Généralité sur les Codes Déterminés par des Tables

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1 Généralité sur les Codes Déterminés par des Tables
Joël Martellet

2 Plan Auto-description Structure des Codes Tables BUFR et CREX
Aspects communs à BUFR et à CREX Différences entre BUFR et CREX

3 Codes Déterminés par des Tables
GRIB 1- Données traitées sous forme de valeurs aux points de grille exprimées en binaire. GRIB 2 – Information générale de distribution régulière sous forme binaire Prévision, analyse, climatologie, images satellite BUFR – Forme universelle de représentation binaire des données météorologiques. Observations, produits des satellites, des radars CREX – Code de caractères pour la représentation et l’échange de données. Un BUFR simplifié et humainement lisible Observations, information (e.g. Cyclones Tropicaux)

4 Les Codes Définis par des Tables ont en général cette structure
Structure générale Indicateur: GRIB/BUFR/CREX Identification: Date, heure, origine, numéro d’édition, numéro de version des tables ... Section facultative: e.g. plus de Meta-données, données privées … Section de description des données: Quelle sorte de données suit (pointeurs vers les Tables du Manuel qui identifient les données transmises= numéros d’élément)? Section des données: les données sont ici Fin: “7777” Les Codes Définis par des Tables ont en général cette structure 

5 Structure de BUFR et CREX
BUFR SECTION 0 Section Indicatrice SECTION 1 Section d’identification SECTION 2 (Section facultative) SECTION 3 Section de Description des données SECTION 4 Section des données SECTION 5 Section de fin CREX SECTION 0 Section Indicatrice SECTION 1 Section de Description des données SECTION 2 Section des données SECTION 3 (Section facultative) SECTION 4 Section de fin

6 Quelques aspects Les données sont auto-définies: type, contenu, édition, longueurs des sections etc. Les données d’en-tête sont toujours à des positions fixes pour un accès rapide sans décodage = structure fixe Les données binaires (GRIB et BUFR) ne sont pas lisibles La section facultative peut contenir n’importe quoi, tout ce que veut y mettre l’auteur du message.

7 La section fondamentale:
C’est la Section de description des données. Elle contient une liste de numéros de descripteurs qui correspondent à des entrées dans les Tables consignées dans le Manuel des codes. Chaque entrée dans une des Tables du Manuel définit un paramètre (ou un ensemble de paramètres) avec ses (ou leurs) caractéristiques: unité, échelle, largeur du champ. Cela définit le format attendu du paramètre qui sera transmis dans la Section des données.

8 Considérer les Tables BUFR (CREX) consignées dans le Manuel des Codes officiel de l’OMM:
Tous les descripteurs listés dans la Section de Description des données du message réfèrent une entrée dans une des Tables du Manuel: soit de la Table B – Liste des descripteurs d’élément Ils commencent avec ‘0’ (BUFR), ‘D´(CREX) ; e.g. température, pression, etc. ou de la Table C – Descripteur d’opération Ils commencent avec ‘2’ (BUFR), ‘C´(CREX) ; e.g. changement d’échelle, indicateurs de qualité suivent (BUFR seulement), etc. ou de la Table D – Descripteur de Séquence Ils commencent avec ‘3’ (BUFR), ‘D´(CREX) ; e.g. séquence de la date, des coordonnées, etc.

9 Table B Exemple: 0 20 082 Part du segment % 0 0 7 libre de nuage
Descripteur d’élément Entrée dans la classe Unité Valeur de Référence Classe 20, phénomènes observés Nom de l’élément Echelle Largeur du champ de la donnée (bits)

10 Table B Autre exemple: 0 07 010 Niveau de vol m 0 -1024 16
Descripteur d’élément Entrée dans la classe Unité Valeur de Référence Classe 07, Position (verticale) Nom de l’élément Echelle Largeur du champ de la donnée (bits)

11 Extrait de BUFR/CREX Table B

12 Rappel sur la représentation binaire
Bits, Plage de valeurs, champ: ,1 (0),01(1),10(2x1=2),11((2x1)+1=3) (0),001(1),010(2),011(3),100(2x2=4), 101((2x2)+1=5),110,111((2x2)+(2x1)+1=7) , 0001, 0010, 0011, 0100, 0110, 0111, ,…,1111 ,00001,00010,……..,11110,11111 etc.. ,……., Etc..

13 VALEUR DE REFERENCE (BUFR)
Dans BUFR, il n’y a pas de valeur négative: On a des champs de bits, Et si tous les bits sont à un cela veut dire valeur manquante, Donc on a introduit des valeurs de référence (plus grande valeur négative possible) que l’on retranche avant l’encodage de la valeur du paramètre pour obtenir toujours une valeur codée positive.

14 Pour CREX: On ajoute devant la valeur du paramètre représenté un signe moins pour les valeurs négatives. Il n’y a donc pas besoin de valeurs de référence pour CREX. Exemple: -5.4° sera codé: -054

15 Echelle, (valeur de) référence et champ
Encodage: valeur = (obs x [10(”échelle”)]) - “référence” (sur le nombre de bits du champ) e.g.: Avec une échelle=1, valeur de référence=-50, largeur du champ=7 bits alors, si l’obs.=1.3, la valeur encodée est 63 (IL N’Y A PAS DE VALEUR NEGATIVE DANS BUFR!) Cela permet des obs. de -5.0 à +7.6, par pas de 0.1 Décodage: Obs. = (valeur + “référence”) ÷ [10(”échelle”)] e.g.: Avec une échelle =-2, référence=5, champ 4 alors, si la valeur=14, l’obs. décodée est 1900.

16 Extrait de BUFR/CREX Table B

17 Table D Pas absolument nécessaire mais:
Diminue le volume de la Section de Description des données Un descripteur de la Table D représente une liste standard de descripteurs de la Table B combinés ou non avec des descripteurs de la Table C. Exemple= = Year Month Day

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19 Table C Descripteurs d’opération pour, par exemple:
Changement de la largeur de champ Changement d’échelle Changement de la valeur de référence Indicateurs de contrôle de qualité suivent Statistiques du premier ordre suivent Définit “les données présentes” (table binaire) Ré-utiliser la table binaire “des données présentes” Annuler la table binaire “des données présentes”

20 Tables BUFR et CREX Pour décoder, on lit les descripteurs de la section de description des données- est-ce?: D descripteur? Ou B descripteur? Si nécessaire on consulte Séquence Communes: groupe d’éléments dans la TABLE D Elément de la TABLE B Table de Code ou d’Indicateurs

21 Tables de Code ou d’Indicateurs
Un peu comme les codes traditionnels pour les Tables de Codes, le code n’est pas une valeur numérique mais une signification pré-agrée, e.g.: Type de station Etat du sol Type de nuages Tables d’indicateurs (« flag »). Un bit mis à 1 pour chaque condition observée, e.g: Caractéristiques d’un niveau de sondage vertical (surface, standard, tropopause, vent maximal, significatif pour température, significatif pour vent)

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23 Exemple de Table d’indicateurs
Vertical sounding significance Bit No. 1 Surface 2 Standard level 3 Tropopause level 4 Maximum wind level 5 Significant level, temperature 6 Significant level, wind All 7 Missing value

24 Exemple d’indicateurs
Descripteur: O O8 001: Champ de 7 bits: Bits 1,2,3,4,5,6,7 = Niveau standard et significatif de température = Niveau de la tropopause

25 Différences entre BUFR et CREX
BUFR est binaire, mieux approprié pour les télécommunications et les ordinateurs BUFR permet la compression des données BUFR utilise seulement les unités SI (e.g.: la température est toujours en degrés Kelvin), mais unités différentes tolérées pour Aéronautique CREX est en caractères, facile à lire et à écrire par l’homme CREX n’a pas de schéma de compression CREX permet l’usage d’autres unités (e.g.: la température peut être en degrés Celsius ou Kelvin) En général, BUFR et CREX sont très semblables, CREX est l’image de BUFR en caractères. La différence, c’est que CREX est plus facile pour l’homme, il peut être encodé et décodé manuellement (il aide à comprendre BUFR), il peut être utilisé sans automation, mais il n’est pas du tout approprié pour les données volumineuses.