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    Nuevas herramientas para impulsar el acceso a los datos científicos de la Tierra de la NASA

    La NASA tiene 26 satélites de observación de la Tierra que monitorean los signos vitales de nuestro planeta de origen. Junto con las misiones científicas terrestres y aerotransportadas, sus datos son almacenados y gestionados por el Sistema de Datos e Información del Sistema de Observación de la Tierra. Crédito:NASA

    La NASA ha financiado cinco nuevos proyectos para desarrollar herramientas y tecnología para hacer que los enormes conjuntos de datos de ciencias de la Tierra de la agencia sean más accesibles y fáciles de usar.

    Despierta. Encienda la computadora portátil. Comience a procesar datos aéreos de los bosques de Adirondack en Nueva York. Hacer café. Desayunar. Abróchese el cinturón de seguridad de la computadora portátil abierta en el asiento del pasajero, ya que sigue haciendo números. Conducir al trabajo.

    Esa solía ser la rutina matutina de Sara Lubkin como científica de carrera temprana en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt. Maryland. Una vez en el trabajo ella usaría su computadora de escritorio, mientras que su computadora portátil pasó diligentemente las siguientes 12 horas procesando datos de instrumentos aéreos para obtener la información relevante que necesitaba para estudiar las plagas invasoras de los árboles de cicuta.

    Visualización de la tierra

    Los conjuntos de datos de ciencias de la Tierra de la NASA proporcionan diferentes perspectivas e información sobre nuestro planeta, como se ve aquí en esta visualización de datos de las observaciones del huracán Matthew en octubre de 2016.Créditos:Estudio de visualización científica de la NASA

    "No soy un científico informático, Soy un científico de la tierra "dijo Lubkin, que ahora trabaja como oficial de programa para las conexiones colaborativas avanzadas de sistemas de datos de ciencias de la tierra de la NASA para la ciencia de los sistemas terrestres, o programa ACCESO. Pero su experiencia como investigadora no es única.

    Pasar grandes cantidades de tiempo simplemente para obtener datos de las ciencias de la Tierra en una forma utilizable para el análisis es una situación común para los investigadores que trabajan con grandes conjuntos de datos que provienen del campo de la NASA. misiones aerotransportadas y satelitales. Descarga de archivos enormes, convertir formatos de datos, ubicar las mismas áreas de estudio en múltiples conjuntos de datos, escribir código para distinguir diferentes tipos de tierra en una imagen de satélite; estos tipos de tareas consumen tiempo que los científicos preferirían usar para analizar la información real en los datos.

    Ahí es donde entra en juego el programa ACCESS. Parte de la división Earth Science Data Systems desde 2005, ACCESS encuentra formas innovadoras de optimizar ese engorroso tiempo de procesamiento. El programa financia proyectos de investigación de dos años para mejorar la gestión de datos entre bastidores y proporcionar conjuntos de datos y servicios listos para usar a los científicos. Dijo Lubkin.

    En junio, La NASA seleccionó cinco equipos de la NASA, investigadores universitarios y comerciales en ciencias de la computación de la ronda de presentaciones de 2017 en una variedad de proyectos que utilizarán el aprendizaje automático, Computación en la nube y capacidades de búsqueda avanzada para desarrollar herramientas que mejoren la gestión entre bastidores para conjuntos de datos seleccionados de la NASA.

    Los conjuntos de datos de ciencias de la Tierra de la NASA proporcionan diferentes perspectivas e información sobre nuestro planeta, como se ve aquí en esta visualización de datos de las observaciones del huracán Matthew en octubre de 2016. Crédito:Estudio de visualización científica de la NASA

    "Invertimos continuamente en el desarrollo y la evaluación de las tecnologías más nuevas para mejorar los sistemas de datos científicos, "dijo Kevin Murphy, ejecutivo del programa para los Sistemas de Datos de Ciencias de la Tierra de la NASA en la Sede de la NASA en Washington. Pero mas que eso quieren asegurarse de que las herramientas y la tecnología ayuden a los científicos reales a abordar problemas reales.

    Cada proyecto ACCESS cuenta con científicos de la Tierra e informáticos involucrados de principio a fin, Murphy dijo. "Con el programa ACCESS, realmente estamos tratando de entender por ejemplo, cómo funcionan las corrientes oceánicas, pero estamos tratando de hacer eso ahora con datos tan grandes que necesitamos un equipo de expertos que puedan trabajar juntos para resolver las cuestiones de la gran ciencia y los macrodatos ".

    Los proyectos complementarán la gestión de datos, distribución y otros servicios proporcionados por el Sistema de Información y Datos del Sistema de Observación de la Tierra (EOSDIS), que gestiona y almacena datos de la NASA recopilados de satélites de observación de la Tierra, campañas aéreas y de campo. EOSDIS tiene 12 centros de archivo y datos interconectados ubicados en todo Estados Unidos, que están organizados por disciplina. En la actualidad, estos centros albergan 26 petabytes de conjuntos de datos de la Tierra, es decir, 26 millones de gigabytes, o suficientes datos para necesitar 52, 000 computadoras cada una con 500 gigabytes de espacio de almacenamiento. Se espera que ese número crezca a 150 petabytes dentro de cinco años con el lanzamiento de nuevos satélites.

    "Los datos satelitales son macrodatos, "dijo Jeff Walter, uno de los investigadores principales de ACCESS 2017 e ingeniero principal de Science Data Services en el Atmospheric Science Data Center en el Langley Research Center de la NASA en Hampton, Virginia. "Es muy complejo y, a veces, difícil de usar, incluso para usuarios expertos. Además del volumen, lo que dificulta que los usuarios adquieran almacenar y administrar, también existe la complejidad tanto del formato como del contenido. Los usuarios a menudo tienen que dedicar mucho tiempo a comprender cómo se organizan los datos y qué representan los distintos parámetros ".

    El proyecto de Walter es uno de los tres que utilizará la computación en la nube para aliviar los problemas de descarga y almacenamiento de los usuarios. Comenzando con dos conjuntos de datos atmosféricos, su equipo también desarrollará una forma de convertir los formatos de datos satelitales en aquellos que puedan ser leídos por el software comercial del sistema de información geoespacial (GIS).

    "Nuestro proyecto tiene como objetivo reducir la barrera de entrada para una posible comunidad de nuevos usuarios que podrían encontrar formas novedosas de utilizar estos datos, y que estén más familiarizados con los tipos de herramientas SIG, "Dijo Walter.

    Los otros dos proyectos de computación en la nube desarrollarán herramientas de análisis y procesamiento de código abierto, incluido uno diseñado para conjuntos de datos oceánicos. Un cuarto proyecto utilizará el aprendizaje automático para detectar cambios a lo largo del tiempo en las observaciones terrestres. empezando por la detección de deslizamientos de tierra, inundaciones y levantamientos provocados por la actividad volcánica. El quinto proyecto desarrollará un método automatizado para alinear conjuntos de datos que observan la misma ubicación para que los investigadores puedan combinar más de un tipo de información sobre un lugar.

    Al finalizar, Los investigadores de ACCESS trabajarán en estrecha colaboración con los equipos de EOSDIS para incorporar sus avances en las operaciones diarias de los centros de datos. Una vez que esas nuevas herramientas estén en su lugar, es entonces cuando puede florecer el poder real de los conjuntos de datos científicos de la Tierra abiertos y de libre disponibilidad, según Murphy. Los datos fáciles de usar significan que llegan a manos de quienes toman las decisiones, organizaciones no gubernamentales, científicos que estudian aplicaciones relacionadas e investigadores en diferentes campos que pueden tener nuevos usos para él.

    "Cuando haces que estos productos estén abiertos y accesibles, tienes un montón de cosas no deseadas, buenas consecuencias científicas, "Murphy dijo, citando ejemplos que incluyen la detección de movimiento de agua subterránea desde el espacio, detección rápida de incendios forestales y uso de luces nocturnas para estudiar el uso de energía humana. "La NASA tiene mucha información muy valiosa, y el programa ACCESS realmente intenta ayudar a los científicos no solo a abordar cuestiones científicas primarias, sino también a comprender nuestro entorno y planificar nuestro futuro ".


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