50-летие Международного геофизического года и Электронный

50-летие Международного геофизического года и Электронный геофизический год
Информационноизмерительный комплекс
среднеширотной
геофизической обсерватории
«Борок»
С.В.Анисимов, Э.М.Дмитриев
Геофизическая обсерватория «Борок»
ИФЗ РАН
50-летие Международного геофизического года и Электронный геофизический год
Работа с данными наблюдений
• Получение
Измерительная аппаратура
Цифровые системы сбора
Программы и системы регистрации,
Сети сбора данных
• Обработка
Программы и системы обработки,
сжатия, визуализации информации
• Хранение
• Доставка
Серверы баз данных
Форматирование, хранение, выборка данных
Internet-интерфейсы пользователя
Обработка запросов и рассылка данных
Контроль и статистика посещений
50-летие Международного геофизического года и Электронный геофизический год
Информационные технологии
• Получение
1998
• Обработка
Цифровая система сбора
• Хранение
• Доставка
Запись на МОД и CD ROM
Работа в Samnet
www.dcs.lancs.ac.uk/iono/samnet
2000
БД на CD ROM
Сеть сбора данных
Сайт базы данных
geobrk.adm.yar.ru:1352
Работа в Intermagnet
www.intermagnet.org
Зеркало сайта базы данных
geodata.borok.ru
Метеорологические измерения
Оперативное обновление
данных на сайте и зеркале
2002
2004
Абсолютные измерения
геомагнитного поля
2006
Каталог данных на сайте ГО «Борок»
wwwbrk.adm.yar.ru/observ
Спутниковые снимки
Представление метеоданных
на сайте базы данных
50-летие Международного геофизического года и Электронный геофизический год
Основной измерительный комплекс
Атмосферное электричество
Магнитное поле
Intermagnet fluxgate магни тометр H X,Y,Z
Intermagnet скалярный магнитометр
3
Л
H 1
И
Samnet fluxgate магнитометр H X,Y,Z
Магнитометр H X
Датчик
3
Токовый коллектор
И
И
О
ПФ 0.01  0.2 Hz
М
ПФ 1  10 mHz
М
jZ
Электростатический
флюксметр E Z
4 Блок ПФ
Н
Полосовой
фильтр (ПФ)
0.2  5 Hz
Атмосферное давление
4
Жидкостной
микробарограф D P
Блок ПФ
Метеостанция
WS 2500
К
Земные токи
4
Блок ПФ
Датчик E X
4
Блок ПФ
Датчик E Y
4
Блок ПФ
Датчик E Z
У
ПФ 0 5 Hz
Н
И
Магнитометр H Y
4
Магнитометр H Z
4
Магнитометр H 
4 Блок ПФ
4
К
А
Ц
И
Й
Допплеровское зондирование ионосферы
4 Блок ПФ
Приемник
Допплеровского
сдвига частоты
DF
Антенна
50-летие Международного геофизического года и Электронный геофизический год
Сеть сбора данных
Часы
АКВ 2М
Основная
система сбора
Система сбора
SAMNET
GPS
GPS
Система сбора
INTERMAGNET
Обработка
данных
Метеостанция
WS-2500
Сервер
базы данных
Интернет
Архивация
данных
50-летие Международного геофизического года и Электронный геофизический год
Системы сбора данных
Операционная система
• Linux
• Dos/Windows
Опрос каналов ввода данных
• Аппаратный (импульсом от внешних часов или таймера АЦП)
• Программный (программой сбора данных)
Синхронизация
• Внешняя (марки времени с внешних часов или антенны GPS)
• Внутренняя (таймер АЦП или компьютера)
Визуализация данных
Промежуточное хранение данных
Передача данных
• Через локальную сеть сбора данных
50-летие Международного геофизического года и Электронный геофизический год
Программа регистрации
Store
сохранение
procedures
InitiateStorage
StoreData
Main
сбор данных
begin
InitiateStorage
InitiatePlots
InitiateADC
InitiateClocks
while not EOReg
do begin
GetDataFromADC
PlotCurrentData
StoreData
ReadKeyboard
end
end
Display
визуализация
procedures
InitiatePlots
PlotCurrentData
ReadKeyboard
ADC
часы и АЦП
procedures
InitiateClocks
InitiateADC
GetDataFromADC
Core
текущие данные
var
CurrData
StoreData
CurrTime
CurrDigits
:
:
:
:
TData
TStore
TTime
Byte
50-летие Международного геофизического года и Электронный геофизический год
Программы обработки данных

Форматирование данных
• Перевод в единый формат хранения
• Запись в директории базы данных
Сглаживание и построение графиков
•
•
•
•
Перевод в физическую величину
Сглаживание и децимация
Построение графиков
Формирование gif-файлов
БПФ и построение диаграмм СВАН
•
•
•
•
Перевод в физическую величину
Быстрое преобразование Фурье
Построение диаграмм СВАН
Формирование gif-файлов
Передача данных
   
• Форматирование и передача по ftp
• Форматирование и передача по e-mail
50-летие Международного геофизического года и Электронный геофизический год
Структура базы данных
YYYY_MM_DD_HH.CC
База данных
YYYY - Год (1997-2003)
Годы
1997
MM - Месяц (01-12)
…
DD - День месяца (01-31)
2003
HH - Час (00-23)
Месяцы
 01
CC - Канал (00-15)
…
12
ОСН ОВНЫЕ КАНАЛЫ
Дни
 01
00 - геомагнитные пульсации (N-S)
…
01 - геомагнитные пульсации (E-W)
 31
02 - геомагнитные пульсации (Z)
Данные
03 - теллурические токи (N-S)
 2003_12_31_00.00
…
04 - теллурические токи (E-W)
05 - аэроэлектрический ток (Z)
 2003_12_31_00.15
06 - аэроэлектрическое поле (Z)
…
07 - зондирование ионосферы
08 - геомагнитные пульсации (||)
09 - теллурические токи (Z)
10 - атмосферное давление
 2003_12_31_23.00
…
 2003_12_31_23.15
50-летие Международного геофизического года и Электронный геофизический год
Структура web-сайта
Web-сайт базы данных
 cgi-bin
 img magnet
 geopuls
 electric
 weather
 index.html
 help.html
 copyright.html
Программы
Иконки, логотипы, графика
Геомагнитное поле
ULF геомагнитные пульсации
Аэроэлектрическое поле
Метеоданные
Общие сведения
Руководство пользователя
Правила пользования
50-летие Международного геофизического года и Электронный геофизический год
Web-сайт базы данных
Начальная страница
web-сайта
Страница с картой
web-сайта
50-летие Международного геофизического года и Электронный геофизический год
Web-сайт базы данных
Страница просмотра
данных
Страница запроса
данных
50-летие Международного геофизического года и Электронный геофизический год
Статистика посещений Web-сайта
31%
36%
0%
1%
1%
Россия и СНГ
Всего запросов:
Европа
8,365
США
В среднем в день:
Латинская Америка
23
Канада
Африка
Азия
Австралия и Новая Зеландия
Не идентифицированы
25%
1%
12%
9%
2%
3%
Запрошено файлов:
5,301
Передано данных:
103.92MB
В среднем в день:
284.71kB
[root directory]
25%
/geopuls/
/electric/
/cgi-bin/
36%
/magnet/
18%
50-летие Международного геофизического года и Электронный геофизический год
Организации, посещающие Web-сайт
Институт Космических Исследований Австрийской АН (www.iwf.oeaw.ac.at)
Институт Солнечно-Земной Физики СО РАН (www.iszf.irk.ru)
Полярный Геофизический Институт (www.pgi.kolasc.net.ru)
Парижский Институт Физики Земли (www.ipgp.jussieu.fr)
Геофизическая Обсерватория Соданкила (www.sgo.fi)
Институт Химической Физики РАН (www.chph.ras.ru)
ОИГГМ СО РАН (www.uiggm.nsc.ru)
ИЗМИРАН (www.izmiran.rssi.ru)
НИИЯФ МГУ (www.sinp.msu.ru)
МГУ (www.msu.ru)
ИПФАН (www.appl.sci-nnov.ru)
Университет Оулу (www.oulu.fi)
ИКИР (www.ikir.kamchatka.ru)
Университет Утрехта (www.uu.nl)
ИКИ РАН (www.iki.rssi.ru)
Университет Ридинга (www.rdg.ac.uk)
NASA (www.nasa.gov)
Университет Ланкастера (www.lancs.ac.uk)
МЭИ (www.mpei.ru)
Стэнфордский Университет (www.stanford.edu)
Казанский Государственный Университет (www.ksu.ru)
Киевский Национальный Университет (www.univ.kiev.ua)
50-летие Международного геофизического года и Электронный геофизический год
Sub-Auroral Magnetometer Network
SAMNET is the UK SubAuroral Magnetometer
Network, included of 17
magnetic stations,
monitoring the Earth's
magnetic field variations in
near sub-auroral region. The
data are collected by the
Ionosphere and Radio
Propagation Group in
Department of
Communication Systems,
Lancaster University, UK.
Vector Magnetometer
Coordinate system: SAMNET H,D,Z
(IAGA H,E,Z)
Start date:
1998-12-03 00:00:00
End date:
Still in operation
Resolution:
00:00:01
Details last modified: 2005-02-24
50-летие Международного геофизического года и Электронный геофизический год
Работа в сети SAMNET
GPS
Передача данных на
сервер базы данных
(rcp)
Сервер
базы данных
Система сбора
SAMNET
Чтение данных
из директорий
базы данных
(cp)
ПК
обработки
данных
Запись gif-файлов
в директории
web-сервера
(cp)
Передача данных на
сервер сети SAMNET
(ftp)
Сервер
SAMNET
(Lancaster)
50-летие Международного геофизического года и Электронный геофизический год
International Real-time Magnetic observatory Network
Vector Magnetometer
Resolution: 0.1 nT
Dynamic Range: 2000 nT Mid Latitude
Band Pass: DC to 0.1 Hz
Sampling Rate: .2 Hz (5 sec)
Thermal Stability: .25 nT/°C
Long Term stability: 5 nT/year
Accuracy: ±10 nT (Reported data)
±5 nT (Definitive data)
Scalar Magnetometer
Resolution: 0.1 nT
Sampling Rate: 30 sec
Accuracy: 1 nT
Absolute Measurements
LEMI 203 D-I Flux
Proton magnetometer
INTERMAGNET is the global network of 94
observatories, monitoring the Earth's
magnetic field in 39 countries. 6 Geomagnetic
Information Nodes are the collection and
dissemination points for real-time data within
INTERMAGNET, connected to the
INTERMAGNET observatories by satellite,
computer and telephone networks .
50-летие Международного геофизического года и Электронный геофизический год
Работа в сети INTERMAGNET
GPS
Система сбора
INTERMAGNET

Сервер
базы данных
Перенос данных
на ПК обработки данных
(diskette)
ПК
обработки
данных
Передача данных на
сервер базы данных
(ftp)
Передача данных на узел
сети INTERMAGNET
(e-mail)
Узел
INTERMAGNET
(Paris)
50-летие Международного геофизического года и Электронный геофизический год
Опубликованные работы
• Анисимов С.В., Э.М.Дмитриев, Е.Б.Анисимова, А.Н.Сычев, База данных
Геофизической обсерватории «Борок», Электронный научно-информационный
журнал «Вестник ОГГГГН РАН», М.: ОИФЗ РАН, 2001.
URL: http://www.scgis.ru/russian/cp1251/h_dgggms/4-2001/anisimov.htm,
• Анисимов С.В., Э.М.Дмитриев, Е.Б.Анисимова, С.С.Бакастов, Информационные
технологии в системе геоэлектромагнитного мониторинга Геофизической
обсерватории «Борок» РАН, Материалы Всероссийской конференции
«Геофизика на рубеже веков», Москва, 2002, 71–72.
• Anisimov S.V., E.M.Dmitriev, Aeroelectrical constituant in the database of Borok
Geophysical Observatory, Proc. of 12th Int. Conf. on Atmospheric Electricity,
Versailles, France, 2003, 693-696.
• Анисимов С.В., Э.М.Дмитриев, Информационно-измерительный комплекс и база
данных Геофизической обсерватории «Борок» РАН, ОИФЗ РАН, 44с., 2003
• S.V.Anisimov, E.M.Dmitriev, The telematic applications in measuring complex and
Database of Borok Geophysical Observatory, Abs. of the WISTCIS Outlook Conference
«Information Society Priorities: New Prospects for European CIS Countries», p.12-13, 2003
• Анисимов С.В., Э.М. Дмитриев, Развитие информационных технологий в системе
мониторинга геофизических полей Геофизической обсерватории «Борок»,
Электронный научно-информационный журнал «Вестник ОНЗ РАН», М.:ОИФЗ РАН, 2005.
URL: http://www.scgis.ru/russian/cp1251/h_dgggms/1-2005/inform-1.pdf
• Анисимов С.В., Дмитриев Э.М., Сычев А.Н. Информатизация обсерваторских геофизических
наблюдений, Сборник научных трудов «Геофизические исследования», 2007. (в печати).
50-летие Международного геофизического года и Электронный геофизический год
50-летие Международного геофизического года и Электронный геофизический год
50-летие Международного геофизического года и Электронный геофизический год
50-летие Международного геофизического года и Электронный геофизический год
Спасибо за внимание!
50-летие Международного геофизического года и Электронный геофизический год
Спасибо за внимание!