BUFR - BUFR

The Binární univerzální forma pro reprezentaci meteorologických dat (BUFR) je binární datový formát spravuje Světová meteorologická organizace (WMO). Nejnovější verze je BUFR Edition 4. BUFR Edition 3 je také považován za aktuální pro provozní použití. BUFR byl vytvořen v roce 1988 s cílem nahradit desítky WMO charakterově založených, pozičně řízených meteorologické kódy, jako např SYNOP (pozorování povrchu), TEPLOTA (sondování horního vzduchu) a KLIMAT (měsíční klimatologické údaje). BUFR byl navržen tak, aby byl přenosný, kompaktní a univerzální. Lze představovat jakýkoli druh dat, spolu s jeho specifickým prostorovým / časovým kontextem a jakýmikoli dalšími souvisejícími metadata. V terminologii WMO patří BUFR do kategorie tabulkové kódové formuláře, kde je význam datových prvků určen odkazem na sadu tabulek, které jsou uchovávány a udržovány odděleně od samotné zprávy.

BUFR je složitý formát, jehož použití může být obtížné [1] a přináší některé slabosti.[2] Zavedení formátu BUFR vedlo k „disparice“ dat a mnoha chybám při formátování.[3][4][5]

Popis formátu

Zpráva BUFR se skládá ze šesti sekcí, očíslovaných od nuly do pěti.

  • Sekce 0, 1 a 5 obsahují statická metadata, většinou pro identifikaci zprávy.
  • Část 2 je volitelná; pokud je použit, může obsahovat libovolná data v jakékoli podobě, kterou si přeje tvůrce zprávy (toto je vhodné pouze pro místní použití).
  • Sekce 3 obsahuje sekvenci tzv deskriptory které definují formu a obsah datového produktu BUFR.
  • Sekce 4 je bitový tok obsahující základní data zprávy a hodnoty metadat, jak je uvedeno v části 3.

Popis produktu obsažený v oddíle 3 může být sofistikovaný a netriviální pomocí replikace a / nebo deskriptorů operátorů. (Stručný přehled různých druhů deskriptorů najdete níže; další podrobnosti najdete v příručce WMO Guide on BUFR.)

Šablony

Sekce 3 obsahuje krátkou záhlaví následovanou posloupností deskriptorů, které odpovídají obsahu bitového proudu sekce 4. Sekvenci deskriptorů v oddíle 3 lze chápat jako šablona zprávy BUFR. Šablona obsahuje informace nezbytné k popisu struktury datových hodnot vložených do odpovídajícího bitového proudu. Je třeba jej interpretovat krok za krokem, podobný algoritmu způsob. Vzhledem k sadě zpráv BUFR se hodnoty obsažené v oddíle 4 mohou lišit od jedné zprávy k další, ale jejich uspořádání a struktura zůstanou předvídatelné, pokud šablona uvedená v oddíle 3 zůstane nezměněna. Šablony mohou být navrženy tak, aby splňovaly požadavky konkrétního datového produktu (například pozorování počasí). Takové šablony lze poté použít ke standardizaci obsahu a struktury datových produktů BUFR. WMO vydala řadu šablon BUFR pro pozorovací údaje o povrchu a horním vzduchu.

Deskriptory

Všechny deskriptory, 16 bitů široké, mají a F-X-Y struktura, kde F označuje dva nejvýznamnější bity (úplně vlevo); X označuje 6 středních bitů a Y na nejméně významných (nejvíce vpravo) 8 bitů. The F hodnota (0 až 3) určuje typ deskriptoru.

  • Deskriptory prvků (F = 0): Jak název napovídá, tyto deskriptory se používají k přenosu elementárních dat a souvisejících metadat.
    The X value označuje třídu deskriptoru (tj. parametry vodorovných souřadnic, parametry teploty atd.). The Y value je číslo deskriptoru ve své třídě. Deskriptory prvků tříd 1 až 9 mají speciální vlastnost zůstat v platnosti od okamžiku, kdy se objeví po zbytek šablony BUFR, pokud to není v rozporu nebo zrušeno. V praxi se deskriptory třídy 1 až 9 používají pro prostorová, časová a další metadata, která jsou použitelná pro základní data zprávy BUFR.
    Všechny deskriptory prvků jsou definovány v části specifikace BUFR známé jako „tabulka B“. Přidání nových deskriptorů prvků do tabulky B nevyžaduje změny specifikace softwaru BUFR. Definice deskriptoru prvku v tabulce B zahrnuje jeho číslo, definici krátkého textu, parametry dekódování (bitová šířka, měřítko a zkreslení) a typ (číselný, znakový řetězec, kódová tabulka atd.).
  • Deskriptory replikace (F = 1): Speciální deskriptory, které umožňují řízené opakování vybraného počtu deskriptorů. Jedná se o velmi výkonnou operaci, která zavádí smyčkové struktury do šablon BUFR. The X hodnota určuje počet následujících deskriptorů, které mají být zahrnuty do replikace; the Y hodnota označuje, kolikrát se má replikace uskutečnit. Li Y= 0, pak se replikaci říká „zpožděná replikace“ a počet replikací se získá z hodnoty deskriptoru speciálního prvku.
  • Deskriptory operátorů (F = 2): Tyto deskriptory vyjadřují speciální operace, které mohou upravit charakter dat nebo umožnit vytvoření a manipulaci s dalšími daty vedle originálu. The X hodnota identifikuje operátora a Y hodnota se používá k ovládání jeho aplikace. Tyto deskriptory jsou definovány v části specifikace BUFR známé jako „tabulka C“. Přidání nových deskriptorů operátorů do tabulky C. dělá vyžadovat změny ve specifikaci softwaru BUFR, a proto vede k novému číslu vydání BUFR.
  • Deskriptory sekvence (F = 3): Deskriptor jedné sekvence je alias pro sekvenci dalších deskriptorů, včetně deskriptorů replikace a položek tabulky B, C a D. Tyto deskriptory jsou definovány v části specifikace BUFR známé jako „tabulka D“. Využití X a Y hodnota je stejná jako u deskriptorů prvků.

Podmnožiny

Datová struktura vytvořená v šabloně oddílu 3 může být opakovaně použita několikrát v rámci jedné zprávy BUFR. V takovém případě bude Část 4 obsahovat posloupnost tzv podmnožiny. Například podmnožiny lze použít k přenosu pozorování z několika míst v jedné zprávě.

Reference

  1. ^ https://www.eumetsat.int/website/wcm/idc/idcplg?IdcService=GET_FILE&dDocName=PDF_CONF_P57_S5_01_KARHILA_V&RevisionSelectionMethod=LatestReleased&Rendition=Web
  2. ^ https://ams.confex.com/ams/93Annual/webprogram/Paper221675.html
  3. ^ http://science.sciencemag.org/content/352/6283/281
  4. ^ https://ams.confex.com/ams/97Annual/webprogram/Paper305058.html
  5. ^ https://software.ecmwf.int/wiki/display/TCBUF/ECMWF?preview=/29332277/46924609/Migration_2_BUFR_Report.pdf

externí odkazy

Online ověřovatelé BUFR

Softwarové knihovny