Možnosti uchovávání časových sérií rastrových dat a jejich metadat v nich Bakalářská práce Zpracovatel : Pavel Ševčík Vedoucí práce : Ing.Antonín Orlík

Osnova o Seznámení s řešenou problematikou (data z meteorologických a jiných modelů, metadata) o Možnosti ukládání rastrových souborů (aktuální stav v řešené oblasti) o Volba vhodného grafického formátu o Návrh způsobu ukládání dat (rastrových souborů a příslušných metadat) o Ověřování možností zvoleného způsobu ukládání o Tvorba ukázkové aplikace (skriptu) o Přínosy, využití a celkové zhodnocení navrhovaného řešení

Časové série dat o Jedná se o data především z různých meteorologických a jiných modelů, ale i o data z družic, radarů a jiných zařízení o Jsou periodicky produkována a ukládána do rastrových souborů o Jedná se většinou o data ukládána do jediného kanálu formou indexovaných barev o Počet a objem dat neustále roste a vzniká tak potřeba jejich efektivní správy

Ukázka dat Model ALADIN (srážky) Model GFS (teplota 2m) CHMI (radar, srážky) METEOSAT

Metadata o Popisují vlastnosti a charakteristiky datové sady (obsah, kvalitu, původ, strukturu, referenční systém, distribuci, rozsah a další vlastnosti) o Je snaha sjednotit formu metadat, vznikají různé normy, standardy a vyhlášky o V této práci jsou použity tyto standardy o Standard pro metadata ISO19115 ( 2004) o Rozšiřující standard ISO/PDTS

Značkovací jazyk XML o Standardizovaný formát pro výměnu informací o Vyvinut a podporován konsorciem W3C o Nezávislost na platformě i na aplikacích o Text je chápán a organizován jako data, význam informací určují XML značky (tagy)

Možnosti ukládání rastrových souborů o Ukládání do relačních databází, které umožňují ukládání rastrových souborů do tzv. geodatabáze (ArcSDE, Oracle 9i) o Výhody : víceuživatelský přístup, ochrana dat, dotazovací jazyk atd. o Nevýhody : finanční náklady o Ukládání do souborového systému ve formátu vhodném pro ukládání tohoto typu dat o Nevýhody : velký počet souborů, neorganizovanost souborů atd.

Volba vhodného grafického formátu Požadavky : o Neproprietální, obecný formát (není výhradně svázán s nějakým programovým produktem, který jej omezuje) o Podpora bezztrátové komprese obrazu o Možnost zápisu více rastrových souborů do jednoho souboru jako samostatné kanály

Volba vhodného grafického formátu Erdas Imagine (.img) o Podporuje plnou paletu barev o Umožňuje vkládání více kanálů o Podporuje ukládání informací o referenčním systému BIL, BIP, BSQ o Umožňují také vkládání více kanálů o Podporuje ukládání informací o referenčním systému (soubor s příponou.hdr) PNG (Portable Network Graphics) o Vznikl jako nástupce formátu GIF o Podporuje barevnou hloubku až do 48. Bitů o Je možné ukládat pouze 4 kanály do jednoho souboru.

Volba vhodného grafického formátu GeoTIFF o Je podporován většinou aplikací v GIS o Podporuje plnou paletu barev o Schopnost přirozené reprezentace dat a rozsáhlých rastrových obrazů o Možnost uložit téměř jakýkoliv formát bez ztráty informací o Umožňuje přímý zápis informací o referenčním systému a vkládání meta-tagů.

Návrh způsobu ukládání Skládání rastrových obrazů Struktura.tif souboru struktura Tiff souboru Jednotlivé rastrové záznamy uložené jako samostatné kanály Hlavička souboru, metadata a metadata o platnosti, souřad. systém… GeoTiff soubor 02_30.tif 02_00.tif tif

Ověřování zvoleného způsobu ukládání Grafická knihovna GDAL o Umožňuje provádět mnoho operací s rastrovými daty a formáty (čtení, zápis, transformace, konverze a další) o Je volně ke stažení (open – source) o Je využívána v mnoha aplikacích (GRASS, QGIS, FWTools, UMN MapServer a další) o Obsahuje mnoho programových komponent (gdalinfo, gdal_translate, gdal_merge a další)

Ověřování zvoleného způsobu ukládání Driver: GTiff/GeoTIFF Size is 400, 300 Coordinate System is Metadata: Base metadata= Chanel 1 Validity= :00: :30: :20:31 Chanel 2 Validity= :30: :00: :22:21 Chanel 3 Validity= :00: :30: :27:21 Chanel 4 Validity= :30: :00: :28:11 Chanel 5 Validity= :00: :30: :29:11 Corner Coordinates: Upper Left ( 0.0, 0.0) Lower Left ( 0.0, 300.0) Upper Right ( 400.0, 0.0) Lower Right ( 400.0, 300.0) Center ( 200.0, 150.0) Band 1 Block=400x20 Type=Byte, ColorInterp=Gray Band 2 Block=400x20 Type=Byte, ColorInterp=Undefined Band 3 Block=400x20 Type=Byte, ColorInterp=Undefined Band 4 Block=400x20 Type=Byte, ColorInterp=Undefined Band 5 Block=400x20 Type=Byte, ColorInterp=Undefined Základní metadata Metadata týkající se platnosti Jednotlivé kanály uložené v souboru

Návrh automatizace správy dat o Ke knihovně GDAL je možné přistupovat přes API (C/C++, Perl, Python) o Jako programovací jazyk byl zvolen Python o Bylo navrženo několik skriptů, které automatizují celý proces správy rastrových dat v časových sériích

Struktura navrženého řešení Vstupní soubor Adresář, soubor, kanál Hodnota pixelu na souřadnici Výstupní soubor

Výhody, přínosy, použití o Možnost užití v podstatě jakéhokoliv standardu pro metadata ve formátu XML o Omezení počtu uchovávaných souborů o Nezávislost na použité platformě o Možnost dalšího rozšíření a možnost implementace skriptů do jiných systémů o Skripty byly odzkoušeny na datech z modelu GFS a datech z radiometeorologického měřené (CHMU)

Použité zdroje informací

Děkuji za pozornost