PDF de programación - Implementación de una interfaz SIG WEB para el despliegue del pronóstico meteorológico

Universidad Nacional Autónoma de México

Facultad de Ingeniería

IMPLEMENTACI ÓN DE UNA INTERFAZ SIG WEB PARA EL

DESPLIEGUE DEL PRON ÓSTICO METEOROL ÓGICO

E

S
T
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE:

S

I

Ingeniería Geomática

PRESENTA:

Arthur Jafed Zizumbo Velasco

TUTOR:

M. en C. María Elena Osorio Tai

México, D.F., Febrero, 2016

Universidad Nacional Autónoma de México

Facultad de Ingeniería

IMPLEMENTACI ÓN DE UNA INTERFAZ SIG

WEB PARA EL DESPLIEGUE DEL
PRON ÓSTICO METEOROL ÓGICO

E

S
T
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE:

S

I

Ingeniería Geomática

PRESENTA:

Arthur Jafed Zizumbo Velasco

JURADO EXAMINADOR

TUTOR: M. en C. Maria Elena Osorio Tai

PRESIDENTE:
SECRETARIO:
SUPLENTE:
SUPLENTE: M.I. Juan Manuel Nuñez Hernandez

Ing. Bartolo Lara Andrade
Dr. Jorge Zavala Hidalgo
Ing. Erik de Valle Salgado

México, D.F.

Febrero, 2016

“Ser perfecto es ser más humano”

A Arturo,Laura,Uriel, Pamela . . .

Dedicatoria y Agradecimientos

Dedicado este trabajo a:

Mi abuelita Conchita que no pudo ver esta etapa de mi vida pero hubiera estado muy feliz de
verla, a todas las personas que me ayudaron en mi formación profesional y a las que usarán el
nuevo prónostico meteorológico.

Agradezco a:

A mis mejores maestros, mis padres, Zizumbo Arturo y Velasco Laura porque sin su apoyo no
hubiera llegado a estas instancias, gracias por procurarme para que siempre estuviera bien y
no me faltara nada, por cada gota de sudor invertida en mí , por ser mis grandes pilares en
mi formación profesional. A mi querido hermano Uriel por su ayuda incondicional, por confiar
siempre en mí, por sus consejos, por darme muchos ánimos y ser el mejor hermano que alguien
pudiera tener, por sus lecciones de vida. A mi novia Pamela por estar siempre allí conmigo en
las buenas y en las malas por querer aprender lo que estudiaba y entrar en algunas clases siendo
ella de otra rama de estudio, por confiar ciegamente en mí y darme mucho ánimos. A la familia
Zizumbo por confiar siempre en mí por darme demasiados ánimos, por todos sus consejos, a la
familia Velasco por darme ánimos. A mi mejor amigo Javier por todos los buenos consejos a lo
largo de mi carrera por darme muy buenas ideas y por su amistad incondicional.

Mi mayor agradecimiento es para mi tutora M.en C. Osorio Tai María Elena por cada minuto
dedicado en mí y el presente trabajo, por ayudarme en todo mi proceso de titulación desde
mi servicio social, tesis, inglés. Por ser muy atenta, sencilla, responsable, estricta, motivadora y
ayudarme a crecer como persona en muchos aspectos por ser un gran ejemplo a seguir.

Un gran agradecimiento de igual magnitud es para el Dr. Zavala Romero Olmo por apoyarme
en todo momento cuando tuve duda, por dedicarme mucho tiempo, por apoyarme en muchas
ocasiones, por orientarme para aprender a usar OWGIS, por escuchar sugerencias y hacer imple-
mentaciones y mejoras al mismo software porque sin su apoyo no habría sido posible la realización
del mismo proyecto.

Quiero agradecer también a los Doctores Zavala Hidalgo Jorge y Romero Centeno Rosario de
Lourdes por ofrecerme la oportunidad de trabajar en el instituto y confiarme este proyecto, por
apoyarme para resolver dudas, por la beca y por sus observaciones para mejorar el proyecto.

iii

A cada uno de mis profesores que me brindaron sus conocimientos para mi formación como
ingeniero, a todas las personas del grupo IOA y del Centro de Ciencias de la Atmósfera por su
gran recibimiento y ayuda en varios momentos.

A mi brigada de carrera Sandra, Catalina, Lemus, Rogel por todo el apoyo en muchas de las
asignaturas, por ayudarme a mejorar mis conocimientos, por aprender juntos nuevas cosas, por
ser unas maravillosas personas de las que dia a dia aprendí.

A todos mis amigos del bloque y carrera Edgar, Aaron, Nieblas, Miguel, Pacheco, Jovan, Ar-
mando, Alex, Roberto, Lalo, Mario por los memorables momentos que me hicieron pasar junto
a ustedes porque no me la hubiera pasado bien en la carrera si no hubieran estado allí muchas
gracias.

Índice general

Dedicatoria y Agradecimientos

Contenido
Índice de figuras
Índice de tablas
Abreviaciones

Resumen

III

V

VII

IX

X

XIII

I

II

Introducción
I.1 Antecedentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
I.2 Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1
2
5

Software
7
II.1 Librerías
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
II.2 Apache Tomcat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
II.3 Geoserver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
II.4 OWGIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
II.5 Modelo WRF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
II.6 NCO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
II.7 NCL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
II.8 NcWMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

III Archivos de configuración

III.1.1 Jerarquías

17
III.1 Configuración de Menús . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

III.2 Propiedades del visor

IV Almacenamiento de datos espaciales

25
IV.1 Datos en geoserver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
IV.2 Servicios Cartográficos Web . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
IV.2.1 Web Map Service (WMS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
IV.2.2 Web Coverage Service (WCS)
IV.2.3 Web Feature Service (WFS)
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
IV.3 Datos en ncWMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

V Resultados

V.1 Configuración y diseño del visor

37
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

v

Contenido

vi

V.2 Despliegue en el servidor (interfaz) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

VI Discusión

VII Conclusiones

A NetCDF

B TestLayers.xml

C MapViewConfig.properties

Bibliografía

59

63

65

67

73

75

Índice de figuras

9
II.1 Visualizador ncview con sus múltiples funciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Lista de formatos aceptados por Geoserver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
II.2
II.3 Diagrama de todos los formatos soportados y servicios por Geoserver . . . . . . . 11
II.4 Visualización de la variable temperatura en la interfaz de Godiva2
. . . . . . . . 14
II.5 Animación creada en la interfaz de Godiva2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Imagen de ejemplo para menús

III.1 Estructura del archivo de configuración de menús . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
III.2 Ejemplificación de la configuración de la sección <Menus> . . . . . . . . . . . . . 18
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
III.3
III.4 Líneas de codigo que se configuran en la sección de BackgroundLayers
. . . . . . 19
III.5 Ejemplificación de la configuración de la sección OptionalLayers . . . . . . . . . . 20
III.6 Resultado de las capas opcionales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
III.7 Ejemplificación de la configuración de la sección de MainLayers . . . . . . . . . . 21
III.8 Ejemplo de configuración menú principal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
III.9 Ejemplo de configuración de submenús . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
III.10 Ejemplo de mapa base de Open Street Maps en el visor.
. . . . . . . . . . . . . . 24

IV.1 Ejemplo de datos vectoriales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
IV.2 Ejemplo de datos raster
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
IV.3 Capa de estados con el nuevo estilo en formato SLD implementada en el visor. . . 29
IV.4 Visor con la capa de ríos implementada.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
IV.5 Datos de los campos desplegados por default de Geoserver . . . . . . . . . . . . . 31
IV.6 Visor con los ftl’s implementados en la capa de estados.
. . . . . . . . . . . . . . 31
IV.7 Modo edición para archivos NetCDF de ncWMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

V.1

Ejemplo del despliegue de la variable temperatura del pronóstico meteorológico
tradicional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
V.2 Diagrama de flujo para el menú del Dominio 1 (República Mexicana) . . . . . . . 39
V.3 Diagrama de flujo para el menú del Dominio 2 (Centro de México)
. . . . . . . . 40
V.4 Diagrama de flujo para el menú de capas opcionales
. . . . . . . . . . . . . . . . 40
V.5 Variable de rapidez del viento a 10 metros en el visor . . . . . . . . . . . . . . . . 41

vii

Lista de Tablas

viii

V.6 Variable de rapidez del viento a 250 hPa en el visor . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
V.7 Variable de rapidez del viento a 500 hPa en el visor . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
V.8 Variable de rapidez del viento a 700 hPa en el visor . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
V.9 Variable de rapidez del viento a 850 hPa en el visor . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
V.10 Variable de temperatura a 2 metros en el visor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
V.11 Variable de precipitación acumulada a 3 horas en el visor . . . . . . . . . . . . . . 46
V.12 Variable de precipitación total en el visor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
V.13 Variable de precipitación horaria en el visor
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
V.14 Variable de presión atmosférica reducida al nivel medio del mar en el visor . . . . 48
V.15 Despliegue de las c