Application SPIFpy pour la conversion de données binaires brutes en format d’images de particules uniques

Aperçu de l'application

SPIFpy est une application du Conseil national de recherches du Canada (CNRC) qui convertit les données binaires brutes produites par les sondes d'imagerie de la couverture nuageuse en format SPIF (format d'images de particules uniques). Le format SPIF est un nouveau format d'imagerie normalisé qui aidera la communauté de la physique des nuages à échanger plus facilement des données et des résultats.

Utilisateurs visés

• Scientifiques, physiciens et modélisateurs de l'atmosphère;
• Entreprises qui mettent au point des sondes et des logiciels d'imagerie de la couverture nuageuse;
• Universités, centres de recherche, gouvernements et secteurs d'activité qui utilisent des ensembles de données hydrométéorologiques, notamment pour des utilisations liées au transfert radiatif, à la validation des satellites avec des données in situ, à la mesure de précipitations, à la charge atmosphérique, à la recherche sur le givrage des aéronefs et à d'autres applications relatives à l'atmosphère.

Avantages pour les utilisateurs

• Permet de convertir plusieurs formats de données binaires exclusifs utilisés par différents fabricants de sondes d'imagerie de la couverture nuageuse en un seul format SPIF universel;
• Simplifie considérablement le traitement et l'analyse de grands ensembles de données de microphysique, ce qui permet de réaliser d'importantes économies de temps et d'efforts;
• Permet une augmentation importante de la capacité de collaboration des chercheurs de différents groupes de la communauté de la physique des nuages;
• Facilite les échanges de données entre les groupes, la réalisation de travaux de recherche en collaboration et la normalisation de la comparaison des observations.

Description de l'application

Les sondes d'imagerie en ombres et en niveaux de gris existent depuis des décennies. Elles permettent de relever la taille, la forme et la concentration des hydrométéores, qui sont des variables fondamentales dans la recherche sur la microphysique des nuages. Toutefois, en raison de la diversité des propriétaires des technologies sous-jacentes, des restrictions en matière de propriété intellectuelle et de l'absence de normes, les ensembles de données recueillis doivent être consultés et traités au moyen d'un nombre croissant de progiciels qui utilisent une variété de normes incompatibles. Les avantages de la normalisation des formats d'images et des algorithmes pour effectuer des analyses simplifiées des données et des analyses combinées des mégadonnées sont largement reconnus par la communauté de la physique des nuages. Ainsi, un certain nombre d'ateliers ont été tenus pour aborder ce besoin. Cela a conduit à la création d'un groupe de travail chargé de créer un format d'image normalisé pour les sondes à réseau optique et des algorithmes de traitement normalisés. Le fruit de ces efforts est le format d'images de particules uniques (SPIF) proposé (initialement proposé par A. Bansemer, J. Crosier, M. Freer, G. Nott et P. Rosenberg).

Récemment, le CNRC a mis en œuvre des codes pour la conversion des données binaires brutes au format SPIF proposé. Le logiciel est programmé en langage Python et peut convertir des fichiers de données binaires en un format d'images de particules uniques fondé sur le format netCDF. Le fichier netCDF obtenu contient les données d'image et l'ensemble des métadonnées ou des paramètres de gestion interne présents dans le fichier d'origine. Pour l'instant, l'outil peut convertir les données des sondes d'imagerie de la couverture nuageuse suivante :

• sonde stéréo bidimensionnelle (2DS, de 10 à 1 280 μm, SPEC Inc.);
• sonde d'imagerie de la couverture nuageuse bidimensionnelle (2DC, de 50 à 1 600 μm, PMS);
• sonde d'imagerie des précipitations (PIP, de 100 à 6 400 μm, DMT);
• sonde d'imagerie de la couverture nuageuse (CIP, résolutions de 25 et 50 μm, options monochromatique et de niveaux de gris, DMT);
• sonde de spectromètre de précipitation à grande capacité (HVPS-3, de 50 à 19 200 μm, SPEC Inc.).

Exigences du système

L'application SPIFpy fonctionne sur les ordinateurs munis de systèmes d'exploitation 64 bits Linux, OS X et Windows. SPIFpy est un logiciel en langage Python. De ce fait, il nécessite l'installation d'une distribution Python (version 3.6 ou plus récente) et des progiciels suivants :

• numpy
• netCDF4
• tdqm

Tarif

SPIFpy est distribué en tant que logiciel libre selon les modalités de la licence MIT (disponible en anglais seulement). Veuillez prendre connaissance des modalités de la licence avant de télécharger le logiciel. En pratique, la licence n'impose aucune restriction quant à l'utilisation de SPIFpy. Cependant, si vous souhaitez diffuser des extraits entiers ou modifiés du code ou exécuter des opérations basées sur un composant de SPIFpy (y compris des opérations effectuées à distance sur un réseau), vous devez ajouter une déclaration de reconnaissance du code original.

Comment accéder à l'application

Le code source du logiciel (disponible en anglais seulement) peut être téléchargé à partir du compte GitHub du CNRC ou installé à partir de PyPi en utilisant la commande pip/conda.

Langue

La documentation relative au code est fournie en anglais.