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| マクイダス | |
|---|---|
| 開発者 | ウィスコンシン大学マディソン校 |
| リリース | 1972年6月 |
| Webサイト | www |
McIDAS（Man Computer Interactive Data Access System）は、 1970年代にウィスコンシン大学マディソン校で開発された気象予報ツールで、現在も継続的に使用されています。初期の頃はテレビ局向けのグラフィック生成に広く用いられていましたが、現在では主にNOAA（米国海洋大気庁）および関連機関で使用されています。McIDASシステムのユーザーは、マイクロコンピュータ向けの同様のバージョンを開発し、ColorGraphics Weather Systems社から販売されました。このシステムは、1980年代に米国でテレビ放映されたコンピュータ化された気象画像の多くを生成しました。
1953年、ヴァーナー・スオミはシカゴ大学での博士論文のためにトウモロコシ畑の熱収支を測定した。[ 1 ]その後、彼は専門家としてのキャリアの残りの期間、放射計を用いた遠隔測定の分野で働き、しばしばロバート・ペアレントと共同研究を行った。彼らは、宇宙に打ち上げて地球の熱収支を測定することを目的とした遠隔放射計を開発した。最初の試みはヴァンガードTV3に搭載されたが、打ち上げ時に爆発した。同様の実験は1959年にエクスプローラー7号で行われた。この実験は、雲量が地球の熱収支に与える影響を示した。[ 1 ]
衛星気象学の分野をさらに発展させるため、NASAと米国国立科学財団（NSF）の助成金により、ウィスコンシン大学マディソン校に宇宙科学工学センター（SSEC）が設立されました。SSECでは、SuomiとParentが、雲量を正確に測定・マッピングするためのスピンスキャン雲量カメラ（SSCC）を開発しました。SSCCは一度に地球の1つの帯状領域を撮影し、その情報を無線機に直接送信して地上に放送しました。回転する衛星の本体に固定されたSSCCは、衛星が軌道上で回転するにつれて2次元画像を構築しました。
SSCCは1966年12月6日にATS-1に搭載されて打ち上げられた。1967年11月5日にはATS-3からマルチカラー・スピン・スキャン・クラウドカバー・カメラが打ち上げられ、これが初のカラー気象画像を提供した。[ 1 ]これらの機器からのデータはリアルタイムのプリントアウトに記録され、連続するストリップを切り貼りして1枚の画像にし、さらに複数のタイムラプス画像にするには手作業が必要だった。このデータの解析中に多くの進歩があったものの、作業は面倒で時間のかかるものだった。
データ解析のプロセスを迅速化するため、Suomiは自動化ソリューションを開発するための社内コンペティションを開始した。2つのチームが編成され、1つはアナログソリューションを開発し、もう1つはソフトウェアを使用した。SmithとPhillipsによるソフトウェアソリューションは、雲の画像のみに基づいて風速と風向を計算できることを実証できた。この成功に基づき、SuomiはNASAとNSFから追加の資金を獲得し、プロトタイプの完全コンピュータ化された画像処理システムを開発することができた。[ 2 ]
WINDCOとして知られるこのシステムは、画像を保存するためのビデオディスクと、それを制御するRaytheon 440ミニコンピュータで構成されていた。コンピュータは衛星からの画像を記録し、ストリップから1フレームをバッファリングして、タイミング情報とともに保存した。ユーザーは、結果として得られたビデオを操作して、時間の経過とともに移動する同じ点を表すフレーム上の点を選択し、選択した点の出力は紙テープにパンチされた。紙テープは440によって読み取られ、UNIVAC 1108メインフレームへの命令を含むパンチカードにコピーされ、UNIVAC 1108はそれを地球の地図の上に重ねられたベクトルマップに変換した。[ 2 ]
1972年4月12日にNOAA、NASA、NSFに対して行われたデモンストレーションで、このシステムは1時間に1000個の風ベクトルを生成できることを実証した。出席者は感銘を受けたが、このシステムは非常に特殊な形式で生成された衛星からのデータを、自動気象観測所などの他のセンサーから収集されたデータと相関させることができないと指摘した。彼らはSSECチームに対し、開発を継続し、システムをさらに自動化し、あらゆるソースからのデータを組み合わせる機能を追加するよう奨励した。[ 2 ]
完全自動化ソリューションの開発における最大の課題は、予算内で必要な速度とストレージ容量を備えたマシンを見つけることでした。チームは最終的に、96 kB のコアメモリと 5 MB のハードドライブ2 台 (1 台は固定、もう 1 台は取り外し可能) を搭載したDatacraft/5コンピュータに決定しました。新しいソフトウェア McIDAS は大幅に自動化され、データ取得フェーズにおけるユーザーの主な役割は、ソフトウェアによって自動的に生成されるベクトルの品質を確認することだけになりました。低照度領域で雲を見やすくするために、画像強調システムが追加されました。[ 3 ]
McIDAS は、さまざまなソースからのデータを受け入れました。雲の画像はテープにバッファリングされ、必要に応じて取り込まれました。同期気象衛星からのデータは、1 秒あたり 1.7 MB の衛星フィードから直接取り込むことができ、FAA のデータは 75 ビット/秒、国立気象局のレーダーは 1200 ビット/秒でした。これらのデータはすべて、手描きのベクトルマップに重ね合わせることができました。このシステムは後に、地球資源技術衛星とマリナー惑星探査機からのデータをサポートするように拡張されました。[ 4 ]コマンドラインインタープリタを使用すると、短いコマンドでデータを呼び出すことができ、YK T 500 1200 USA米国上空の 1200 UTC の測定値から 500 mb の温度データを表示できます。
最初の McIDAS システムは 1972 年 6 月に完成しましたが、調整は数か月間続きました。1973 年 10 月には、McIDAS から地元の WHA-TV 州公共テレビサービスへのリアルタイムフィードが設置されました。アップグレードと新しいデータフィードの追加が続けられ、1976 年までに地元の気象レーダーマップ、新世代のGOES衛星のフィードなどが追加されました。システムの需要は非常に高く、パフォーマンスとストレージの拡張のためにシステムを数回アップグレードする必要があり、ワークステーションの 24 時間スケジューリングが行われました。その後、システムは米国空軍ケンブリッジ研究所に設置されました。[ 4 ]
需要が続いた結果、カスタムネットワークシステム「バーンライン」を使用して接続された6台のHarris/6コンピュータをベースとした第2世代のMcIDASが作成された。2台のマシンは300MBのディスクドライブを備えたデータベースサーバーとして機能し、残りの4台はそれぞれ80MBのドライブを備えた最大18台のワークステーションをサポートした。大学内のリモート端末は9600ビット/秒の回線上に設置され、後にカンザスシティの国立環境衛星サービスセンターにも別のものが設置され、そこでランドサットシリーズのデータが処理された。1979年にテキサス州ウィチタフォールズで竜巻が発生し、数人が死亡した後、議会は国立激甚気象予報センター（現在は暴風雨予測センターとして知られている）に新しいMcIDASを設置するよう指示し、これは1981年1月に完成した。[ 5 ]
西ドイツ宇宙機関は 1976 年に McIDAS をAmdahlメインフレームに変換する作業を開始し、同様のシステムが後に NASA のゴダード宇宙飛行センターに設置されました。IBM System/370およびIBM 4331用の新しいバージョンが開発されました。これらのマシンが提供するパフォーマンスの向上により、第 2 世代 McIDAS の分散アーキテクチャは不要になり、システムは単一サーバー構成に戻りました。1984 年に、IBM PC用のスタンドアロン バージョンの開発が開始され、最初はDOS上で、後にOS/2上でEGA または VGA グラフィックスが使用されました。これらのバージョンにより McIDAS は大学や研究所を超えて広がり、すぐに世界中のテレビ局や気象予報機関でユーザーが見つかりました。[ 6 ]
第 4 世代のシステム、現在のバージョンはUnix上に構築されています。これは 1989 年にVis5D用の McIDAS 環境として始まりました。[ 7 ] [ 8 ] 1993 年にその McIDAS はXを使用したサポート付きバージョンの開発の基礎となり、1996 年に McIDAS-X としてリリースされました。標準化されたネットワークにより、Unix バージョンでは低コストの端末を Unix ワークステーションに接続することができ、OS/2 およびWindows NT用のクライアント バージョンが開発されました。[ 9 ] 2009 年 12 月現在、McIDAS-X は、AIX、Enterprise Linux、HP-UX、IRIX、Mac OS X、Solaris、および Windows XP ワークステーションで SSEC によってテストおよびサポートされています。[ 10 ]
McIDAS の第 5 世代が積極的に開発されています。McIDAS-V と呼ばれるこの新しいパッケージは、気象衛星 (ハイパースペクトルを含む) やその他の地球物理データを 2 次元および 3 次元で表示する、無料のオープンソースの可視化およびデータ分析ツールです。McIDAS-V は、強力な数学関数を使用してデータを分析および操作することもできます。McIDAS-V は、SSEC のVisAD ライブラリと Unidata のIntegrated Data Viewerライブラリに基づいて構築されており、McIDAS-X ユーザーが McIDAS-V 環境でコマンドとタスクを実行できるようにする「Bridge」ソフトウェアが含まれています。SSEC の HYDRA ソフトウェア パッケージの機能も、ハイパースペクトル衛星データの表示と分析のために McIDAS-V に統合されています。[ 11 ]