Poniżej przedstawiamy wykorzystanie oprogramowania IDL w zakresie nauk meteorologicznych na przykładzie australijskiej firmy Environmental Systems and Services (ES&S) , która dostarczyła oprogramowanie do prognozowania pogody dla całej Azji i Australii.
Celem tego projektu firma ES&S potrzebowała elastycznego środowiska programistycznego z wbudowaną możliwością analizy obrazu do opracowania narzędzia do prognoz meteorologicznych. Na takie środowisko wybrano pakiet IDL.

Zrealizowane rozwiązanie

Inżynierowie z ES&S opracowali technologię, dzięki której prognozowanie pogody stało się łatwiejsze, niż kiedykolwiek. Wykorzystano oprogramowanie IDL celem utworzenia komercyjnej aplikacji METEOR, która jest wykorzystywana przez ośrodki w Australii i Azji do obserwacji meteorologicznych i prognozowania zmian pogody.
Aplikacja METEOR została opracowana przez ES&S w 2000 r., gdy biuro meteorologiczne w Hong Kongu zgłosiło zapotrzebowanie na kompletny pakiet, który zintegrowałby aplikację pobierającą dane z anten satelitarnych z solidną, ale łatwą w użyciu aplikacją do wyświetlania obrazów i analizy danych. ES&S do tego czasu była przede wszystkim producentem sprzętu, który dostarczał anteny satelitarne i urządzenia odbiorcze. Ich nowy klient miał rygorystyczne wymagania, co do zamówionego oprogramowania. Kierownik projektu Gary Quinn opracował wiele gotowych pakietów do przetwarzania obrazu, ale nie spełniały one wszystkich wymogów w zakresie analizy obrazu i prezentacji danych.

IDL kompletną platformą rozwoju

Celem zapewnienia optymalnego rozwiązania w połączeniu z wymaganą funkcjonalnością, Quinn zorganizował pierwszy zespół inżynierii oprogramowania firmy i wybrał IDL jako platformę rozwoju aplikacji.
"Wybraliśmy IDL z kilku powodów" - powiedział Quinn.
"IDL pozwolił na szybki rozwój aplikacji, dostarczył wielu bibliotek, i zapewnił wieloplatformowość. Nie chcieliśmy pisać różnych wersji tej samej procedury dla Windows i Linux."
W końcu, opracowany został kompletny pakiet do analizy zdjęć satelitarnych, który jest dostępny dla odbiorców komercyjnych na całym świecie.
System METEOR obsługuje dwa podstawowe działania meteorologiczne - obserwację klimatologiczną i prognozę pogody. Dzięki wykorzystaniu IDL, inżynierowie dostarczyli użytkownikom końcowym zautomatyzowane narzędzia wielozadaniowe do przetwarzania obrazów i związanych z nimi inicjatyw. Program obsługuje formaty danych z najczęściej wykorzystywanych satelitów, w tym NOAA HRPT, FY1 CHRPT, GMS SV, MTSAT, GOES GVAR i MODIS. Ponadto oprogramowanie pozwala użytkownikom zachować pliki wyjściowe w popularnych formatach obrazu, takich jak. PNG, JPG, oraz. TIFF.

Obserwacje dokonywane w czasie rzeczywistym

METEOR umożliwia zaawansowaną obserwację meteorologiczną w czasie rzeczywistym (łatwy w użyciu system nawigacyjny i narzędzia do kalibracji). Zautomatyzowane funkcje programu METEOR umożliwiają bardzo szybkie przetwarzanie "surowych" danych satelitarnych w informacje bezpośrednio użyteczne do prognozowania i obserwacji pogody. Właściwości IDL, ułatwiające zarządzanie i przetwarzanie danych oraz bogata biblioteka algorytmów matematycznych, zapewniły developerom nie tylko środki do obsługi dużych ilości nieobrobionych danych z satelity, ale także do integracji zaawansowanej wizualizacji danych w czasie rzeczywistym z intuicyjnym interfejsem użytkownika. METEOR GUI dostarczył użytkownikom szeroki zakres funkcji do prognozowania. Pozwala on synoptykom śledzić wiele rodzajów zjawisk meteorologicznych, w tym zachmurzenia, rozwój cyklonów, oraz innych frontów burzowych. Aby opracować interfejs tego wyrafinowanego programu, jednocześnie przyjaznemu dla użytkownika, potrzebna była elastyczność IDL i jego wbudowane funkcje. Kierownik projektu stwierdził:
"IDL wymaga mniej programowania, niż inne platformy do produkcji zaawansowanych funkcji, a to pozwoliło nam na zaprojektowanie menu i przycisków, zgodnie ze standardem GUI, suwaki i wszystkie funkcje będą dostosowane do potrzeb użytkownika w dowolnej aplikacji."

Intuicyjny przepływ danych w METEOR

Oprócz obserwacji w czasie rzeczywistym, METEOR dostarcza niezbędny w zaawansowanych mechanizmach prognozowania intuicyjny przepływ danych. Użytkownik ma do wyboru predefiniowane szablony przetwarzania lub możliwość stworzenia własnych. Szablony te są następnie wykorzystywane przez oprogramowanie do automatycznego wytwarzania georeferencji, kalibracji zdjęć według parametrów określonych w konfiguracji. Użytkownicy mogą również łatwo wykonywać większość procesów meteorologicznych za pomocą menu, w tym powiększanie i przesuwanie obrazu, generowanie transektów i histogramów, tworzenie wykresów rozkładu, izolinii i konturów, oraz wiele innych.
Bardzo ważną cechą programu METEOR jest możliwość wykorzystania zautomatyzowanych narzędzi do animacji, które tworzą pętle filmu (movie loops) z wielu zdjęć wykonanych w określonym czasie. Użytkownik w prosty sposób wybiera nieobrobiony obraz, dobiera parametry animacji i system generuje pętle animacji, automatycznie aktualizując okno przeglądu w przypadku dostępności nowych obrazów. Narzędzie może kontynuować animację i aktualizację w tle, w czasie trwania innych procesów. METEOR, jest aktualnie zainstalowany w systemach w Hong Kongu, Indonezji, Malezji, Tajwanie, oraz Australii.

Korzyści

Użytkownik końcowy dysponuje teraz zautomatyzowanymi narzędziami do przetwarzania obrazów, które mogą być wykorzystywane do obserwacji klimatologicznych oraz prognozowania pogody. Wykorzystanie IDL pozwoliło na szybki rozwój aplikacji, dostarczając wielu bibliotek funkcji oraz wieloplatformowość rozwiązania. Nie trzeba było pisać różnych wersji tej samej procedury dla Windows i Linux. IDL wymaga mniej programowania do produkcji zaawansowanych funkcji, niż inne platformy, a to pozwoliło opracować interfejs i wszystkie funkcje w standardzie GUI.

Więcej przykładów zastosowania oprogramowania IDL w zakresie nauk meteorologicznych znajdą Państwo na stronach:

• Analiza przemieszczania się huraganów
• Nauka zjawisk klimatycznych z użyciem IDL
• Edukacyjne zastosowanie IDL poprzez stworzenie modeli słońca, planety i księżyca
• Badanie danych naukowych dla studentów z użyciem aplikacji IDL