Dank einer neuen Karte, die aus einem Schatz an Daten erstellt wurde, die vom Mars Reconnaissance Orbiter der NASA gesammelt wurden, ist es jetzt einfacher als je zuvor, die Landschaft auf dem Mars zu betrachten.
Die neue Karte, die mithilfe von Supercomputern und Cloud Computing erstellt wurde, bietet ein hochauflösendes 3D-Erlebnis Marsanderes Gelände.
Die Karte wurde vom Team unter bearbeitet U.S. Geologische BefragungDas USGS Center for Astrogeology Sciences besteht aus mehr als 4.800 digitalen Geländemodellen (DTMs) und mehr als 155.000 Bildern der Marsoberfläche.
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„Jetzt kann jeder auf dem Planeten mit einem Smartphone diese Daten suchen, nutzen und genießen“, sagte Teamleiter Jay Laura vom Astrogeological Science Center (ASC). sagte er in einer Erklärung.
„Diese Daten sind wichtig, weil sie die Verfügbarkeit hochwertiger topografischer Daten für den Mars demokratisieren“, fügte Laura hinzu. „Konsistente, umfassende Ergebnisse zu erhalten ist nicht einfach. Wir hielten es für wichtig, diese Produkte zu entwickeln und zu veröffentlichen, damit andere frei auf die Daten zugreifen können. Und wenn diese Daten allgemein verfügbar sind, kann jeder zu wissenschaftlichen Entdeckungen beitragen.“
Die vom Team verwendeten topografischen Marsdaten wurden von gesammelt Mars-AufklärungsorbiterKontextkamera (MRO), die Bilder mit einer Auflösung von etwa 6 Metern pro Pixel aufnehmen kann und einen Bereich mit einer Breite von bis zu 30 Kilometern und einer Länge von 100 Meilen (160 Kilometer) abdeckt.
Anschließend erstellte das Team die DTM-Bilder, indem es zwei Bilder desselben Bereichs überlappte und sie mit einem Supercomputer verarbeitete, um ein detailliertes 3D-Rendering zu erstellen. Dieser Prozess, so die Teammitglieder, ähnelt der Art und Weise, wie das Gehirn die von beiden Augen gesammelten visuellen Daten verarbeitet, um unseren Sinn für Tiefenwahrnehmung zu erzeugen und ein 3D-Bild unserer Umgebung zu erstellen.
Allerdings ist es nicht so einfach, Bildpaare nahtlos miteinander und dann mit dem Marsgelände auszurichten, wie es scheint. Zuerst mussten Laura und das USGS-Team einzelne DTMs mit globalem Gelände mit niedriger Auflösung ausrichten und diese Informationen dann an den Denali-Supercomputer zurücksenden, der sich im Eros Data Center in Sioux Falls, South Dakota, befindet.
Dies geschah in Stapeln von mehreren hundert DTMs auf einmal, was einen enormen Rechenaufwand und mehrere Wochen Verarbeitung erforderte. Teammitglieder sagten, dass das Verfahren einen Standard-PC zwischen zwei und 35 Jahren ununterbrochener Verarbeitung in Anspruch nehmen würde.
Die 4.800 DTMs sind nur die Spitze des Eisbergs in Bezug auf Marsdaten, da das ASC-Team derzeit an Tausenden weiteren Bildpaaren arbeitet, die die topografische Abdeckung des Mars um 20 Meter pro Pixel verbessern sollen.
Darüber hinaus wurden die Bildpaare zusammen mit den hochauflösenden Bildpaaren gesammelt, die von einer anderen MRO-Kamera, dem Sharp-Eyed High-Resolution Imaging Scientific Experiment (Hirise).
Obwohl es Bereiche abdeckt, die kleiner als die Marsoberfläche sind und nur 6 km breit und 60 km lang sind, haben HiRISE-Bilder eine Auflösung von 25 Zentimetern (9,8 Zoll) pro Pixel. Teammitglieder sagten, dies bedeute, dass jedes HiRISE-Bild voller Details sei, aber eine enorme Datengröße habe – 1 GB und mehr.
Wissenschaftler haben Schwierigkeiten, mit derart detaillierten Bildern umzugehen; Zuvor mussten hierfür vollständige Bilder in einem Untersuchungsgebiet einzeln heruntergeladen und anschließend so verarbeitet werden, dass sie in unterschiedlichen Vergrößerungsstufen betrachtet werden konnten.
Daher arbeitete das ASC-Team daran, den gesamten Katalog von 155.000 HiRISE-Bildern, was etwa 114 Terabyte an Daten entspricht, zu verarbeiten und sie streambar und frei zugänglich zu machen. Während der Verarbeitung wurden Daten aus den Cloudbeständen des Planetary Data System der NASA gestreamt, wobei mehr als 4.000 Bilder gleichzeitig verarbeitet wurden und die Fertigstellung des gesamten Datensatzes knapp vier Stunden dauerte.
Das Testen und Reinigen dieser Verarbeitungspipeline stellt sicher, dass sie zuverlässige und nützliche Bilder erzeugt. Dies bedeutet, dass Analysen jetzt in der Cloud durchgeführt werden können und auf Daten zugegriffen werden kann, ohne dass vollständige Bilder heruntergeladen werden müssen. Die streambaren Daten können dann auf einem Smartphone gescannt oder in einem gebrauchsfertigen Format heruntergeladen werden, das keiner Verarbeitung bedarf, so die Teammitglieder.
Das unabhängige Prüfgremium des Planetary Data Ecosystem der NASA hat riesige, vollständig verarbeitete Bildsätze wie diesen als entscheidend für die Unterstützung der Anwendung künstlicher Intelligenz hervorgehoben maschinelles Lernen für Planetenwissenschaften.
„Diese Daten sind bereit für die Entdeckung und Nutzung durch Maschinen und Menschen“, sagte Laura. „Diese Datenveröffentlichung bedeutet, dass der HiRISE-Datensatz jetzt nahtlos von Wissenschaftlern des maschinellen Lernens genutzt werden kann.“
Die Daten werden von Amazon im Unternehmen gehostet Öffnen Sie den Datensatz, die für jedermann kostenlos nutzbar ist. Um das Auffinden und Herunterladen der Daten zu erleichtern und so eine bessere Zugänglichkeit für die breite Öffentlichkeit zu gewährleisten, hat das USGS herausgegeben Suchtools für Benutzer.
„Mit der Veröffentlichung von Daten wie dieser übernimmt USGS die Führung bei der Entwicklung und Veröffentlichung planetarischer wissenschaftlicher Daten, die zur Analyse bereitstehen“, schloss Laura.
