Ostatní

Co jsou NASA EOS Data a k čemu je použít?

Autor:

6.4.2024

NASA Earth Observing System (EOS) Data představuje rozsáhlý soubor dat, který poskytuje důležité informace o různých aspektech naší planety. EOS je součástí programu Earth Science Division, jehož hlavním cílem je sledovat a studovat změny na Zemi z hlediska atmosféry, oceánů, ledovců, lesů
a dalších ekosystémů. Tato data jsou získávána prostřednictvím různých satelitních misí a pozemních měřících systémů, což umožňuje výzkumníkům a vědcům sledovat a analyzovat dynamiku naší planety v reálném čase.

Obrázek 1: Úvodní stránka NASA EOS. [zdroj: autor]

Vznik

Program Earth Observing System (EOS) byl vytvořen v rámci NASA s cílem poskytnout komplexní
a systematická data o Zemi. Počátky se datují již v 80. letech, v nichž vznikala myšlenka na komplexní systém pro sledování změn na Zemi, k čemuž vedl i nárůst zájmu o životní prostředí, klimatické změny a globální problémy.

V roce 1988 bylo zřízeno EOS Study Office, které bylo pověřeno vypracováním podrobných plánů pro vytvoření Earth Observing System.

V roce 1990 byl oficiálně spuštěn program EOS. Tento program byl zaměřen na vývoj a provoz série satelitů a pozemních měřících zařízení, které by poskytovaly data o atmosféře, oceánech, půdě, ledovcích a dalších klíčových oblastech.

První konkrétní satelitní mise EOS byla Terra, která byla vypuštěna v roce 1999. Následovala řada dalších satelitních misí v rámci programu EOS, včetně satelitů jako Aqua, Aura a dalších. Každá mise měla specifické zaměření a nástroje pro sběr dat.

Paralelně s vývojem satelitů byl vytvořen systém pro sběr, archivaci a distribuci dat nazvaný EOSDIS (Earth Observing System Data and Information System). Tento systém umožňuje uživatelům snadný přístup k rozsáhlým datům poskytovaným satelity EOS.

Program EOS přinesl do vědy o Zemi a environmentálního monitoringu značný přínos poskytující vědcům a odborníkům klíčové informace pro porozumění změnám naší planety.

NASA Earth Science Data Systems (ESDS)

Program NASA Earth Science Data Systems (ESDS) dohlíží na životní cyklus dat NASA z vědy o Zemi – od získávání přes zpracování a distribuci. Primárním cílem ESDS je maximalizovat vědecký návrat z misí
a experimentů NASA pro výzkumné a aplikované vědce, osoby s rozhodovací pravomocí a společnost jako celek.

Od roku 1994 jsou data NASA Earth Science zdarma a otevřena všem uživatelům pro jakýkoli účel a od roku 2015 je veškerý software datových systémů vyvinutý prostřednictvím NASA research and technology awards zpřístupněn veřejnosti jako Open Source Software (OSS).

ESDS spadá do působnosti oddělení vědy o Zemi (ESD) agentury pod ředitelstvím vědecké mise (SMD) v ústředí NASA.

NASA Earth Science Data and Information System (ESDIS)

Projekt NASA Earth Science Data and Information System (ESDIS) je součástí divize NASA Earth Science Projects Division pod ředitelstvím letových projektů NASA v Goddard Space Flight Center NASA.

ESDIS spravuje vědecké systémy datového a informačního systému NASA (Earth Observing System Data and Information System – EOSDIS). EOSDIS poskytuje vědecká data široké komunitě uživatelů pro NASA Science Mission Directorate (SMD).

ESDIS je zodpovědný za zpracování, archivace a distribuce dat vědy o Zemi, poskytování nástrojů pro usnadnění zpracování, archivace a distribuce dat vědy o Zemi, shromažďování metrik a údajů
o spokojenosti uživatelů s cílem zjistit, jak dále zlepšovat služby poskytované uživatelům, zajištění přístupu vědců a veřejnosti k datům, která umožní studium Země z vesmíru s cílem pokročit ve vědě
o systémech Země, aby čelili výzvám změny klimatu a životního prostředí, a za propagace interdisciplinárního využití dat EOSDIS, včetně datových produktů, datových služeb a nástrojů pro manipulaci s daty pro širokou škálu stávajících a potenciálních uživatelských komunit.

Využití

NASA EOS Data hraje klíčovou roli v celé řadě oblastí vědeckého výzkumu a monitorování změn na Zemi. Tato data umožňují:

studium klimatu a změn životního prostředí (poskytování klíčových informací o teplotě povrchu oceánů, koncentraci skleníkových plynů, změnách v lesním pokryvu a dalších faktorech ovlivňující klima a životní prostředí),
předpovědi počasí a monitorování přírodních katastrof (vylepšování modelů počasí, což má významné dopady na předpovědi extrémních událostí – hurikány, lesní požáry, povodně),
výzkum atmosférických jevů (poskytování dat o složení atmosféry, aerosolech a dalších faktorech, což je klíčové pro studium atmosférických jevů a globálních vzorců),
monitorování biodiverzity (sledování změn v ekosystémech, což je důležité pro ochranu biodiverzity a udržitelné využívání přírodních zdrojů),
krizový management (poskytování klíčových dat pro řízení krizových situací a pomoc
při hodnocení a minimalizaci škod při přírodních katastrofách).

Struktura zdroje NASA EOS Data

NASA EOS Data jsou organizována dle různých dimenzí. Na první pohled na úvodní stránce se setkáme s kategorizací dle oblastí zájmu – atmosféra, biosféra, kryosféra, lidská dimenze, zemský povrch, oceány, pevnina, interakce mezi Zemí a Slunce a vodstvo. Každá z kategorií obsahuje informace vztahující se k danému tématu, odkazy ke konkrétním datům a na různé články zabývající se daným tématem.

Obrázek 2: Kategorie zemský povrch. [zdroj: autor]

Další dimenzí v rámci webu je způsob pohlížení na vyhledávání. Skrze první možnost (Get Started/Learn More) se čtenář dostává k článkům, které ho uvedou do různých problematik a k různým tématům. Druhá možnost (Find Data) čtenáře přivede ke konkrétním datům, z nichž může čerpat pro své výzkumy a přehled. Třetí varianta dává návštěvníkovi možnost zpracovat data, radí s použitím daných nástrojů pro daná data, jaké výstupy nám nástroje mohou poskytn

Obrázek 3: Dimenze průzkumu dat. [zdroj: autor]

V rámci článků jsou zahrnuty konkrétní zdroje a nástroje, které byly využity pro získání dat k danému tématu. Lze se skrze odkazy na ně rovnou dostat a případně zvolit vlastní úpravu filtrů a získat data o jiných oblastech nebo v jiném období.

Obrázek 6: Nástroje pro získání dat. [zdroj: autor]

Setkáme se zde i s katalogem dat, který obsahuje metadata o jednotlivých datasetech, včetně popisu obsahu, přesného místa a doby sběru dat a informací o senzorech použitých při měření. K dispozici jsou detailní metadata, která obsahují informace o metodologii měření, kalibraci senzorů a další technické detaily.

Většina dat je k dispozici veřejnosti prostřednictvím online portálů a API, což umožňuje výzkumníkům a veřejnosti snadný přístup k informacím a snadnou práci s daty. Ovšem každý dataset má specifikovanou licenci a podmínky použití, které definují, jak mohou být data využívána a šířena. Specifika jednotlivých datasetů (atmosférické, půdní, … – dle členění kategorií zmiňované výše) umožňují vědcům detailně zkoumat a porozumět změnám v různých ekosystémech na Zemi. Každý dataset obsahuje důležité informace, které jsou klíčové pro monitorování globálních trendů a pro vědecký výzkum v oblasti životního prostředí.

Data lze sledovat skrze různé parametry, například dle lokace, času, dokonce formátu uložených dat. Detailní metadata jsou klíčová pro porozumění obsahu datasetu. Index zahrnuje informace o metadatech, které popisují, jak byla data získána, zpracována a jaké jsou jejich vlastnosti.

Pro pokročilé uživatele a vývojáře jsou k dispozici API, která umožňují automatizovaný přístup k datům. To může být využíváno v programovacích jazycích jako Python nebo Java. Licenční aspekty jsou klíčovým hlediskem pro uživatele, kteří chtějí využívat NASA EOS Data. Informace o licenci jsou v indexu jasně definovány, včetně omezení, která mohou být spojena s komerčním využitím nebo redistribucí.

Příklady využití

Existuje mnoho výzkumných projektů a studií, které využívají NASA EOS Data ke sledování a analýze různých aspektů životního prostředí.

Monitoring teploty mořské hladiny

Studie se zabývá zkoumáním oteplování oceánů a využívá data o teplotě mořské hladiny z NASA EOS satelitů. Data byla pro studii klíčová v rámci sledování teplotních anomálií v oceánech a analýzu vlivu oteplování na oceánské ekosystémy. Přispělo k lepšímu porozumění klimatickým změnám.

Mapování lesní biomasy

Výzkum byl zaměřený na mapování hustoty biomasy v lesních ekosystémech s využitím dat z NASA EOS misí. Data pomohla identifikovat oblasti s vysokou a nízkou hustotou biomasy, což má důležité důsledky pro správu lesů, sledování deforestace a odhad uhlíkových zásob.

Analýza koncentrace ozonu

Výzkum sledoval změny v koncentraci ozonu v atmosféře s využitím ozonových dat z NASA EOS senzorů. Data umožnila sledovat dynamiku ozonové vrstvy, identifikovat oblasti s nízkou koncentrací a analyzovat vlivy lidských aktivit na ozónovou vrstvu.

Studie vývoje vegetace

Výzkum zkoumající změny v rozložení vegetace v různých částech světa pomocí indexů vegetačního pokrytí z NASA EOS Data. Data pomohla v identifikaci oblastí s degradovanou vegetací, sledování sezónních změn a analýze vlivu klimatických faktorů na vegetační pokryv.

Závěr

NASA Earth Observing System (EOS) Data představuje klíčový zdroj informací, který umožňuje sledovat a analyzovat různé aspekty naší planety. Program EOS, z něhož tato data pocházejí, vznikl v reakci na rostoucí potřebu porozumět změnám na Zemi a monitorovat klíčové oblasti, jako jsou atmosféra, oceány, lesy a další ekosystémy.

Program EOS se vyvinul do komplexního systému satelitních misí a pozemních měřících zařízení. Satelity EOS shromažďují data prostřednictvím různých senzorů, což umožňuje vědcům monitorovat
a analyzovat změny na Zemi v reálném čase.

Využití NASA EOS Data je rozmanité a rozšiřuje se do různých oblastí vědeckého výzkumu
a monitorování. Data umožňují studium klimatu, předpovědi počasí, monitorování přírodních katastrof, výzkum atmosférických jevů, sledování biodiverzity a krizový management.

Struktura zdroje NASA EOS Data je dobře organizovaná a poskytuje uživatelům snadný přístup k různým kategoriím dat. Kombinace katalogu dat, nástrojů pro zpracování dat a detailních metadat umožňuje uživatelům efektivně vyhledávat, filtrovat a pracovat s rozsáhlým množstvím informací.

NASA EOS Data je cenným nástrojem pro vědecký pokrok a informované rozhodování v oblasti ochrany životního prostředí. Výzkumníci, vědci a veřejnost mohou využívat tato data k hlubšímu porozumění dynamiky Země a k nalezení řešení pro udržitelnější budoucnost naší planety.