Case studies - Copernicus Data Space Ecosystem

Copernicus Data Space Ecosystem zapewnia bezpłatny i natychmiastowy dostęp do zarówno bieżących jak i historycznych zobrazowań satelitarnych pochodzących z konstelacji satelitów Sentinel europejskiego programu obserwacji Ziemi Copernicus,  jak również z misji wspierających. Dane te są dostępne natychmiast - można je przeglądać, pobierać, przekazywać i przetwarzać na żądanie, w ramach wielu opcji usług chmury obliczeniowej.

Dostęp do danych satelitarnych z Copernicusa i główne funkcjonalności, jak przeszukiwanie, przeglądanie i pobieranie danych w różnych formatach oraz ich przetwarzanie predefiniowanymi procesorami, są dostępne bezpłatnie. Natomiast rozszerzone funkcjonalności, związane z wykorzystaniem usług chmury obliczeniowej i komercyjnych usług związanych z danymi EO,  są oferowane odpłatnie na platformie CREODIAS i innych komercyjnych platformach ekosystemu.

Przewidziano również opcję finansowania badań i rozwoju projektów komercyjnych w fazie przed ich wdrożeniem na rynek.

Wyzwanie – jak wykorzystać potencjał danych obserwacji Ziemi w Europie?

Program Copernicus to jeden z komponentów programu kosmicznego Unii Europejskiej. Dzięki systematycznemu monitorowaniu rozległych obszarów Ziemi, wysokiej jakości danych oraz klarownej polityce otwartych danych, program dostarcza jedno z największych otwartych repozytoriów zdjęć satelitarnych na świecie, obejmujące globalne dane z satelitów oraz naziemnych, powietrznych i morskich systemów pomiarowych. Copernicus stanowi istotne wsparcie dla międzynarodowych i krajowych organizacji, administracji publicznej oraz twórców aplikacji, w zakresie podejmowania świadomych decyzji i prowadzenia polityki w różnych obszarach.

Już wiele lat temu Komisja Europejska (KE) zaobserwowała zwiększone zapotrzebowanie na dane z obserwacji Ziemi, wykorzystywane coraz szerzej w różnych sektorach gospodarki. Podjęto decyzję o zainwestowaniu w kolejny poziom infrastruktury przetwarzania i dystrybucji danych użytkowników, ogłaszając nową inicjatywę Copernicus Data Access Service. Nowy system miał wesprzeć długoterminowe strategie Komisji Europejskiej, aby zapewnić zrównoważony wzrost i korzyści dla wszystkich obywateli Europy. 

Rozwiązanie

Do realizacji tej inicjatywy w zakresie dostarczenia, rozwijania i utrzymania nowego serwisu, zostało zaproszone konsorcjum europejskich firm: T-Systems (lider),CloudFerro,Sinergise, VITO, DLR, ACRI-ST, oraz RHEA. Copernicus Data Space Ecosystem ruszył w styczniu 2023 roku i jest nieustannie rozwijany, dostarczając użytkownikom jedno z największych repozytoriów danych obserwacji Ziemi, wraz z szerokim wachlarzem możliwości przeszukiwania i pobierania danych oraz  bogatym zestawem narzędzi do ich przetwarzania. Prace nad realizacją tej inicjatywy są nadzorowane przez Europejską Agencją Kosmiczną, co gwarantuje pełną zgodność z celami wyznaczonymi przez Komisję Europejską. Co istotne, wszystkie dane są przechowywane i przetwarzane na terenie Unii Europejskiej, a infrastruktura IT systemu jest utrzymywana przez europejskich dostawców usług chmurowych.

Copernicus Data Space Ecosystem zastąpił także funkcjonujący dotychczas Open Access Hub stając się głównym punktem dostępu do danych programu Copernicus Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA). Nowy system umożliwi także komunikację z uruchomianymi w przyszłości kolejnymi elementami infrastruktury Destination Earth, a także innymi inicjatywami w obszarze obserwacji Ziemi. Copernicus Data Space Ecosystem zapewnia natychmiastowy dostęp do wszystkich danych programu Copernicus online w jednym miejscu i obejmuje już ponad 50 PB archiwalnych i bieżących danych z obserwacji Ziemi (dane z października 2023), a szacuje się, że w ciągu 6 lat jego rozmiar wzrośnie do ponad 100 petabajtów.

“Copernicus musi dążyć do cyfrowej doskonałości. Chcemy, aby dane programu Copernicus były łatwo dostępne i użyteczne. Jednocześnie potrzebujemy wydajnego środowiska do analizy danych, aby przyciągnąć nowych użytkowników, w szczególności z sektorów innych niż kosmiczny. Dzisiejsze podpisanie tej umowy jest kamieniem milowym na drodze do osiągnięcia tego celu.”

Thierry Breton, Commissioner for Internal Market - 02/12/2022

Najważniejsze korzyści:

Ogromna kolekcja danych EO

Natychmiastowy dostęp online do jednej z największych kolekcji danych obserwacji.

Browser

Nowy Browser do łatwego przeszukiwania, wizualizacji, pobierania i analizowania danych.

Bogaty wachlarz interfejsów API

Intuicyjne wyszukiwanie i przetwarzanie danych EO, poprzez interaktywny interfejs oraz API.

Narzędzia i aplikacje

Łatwy dostęp do zestawu narzędzi i aplikacji do przetwarzania ogromnych ilości danych EO.

Open Data Space

Data Space to otwarte środowisko dla podmiotów trzecich, które chcą dodawać własne dane, algorytmy/procesory lub usługi na zasadach komercyjnych.

Usługi komercyjne

Dodatkowe usługi dostępne na zasadach komercyjnych (np. na platformie CREODIAS).

Odwiedź dataspace.copernicus.eu, aby sprawdzić dostępne dane i narzędzia.

Dane satelitarne obserwacji Ziemi

Dane obserwacji Ziemi w serwisie Copernicus Data Space Ecosystem są dostępne publicznie i bez dodatkowych opłat.  Repozytorium ma urosnąć do ponad 100 PB danych w przeciągu kolejnych 6 lat (do 2029).

Ekosystem zbiera dane z satelitów Sentinel, Misji Wspierających  Copernicusa (CCMs), oraz wybrane produkty usług Copernicusa, a także dane z innych misji (Landsat, Jason-3).

• Sentinel-1 - Obrazowanie radarowe z syntetyczną aperturą w paśmie C, które rejestruje obrazy w każdych warunkach pogodowych
• Sentinel-2 - wykorzystuje szerokokątne obrazowanie wielospektralne o wysokiej rozdzielczości do monitorowania zmian na powierzchni Ziemi.
• Sentinel-3 - mierzy topografię powierzchni morza, temperaturę powierzchni morza i lądu oraz kolor powierzchni oceanu i lądu na potrzeby systemów prognozowania oceanów, monitorowania środowiska i monitorowania klimatu.
• Sentinel-5P - misja prekursorska, będąca pierwszą misją programu Copernicus skupiającą się na monitorowaniu naszej atmosfery (np. ozonu, dwutlenku siarki, dwutlenku azotu, tlenku węgla, formaldehydu, chmur i aerozolu) przy użyciu instrumentu TROPOspheric Monitoring Instrument (TROPOMI).
• Misje Wspierające Copernicusa - wiele kolekcji dostępnych do wyszukiwania, przeglądania i pobierania danych dot. Europy, zarówno danych optycznych wysokiej rozdzielczości (HR) jak i bardzo wysokiej rozdzielczości (VHR), numerycznych modeli terenu (NMT) w skali regionalnej i globalnej oraz danych do monitorowania pokrywy lodowej na morzach.
• Dane komplementarne – w ich skład wchodzą zobrazowania wysokorozdzielcze  od różnych dostawców a także produkty specjalistyczne usług Copernicusa  - Monitorowanie Obszarów Lądowych (Copernicus Services for Land Monitoring, CLMS), Monitorowanie Środowiska Morskiego (Marine Environment monitoring, CMEMS), Monitorowanie Sytuacji Kryzysowych (Emergency Management, MEMS), Monitorowanie Atmosfery (Atmosphere monitoring, CAMS), misja badająca wilgotność gleb i zasolenie oceanów (Soil Moisture and Ocean Salinity, SMOS), spektrometr obrazowy średniej rozdzielczości MERIS (Medium Resolution Imaging Spectrometer) – misje Envisat, Landsat-5,-7,-8.
• Dodatkowe dane generowane przez podmioty trzecie.
• Dane VHR (bardzo wysoko rozdzielcze) dostępnena zasadach komercyjnych.

Dowiedz się więcej na stronie Data collections portalu Copernicus Data Space Ecosystem.

Interfejsy dostępu API

Użytkownicy mogą uzyskać dostęp do danych na różne sposoby. Jednym z nich są liczne interfejsy API dostępne z portalu Copernicus Data Space Ecosystem, począwszy od dostępu do katalogu, pobierania produktów, wizualizacji, po usługi webowe, takie jak STAC, openEO i Sentinel Hub.

• OData, OpenSearch oraz katalog STAC
• publiczny dostęp po S3, dedykowana usługa object storage

Bezpłatna oferta dostępna publicznie, a oferta komercyjna

Pierwszym komercyjnym elementem Data Space jest platforma CREODIAS, oferująca usługi chmurowe dla przetwarzania danych satelitarnych: usługi compute, storage, tworzenie kopii zapasowych, usługi związane z danymi, sieci wirtualne, usługi dot. bezpieczeństwa i inne.

Na platformie działają 2 środowiska przetwarzania w chmurze: Cloud firmy CloudFerro i OTC firmy T-System. Platforma umożliwia również dostęp do usług Sentinel Hub i OpenEO, oferuje dodatkowe usługi, takie jak Sen4CAP, dostęp do zdjęć satelitarnych w wysokiej rozdzielczości, Sentinel-2 Enhancer, przetwarzanie na żądanie i zdalny transfer danych EO.

Dla programistów OpenEO stworzono platformę, na której mogą dzielić się swoimi algorytmami w ramach szerokiej społeczności Data Space. Jest tomarketplace ułatwiający ponowne wykorzystanie algorytmów i przyspieszający tworzenie kodu.

Sprawdź platformę CREODIAS dla zasobów chmury obliczeniowej.

Odwiedź stronę creodias. eu, aby dowiedzieć się więcej.

Narzędzia użytkownika do wizualizacji i przetwarzania danych

Copernicus Data Space Ecosystem dostarcza szeroką gamę  narzędzi do pozyskiwania informacji do budowania szeregu aplikacji, aby przyśpieszyć i podnieść efektywność pracy  użytkowników.

• Browser
• OpenEO
• Jupyter
• Sentinel Hub APIs
• Procesory na żądanie

Browser

Zaawansowane narzędzie do wizualizacji danych EO i interaktywnej analizy.

openEO

Ustandaryzowane interfejsy ułatwiające dostęp i przetwarzanie danych z obserwacji Ziemi.

Jupyter Hub

Środowisko webowe, które pozwala użytkownikom na natychmiastowe rozpoczęcie pracy z danymi EO poprzez API.

Sentinel Hub APIs

Narzędzie do pozyskiwania danych satelitarnych z obszernego repozytorium dla zadanego przedziału w czasie i zasięgu geograficznego.

Procesory na żądanie

Możliwość przedtwarzania  CARD-BS i CARD-COH6/12 bez dodatkowych opłat w ramach limitów na finansowanie.

Browser narzędzie do wizualizacji danych satelitarnych i interaktywnej analizy

Browser dla Data Space Browser posiada wiele zaawansowanych funkcji, takich jak:

• Wyszukiwanie i pobieranie danych
• Interaktywna wizualizacja i analiza danych
• Eksport danych  
• porównania, dane z wybranego okresu czasu, dane dla wybranego obszaru
• wyszukiwanie i wizualizacja  zdjęć 3D

openEO

OpenEO oferuje narzędzie Web Editor, które dostarcza przyjazne dla użytkownika środowisko do tworzenia i modyfikowania procesów, bez potrzeby posiadania zaawansowanych umiejętności programowania.  

OpenEO to popularny interfejs typu open source pomiędzy infrastrukturą danych z obserwacji Ziemi a aplikacjami typu front-end. OpenEO zapewnia programistom, badaczom i specjalistom Data Science dostęp do ujednoliconej i interoperacyjnej platformy, umożliwiając im wykorzystanie rozproszonych środowisk obliczeniowych i zasobów opartych na chmurze w celu dokonywania złożonych analiz geoprzestrzennych.

Jupyter Hub

Usługa Jupyter Notebooks  zapewnia  przyjazny dla użytkownika i skuteczny sposób analizowania danych. Dzięki płynnej integracji z usługami ekosystemu Copernicus Data Space Ecosystem możesz zyskać cenne informacje i uwolnić potencjał danych z obserwacji Ziemi w swojej pracy.

Zobacz przykłady notebook (EN).

Sentinel Hub APIs

Interfejs RESTful API daje dostęp do różnych archiwów zdjęć satelitarnych. Umożliwia  użytkownikom dostęp do surowych danych satelitarnych, renderowanych obrazów, analiz statystycznych i innych funkcji. Interfejsy API Sentinel Hub obejmują:

• Processing API
• Catalogue API
• Batch Processing API
• Statistical API
• Batch statistical API

Procesory na żądanie

Możliwość przetwarzania na żądanie produktów Sentinel 1 i 2 z procesorami gwarantowanymi przez ESA, przetwarzanie Copernicus analysis ready data (CARD)  backscatter and coherence products, oferowane bezpłatnie lub komercyjnie w ramach umowy SLA.

Dane i usługi zewnętrznych dostawców

Data Space jest otwarty dla innych podmiotów, które chciałyby wnieść swój wkład w postaci nowego zbioru danych, algorytmu/procesora lub usługi na warunkach komercyjnych, lub typu open source. Copernicus Data Space Ecosystem jest planowany na 6-10 lat, co daje szansę na długoterminową, stabilną współpracę.

Skontaktuj się z nami, jeśli chcesz podjąć współpracę.

Podsumowanie

Inicjatywa Copernicus Data Space Ecosystem to rewolucja w wykorzystania danych z obserwacji Ziemi. Zapewnia bezpłatny, natychmiastowy dostęp do największego repozytorium danych i usług z satelitów Copernicus Sentinel, w tym zarówno nowych, jak i historycznych zobrazowań Sentinel, a także misji wspierających Copernicus.

Głównym celem inicjatywy jest umożliwienie łatwego dostępu do danych z obserwacji Ziemi i zwiększenie użycia rozwiązań korzystających z   programu Copernicus, które przekształcają dane w istotne informacje na temat zarządzania środowiskiem naturalnym i prowadzenia zrównoważonej gospodarki , co stanowi kluczowy element cyfrowego rozwoju Europy.