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Implementación de Implementación de WaterML2 en el SAD WaterML2 en el SAD

del SAIH del Ebrodel SAIH del Ebro

ÍNDICE

o Las Confederaciones Hidrográficas españolas disponen desde Las Confederaciones Hidrográficas españolas disponen desde hace años del Sistema Automático de Información Hidrológica hace años del Sistema Automático de Información Hidrológica (SAIH).(SAIH).

o El SAD es una herramienta complementaria al SAIH, capaz de El SAD es una herramienta complementaria al SAIH, capaz de modelizar la respuesta hidrológica modelizar la respuesta hidrológica de una cuenca completade una cuenca completa en en tiempo realtiempo real, , con el objetivo de prevenir inundaciones.con el objetivo de prevenir inundaciones.

o El SAD se encuentra operativo en la Cuenca del Ebro desde El SAD se encuentra operativo en la Cuenca del Ebro desde octubre de 2002 y en la del Guadalquivir desde diciembre de octubre de 2002 y en la del Guadalquivir desde diciembre de 2008.2008.

11El SAD se encuentra actualmente en su tercera fase de

desarrollo, incrementando en cada una de ellas la

funcionalidad y velocidad de cómputo sustancialmente

El sistema SAD

Los sistemas de prevención, predicción y gestión de avenidas se nutren de datos en tiempo real tanto hidrológicos como meteorológicos y de modelos de predicción meteorológica.

Características de la información:- Necesaria en tiempo real- Heterogeneidad- Multitud de fuentes- Entorno cambiante

El sistema SAD

Entradas al sistema SAD: SAIH

1. La información hidrológica se recoge, regista y envía a los nodos de la red

2. Los nodos de la red reciben información cada 15 minutos desde las estaciones medidoras

3. El Centro de Control de Procesos (CCP) recibe toda la información y la procesa

1. Data Collection Stations

2. Network Data Nodes 3. PCC - Zaragoza

La red SAIH recolecta INFORMACIÓN HIDROLÓGICA EN TIEMPO REAL

Entradas al sistema SAD: Previsiones meteorológicas

- Globales o regionales

- Modelos deterministas o probabilistas (Ensembles)

- Diferente precisión

- Predicciones de diferentes agencias:

HIRLAM–AEMet (Determinista y regional)

Universidad de León (MM5 new version)

EMCRWF (Determinista y probabilista, global)

GFS (Determinista y global)

SISTEMAS INTEROPERABLES

- Variables fundamentales para el sistema:

Precipitación acumulada en un intervalo temporal

Temperatura media en un intervalo temporal

Entradas al sistema SAD: Información heterogénea

RADARmeteorológico

Sensores

InformaciónprocesadaInformación

cualitativa

Sistema SAD: Flujos de información

WaterML2.El problema

Need flow data!I’ll ring Don, he Has Data Don

Hmm, I’ve got one site. I’ll send it through…

10 minutes…

Hydro Jack

*RING RING*

Hi Don, I need some upper Derwent flow readings for my geochemical model. Any ideas?

*RING RING*

Ok. Got the data. Where is the site located?

Coordinates? Ummm. (papers shuffle) 147.123 -41.588

Ok. What sensor is used?

What reference system??

Oh…how accurate is that?

DON?

I think it’s GDA94

It’s calculated from the stream gauge reading using a rating curve..

Umm...... *CLICK*

To: Jack01/02/09, 3.2, 3, 101/02/09, 3.1, 3, 1

Oh, it’s at laughing jack bridge.

Alcance inicial

Intercambiar series temporales de datos en puntos

Incluir datos procesados (Previsiones, agregados, etc)

Incluir información relevante en puntos de monitoreo, procedimientos y contextos

Trabajando en el contexto OGC – ISO – WMO

Necesidad de reutilizar el trabajo existente

Ser consistente

Asistencia en el desarrollo de los estándares existentes si no son suficiente

Corolario

Es necesario conocer qué hacen los estándares y cómo trabajan

WaterML2.Requerimientos y restricciones

WaterML2.¿En qué consiste?

WaterML2.0 consiste en:

Modelo UML

XML Schema (GML compliant)

Documento de especificaciones• Requerimientos• Conformance classes• Conformance tests

Reglas XML Schematron

Definición de vocabulario• Sólo un subconjunto de O&M relacionado con

las series temporales

class Measurement (TVP) Timeseries

CV_DiscreteCoverage

«Type»Interleav ed (TVP) Timeseries::

TimeseriesTVP

CV_GeometryValuePair

«Type»Interleav ed (TVP) Timeseries::

TimeValuePair

+ geometry :WML_DomainObject

«Type»MeasureTimeValuePair

+ value :Measure

«Type»MeasurementTimeseriesTVP

TimeseriesMetadata

«DataType»MeasurementTimeseriesMetadata

+ cumulative :Boolean+ accumulationIntervalLength :TM_PeriodDuration [0..1]+ accumulationAnchorTime :TM_Period [0..1]+ startAnchorPoint :TM_Position [0..1]+ endAnchorPoint :TM_Position [0..1]+ aggregationAggregation :TM_PeriodDuration [0..1]

PointMetadata

«DataType»MeasurementPointMetadata

+ censoredReason :CensoredReasonCode [0..1]+ accuracy :Quantity [0..1]+ interpolationCode :InterpolationCode

«CodeList»Timeseries::InterpolationCode

+collection

0..*

CoverageFunction +element

0..*

Annotation

+metadata

Annotation

+metadata

+collection

0..*

CoverageFunction +element

0..*

Una serie temporal…Una serie temporal…Consiste en una

colección de pares fecha-valor…

Consiste en una colección de pares

fecha-valor…

Con metadatos y anotaciones.Con metadatos y anotaciones.

WaterML2.¿Cómo se representa?

WaterML2.En la práctica

Correspondencia lógica con OGC O&M y Sensor Observation Service (SOS)Debe ser usado junto a otros servicios

Servicios web genéricosServicos RESTfulObtener prototipos a partir de Experimentos de Interoperabilidad:

Groundwater IESurfacewater IEForecasting IE

WaterML2 y SAD.El experimento: Forecasting IE

Implementa servicios OGC para generar WaterML2 en un sistema en tiempo real de previsión hidrológica.

Introducción de estándares y servicios OGC en todas las partes del proceso de generar previsiones hidrológicas.Obtención de datosModelización hidrológicaPublicación de previsión

WaterML2 y SAD.El experimento: Forecasting IE

Los servicios OGC han sido probados mediante la implementación de cuatro casos de uso: Lectura de datos meteorológicos WaterML2 desde servicios externos Servicio SOS para la lectura de información SAIH (aforos, pluviómetros y temperaturas) Servicio SOS para permitir el acceso a la previsión hidrológica (niveles y caudales) Servicio SOS de descubrimiento de estaciones que presentan datos observados y/o previstos

WaterML2 y SAD.El experimento: Forecasting IE

WaterML2 y SAD.El experimento: resultados

Se han diseñado tres escenarios de usuario para cubrir toda la funcionalidad ofrecida por los casos de uso implementados:

- Discovery Feature

Encontrar sensores que cumplan determinadas características

- Query Data

Obtención de datos y uso de filtros temporales

- Read data

Obtención de datos, transformación e introducción en el SAD

WaterML2 y SAD.El experimento: resultados

- Bajo rendimiento en la codificación XML Especialización de O&M en

WaterML2 muy extensa- Utilización de demasiados recursos para la obtención de información obligatoria

Cálculos (máximos y mínimos) Tamaño (propuesta de linked data)

- Integración con sistemas existentes compleja No se pueden modificar las

estructuras de datos existentes Minimizar la información obligatoria

Los datos hidroclimáticos generalmente presentan dispersión y falta de cohesión, sistemas interoperables son necesarios para

aprovechar todo el conocimiento existente

Habilidad de dos o más sistemas o componentes

para intercambiar información y utilizar la

información intercambiada

En Hidrología

Open GeoSpatial Consortium (http://www.opengeospatial.org/)

Hydrology Domain Working Group (WMO y OGC)

Interoperabilidad.

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Gracias por su atenciónGracias por su atenciónAntonio Moya

Carolina Moya

David Tabernero

antonio.moya@inclam.com

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Antonio Moya

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