📄Работа №207232
Тема: Разработка веб-интерфейса для экспериментов с численной моделью прогноза погоды Weather Research and Forecasting (WRF)
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Программирование
Объем:
36 листов
Год:
2020
Просмотров:
45
4360
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
ВВЕДЕНИЕ 4
1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 6
1.1. Общие сведения о модели WRF 6
1.2. Структура модели 6
1.2.1. WPS 8
1.2.2. WRF 11
2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ 13
2.1. Определение требований к приложению 13
2.2. Разработка диаграммы вариантов использования 14
2.3. Диаграмма базы данных 16
2.4. Диаграмма классов для запуска модели WRF 17
2.5. Диаграмма классов REST API 18
4. РЕАЛИЗАЦИОННАЯ ЧАСТЬ 21
4.1. Выбор средств разработки 21
4.2. Реализация базы данных 21
4.3. Реализация REST API 22
4.4. Реализация компонента для запуска модели 26
4. ТЕСТИРОВАНИЕ 28
4.1. Тестирование REST API 28
4.2. Функциональное тестирование 29
5. ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 32
5.1. Процесс работы с веб-интерфейсом 32
5.2. Визуализация полученных данных 33
5.3. Проведение эксперимента с помощью веб-интерфейса 34
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 36
ЛИТЕРАТУРА 37
1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 6
1.1. Общие сведения о модели WRF 6
1.2. Структура модели 6
1.2.1. WPS 8
1.2.2. WRF 11
2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ 13
2.1. Определение требований к приложению 13
2.2. Разработка диаграммы вариантов использования 14
2.3. Диаграмма базы данных 16
2.4. Диаграмма классов для запуска модели WRF 17
2.5. Диаграмма классов REST API 18
4. РЕАЛИЗАЦИОННАЯ ЧАСТЬ 21
4.1. Выбор средств разработки 21
4.2. Реализация базы данных 21
4.3. Реализация REST API 22
4.4. Реализация компонента для запуска модели 26
4. ТЕСТИРОВАНИЕ 28
4.1. Тестирование REST API 28
4.2. Функциональное тестирование 29
5. ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 32
5.1. Процесс работы с веб-интерфейсом 32
5.2. Визуализация полученных данных 33
5.3. Проведение эксперимента с помощью веб-интерфейса 34
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 36
ЛИТЕРАТУРА 37
📖 Аннотация
В данной работе представлена разработка веб-интерфейса для удаленного проведения экспериментов с численной моделью прогноза погоды Weather Research and Forecasting (WRF). Актуальность исследования обусловлена широким использованием модели WRF в метеорологии и климатологии при одновременной высокой требовательности к вычислительным ресурсам, что ограничивает доступ к ней для многих пользователей. Целью работы стало создание клиент-серверной системы, обеспечивающей удаленный доступ к модели через веб-браузер. В результате был выполнен анализ предметной области, разработаны функциональные требования, реализована база данных для хранения экспериментов, построена REST API архитектура и проведено тестирование системы. Полученное решение позволяет пользователям задавать параметры моделирования и получать результаты прогнозов, которые сохраняются на сервере. Научная значимость заключается в предложении архитектурного решения для интеграции сложных численных моделей в веб-среду, а практическая — в демократизации доступа к высокопроизводительным вычислениям для образовательных и исследовательских целей. В контексте существующих исследований, таких как работы Aligo E.A. et al. по оценке влияния сеточного разрешения WRF, официальные руководства ARW Users Guide и исследования Bengtsson L. по климатическому анализу, данная работа вносит вклад в развитие инструментальных средств для численного моделирования, фокусируясь на аспектах удаленного взаимодействия и удобства пользователя.
📖 Введение
Актуальность исследования
Математическое моделирование атмосферных процессов широко используется в практике прогнозирования погоды и климатических изменений. В качестве модели в численных экспериментах специалистами в области метеорологии и климатологии широко используется модель WRF. Эта модель представляет собой целое семейство численных моделей прогноза погоды, которые могут быть использованы как для прогнозирования состояния атмосферы, так и для научных исследований.
Как и большинство существующих численных моделей, модель WRF требует для своей работы больших вычислительных мощностей. При этом не каждый пользователь имеет доступ к подобным вычислительным системам.
Поэтому я считаю актуальным создание веб-интерфейса, который обеспечит возможность работы с моделью удаленным пользователям. Пользователь независимо от места своего расположения может зайти в систему с любого доступного устройства, загрузить в систему интересующие его параметры местности и времени и получить необходимую информацию о погоде.
Цель и задачи работы
Целью данной работы является создание веб-интерфейса, который бы позволял использовать модель численного прогнозирования погоды WRF расположенную на удаленном сервере.
Для достижения поставленной цели, необходимо решить задачи, описанные ниже.
1. Выполнить анализ предметной области и разработать функциональные требования к системе.
2. Разработать базу данных для хранения экспериментов, проведенных пользователями.
3. Разработать клиент-серверную архитектуру для работы с моделью WRF удаленных пользователей.
4. Провести тестирование разработанного веб-интерфейса.
Структура и объем работы
Дипломная работа состоит из введения, пяти основных глав, заключения и списка литературы. Общий объем работы составляет 38 страниц; список литературы содержит 16 библиографических наименований.
Обзор работы
Введение состоит из 4-x частей: «Актуальность исследования», «Цель и задачи работы», «Структура и объем работы» и «Обзор работы».
Первая глава, «Анализ предметной области», содержит описание предметной области, а также описание и структуру модели численного прогнозирования погоды WRF.
Вторая глава, «Проектирование» содержит описание функционала, свойств и характеристик, которыми должен обладать разрабатываемый веб-интерфейс.
Третья глава, «Реализация», содержит описание процесса разработки программы.
Четвертая глава, «Тестирование», содержит набор тестов, проверяющих работоспособность основного функционала программы.
Пятая глава, «Экспериментальная часть», содержит описание процесса работы с моделью WRF, а также описание численного эксперимента.
В заключении описаны основные результаты, полученные при выполнении дипломной работы.
Математическое моделирование атмосферных процессов широко используется в практике прогнозирования погоды и климатических изменений. В качестве модели в численных экспериментах специалистами в области метеорологии и климатологии широко используется модель WRF. Эта модель представляет собой целое семейство численных моделей прогноза погоды, которые могут быть использованы как для прогнозирования состояния атмосферы, так и для научных исследований.
Как и большинство существующих численных моделей, модель WRF требует для своей работы больших вычислительных мощностей. При этом не каждый пользователь имеет доступ к подобным вычислительным системам.
Поэтому я считаю актуальным создание веб-интерфейса, который обеспечит возможность работы с моделью удаленным пользователям. Пользователь независимо от места своего расположения может зайти в систему с любого доступного устройства, загрузить в систему интересующие его параметры местности и времени и получить необходимую информацию о погоде.
Цель и задачи работы
Целью данной работы является создание веб-интерфейса, который бы позволял использовать модель численного прогнозирования погоды WRF расположенную на удаленном сервере.
Для достижения поставленной цели, необходимо решить задачи, описанные ниже.
1. Выполнить анализ предметной области и разработать функциональные требования к системе.
2. Разработать базу данных для хранения экспериментов, проведенных пользователями.
3. Разработать клиент-серверную архитектуру для работы с моделью WRF удаленных пользователей.
4. Провести тестирование разработанного веб-интерфейса.
Структура и объем работы
Дипломная работа состоит из введения, пяти основных глав, заключения и списка литературы. Общий объем работы составляет 38 страниц; список литературы содержит 16 библиографических наименований.
Обзор работы
Введение состоит из 4-x частей: «Актуальность исследования», «Цель и задачи работы», «Структура и объем работы» и «Обзор работы».
Первая глава, «Анализ предметной области», содержит описание предметной области, а также описание и структуру модели численного прогнозирования погоды WRF.
Вторая глава, «Проектирование» содержит описание функционала, свойств и характеристик, которыми должен обладать разрабатываемый веб-интерфейс.
Третья глава, «Реализация», содержит описание процесса разработки программы.
Четвертая глава, «Тестирование», содержит набор тестов, проверяющих работоспособность основного функционала программы.
Пятая глава, «Экспериментальная часть», содержит описание процесса работы с моделью WRF, а также описание численного эксперимента.
В заключении описаны основные результаты, полученные при выполнении дипломной работы.
✅ Заключение
Целью данной работы было создание веб-интерфейса, который позволял бы пользователем проводить эксперименты с использованием численной модели WRF, расположенной на удаленном сервере. В ходе проведенной научно-исследовательской работы эта цель работы была достигнута, что подтверждается решением следующих задач:
1) выполнен анализ предметной области и разработаны функциональные требования к системе;
2) разработана база данных для хранения экспериментов, проведенных пользователями;
3) разработана клиент-серверная архитектура для работы с моделью WRF удаленных пользователей;
4) проведено тестирование разработанного веб-интерфейса.
Таким образом в данной дипломной работе показано, что разработанный веб-интерфейс позволяет работать с численной моделью WRF расположенной на удаленном сервере. С ее помощью пользователь может проводить метеорологические эксперименты. Результаты прогнозирования хранятся на сервере, и пользователи могут получить к ним доступ в любой удобный момент времени.
В перспективе созданный веб-интерфейс поможет эффективно использовать модель WRF для исследования метеорологических условий пользователям, не имеющим прямого доступа к высокопроизводительным компьютерным системам.
1) выполнен анализ предметной области и разработаны функциональные требования к системе;
2) разработана база данных для хранения экспериментов, проведенных пользователями;
3) разработана клиент-серверная архитектура для работы с моделью WRF удаленных пользователей;
4) проведено тестирование разработанного веб-интерфейса.
Таким образом в данной дипломной работе показано, что разработанный веб-интерфейс позволяет работать с численной моделью WRF расположенной на удаленном сервере. С ее помощью пользователь может проводить метеорологические эксперименты. Результаты прогнозирования хранятся на сервере, и пользователи могут получить к ним доступ в любой удобный момент времени.
В перспективе созданный веб-интерфейс поможет эффективно использовать модель WRF для исследования метеорологических условий пользователям, не имеющим прямого доступа к высокопроизводительным компьютерным системам.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.