GRIB
GRIB ( البيانات الثنائية الشبكية أو المعلومات العامة الموزعة بانتظام في شكل ثنائي [ 1 ] ) هو تنسيق بيانات موجز شائع الاستخدام في الأرصاد الجوية لتخزين بيانات الطقس التاريخية والمتوقعة . وقد تم توحيده من قبل لجنة الأنظمة الأساسية التابعة للمنظمة العالمية للأرصاد الجوية ، ويُعرف بالرقم GRIB FM 92-IX، والموصوف في دليل المنظمة العالمية للأرصاد الجوية للرموز رقم 306. يوجد حاليًا ثلاثة إصدارات من GRIB. استُخدم الإصدار 0 على نطاق محدود من قبل مشاريع مثل TOGA، ولم يعد قيد الاستخدام التشغيلي. أما الإصدار الأول (الإصدار الفرعي الحالي هو 2) فيُستخدم تشغيليًا في جميع أنحاء العالم من قبل معظم مراكز الأرصاد الجوية، لإخراج التنبؤات العددية بالطقس (NWP). وقد تم طرح جيل أحدث، يُعرف باسم GRIB الإصدار الثاني، وتتحول البيانات تدريجيًا إلى هذا التنسيق. يُستخدم جزء من GRIB من الجيل الثاني في المنتجات المشتقة الموزعة في Eumetcast من Meteosat من الجيل الثاني . ومن الأمثلة الأخرى نموذج NAM (نموذج أمريكا الشمالية متوسط المقياس).
شكل
ملفات GRIB عبارة عن مجموعة من سجلات البيانات ثنائية الأبعاد المستقلة، حيث يمثل كل سجل منها بيانات ذات معنى، دون أي إشارة إلى سجلات أخرى أو إلى مخطط عام. لذا، يمكن دمج مجموعات سجلات GRIB مع بعضها البعض أو فصلها.
يحتوي كل سجل GRIB على عنصرين: الجزء الذي يصف السجل (الرأس)، والبيانات الثنائية نفسها. تُحوّل البيانات في GRIB-1 عادةً إلى أعداد صحيحة باستخدام المقياس والإزاحة، ثم تُضغط بتاتياً. كما يُمكن ضغط البيانات في GRIB-2.
تاريخ GRIB
حلت صيغة GRIB محل صيغة البيانات الملاحية (ADF).
اجتمعت لجنة الأنظمة الأساسية التابعة للمنظمة العالمية للأرصاد الجوية عام 1985 لوضع صيغة GRIB (البيانات الثنائية الشبكية). وفي فبراير 1994، وبعد إدخال تعديلات جوهرية، وافق الفريق العامل المعني بإدارة البيانات على النسخة الأولى من صيغة GRIB. وتم اعتماد النسخة الثانية من صيغة GRIB عام 2003 في جنيف.
مشاكل في GRIB
المصدر: [ 2 ]
لا توجد طريقة في GRIB لوصف مجموعة من سجلات GRIB
- كل سجل مستقل، ولا توجد طريقة للإشارة إلى المخطط المقصود لكاتب GRIB.
- لا توجد طريقة مضمونة لدمج السجلات في المصفوفات متعددة الأبعاد التي اشتُقت منها.
- استخدام الجداول الخارجية لوصف معنى البيانات.
- لا يوجد مكان رسمي للمراكز لنشر جداولها المحلية.
- أساليب غير متسقة وغير صحيحة لترقيم إصدارات الجداول المحلية.
- لا توجد نسخ قابلة للقراءة آلياً من جداول المنظمة العالمية للأرصاد الجوية (متوفرة الآن لـ GRIB-2، ولكن ليس لـ GRIB-1).
رأس GRIB 1
يتكون رأس ملف GRIB 1 من جزأين: جزء إلزامي (قسم تعريف المنتج - PDS) وجزء اختياري (قسم وصف الشبكة - GDS). يصف قسم تعريف المنتج الجهة التي أنشأت البيانات (مركز البحث/العمليات)، والنموذج/العملية العددية المستخدمة (قد يكون نموذج التنبؤ العددي بالطقس أو نموذج الدوران العام للمحيطات )، والبيانات المخزنة فعليًا (مثل الرياح ، ودرجة الحرارة ، وتركيز الأوزون ، إلخ)، ووحدات البيانات (المتر، والضغط ، إلخ)، والنظام الرأسي للبيانات (ارتفاع ثابت، وضغط ثابت، ودرجة حرارة كامنة ثابتة )، والطابع الزمني.
إذا لزم وصف التنظيم المكاني للبيانات، فيجب تضمين ملف GDS أيضًا. تتضمن هذه المعلومات البيانات الطيفية (توافقيات التباعد والدوامية ) مقابل البيانات الشبكية (غاوسية، شبكة XY)، والدقة الأفقية، وموقع نقطة الأصل .
برمجة
التطبيقات
تم تطوير عدد من حزم البرامج التطبيقية التي تستخدم ملفات GRIB. وتتراوح هذه الحزم بين أدوات سطر الأوامر وحزم التصور الرسومي .
- برنامج ATMOGRAPH ModelVis مؤرشف بتاريخ 12 مارس 2014 على موقع Wayback Machine. برنامج تجاري لعرض بيانات نماذج الطقس العددية، قادر على فك تشفير وعرض كل من تنسيقات بيانات GRIB 1 و GRIB 2.
- يُعد ArcGIS برنامج نظم المعلومات الجغرافية الرائد في السوق
- إكسبيديشن – إكسبيديشن هو تطبيق للملاحة البحرية والأحوال الجوية. شاشة العرض من Grib والتحميل من مصادر متعددة مجاني.
- ecmwf/cfgrib cfGrib هي أداة تحليل grib متطورة للغة بايثون تعتمد على ecCodes من ECMWF.
- Panoply هو تطبيق متعدد المنصات يقوم برسم المصفوفات المرجعية الجغرافية وغيرها من المصفوفات من netCDF و HDF و GRIB ومجموعات البيانات الأخرى.
- برنامج WGRIB يعمل عبر سطر الأوامر لمعالجة ملفات GRIB1 وجردها وفك تشفيرها
- GrADS ، تطبيق سطح مكتب مجاني قائم على سطر الأوامر يتعامل مباشرة مع ملفات GRIB1 و GRIB2 [ 3 ]
- Picogrib GRIB 1، حزمة فك تشفير مجانية مكتوبة بلغة C ( قابلة للاستدعاء بلغة FORTRAN )، متوافقة إلى حد ما مع روتين ECMWF GRIBEX
- برنامج NCEP المجاني (مكتبة C و FORTRAN) لفك تشفير وتشفير البيانات بتنسيق GRIB 1
- برنامج NCEP المجاني (مكتبة C و FORTRAN) لفك تشفير وتشفير البيانات بتنسيق GRIB 2 (بعض القوالب فقط)
- JGrib - Jgrib هي مكتبة مجانية لقراءة ملفات GRIB في Java.
- Meteosatlib - Meteosatlib هي مكتبة برمجية مجانية مكتوبة بلغة C++ ومجموعة من الأدوات لتحويل صور الأقمار الصناعية بين تنسيقات مختلفة؛ يمكنها قراءة وكتابة بيانات GRIB، ويمكن استخدام مكتبة ترميز/فك ترميز GRIB الخاصة بها بشكل مستقل.
- برنامج Mathematica ، وهو تطبيق عام للرياضيات والإحصاء والعرض، يتعامل مباشرة مع ملفات GRIB ويمكنه رسمها باستخدام العديد من الإسقاطات.
- يمكن استخدام لغة أوامر المركز الوطني لأبحاث الغلاف الجوي لقراءة وتحليل وتصور بيانات GRIB، بالإضافة إلى تحويلها إلى تنسيقات بيانات شبكية أخرى.
- PyNIO هي وحدة برمجة بلغة بايثون تسمح بالوصول للقراءة و/أو الكتابة إلى مجموعة متنوعة من تنسيقات البيانات باستخدام واجهة مصممة على غرار netCDF.
- degrib (المعروف أيضًا باسم NDFD GRIB2 Decoder) هو قارئ لملفات GRIB 1 و GRIB 2.
- wgrib2 هو قارئ لملفات GRIB 2.
- واجهة برمجة تطبيقات GRIB (مؤرشفة بتاريخ 4 أكتوبر 2017 على موقع Wayback Machine) هي واجهة برمجة تطبيقات طُوّرت في المركز الأوروبي للتنبؤات الجوية متوسطة المدى (ECMWF) لفك تشفير وتشفير بيانات GRIB الإصدارين 1 و2. ملاحظة: تم استبدال هذه الحزمة الآن بحزمة ecCodes، وهي مجموعة شاملة من واجهة برمجة تطبيقات GRIB. تتضمن الحزمة أيضًا مجموعة مفيدة من أدوات سطر الأوامر (مؤرشفة بتاريخ 27 أغسطس 2017 على موقع Wayback Machine) . كما يوفر المركز الأوروبي للتنبؤات الجوية متوسطة المدى حزمة الرسم البياني Magics ( مؤرشفة بتاريخ 16 أكتوبر 2019 على موقع Wayback Machine) ونظام محطة العمل/المعالجة الدفعية Metview للتعامل مع ملفات GRIB وعرضها.
- QGIS - QGIS هو برنامج رسومي مفتوح المصدر يمكنه عرض ملفات GRIB.
- Ugrib – Ugrib هو برنامج مجاني لعرض بيانات GRIB 1 برسومات بيانية. يهدف موقع GRIB.US أيضًا إلى التوعية بالاستخدام الآمن والفعّال لبيانات GRIB في التنبؤات الجوية. هذا الرابط لا يعمل اعتبارًا من 20 مايو 2017.
- SmartMet - SmartMet هي أداة تعمل بنظام Windows تقوم بقراءة وكتابة وعرض بيانات GRIB.
- تمت أرشفة Xconv/Convsh بتاريخ 9 أكتوبر 2006 على موقع Wayback Machine – Xconv هي أداة رسومية لعرض وتحويل البيانات الشبكية، وهي متوفرة لمعظم أنظمة التشغيل. أما Convsh فهي النسخة المكافئة لها في سطر الأوامر.
- نموذج البيانات المشترك NetCDF -Java هو مكتبة Java يمكنها قراءة ملفات GRIB 1 و GRIB 2.
- zyGrib هو برنامج رسومي لأنظمة Linux و Mac OS X و Windows (GPL3، Qt) لتنزيل وعرض ملفات GRIB 1 و GRIB 2 (منذ الإصدار 8.0).
- بدأ برنامج XyGrib كنسخة معدلة من برنامج zyGirb 8.0.1. وهو برنامج متعدد المنصات أيضًا.
- GDAL ، مكتبة مفتوحة المصدر شائعة لقراءة وكتابة البيانات الجغرافية المكانية
- تطبيق PredictWind Offshore: تطبيق متعدد المنصات مصمم للقوارب المتجهة إلى عرض البحر والتي تحتاج إلى تنزيل بيانات GRIB للتنبؤات عبر اتصال بالأقمار الصناعية أو SSB.
- تطبيق LuckGrib متوفر على أنظمة macOS و iOS و iPadOS ، وهو مصمم خصيصًا للبحارة وهواة الأرصاد الجوية. يوفر LuckGrib وصولاً سهلاً إلى العديد من نماذج GRIB للأحوال الجوية، بالإضافة إلى نماذج تيارات المحيطات والأمواج. ويمكن تنزيل البيانات عبر الإنترنت أو الأقمار الصناعية أو البريد الإلكتروني.
- PyGrib وحدة امتداد للغة بايثون تسمح بقراءة وكتابة تنسيقات GRIB 1 و GRIB 2.
- PolarView هو تطبيق ملاحة يتضمن عارض GRIB، يدعم كلاً من GRIB 1 وGRIB 2. يوفر PolarView خدمة تنزيل بيانات GRIB من NOAA، تشمل بيانات GFS (الرياح/الضغط الجوي)، وNWW3 (ارتفاع/اتجاه الأمواج)، وRTOFS (التيارات الأطلسية). متوفر لأنظمة Linux وMac وWindows.
- برنامج OpenCPN مفتوح المصدر لرسم الخرائط والملاحة البحرية. يُستخدم للرحلات البحرية اليومية أو لتخطيط المسارات مسبقًا. (ملاحظة: يتوفر دعم GRIB منذ الإصدار التجريبي 1.3.5 )
- CDO (مشغلو بيانات المناخ) هي أداة تحليل للبيانات الجيولوجية تدعم تنسيق GRIB
- IDV هو تطبيق موجه للأرصاد الجوية، مستقل عن المنصة، لعرض وتحليل ملفات GRIB1 و GRIB2 و NetCDF.
- SoftwareOnBoard هو تطبيق للملاحة البحرية لنظام التشغيل Windows يتضمن طبقات GRIB على الخريطة.
- GribAE: واجهة ويندوز مجانية لبرنامج WGRIB.
- qtVlm هو برنامج مجاني لأنظمة لينكس، وويندوز، وماك، وأندرويد، وراسبيري باي، وآي أو إس، مع واجهة مزودة بوظائف تحديد المواقع والتوجيه (بالإضافة إلى واجهة مع لعبة الإبحار الافتراضية VLM ).
- PyNDFD هي وحدة بايثون مفتوحة المصدر لاسترجاع بيانات التنبؤات الجوية الآنية من هيئة الأرصاد الجوية الوطنية الأمريكية. يتم تخزين البيانات بتنسيق GRIB مؤقتًا وتحليلها لتوفير إمكانية الوصول للمطور إلى عشرات متغيرات التنبؤات الجوية المحدثة. تتوفر البيانات للأيام السبعة القادمة لأي إحداثية داخل الولايات المتحدة.
- يقوم تطبيق Weather4D بمعالجة ملفات GRIB (يتوفر حوالي 35 نموذجًا للطقس والأمواج والتيارات) لإنشاء تنبؤات جوية يمكن عرضها بتقنية ثلاثية الأبعاد عالية الوضوح. يوفر إصدار "التوجيه" أيضًا إمكانيات توجيه الطقس بناءً على نماذج مختارة وبيانات قطبية، بالإضافة إلى إدارة الموقع. أما إصدار "التوجيه والملاحة" فيضيف ميزات ملاحية مثل واجهة NMEA، ونظام AIS، والخرائط البحرية، ولوحات العدادات، وتسجيل المسار.
- يعرض تطبيق glgrib حقول GRIB2 باستخدام OpenGL . يدعم التطبيق أنواعًا مختلفة من البيانات، بما في ذلك الصور النقطية، والخطوط الكنتورية، والمتجهة، وأشرطة الألوان، ومقاييس الخرائط، والخطوط الساحلية، والحدود. كما يدعم خطوط الطول والعرض، وشبكات لامبرت، وشبكات غاوس. يتيح التطبيق إمكانية استعراض الحقول بشكل تفاعلي (تحريكها، تكبيرها، إلخ). وقد تم عرض حقول عالية الدقة (2.5 كم و1.25 كم عالميًا) باستخدام glgrib.
تطبيقات الجوال
نظام التشغيل iOS
تدعم العديد من تطبيقات نظام التشغيل iOS تنسيق GRIB، بما في ذلك:
- iGrib (متوقف حاليًا)
- بوكيت جريب
- ويذر تراك
- Weather4D
- تطبيق PredictWind البحري
- لاك جريب
- qtVlm
- مازو
أندرويد
تدعم العديد من تطبيقات أندرويد تنسيق GRIB، بما في ذلك:
انظر أيضاً
مراجع
روابط خارجية
- دليل المنظمة العالمية للأرصاد الجوية بشأن الرموز رقم 306
- الجداول مستخرجة من دليل الرموز، المجلد الأول.2
- إصدار GRIB 1
- إصدار GRIB 2 (01/2003)
- إصدار GRIB 2 (ثنائي فقط 11/2003)
- بيانات GRIB مؤرشفة بتاريخ 23 فبراير 2014 في أرشيف الإنترنت التابع لوزارة البيئة الكندية
- مذكرة مكتب المركز الوطني للتثقيف البيئي رقم 388، GRIB1
- ما هي واجهة برمجة تطبيقات GRIB؟
- ما هي رموز ecCodes؟
- حول مدى ملاءمة BUFR و GRIB لأرشفة البيانات
- البيانات والشبكات المناخية
- تنسيقات بيانات علوم الأرض
