doi: 10.17586/2226-1494-2021-21-2-225-233


УДК 004.92

Программная система пространственной визуализации прогностических и ретроспективных данных вероятности наблюдения полярных сияний

Воробьев А.В., Воробьева Г.Р., Христодуло О.И.


Читать статью полностью 
Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования:

Воробьев А.В., Воробьева Г.Р., Христодуло О.И. Программная система пространственной визуализации прогностических и ретроспективных данных вероятности наблюдения полярных сияний // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2021. Т. 21, № 2. С. 225–233. doi: 10.17586/2226-1494-2021-21-2-225-233



Аннотация

Предмет исследования. Представлены результаты разработки общедоступного веб-ориентированного инструментария, функционирующего в прогностическом и ретроспективном режимах и обеспечивающего пользователя интерактивным инструментом мониторинга пространственных данных на примере визуализации вероятности наблюдений полярных сияний. Метод. Предложен алгоритм веб-рендеринга пространственных изображений, обеспечивающего повышение реактивности веб-приложений за счет формирования визуализируемого слоя на серверной стороне, в отличие от известных подходов, когда задача интерполяции и генерации пространственного слоя решается на уровне клиента. Основные результаты. Выполнено описание архитектуры программной системы, отличительная особенность которой — комбинирование различных паттернов веб-программирования от монолитного приложения до микросервисного с элементами модульной архитектуры по типу «модель–представление–контроллер». Экспериментальные исследования позволили установить повышение скорости рендеринга пространственного изображения в среднем в 8,1 раза. Практическая значимость. Рассмотренный подход к визуализации применительно к геофизическим параметрам в области аврорального овала обеспечивает повышение эффективности исследования динамики, что дает возможность выявить новые знания о топологии магнитосферы, в том числе при ее изменениях во время геомагнитных бурь и суббурь.


Ключевые слова: веб-программирование, пространственные данные, пространственная визуализация, геоинформационные системы и технологии, обработка данных

Благодарности. Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 20-07-00011а, РНФ № 21-77-30010, экспертного центра «Проектный офис развития Арктики» (договор № 217-Г от 13 января 2021 г.), Министерства науки и высшего образования РФ в рамках выполнения работ по Государственному заданию ФГБОУ ВО УГАТУ # FEUE-2020-0007 по теме «Теоретические основы моделирования и семантического анализа процессов преобразования вихревых электромагнитных полей в инфокоммуникационных системах».

Список литературы
  1. Старков Г.В. Планетарная динамика аврорального свечения // Физика околоземного космического пространства. Т. 3. Апатиты: ПГИ, 2000. С. 409–499.
  2. Petrukovich A.A. Solar wind density effect on the night-side geomagnetic activity (AL index) // Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. 2006. V. 68. N 16. P. 1843–1849. doi: 10.1016/j.jastp.2006.07.004
  3. Лазутин Л.Л. Овал полярных сияний – прекрасная, но устаревшая парадигма // Солнечно-земная физика. 2015. Т. 1. № 1. С. 23–35. doi: 10.12737/5673
  4. LaLone N., Tapia A., MacDonald E., Case N., Hall M., Clayton J., Heavner M. Harnessing Twitter and crowdsourcing to augment aurora forecasting // Proceedings of the ACM Conference on Computer Supported Cooperative Work, CSCW. 2015. P. 9–12. doi: 10.1145/2685553.2702671
  5. He F., Wei Y., Wan W. Equatorial aurora: the aurora-like airglow in the negative magnetic anomaly // National Science Review. 2020. V. 7. N 10. P. 1606–1615. doi: 10.1093/nsr/nwaa083
  6. Vorobev V., Pilipenko V.A., Reshetnikov A.G., Vorobeva G.R., Belov M.D. Web-oriented visualization of auroral oval geophysical parameters // Научная визуализация. 2020. Т. 12. № 3. С. 108–118. doi: 10.26583/sv.12.3.10
  7. Weimer D.R., Clauer C.R., Engebretson M.J., Hansen T.L., Gleisner H., Mann I., Yumoto K. Statistical maps of geomagnetic perturbations as a function of the interplanetary magnetic field // Journal of Geophysical Research: Space Physics. 2010. V. 115. N 10. P. A10320. doi: 10.1029/2010JA015540
  8. Weimer D.R. An empirical model of ground-level geomagnetic perturbations // Space Weather. 2013. V. 11. N 3. P. 107–120. doi: 10.1002/swe.20030
  9. MacHol J.L., Green J.C., Redmon R.J., Viereck R.A., Newell P.T. Evaluation of OVATION Prime as a forecast model for visible aurorae // Space Weather. 2012. V. 10. N 3. P. S03005. doi: 10.1029/2011SW000746
  10. Newell P.T., Liou K., Zhang Y., Sotirelis T., Paxton L.J., Mitchell E.J. OVATION Prime-2013: Extension of auroral precipitation model to higher disturbance levels // Space Weather. 2014. V. 12. N 6. P. 368–379. doi: 10.1002/2014SW001056
  11. Vorobev A.V., Pilipenko V.A., Krasnoperov R.I., Vorobeva G.R., Lorentzen D.A. Short-term forecast of the auroral oval position on the basis of the “virtual globe” technology // Russian Journal of Earth Sciences. 2020. V. 20. N 6. P. ES6001. doi: 10.2205/2020ES000721
  12. Nebiker S., Bleisch S., Gülch E. State of the art and critical issues Virtual Globes // GIM International. 2010. V. 24. N 7. P. 17–21.
  13. Bajaj D., Bharti U., Goel A., Gupta S.C. PaaS providers and their offerings // International Journal of Scientific & Technology Research. 2020. V. 9. N 2. P. 4009–4015.
  14. Kim J.R. A Study on the JSON Compatible Serialization Standard Method of LPG Data // The Journal of Next-Generation Convergence Technology Association. 2020. V. 4. N 6. P. 581–588.
  15. Афанасьев М.Я., Федосов Ю.В., Крылова А.А., Шорохов С.А. Применение микросервисной архитектуры при проектировании промышленного оборудования с числовым программным управлением // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2018. Т. 18. № 1. С. 87–97. doi: 10.17586/2226-1494-2018-18-1-87-97


Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Информация 2001-2021 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика