Uma Proposta de um Gerenciador Web para a Rede de Radares da FUNCEME. A Proposal of a Web Manager for Network of Radars Funceme

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1 Uma Proposta de um Gerenciador Web para a Rede de Radares da FUNCEME RESUMO: Este trabalho aborda uma proposta de um gerenciador web para a Rede Cearense de Radares (RCR), visando dar suporte ao meteorologista em suas análises de precipitações. A tecnologia PHP será utilizada juntamente com o framework Zend de arquitetura modelovisão-controlador (MVC) para o desenvolvimento front-end da aplicação, integrando com o banco de dados PostgreSQL. Existem dois softwares que vão integrar o gerenciador no backend da aplicação: RCR Suíte e pmaker, desenvolvidos nas linguagens Python e C respectivamente, têm como função auxiliar a geração dos produtos meteorológicos pelos os radares da Fundação Cearense de Meteorologia e Recursos Hídricos. O projeto apresenta também um módulo de configuração no gerenciador web da RCR que irá facilitar a interação com o usuário, para a geração de produtos meteorológicos. Os resultados esperados serão uma melhoria nos estudos e avaliações das precipitações no Estado do Ceará com um produto mais personalizável para o usuário que acessar a aplicação. Palavras chave: gerenciador, php, rcr, web, zend A Proposal of a Web Manager for Network of Radars Funceme ABSTRACT: This work presents a proposal for one web manager for the Network Cearense Radars, aiming to support the meteorologist in their rainfall analysis. The PHP language will be used in conjunction with the framework Zend of model-view-controller architecture (MVC) for development Front-end the application, integrating with the PostgreSQL database. Have two software that will integrate the application manager in the back-end: RCR suite and pmaker, developed in Python and C respectively, serves to support the generation of meteorological products by the radars of the Ceará Institute for Meteorology and Water Resources. The project also features a configuration module in web manager of RCR that will facilitate user interaction, for generating meteorological products. The expected results will be an improvement in the studies and evaluations of rainfall in the state of Ceará with a more customizable product for the user to access the application. KEYWORDS: manager, php, rcr, web, zend INTRODUÇÃO A utilização de radares meteorológicos permite a localização de precipitação, cálculo do seu movimento, estimativa do seu tipo (chuvas, neve e granizo) e na previsão de sua intensidade e posição futura. Os radares meteorológicos mais modernos são em sua maioria, radares Doppler, capazes de detectar o movimento das gotículas de chuva. Ambos os tipos de dados podem ser analisados para determinar a estrutura de tempestades e seu potencial de causar um tempo severo. X Congresso Norte Nordeste de Pesquisa e Inovação, 2015 Página 1

2 Hoje o Brasil possui 27 radares meteorológicos (Figura 1) em operação para o monitoramento do território nacional. Além dos equipamentos em funcionamento, estão sendo instalados nove novos radares meteorológicos em regiões do território brasileiro que possuem riscos de inundações e deslizamentos Figura 1. Plano Nacional de Gestão de Riscos e Resposta a Desastres Naturais Radares Meteorológicos Centro Nacional de Monitoramento e Alertas de Desastres Naturais. CEMADEN, A Fundação Cearense de Meteorologia e Recursos Hídricos (FUNCEME) realiza o monitoramento da precipitação sobre toda a região metropolitana da capital cearense e de vários municípios da região litorânea e de parte do Oceano Atlântico através do radar meteorológico Doppler de banda X, instalado em Fortaleza, em Em 2011, foi implantada a Rede Cearense de Radares (RCR), através da integração deste radar de Fortaleza, com o radar Doppler de banda S de Quixeramobim, instalado em novembro daquele ano, esse radar possui capacidade para estimar a precipitação dentro de um raio de 200 km e realizar o monitoramento de sistemas meteorológicos dentro de um raio de 400 km, cobrindo, assim, todo o estado do Ceará e algumas áreas dos estados vizinhos. Com a operação desta rede de radares, seus dados já têm sido disponibilizados pela internet, contudo, a disponibilização desses dados ainda não é configurável ao usuário. O Gerenciador Web da Rede Cearense de Radares é um modulo de configuração do aplicativo web da RCR, onde o usuário vai poder gerar vários tipos de produtos meteorológicos de forma personalizada e realizar o download das imagens geradas pelo produto. Existem vários tipos de produtos meteorológicos, como por exemplo: Constant Altitude Plan Position Indicator (CAPPI), Plan Position Indicator (PPI) e Maximum Display (MAXCAPPI). Essas informações são geradas pelo RCR Suíte, Framework PyFuncemeRadarTools e o software PMAKER, os dois primeiros desenvolvido na FUNCEME, na Linguagem Python, a aplicação RCR Suíte é divido em três módulos, pycatalog onde tem a função de aquisição dos dados volumétricos, o segundo é o pyproducer que tem como função o processamento de dados e geração dos X Congresso Norte Nordeste de Pesquisa e Inovação, 2015 Página 2

3 produtos meteorológicos (PMAKER) e o terceiro é client onde tem a função de realizar o pós processamento do produto meteorológico, que são as matrizes e imagens (Portable Network Graphics) do radar meteorológico. Para o desenvolvimento do Gerenciador de Web da RCR será utilizada a Linguagem PHP e Banco de Dados Postgresql. O funcionamento do Gerenciador de Configuração do RCR segue esse seguinte padrão: o usuário pode gerar um produto meteorológico, de forma personalizada, selecionando qual radar, a data, tipo e a especificação do produto meteorológico, que no final irá ser gerada a imagem com a precipitação no mapa, caso ela tenha ocorrido. Se o usuário quiser fazer o download desta imagem para estudo, ele poderá realizar ao clicar no botão download. O PPI é o tipo mais comum de visualização radar. A antena de radar é geralmente representada no centro da tela, de modo que a distância a partir dele e a altura acima do solo pode ser desenhado como concêntricos círculos. À medida que a antena de radar gira, um traço radial sobre o PPI varre em uníssono com ele em torno do ponto central. Na Figura 2 mostra um exemplo de PPI Figura 2. Imagem de uma linha temporal (em dbz) visto em uma elevação PPI 0,7o grau. NOOA, 1985 O CAPPI é um radar de exibição que apresenta uma secção transversal horizontal de dados a uma altitude constante. Tem sido desenvolvido pela Universidade McGill, em Montreal pelo Grupo Tempo e Tempestade para contornar alguns problemas com a PPI, quando o chão ecoa perto do radar e quando a altitude muda com a distancia do radar. Na Figura 3, mostra um exemplo de CAPPI. X Congresso Norte Nordeste de Pesquisa e Inovação, 2015 Página 3

4 Figura 3. Refletividade Cappi a 1,5 km de altitude do Radar de Montréal. Environment Canada, 2006 Na Figura 4 é aplicativo RCR desenvolvido na FUNCEME é possível visualizar os seguintes produtos meteorológicos Chuva Agora (PCAPPI), Acumulado Diário, Mensal e Chuva Previsão (Fortracc), assim como relizar download de relatórios dos mesmos. Além do mais é possível adicionar camadas, ver históricos de chuvas anteriores em todo Estado do Ceará Figura 4. Imagem do produto Chuva Agora (PCAPPI) e do aplicativo web do Radar Band S de Quixeramobim- Ce. FUNCEME, 2014 MATERIAL E MÉTODOS A Rede Cearense de Radares Suíte é uma suíte de aplicações responsáveis por prover os dados de pluviômetros e da Rede Cearense de Radares da Fundação Cearense de Meteorologia e Recursos Hídricos (FUNCEME). A suíte é formada por algumas aplicações X Congresso Norte Nordeste de Pesquisa e Inovação, 2015 Página 4

5 como: PPI, CAPPI, PCAPPI, que fornecem dados provenientes do aplicativo Previsão a Curto Prazo e Evolução dos Sistemas Convectivos (Fortracc). A arquitetura da aplicação é baseado no conceito cliente servidor, aonde o servidor funciona em uma máquina que é responsável por centralizar o acesso a todos os dados, armazenando os arquivos e permitindo que esses dados sejam acessados e disponibilizados de diversas maneiras diferentes. Os clientes são responsáveis pelo processamento e geração dos arquivos de imagem, texto, binários e relatórios, também, pelo envio de alertas. Utilizando essa arquitetura obtemos diversas vantagens, como redução da sobrecarga sobre a máquina responsável pelo processamento e geração dos dados, o processamento de dados em paralelo (feito por diversas máquinas), a modularização, dentre outras vantagens. Com essa arquitetura permitimos os testes de novos algoritmos de forma local, isso é, sem que seja alterado o código de processamento principal, fazendo com que nossos serviços fiquem indisponíveis o mínimo de tempo possível e os testes são feitos com dados reais. O servidor, além da centralização, tem a responsabilidade de, toda e qualquer, inserção, recuperação e atualização de dados nos Banco de Dados, utilizados para armazenar as informações. Dessa forma, caso haja alguma alteração nos códigos de requisições aos bancos de dados, só deverá ser alterado no servidor, facilitando a manutenção do código. A aplicação cliente é dividida em pequenos scripts que se utilizam do framework PyFuncemeRadarTools, em que pode-se encontrar todos os módulos com os modelos utilizados para o processamento dos dados, geração dos arquivos e relatórios. Pode-se encontrar também módulos com pequenas funções auxiliares, como envio de e mail e funções geográficas. Os scripts que constituem a aplicação cliente são scripts responsáveis por processar e gerar os arquivos dos produtos, scripts de alerta e geração de relatórios. Os clientes se utilizam, além dos dados fornecidos pelo servidos, de alguns arquivos armazenados localmente para obtenção de alguns dados, reduzindo a carga no servidor, como desvantagem a essa abordagem, temos que alguns clientes podem ter seus arquivos desatualizados por algum motivo ou arquivo com problema. O framework PyFuncemeRadarTools é um conjunto de bibliotecas que fazem parte da suíte RCR. Nelas está contida uma série de funções semelhantes entre os diversos scripts, dessa forma, reduzindo a repetição e facilitando a manutenção dos códigos. Há funções simples para conexões com os vários bancos de dados da FUNCEME, funções mais complexas de cálculos geográficos, listarem tabelas e outras funções para localizar diretórios. RESULTADOS E DISCUSSÃO O Gerenciador Web de Radares irá oferecer um suporte à pesquisa de informações coletadas pelos radares, de forma prática, com o objetivo de facilitar o acesso aos dados de qualquer usuário interessado. Através de uma interface Web, mostrada na Figura 5, será possível realizar buscas por dados fornecidos pela plataforma e gerar imagens para download. X Congresso Norte Nordeste de Pesquisa e Inovação, 2015 Página 5

6 Figura 5. Imagem da tela do gerenciador web proposto. FUNCEME, 2015 CONCLUSÕES Com o objetivo de disponibilizar informações obtidas das plataformas de sistema de radares, definidas neste artigo, e aprimorar a pesquisa na área de meteorologia, concluímos que será importante a utilização do gerenciador de configuração de radares para pesquisa e coleta de dados, tendo em vista a facilidade do acesso e qualidade de informação. Os dados vindos dos órgãos de meteorologia são de extrema segurança pela qualidade da tecnologia envolvida nas plataformas de sistemas meteorológicos, garantindo assim confiabilidade nas pesquisas e estudos sobre radares. A plataforma Web permite a facilidade de acesso ao usuário pela qual pode ser acessada por diverso browser em ambiente web ou mobile. Assim, usuários interessados na área de meteorologia podem contribuir com pesquisa através dos dados obtidos gerando mais informações importantes para a ciência e tecnologia. AGRADECIMENTOS Agradecemos aos Analistas da Fundação Cearense de Meteorologia e Recursos Hídricos, responsáveis pela manutenção dos sistemas web, pelas sugestões, esclarecimentos e valiosas informações. REFERÊNCIAS FORTRACC: Aplicativo Previsão em Curto Prazo e Evolução dos Sistemas Convectivos, Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos (CPTEC/INPE DSA), Disponível em: < convectivo.pdf>. Acesso em: 10 jul. de X Congresso Norte Nordeste de Pesquisa e Inovação, 2015 Página 6

7 IMAGENS DE RADAR: Rede de Meteorologia de Comando da Aeronáutica (REDEMET), Disponível em: < Acesso em: 10 jul. de MAPA INTERATIVO: Rede Observacional para Monitoramento de Risco de Desastres Naturais, Centro Nacional de Monitoramentos e Alertas de Desastres Naturais (CEMADEN), Disponível em: < Acesso em: 08 jul. de 2015 PRECIPITAÇÃO POR RADAR: Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos (CPTEC/INPE DSA), Disponível em: < Acesso em: 10 jul. de PMAKER. Software Third Party, IACIT Soluções Tecnológicas, PyFuncemeRadarTools. Manual do Framework da Rede Cearense de Radares na Fundação Cearense de Meteorologia e Recursos Hídricos, FUNCEME, RCR: Rede Cearense de Radares, Fundação Cearense de Meteorologia e Recursos Hídricos (FUNCEME), Disponível em: < Acesso em: 01 jul. de RADARES: Centro Nacional de Monitoramentos e Alertas de Desastres Naturais (CEMADEN), Disponível em: < Acesso em: 07 jul. de RADAR TUTORIAL: Fundamentos de Tecnologia Radar, Disponível em: < Acesso em: 09 jul. de X Congresso Norte Nordeste de Pesquisa e Inovação, 2015 Página 7