Информационные системы, ориентированные на

представление данных о погоде и климате в сети Интернет

А.З. Фазлиев, Н.А. ЛаврентьевИнститут оптики атмосферы СО РАН

ЭЛЕКТРОННЫЕ БИБЛИОТЕКИ:ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МЕТОДЫ И ТЕХНОЛОГИИ, ЭЛЕКТРОННЫЕ КОЛЛЕКЦИИ

Десятая Всероссийская научная конференцияДубна, 7 - 11 октября 2008 года

Содержание

• Уровни информационнУровни информационнойой систем системыы• Центры хранения данныхЦентры хранения данных• Форматы данных для климатических моделейФорматы данных для климатических моделей• Информационные ресурсыИнформационные ресурсы• Semantic WebSemantic Web• Онтология SWEETОнтология SWEET• Онтология W@DISОнтология W@DIS

Уровни информационных Уровни информационных системсистем

1. Уровень данных и вычислений2. Информационный уровень3. Уровень знаний

•Alaska Synthetic Aperture Radar (SAR) Facility (ASF) •.EROS Data Center (EDC) Land Processes •.Goddard Space Flight Center (GSFC) •.Jet Propulsion Laboratory (JPL) Physical Oceanography•.Langley Research Center (LaRC) •.National Snow and Ice Data Center (NSIDC)•.Oak Ridge National Laboratory (ORNL)•.Socioeconomic Data and Applications Center (SEDAC) at the Consortium for International Earth Science Information Network (CIESIN)•.Global Hydrology Resource Center (GHRC) at Marshall Space Flight Center•.National Climatic Data Center (NCDC) of National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA)•.National Geophysical Data Center (NGDC) of NOAA•.National Oceanographic Data Center (NODC) of NOAA•Satellite Active Archive (SAA) of National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA)

Центры хранения данныхЦентры хранения данных

Уровень данных

и вычислений

GRIBGRIB (Gridded Binary) - самый распространенный формат представления метеорологической информации. Он был создан Всемирной метеорологической организацией для хранения и обмена информацией о погоде в бинарной форме.Каждая запись GRIB предназначена для передачи или хранения единственного параметра вместе со значениями. Закодированные GRIB данные представляют собой непрерывный битовый поток, состоящий из последовательности октетов. Запись логически разбивается на состоящие из октетов секции, каждая из которых содержит контрольную информацию или данные. Представление данных в виде последовательности битов делает формат независимым от какого-либо одного машинного представления. Данные в формате GRIB предназначены исключительно для автоматической обработки.Описания данных, содержащихся в GRIB-файле, находится во внешних таблицах параметров. Наиболее распространены таблицы параметров NCAR, NCEP, ECMWF и NOAA FSL.

BUFRФормат данных BUFR (Binary Universal Form for the Representation of Meteorological Data) представляет собою бинарный формат для представления в виде непрерывного битового потока метеорологических данных в обособленных точках (в отличие от GRIB, предназначенного для представления пространственно распределённых данных). Тем не менее, сама структура формата не предполагает чего-либо уникального только для метеорологии, и он может применяться к любым численным типам данных.

Файлы BUFR состоят из некоторого числа последовательных записей, называемых потоками. Запись BUFR, содержащая некоторые данные наблюдения, также содержит и полное описание этих данных, включая определение наблюдаемого параметра (высота, температура, давление, дата и т.д.), единицы измерения, точность округления, формат сжатия, примененного к данным, а также число бит в значениях содержащихся данных. Описание данных также содержится во внешних таблицах, представляющих собою основную часть BUFR-описания.

NetCDF Общий сетевой формат данных NetCDF (Network Common Data Format) был предложен Межуниверситетской кооперацией атмосферных исследований UCAR в качестве формата самоописываемых расширяемых файлов с научными данными.Для достижения прозрачности с сетевой точки зрения и независимости от конкретной архитектуры NetCDF определён в терминах XDR (eXternal Data Representation), протокола кодирования и описания данных, предоставляющего средства для представления данных в виде машинно-независимых битовых последовательностей.Одна из целей формата NetCDF — предоставление эффективного доступа как к небольшим, так и крупным наборам данных, для чего используется прямой, а не последовательный, как в ранее описанных форматах, доступ к данным. Это может быть намного более эффективным в случае, когда данные считываются не в том порядке, в каком были записаны.

HDF Формат иерархических данных HDF (Hierarchical Data Format) создан для обмена научными базами данных американским Национальным центром суперкомпьютерных приложений NCSA (National Center for Supercomputing Applications).

HDF – самоописываемый формат файлов для переноса различных типов данных между различными компьютерами. В HDF используются метаданные о наборах научных данных SDS (Scientific Data Sets), которые содержат:

систему координат, используемой для интерпретации или отображения данных

масштабы по каждой оси метки по каждой оси и для всего набора данных в целом единицы измерения по каждой оси и для данных допустимые максимальное и минимальное значение данных информацию о калибровке данных; информацию о дополнительных или отсутствующих значениях

Информационные ресурсы, основанные на модeлях MM5 и

BOLAMMM5Department of Atmospheric and Oceanic Science, University of Maryland http://www.atmos.umd.edu/~mm5/University of Wisconsin - Madisonhttp://helios.aos.wisc.edu/University of Wisconsin - Milwaukeehttp://sanders.math.uwm.eduNaval Postgraduate Schoolhttp://met.nps.eduAMI Environmental. South Asiahttp://www.vnbaolut.com/Institute for the Environment, the Hong Kong University of Science and Technologyhttp://envf.ust.hk/dataview/mm5/

BOLAMCentro Funzionale MeteoIdrologico di Protezione Civile della Regione Liguriahttp://www.meteoliguria.it/map/bolam/bolamin.htmServizio Agrometeorologico Regionale - Sardegnahttp://www.sar.sardegna.it/servizi/meteo/

Информационные ресурсы, Информационные ресурсы, основанные на модeли WRFоснованные на модeли WRF

National Weather Service Forecast Officehttp://www.srh.noaa.gov/NOAA/NSSLhttp://www.nssl.noaa.gov/Purdue Universityhttp://wxp.eas.purdue.edu/DTC WRF-NMMhttp://www.dtcenter.org/wrf-nmm/NCEP/EMChttp://www.nco.ncep.noaa.gov/NOAA/GSDhttp://ruc.fsl.noaa.gov/taq.htmlNCAR WRF-ARWhttp://www.wrf-model.org/University of Illinoishttp://blizzard.atmos.uiuc.edu/rt/Millersville University, PAhttp://snowball.millersville.eduThe SNU-NCAR Joint Center for High-Impact Weather and Climate Researchhttp://jhwc.snu.ac.kr/weather/NASA GHCC Real-Time WRF Weather Model Systemhttp://www.ghcc.msfc.nasa.gov/

Advanced Operational Aviation Weather System, Taiwanhttp://aoaws.caa.gov.tw/Institute of Atmospheric Sciences and Climate (ISAC) of the Italian National Research Council (CNR)http://oracolo.le.isac.cnr.it/mpcf/METEO/wrf.phpWeather-It-Is, Israelhttp://www.weather-it-is-israel.com/Slovenian Meteorological Amateur Research Teamhttp://www.pro-vreme.net/LaMMA - CNR IBIMET (Laboratory for Meteorology and Environmental Modeling of Tuscany Region) - WRF NMMhttp://www.lamma.rete.toscana.it/Institute of Astronomy and Meteorology of the University of Guadalara, Mexicohttp://www.udg.mx/wrf/Meteo Riccione, Italyhttp://www.meteoriccione.it/Meteobluehttp://www.meteoblue.ch/The SNU-NCAR Joint Center for High-Impact Weather and Climate Researchhttp://jhwc.snu.ac.kr/weather/

Глобальные проекты и порталыГлобальные проекты и порталы

LEAD Portal (WRF)https://portal.leadproject.org/ATMOS Portal (WRF, MM5, ИВМ РАН)http://atmos.iao.ru

Глобальные проектыNational Observatory of Athens (3 модели – WRF, MM5, BOLAM)http://cirrus.meteo.noa.gr/

RAP Real-Time Weather (4 модели – WRF, RUC, ETA, GFS)http://www.rap.ucar.edu/weather/model/

NCAR/MMM (2 модели – WRF, MM5)http://www.mmm.ucar.edu/

Meteosim Truewind (2 модели – MASS, GFS)http://www.meteosimtruewind.com/

BolamBolamПредставление результатовПредставление результатов

Servizio Agrometeorologico Regionale - Sardegnahttp://www.sar.sardegna.it/servizi/meteo/mappebolam_it.asp

MM5 – Представление MM5 – Представление результатоврезультатов

AMI Environmental. South Asia - http://www.vnbaolut.com/index_en.html

University of Wisconsin — Madison - http://helios.aos.wisc.edu/

MM5 – Представление MM5 – Представление результатоврезультатов

DTC WRF-NMM - http://www.dtcenter.org/wrf-nmm/users/forecasts.php

WRF – Представление WRF – Представление результатоврезультатов

LaMMA - CNR IBIMET - http://www.lamma.rete.toscana.it/wrf-web/index.html

WRF – Представление WRF – Представление результатоврезультатов

Meteoblue - http://www.meteoblue.ch/

WRF – Представление WRF – Представление результатоврезультатов

Purdue University - http://wxp.eas.purdue.edu/wrfdata/

WRF – Представление WRF – Представление результатоврезультатов

Semantic WebSemantic Web

SSemantic emantic WWeb for eb for EEarth and arth and EEnvironmental nvironmental TTerminology erminology

Спасибо за Спасибо за внимание!внимание!

Как найти определённый источик данных Как найти определённый источик данных в W@DIS?в W@DIS?

Semantic Web в действииSemantic Web в действии

В мае 2008 г. в системе W@DIS находится 570 информационных источников. Как найти определёный источник или группу источников в W@DIS?

Методы поиска Google или Yahoo бесполезны. Большинство ресурсов W@DIS “невидимы” для поисковых агентов.

Подход Semantic Web был использован в W@DIS для реализации семантического поиска.

Уровни энергииКвантовые числа

(Нормальные моды, BT2, Швенке)

Неопределённостиэнергетических

уровнейКоличество переходов

Вакуумная частотаКоэффициент

ЭйнштейнаКвантовые числа

переходов(Нормальныемоды, BT2)

Вакуумная частотаИнтенсивность

ПолуширинаСдвиг

Квантовые числапереходов

(Нормальныемоды, BT2)

Неопределённостидлины волны,

интенсивности,полуширины, ... Дополнительные

сущности

Физические сущности в W@DISФизические сущности в W@DIS

Мин. и макс. значения уровнейэнергии, число уровней энергии,число уровней с уникальными и

неуникальными квантовымичислами, число уровней без

квантовых чисел, числоэнергетических уровней с

разрешёнными инеразрешёнными квантовыми

числами

Мин. и макс. значений длиныволны в вакууме, числоидентифицированных инеидентифицированных

переходов, число разрешённыхи запрещённых переходов,

число полос, список полос, ...

Мин. и макс. значениядлины волны в вакууме,

тип квантовых чисел,число идентифицированныхи неидентифицированных

переходов, число разрешённыхи запрещённых переходов,число полос, список полос,

температура, давление,уширяющее вещество, ...

Название источника информации, комментарий, ссылка,введённые данные (URI), метод решения

Вещество, атом, молекула, газ, физические состояния,основной источник информации, составной источник информации,

входные данные, выходные данные, ...

Метаданные в W@DISМетаданные в W@DIS

I

Таксономия молекулярной Таксономия молекулярной спектроскопииспектроскопии

Информационная модель Информационная модель молекулярной спектроскопиимолекулярной спектроскопии

29

Taxonomies Individuals Logical Inferences

Логический выводЛогический вывод

Интерфейс Protégé для семантического Интерфейс Protégé для семантического поиска информационных ресурсовпоиска информационных ресурсов