BUFR - BUFR

O formato binário universal para a representação de dados meteorológicos ( BUFR ) é um formato de dados binários mantido pela Organização Meteorológica Mundial (WMO). A versão mais recente é a BUFR Edition 4. BUFR Edition 3 também é considerada atual para uso operacional. O BUFR foi criado em 1988 com o objetivo de substituir as dezenas de códigos meteorológicos baseados em caracteres e orientados por posição da OMM , como SYNOP (observações de superfície), TEMP (sondagens aéreas superiores) e CLIMAT (dados climatológicos mensais). BUFR foi projetado para ser portátil, compacto e universal. Qualquer tipo de dado pode ser representado, junto com seu contexto espacial / temporal específico e quaisquer outros metadados associados . Na terminologia WMO, BUFR pertence à categoria de formulários de código baseados em tabelas , onde o significado dos elementos de dados é determinado por referência a um conjunto de tabelas que são mantidas e mantidas separadamente da própria mensagem.

BUFR é um formato complexo que pode ser difícil de usar e apresenta alguns pontos fracos. A introdução do formato BUFR levou à "disparidade" de dados e a muitos erros de formatação.

Descrição do formato

Uma mensagem BUFR é composta de seis seções, numeradas de zero a cinco.

  • As seções 0, 1 e 5 contêm metadados estáticos, principalmente para identificação de mensagens.
  • A seção 2 é opcional; se usado, pode conter dados arbitrários em qualquer formato desejado pelo criador da mensagem (isso só é aconselhável para uso local).
  • A seção 3 contém uma sequência dos chamados descritores que definem a forma e o conteúdo do produto de dados BUFR.
  • A seção 4 é um fluxo de bits que contém os dados principais da mensagem e os valores de metadados, conforme disposto na seção 3.

A descrição do produto contida na Seção 3 pode ser sofisticada e não trivial pelo uso de replicação e / ou descritores de operador. (Veja abaixo uma breve visão geral dos diferentes tipos de descritores; consulte o Guia WMO no BUFR para mais detalhes.)

Modelos

A seção 3 contém um cabeçalho curto seguido por uma sequência de descritores que correspondem ao conteúdo do fluxo de bits da seção 4. A seqüência de descritores na Seção 3 pode ser entendida como o modelo da mensagem BUFR. O modelo contém as informações necessárias para descrever a estrutura dos valores de dados embutidos no fluxo de bits correspondente. Deve ser interpretado passo a passo, como um algoritmo . Dado um conjunto de mensagens BUFR, os valores contidos na Seção 4 podem diferir de uma mensagem para a próxima, mas sua ordem e estrutura serão mantidas previsíveis se o modelo fornecido na Seção 3 permanecer inalterado. Os modelos podem ser projetados para atender aos requisitos de um produto de dados específico (observações meteorológicas, por exemplo). Esses modelos podem então ser usados ​​para padronizar o conteúdo e a estrutura dos produtos de dados BUFR. A WMO lançou uma série de modelos BUFR para dados de observação de superfície e ar superior.

Descritores

Todos os descritores, com 16 bits de largura, têm uma estrutura FXY , em que F se refere aos dois bits mais significativos (mais à esquerda); X refere-se aos 6 bits intermediários e Y aos 8 bits menos significativos (mais à direita). O valor F (0 a 3) determina o tipo de descritor.

  • Descritores de elemento (F = 0): Como o nome indica, esses descritores são usados ​​para transmitir dados elementares e metadados relacionados.
    O valor X identifica a classe do descritor (ou seja, parâmetros de coordenadas horizontais, parâmetros de temperatura, etc.). O valor Y é o número do descritor dentro de sua classe. As classes de descritores de elemento 1 a 9 têm a propriedade especial de permanecer em vigor a partir do momento em que aparecem no restante do modelo BUFR, a menos que sejam contraditos ou cancelados. Na prática, os descritores das classes 1 a 9 são usados ​​para dados espaciais, temporais e outros metadados que são aplicáveis ​​aos dados principais da mensagem BUFR.
    Todos os descritores de elemento são definidos em uma seção da especificação BUFR conhecida como "Tabela B". A adição de novos descritores de elemento na Tabela B não requer mudanças na especificação do software BUFR. A definição da Tabela B de um descritor de elemento inclui seu número, definição de texto curto, parâmetros de decodificação (largura de bits, fator de escala e polarização) e tipo (numérico, sequência de caracteres, tabela de código, etc.).
  • Descritores de replicação (F = 1): Descritores especiais que permitem a repetição controlada de um determinado número de descritores. Esta é uma operação muito poderosa que introduz estruturas semelhantes a loops em modelos BUFR. O valor X especifica o número dos seguintes descritores a serem incluídos na replicação; o valor Y indica quantas vezes a replicação deve ocorrer. Se Y = 0, então a replicação é chamada de "replicação atrasada" e o número de replicações deve ser obtido a partir do valor de um descritor de elemento especial.
  • Descritores de operador (F = 2): esses descritores transmitem operações especiais que podem modificar o caráter dos dados ou permitir a criação e manipulação de dados adicionais junto com o original. O valor X identifica o operador e o valor Y é usado para controlar sua aplicação. Esses descritores são definidos em uma seção da especificação BUFR conhecida como "Tabela C". A adição de novos descritores operador na Tabela C faz requerer alterações à especificação do software BUFR, e, portanto, conduz a uma nova BUFR Número Edição.
  • Descritores de sequência (F = 3): Um descritor de sequência única é um apelido para uma sequência de outros descritores, incluindo descritores de replicação e entradas da Tabela B, C e D. Esses descritores são definidos em uma seção da especificação BUFR conhecida como "Tabela D". O uso dos valores X e Y é o mesmo que os Descritores de Elemento.

Subconjuntos

A estrutura de dados estabelecida no modelo da Seção 3 pode ser reutilizada várias vezes em uma única mensagem BUFR. Nesse caso, a Seção 4 conterá uma sucessão dos chamados subconjuntos . Por exemplo, subconjuntos podem ser usados ​​para transmitir observações de vários locais em uma única mensagem.

Referências

  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. ^ "Sobre a adequação de BUFR e GRIB para arquivamento de dados" . 10 de janeiro de 2013. Citar diário requer |journal=( ajuda )
  3. ^ Hand, E. (2016). "A obsolescência se aproxima dos dados do balão" . Ciência . 352 (6283): 281–282. Bibcode : 2016Sci ... 352..281H . doi : 10.1126 / science.352.6283.281 . PMID  27081049 .
  4. ^ "Lidando com Dados de Superfície Desaparecendo: A Migração para BUFR e a Descontinuação de SYNOP em Texto e Relatórios de Boia" . 25 de janeiro de 2017. Citar diário requer |journal=( ajuda )
  5. ^ "ECMWF - TAC2BUFR - ECMWF Confluence Wiki" (PDF) .

links externos

Validadores BUFR online

Bibliotecas de software