofisico e ridurre l’impatto sui rischi (azioni che vengono intraprese per evitare che il terremoto crei il minore impatto possibile a livello di danni).
Esempio 2
vetrina che mostra in quali situazioni sono stati utilizzati i vantaggi del
Cloud
Piattaforma Arricchimento Scientifico: Archivio On-line
Collaborazione scientifica On-line
(Elaborazione su Richiesta) non ancora fatta
Molteplici dati scientifici di ESA sono già nel Cloud Archivio Virtuale Portale Web gestito da UNAVCO in particolare per i terremoti di Haiti e Giappone ha provato di essere diventato ormai un punto di riferimento per la scienza. È un Cloud di ESA ma la gestione è rimasta delegata ai colleghi statunitensi, facilitandone la collaborazione.
Immagazzinamento di dati on-line
su Larga Scala
Obiettivo: immagazzinare e distribuire 60TB di dati di Osservazione della Terra
Strategia: affittare un host da un Cloud provider
Requisiti di Host:
1. L’immagazinamento di host supporterà tanti dischi su un singolo host (riducendo i costi).
2. Storage reliability RAID5
3. Master host with adequate RAM to provide satisfactory QoS for the services (e.g. Catalogue Access Service)
4. Network connectivity 100Mbit
L’infrastruttura include due tipi di host:
• Storage hosts:
• Intel® Core™ i7-920 Quadcore incl. Hyper-Threading Technology
• 12 GB DDR3 RAM
• NIC 1 Gbit connected at 100MBit
• Seven 1,5 TB hard disks on software RAID 5 (~8TB/host)
• Master host
Threading Technology
• 24 GB DDR3 RAM
• NIC 1 Gbit connected at 100MBit
• SSD disk for OS and 2xSAS RAID1
Costi dell’Infrastruttura
L’infrastruttura include due tipi di hosts, ognuno con i suoi
relativi costi Storage hosts
Master host
Per 60TB di dati on line con un costo di caricamento pari a
10TB/month <12Keuros
Infrastruttura messa in
Ordine di Grandezza
• La capacità di immagazzinamento può essere portata su scala
industriale in sequenze di ~8TB
• Per aggiungere un nodo di immagazzinamento si impiegano
meno di 3 giorni lavorativi
• I dischi possono essere costituiti in una configurazione RAID1 per
una massima affidabilità
• Se viene raggiunto il limite mensile di 10TB di download, la
connessione scende a 10Mbit. 100Mbit viene ristabilito pagando
6.90 euros per ogni TB aggiuntivo
Cosa verrà in futuro
• Più Supersites forniranno grandi
blocchi di dati nel Cloud
• Sfruttamento dei dati usando le risorse
Cloud e incoraggiando la condivisione
di dati e la collaborazione su altre
discipline di geofisica, in accordo con i
principi GEO.
• Trattamenti su richiesta – “fai da te”!
In the future: Più Supersites forniranno grandi blocchi di dati
e utente sull 1 platform together
Alluvione
Satelliti meteo stato dell’atmosfera
Eruzione
Satelliti SAR stato della crosta terrestre
Geological disaster response without InSAR == flood response without weather information
Informazione Scientifica: Merapi, 2010 New Orleans, 2005
Grazie!
http://supersites.earthobservations.org