ESA STEP - Science Toolbox Exploitation Platform

Hlavní stránka / Uživatelská příručka / ESA STEP - Science Toolbox Exploitation Platform

ESA poskytuje volně dostupné open source toolboxy pro využití dat získaných misemi pozorování Země. Science toolbox exploitation platform (STEP) je komunitní platforma poskytující přístup k vyvinutému softwaru a příslušné dokumentaci, která slouží ke komunikaci s vývojáři a vědeckou komunitou, zveřejňování dosažených výsledků a pokroků a přináší návody a materiály pro práci s danými toolboxy. Součástí platformy je i fórum pro uživatele.

Pro práci s toolboxy bylo vytvořeno prostředí Sentinel Application Platform (SNAP). To poskytuje společné rozhraní a základní funkcionalitu pro jednotlivé družice Sentinel, jedná se o samostatné a plně funkční řešení pro zpracování dat z misí Sentinel.

Aktuálně (2017) jsou dostupné tři hlavní toolboxy pro zpracování dat z misí Sentinel 1, Sentinel 2 a Sentinel 3, doplňkové toolboxy pro mise SMOS, Proba-V, ERS – Envisat a některé další národní mise či mise třetích stran.

Obr. 1: STEP – portál ESA poskytující přístup k toolboxům a dokumentaci, zdroj: ESA

 

Prostředí SNAP a toolboxy Sentinel

SNAP (Sentinel Application Platform) je společné prostředí pro všechny Sentinel toolboxy; jedná se o samostatný a plně funkční software pro zpracování dat z družic Sentinel a misí třetích stran. Cílem prostředí SNAP je vytvoření volně dostupných nástrojů pro různé operační systémy, v němž bude možné zpracovávat (nejen) data Sentinel.

SNAP poskytuje základní funkcionalitu společnou pro všechny toolboxy Sentinel. Zahrnuje nástroje podporující vizualizaci, analýzu a zpracování dat. Umožňuje rychlé zobrazení i velkoobjemových snímků, správu vrstev, definování oblasti zájmu, transformaci snímků, vytváření grafů a statistik, mozaikování, matematické funkce, ortorektifikaci a mnoho jiných nástrojů pro základní zpracování dat.

SNAP je dostupný přes grafické rozhraní a příkazový řádek.

Pro jednotlivé nástroje jsou dostupné podrobné videonávody.

Obr. 2:  Prostředí SNAP a jednotlivé toolboxy
Sentinel 1 toolbox

Sentinel 1 toolbox obsahuje řadu nástrojů, které umožňují zobrazování, upravování a analýzu dat z radarových misí ESA – Sentinel 1, ERS-1/2, Envisat i z misí třetích stran – ALOS PALSAR, TerraSAR-X, COSMO-SkyMed a RADARSAT-2.

Toolbox zahrnuje nástroje pro kalibraci, filtraci, ortorektifikaci, mozaikování, konverzi dat, polarimetrii a interferometrii a mnohé jiné.

Pro jednotlivé nástroje jsou dostupné podrobné obrázkové návody.

Sentinel 2 toolbox

Sentinel 2 toolbox tvoří pestrá nabídka vizualizačních, analytických a procesních nástrojů pro zpracování optických dat vysokého rozlišení včetně dat z přístroje MSI Sentinelu 2. Prostředí poskytuje podporu i pro zpracování dat misí RapidEye, SPOT, MODIS (Aqua a Terra), Landsat (TM) a dalších.

K dispozici je základní návod  na práci s toolboxy.

Sentinel 3 toolbox

Sentinel 3 toolbox je určen pro zpracování dat z přístrojů OLCI a SLSTR mise Sentinel 3. Stejně jako předchozí toolboxy umožňuje zpracování dat z misí Envisat (MERIS a AATSR), ERS (ATSR), SMOS a misí třetích stran – MODIS (Aqua a Terra), Landsat (TM), ALOS (AVNIR a PRISM) a dalších.

Toolbox nabízí přístup ke vzdáleným databázím in-situ dat, segmentaci snímků, filtraci a vytvoření grafů, ortorektifikaci, nástroje na zpracování dat ze senzorů OLCI (L2 FAPAR, L2 SDR / BBDR, L2 Water IOP), SLSTR (L1b Regridding, L2 LST, L2 SST) a jiné.

Více informací o Sentinel 3 toolboxu je k dispozici na stránce STEP.

SMOS

Projekt SMOS Toolbox for SNAP (SMOS-Box) byl vytvořen pro zpracování dat pořízených misí ESA SMOS (Soil Moisture and Ocean Salanity). Je rovněž dostupný v prostředí SNAP.

Více informací o misi SMOS.

Obr. 3: Vytvoření mozaiky ze tří samostatných snímků Sentinelu 1 pomocí nástrojů SNAP a toolboxu Sentinel 1, zdroj: ESA
 
Obr. 4: Vypočtený vegetační index (NDVI) na základě snímku Sentinel 2 s využitím nástrojů SNAP a jednotlivých toolboxů, zdroj: ESA

Možnosti stažení

Toolboxy Sentinel a toolbox SMOS jsou volně dostupné ke stažení pro různé operační systémy. Toolboxy jsou součástí prostředí SNAP, které je společné pro všechny toolboxy. STEP nabízí několik možností stažení, umožňuje stáhnout balíček všech toolboxů Sentinel, stáhnout pouze toolbox SMOS nebo balík všech nástrojů Sentinel a SMOS. Při instalaci je možné vyřadit nechtěné toolboxy, které je později možné do prostředí SNAP doinstalovat.

Vzhledem k opensource povaze toolboxů je možné si je upravit a přizpůsobit pro své potřeby. Toolboxy obsahují rozhraní pro přístup k velkému množství dat v podobě cloudové platformy, čímž umožňuje velkoobjemová zpracování pomocí požadovaného algoritmu.

SNAP a jednotlivé toolboxy jsou neustále aktualizovány a je doporučeno stažení nejnovější dostupné verze na stránce SNAP. Přehled možností instalace je v tabulce 1.

 

Windows 64-bit

Windows 32-bit

Mac OS X

UNIX 64-bit

Sentinel toolboxy
Instalace obsahuje toolboxy Sentinel 1, Sentinel 2 a Sentinel 3
 
SMOS toolbox
Instalace obsahuje pouze toolbox SMOS
 
Všechny toolboxy
Instalace obsahuje toolboxy Sentinel 1, Sentinel 2 a Sentinel 3, SMOS a PROBA- V
 
Tab. 1: Možnosti instalace toolboxů Sentinel, zdroj: ESA

Pro doinstalování chybějícího toolboxu je k dispozici obrázkový návod.

Pro více informací o jednotlivých toolboxech a jejich funkcích, můžete navštívit fórum.

Toolboxy jsou k dispozici ke stažení na stránce STEP v sekci download.

Přístup k datům

Data z družic Sentinel jsou díky volné a otevřené datové politice programu Copernicus systematicky a zdarma zpřístupňována všem kategoriím uživatelů. Existují dva různé přístupy k datům:

První dva uvedené portály nabízí následující možnosti přístupu k datům:

  • Scientific Hub – přístup ke všem datům družic Sentinel prostřednictvím interaktivního grafického rozhraní, možnost zvolení zájmové oblasti a selekce dat na základě vybraných parametrů
  • API Hub – přístup pro API uživatele bez grafického rozhraní, vytvoření skriptů pro pravidelné stahování dat
 
Zpracovali: Lukáš Žubrietovský, Lenka Švábová, Ondřej Šváb; Praha, 2017.
"ESA STEP - Science Toolbox Exploitation Platform" ve formátu .pdf ke stažení ZDE.