Особливості збору даних і представлення інформації в системах моніторингу і прогнозування погодних умов

Останнім часом в гідрометеорології широкого розповсюдження набувають автоматизовані системи збору, трансляції і управління гідрометеоінформацією.

Всі дані, що надходять у систему моніторингу і прогнозування, зберігаються в базі даних. Структура бази включає таблицю, в якій зберігаються дата, час вимірювання і посилання на джерело отримання даних, і підпорядковану їй таблицю, в якій вказані посилання на вимірювані параметри, а також самі значення величин.

Процес отримання даних спостережень здійснюється в циклічному режимі з частотою, яка визначається в залежності від періоду оновлення даних спостережень від 1 хв до 24 год, що вводиться користувачем. Для синоптичної інформації цей період зазвичай задається через певні інтервали часу: 1, 3, 6 або 12 год. Дані із сайтів погоди отримуються шляхом парсингу веб-сторінок.

По вхідних даних можна побудувати деякий усереднений прогноз чи по всіх джерелах вхідної інформації чи лише по вибраних користувачем. Зазвичай прогноз може бути представлений у вигляді: погодинної карти погодних умов, короткострокового прогнозу і довгострокового прогнозу.

Важливою рисою систем моніторингу і прогнозування погодних умов є те, що вони дозволяють переглянути дані про погодні умови в зручному і наочному вигляді. Зокрема представлення можуть бути створені для:

- максимальної денної температури;

- мінімальної нічної температури;

- середньодобової температури;

- коливання атмосферного тиску;

- зміни відносної вологості повітря;

- швидкості вітру і т.д..

Додатково у системі можуть зберігатись і виводитись нечислові дані, наприклад: хмарність («переважно ясно», «мінлива хмарність», «переважно хмарно», «похмуро»), опади («без опадів», «короткочасний дощ», «сильний дощ», «сніг»), напрям вітру («північний», «північно-східний», «східний», «південно-східний», «південний», «південно-західний», «західний», «північно-західний»), зміну тиску («не змінюється», «повільно падає»,«швидко падає»,«повільно зростає»,«швидко наростає») та ін.

 

Опис функціональних вимог до системи

На основі аналізу предметної області визначено наступні функціональні вимоги до системи:

1. Система повинна забезпечувати прогнозування і моніторинг наступних первинних погодних параметрів по м. Дрогобичу:

- швидкість і напрямок вітру;

- температура;

- барометричний тиск;

- вологість повітря.

Дані в систему повинні надходити автоматизовано із погодних сайтів.

3. Для збереження даних повинна використовуватись БД.

4. Система повинна забезпечувати візуалізацію даних щодо прогнозу погоди і моніторингу.

5. Користувач може керувати відображенням даних.

6. Система повинна забезпечувати автоматизований друк звітів по прогнозуванню і моніторингу.

7. Система повинна мати зручний, наочний інтерфейс користувача.

Опис засобів реалізації

Для програмної реалізації я планую використовувати Borland C ++ Builder і СКБД Access.

Borland C ++ Builder дає можливість створювати програми, які можуть працювати як з однокористувацький базами даних (БД), так і з серверними СУБД, такими як Sybase, Oracle, Informix, MS SQL Server, Interbase, DB2, а також з ODBC-джерелами. Набір даних в C++ Builder є об'єктом, який представляється набором записів. Кожен із записів складається із полів та вказівника для цього запису. Набір даних може повністю відповідати реальній фізичній таблиці чи результату запиту, а також представляти деяку частину таблиці чи об'єднаних між собою кількох таблиць [5].

Набір даних в C++ Builder є нащадком абстрактного класу TDataSet. Наприклад, класи TQuery, TTable і TStoredProc, які розміщені на вкладці палітри компонентів доступу до даних, є нащадками TDBDataSet, який, в свою чергу, є нащадком TDataSet. TDataSet містить всі необхідні ресурси для гнучкого управління таблицями і/або запитами, забезпечуючи відкриття таблиць, виконання запитів і переміщення по рядках.

Розглянемо основні компоненти, які використовуються для роботи із базою даних.

Компонент DataSource є зв’язуючою ланкою між компонентами TDataSet (TTable, TQuery, TStoredProc) та елементами управління даними, які використовуються для відображення даних на формі. Компоненти TDataSet керують зв'язками з бібліотекою Borland Database Engine (BDE), а компонент DataSource керує зв'язком із інформаційними полями в компонентах даних.

У програмних додатках, які використовують бази даних, компонент DataSource, зазвичай зв'язаний з відповідним компоненом TDataSet (TTable або TQuery) або із одним чи кількома компонентами представлення даних (DBEdit, DBGrid або ін.). Для зв'язку із компонентами TDataSet і DataControls використовуються відповідні властивості та події [5].

Найпростішим способом роботи із таблицями баз даних є використання компонента TTable, який забезпечує доступ до фізичної таблиці БД.

Об'єкти класу TField є властивостями об'єкта TDataSet. Об'єкт TField володіє декількома властивостями, які дають змогу встановити чи повернути значення відповідного поля (AsInteger, AsString, AsFloat, AsBoolean). Найчастіше застосовуються властивості Text (рядок тексту, що виводиться у пов'язаний із цим полем елемент) та FieldName, тобто назва поля БД.

За допомогою Fields Editor можна утворити статичний список полів таблиці, які будуть у подальшому додані до опису класу форми. При першому використанні для компонентів із групи TDataSet: TTable чи TQuery, список їх полів генерується динамічно, тобто у процесі виконання програми. Значення представляють наявні стовпці таблиць чи результати SQL-запиту. Під час проектування програми можна визначити і згодом модифікувати статичний список компонентів Field за допомогою Fields Editor. При зміні колонок хасобами Fields Editor для кожного поля, включеного у TDataSet, з’являються об'єкти TField, які потім можна побачити за допомогою інспектора об'єктів та в подальшому використовувати їх властивості і методи в додатках [5].

Компонент TDBGrid використовується для табличного відображення рядків даних для компонентів TTable чи TQuery. Також за допомогою TDBGrid можна додавати, видаляти, та редагувати дані в БД із програмного додатка. В основному DBGrid застосовують комплексно із DBNavigator, але є можливість використовувати й інші елементи інтерфейсу, додавши в їх обробники подій методи First, Last, Next, Prior, Insert, Delete, Edit, Append, Post, Cancel TTable даного компонента [5].

Візуальне представлення таблиці (наприклад, написи в заголовках стовпців) можна змінити через редактор властивостей Columns Editor. Щоб викликати Columns Editor достатньо вибрати потрібну опцію за допомогою контекстного меню компонента DBGrid або через колонку значень напроти властивості Columns в інспекторі об'єктів.

Іншим способом є створення статичного набору компонентів TField для отримання контролю над характеристиками DBGrid чи інших компонентів. За допомогою компонента типу TField, користувач може задати ширину, формат, маску, розташування, мітку для відображення в DBGrid та будь-які інші характеристики для кожного поля із набору даних,.

Для полів Float, Integer і Date визначена властивість DisplayMask. Вона може бути використана, наприклад, для форматування даних в компоненті DBGrid чи будь-якому іншому компоненті із Data Controls. Так, екранний формат дд-мм-рррр може бути створений для полів типу дата.

Деякі компоненти TField (наприклад, TStringField) мають властивість EditMask, яку можна задати, здійснивши ввід даних в DBGrid чи інші компоненти Data Controls. Щоб задати властивість EditMask треба встановити компонент поля в інспекторі об'єктів та вибрати її. Після цього буде відображена діалогова панель вводу EditMask. Для перевірки результату роботи редагування, достатньо ввести потрібне значення у поле Test Input [5].

Запит в C ++ Builder - це об'єкт, який представляє собою набір даних. Зазвичай для створення запиту використовується компонент TQuery - нащадок абстрактного класу TDataSet. Компонент TQuery, як і компонент TTable, має всі властивості компонента TDataSet. Як і у випадку з компонентом TTable, компонент TDataSource керує взаємодією між Data Controls і TQuery компонентом. Зазвичай програма має один компонент DataSource для кожного компонента TQuery [5].

Візуальним засобом для побудови запитів, які базуються на SQL є візуальний конструктор запитів (VQB). Запити будуються покроково, шляхом послідовного додавання виразів, таблиць, полів і відношень, до забезпечення отримання необхідного результату. Візуальний конструктор запитів можна викликати, вибираючи компонент TQuery і натискаючи праву кнопку миші, після чого з'являється контекстне меню, з якого слід вибрати опцію Query Builder.

Аналіз предметної області