aicesat — missionsübergreifende Altimetrie

Ein MCP-Server für Claude Desktop, der echte ICESat-2-ATL03-Photonen und ICESat/GLAS-GLAH06-Schüsse über ein ausgewähltes Gebiet abruft, sie als 3D-Punktwolke (deck.gl) rendert und — per Umschalter — eine Koregistrierung von ITRF2014 + Epoche (Plattenbewegung, ITRF2014-PMM / NOAM) mit pyproj anwendet, wobei die kollokierten Δh-Statistiken aktualisiert werden. Ausgehend von docs/cross-mission-altimetry-mcp-spec.md, das das vollständige Design und die Begründung enthält.

Die Koregistrierung entfernt Plattenbewegung zwischen Epochen. Sie entfernt nicht Eisfluss, GIA, Geoid/Gezeiten, Firnkompaktion oder das vertikale Datum, und das Widget weist bei jeder Antwort darauf hin. GLAS-Höhen werden mithilfe von d_deltaEllip des Produkts vom TOPEX/Poseidon- zum WGS84-Ellipsoid umgerechnet, wobei die Sättigungskorrektur d_satElevCorr angewendet wird; das wird in jedem Vergleichbarkeitsblock festgehalten.

Einrichtung

uv sync          # Python 3.13
uv run pytest    # offline unit tests

Earthdata Login: Ein Bearer-Token wird aus ~/.edl/token.prod gelesen (überschreibbar mit AICESAT_EDL_FILE oder durch Setzen von EARTHDATA_TOKEN). Der Server schreibt nie auf stdout (Stdio-MCP-Transport); Logs gehen auf stderr.

Related MCP server: pointcloud-mcp

Claude Desktop

Fügen Sie unter Verwendung des absoluten Pfads zu Ihrem Checkout Folgendes zu ~/Library/Application Support/Claude/claude_desktop_config.json hinzu:

{
  "mcpServers": {
    "aicesat": {
      "command": "/opt/homebrew/bin/uv",
      "args": ["--directory", "/ABSOLUTE/PATH/TO/aicesat", "run", "aicesat-server"]
    }
  }
}

Starten Sie Claude Desktop neu. Die einheitliche UI wird inline als MCP-App gerendert; der Server stellt sie außerdem unter http://127.0.0.1:8765/ bereit (Port über AICESAT_PORT) für die Nutzung im Browser.

Tools: open_ui, list_regions, list_scenes, check_coverage, show_photons (Region, Bounding-Box oder Polygon), add_glas, coregister, lake_status, lake_load_cells, job_status.

UI

Eine in sich geschlossene Seite (erstellt aus src/aicesat/ui/* + mitgeliefertem deck.gl / h3-js durch scripts/build_ui.py, reines Python; der Server erstellt sie beim Start neu, wenn sich die Quellen ändern), die sowohl inline in Claude Desktop als auch unter / bereitgestellt wird:

• Explore — ein 3-D-Globus (Basiskarte Natural Earth, keine flache Projektion). Überall navigieren, einen Kasten oder ein Polygon zeichnen, die Abdeckung prüfen und eine Szene als Hintergrundjob erstellen; Szenen-Footprints und die geladenen H3-Zellen werden auf dem Globus angezeigt.

• Lake — der persistente Parquet-See als H3-Gitter: Statistiken pro Zelle beim Überfahren, ein Speicherlimit, das die am längsten nicht verwendeten Zellen automatisch verdrängt, und Hintergrundladen oder -auslagern ausgewählter Zellen.

• Scene — der 3-D-Viewer: ICESat-2- und GLAS-Punkte auf ein DEM gelegt, ein Adjustments-Bedienfeld mit Korrekturumschaltern und die kollokierten Δh-Histogramme. Die tatsächliche Plattenbewegungsverschiebung ist im Szenenmaßstab unterpixelig, sodass sich die Punktwolken nicht sichtbar bewegen — der Effekt wird aus dem Δh-Bedienfeld abgelesen, nicht aus einer übertriebenen Visualisierung. Bedienfelder lassen sich einklappen und schließen.

Die UI kommuniziert mit einer transportneutralen API (api.py), die auf zwei Arten bereitgestellt wird: die /api/*-Routen auf localhost für den Browser und MCP-Tools mit visibility:["app"], die der Host für die Inline-App bereitstellt. scripts/e2e_apps.py prüft die MCP-App-Anbindung.

Architektur

Der ATL03-Pfad öffnet zur Abfragezeit kein HDF5. Pro Granule zeichnet eine Indexerstellung (index.py) den Bytebereich jedes Chunks, die Filter-Pipeline und die H3-Zellen auf, die der Chunk berührt. Abfragen führen eine Bounding-Box bzw. ein Polygon auf Zellen zurück, holen nur die benötigten Chunks per HTTPS-Bereichsanfrage (EDL-Bearer-Token → vorab signierte URL), dekodieren sie ohne HDF5-Bibliothek und materialisieren die Photonen in einen Hive-partitionierten Parquet-See (lake.py) mit Herkunft pro Zeile und koregistrierten Koordinaten. DuckDB beantwortet Abfragen über den See (api.py); eine Abdeckungstabelle zeichnet auf, was materialisiert ist, sodass wiederholte Abfragen nichts abrufen. Der frühere Pfad earthaccess.open + h5py bleibt für Vergleichszwecke als atl03.extract_legacy erhalten. scripts/bench_access.py vergleicht die Zugriffsmethoden; siehe die Spezifikation (Anhang C) für das Vorgehen.

Die Szenengeometrie ist breitengradbewusst (scene.frame_crs): In der Nähe der Pole polarstereografisch, sonst eine szenenspezifische azimutal-äquidistante Projektion, sodass Szenen überall auf der Erde gerendert werden können.

DEM und Bildmaterial

Die Szenenoberfläche ist ein reales, je nach Region gewähltes DEM, immer auf WGS84-Ellipsoidhöhen (dieselbe vertikale Referenz wie ATL03), fensterweise über /vsicurl/ gelesen und zwischengespeichert: ArcticDEM v4.1 (Arktis, EPSG:3413) und REMA v2.0 (Antarktis, EPSG:3031) — beide bereits ellipsoidisch — und andernorts Copernicus GLO-30, dessen EGM2008-orthometrische Höhen durch Addition der NGA-egm08-Geoidundulation in ellipsoidische Höhen umgerechnet werden (h = H + N). Es gibt keinen Rückgriff auf Photoneninterpolation: Eine Szene zeigt ein DEM nur dort, wo ein solches sie abdeckt. Als Szenenbild dient Sentinel-2 cloudless (EOX, CC BY-NC-SA 4.0), das auf die Oberfläche gelegt wird. Die Globus-Basiskarte von Explore/Lake ist Natural Earth 50 m land (Public Domain). Quellenangaben erscheinen auf dem Bildschirm.

Skripte

uv run scripts/check_coverage.py --region egig_west_flank   # granule counts by month / laser campaign
uv run scripts/ingest.py egig_west_flank                    # index + byte-range ingest + lake query
uv run scripts/build_index.py --region egig_west_flank      # offline index pre-build (amortized off the query path)
uv run scripts/make_scene.py egig_west_flank --glas --coreg # full pipeline for a region
uv run scripts/serve.py                                     # widget server only, for local testing
uv run scripts/bench_access.py                              # access-method comparison

Daten (data/) sind gitignored; löschen Sie sie, um einen erneuten Abruf zu erzwingen.

Wie Δh gemessen wird

Für jeden GLAS-Schuss stammt die ICESat-2-Oberflächenhöhe im Zentrum des Footprints aus einem lokalen linearen Fit entlang der Bahn über die Signalphotonen innerhalb des Kollokationsradius. Ein photometrischer Fit ist eine Ordnungsstatistik und kann den Subzentimeter-Steigungseffekt nicht auflösen; der Fit ist stetig in der Position, daher kann er es. Nur die entlang des Strahls wirkende Komponente der Plattenbewegungsverschiebung ist bei einem einzelnen Strahl beobachtbar, und das Artefakt-Bedienfeld pro Paar hält den vertikalen Anteil des Rahmensprungs im mm-Bereich getrennt vom Steigungseffekt. Jede Antwort enthält die Liste unresolved und besagt „Plattenbewegung angewendet", niemals „die Missionen stimmen überein".