BUFR

El formato binario universal para la representación de datos meteorológicos ( BUFR ) es un formato de datos binarios mantenido por la Organización Meteorológica Mundial (OMM). La última versión es BUFR Edición 4. BUFR Edición 3 también se considera vigente para uso operativo. BUFR se creó en 1988 con el objetivo de reemplazar las docenas de códigos meteorológicos basados ​​en caracteres e impulsados ​​por la posición de la OMM , como SYNOP (observaciones de superficie), TEMP (sondeos de altitud) y CLIMAT (datos climatológicos mensuales). BUFR fue diseñado para ser portátil, compacto y universal. Se puede representar cualquier tipo de datos, junto con su contexto espacial/temporal específico y cualquier otro metadato asociado . En la terminología de la OMM, BUFR pertenece a la categoría de formas de código impulsadas por tablas , donde el significado de los elementos de datos se determina haciendo referencia a un conjunto de tablas que se mantienen y mantienen por separado del mensaje en sí.

BUFR es un formato complejo que puede resultar difícil de utilizar ^[1] y presenta algunas debilidades. ^[2] La introducción del formato BUFR provocó una "disparidad" de datos y numerosos errores de formato. ^{[3] [4] [5]}

Un mensaje BUFR se compone de seis secciones, numeradas del cero al cinco.

• Las secciones 0, 1 y 5 contienen metadatos estáticos, principalmente para identificación de mensajes.
• La sección 2 es opcional; si se utiliza, puede contener datos arbitrarios en cualquier forma deseada por el creador del mensaje (esto sólo es recomendable para uso local).
• La sección 3 contiene una secuencia de los denominados descriptores que definen la forma y el contenido del producto de datos BUFR.
• La sección 4 es un flujo de bits que contiene los datos centrales del mensaje y los valores de metadatos según lo establecido en la sección 3.

La descripción del producto contenida en la Sección 3 puede hacerse más sofisticada y no trivial mediante el uso de descriptores de replicación y/o de operador. (Véase a continuación una breve descripción de los diferentes tipos de descriptores; véase la Guía de la OMM sobre BUFR para más detalles.)

La sección 3 contiene un encabezado breve seguido de una secuencia de descriptores que coincide con el contenido del flujo de bits de la sección 4. La secuencia de descriptores de la sección 3 podría entenderse como la plantilla del mensaje BUFR. La plantilla contiene la información necesaria para describir la estructura de los valores de datos incluidos en el flujo de bits correspondiente. Debe interpretarse paso a paso, como si fuera un algoritmo . Dado un conjunto de mensajes BUFR, los valores contenidos en la sección 4 pueden diferir de un mensaje a otro, pero su orden y estructura se mantendrán predecibles si la plantilla proporcionada en la sección 3 permanece inalterada. Las plantillas pueden diseñarse para satisfacer los requisitos de un producto de datos específico (observaciones meteorológicas, por ejemplo). Dichas plantillas pueden utilizarse luego para normalizar el contenido y la estructura de los productos de datos BUFR. La OMM ha publicado una serie de plantillas BUFR para datos de observación de la atmósfera en superficie y en altitud.

Todos los descriptores, de 16 bits de ancho, tienen una estructura FXY , donde F se refiere a los dos bits más significativos (extremo izquierdo); X se refiere a los 6 bits del medio e Y a los 8 bits menos significativos (extremo derecho). El valor F (0 a 3) determina el tipo de descriptor.

• Descriptores de elementos (F=0): como su nombre lo indica, estos descriptores se utilizan para transmitir datos elementales y metadatos relacionados.
  El valor X identifica la clase del descriptor (es decir, parámetros de coordenadas horizontales, parámetros de temperatura, etc.). El valor Y es el número del descriptor dentro de su clase. Los descriptores de elementos de las clases 1 a 9 tienen la propiedad especial de permanecer vigentes desde el momento en que aparecen en el resto de la plantilla BUFR, a menos que se contradigan o cancelen. En la práctica, los descriptores de las clases 1 a 9 se utilizan para metadatos espaciales, temporales y de otro tipo que son aplicables a los datos centrales del mensaje BUFR.
  Todos los descriptores de elementos se definen en una sección de la especificación BUFR conocida como "Tabla B". La adición de nuevos descriptores de elementos en la Tabla B no requiere cambios en la especificación del software BUFR. La definición de la Tabla B de un descriptor de elementos incluye su número, definición de texto breve, parámetros de decodificación (ancho de bits, factor de escala y sesgo) y tipo (numérico, cadena de caracteres, tabla de códigos, etc.).
• Descriptores de replicación (F=1): descriptores especiales que permiten la repetición controlada de un número seleccionado de descriptores. Se trata de una operación muy potente que introduce estructuras de tipo bucle en las plantillas BUFR. El valor X especifica el número de descriptores siguientes que se incluirán en la replicación; el valor Y indica cuántas veces se realizará la replicación. Si Y = 0, la replicación se denomina "replicación retrasada" y el número de replicaciones se obtendrá a partir del valor de un descriptor de elemento especial.
• Descriptores de operador (F=2): Estos descriptores transmiten operaciones especiales que pueden modificar el carácter de los datos o permitir la creación y manipulación de datos adicionales junto con los originales. El valor X identifica al operador y el valor Y se utiliza para controlar su aplicación. Estos descriptores se definen en una sección de la especificación BUFR conocida como "Tabla C". La adición de nuevos descriptores de operador en la Tabla C requiere cambios en la especificación de software BUFR y, por lo tanto, da lugar a un nuevo Número de edición BUFR.
• Descriptores de secuencia (F=3): Un descriptor de secuencia único es un alias para una secuencia de otros descriptores, incluidos los descriptores de replicación y las entradas de las Tablas B, C y D. Estos descriptores se definen en una sección de la especificación BUFR conocida como "Tabla D". El uso de los valores X e Y es el mismo que con los descriptores de elementos.

La estructura de datos establecida en la plantilla de la Sección 3 puede reutilizarse varias veces dentro de un único mensaje BUFR. En tal caso, la Sección 4 contendrá una sucesión de los denominados subconjuntos . Por ejemplo, los subconjuntos podrían utilizarse para transmitir observaciones de varias ubicaciones en un único mensaje.

• El manual oficial BUFR, tablas y otros formatos de código operativos de la OMM
• Una serie de presentaciones introductorias en PowerPoint
• Guías de códigos basados ​​en tablas de la OMM (amplían el Manual BUFR pero deben considerarse una fuente secundaria del Manual)
• BUFR en pocas palabras
• Un tutorial de terceros sobre la creación de plantillas BUFR (de Environment Canada)

• Validador en línea gratuito y biblioteca comercial CCD
• Comprobador de formato BUFR/CREX de ECMWF

• La biblioteca BUFRDC y la nueva biblioteca ecCodes fueron proporcionadas por ECMWF . Magics y Metview las utilizan para procesar y visualizar datos BUFR.
• Biblioteca del NCEP
• libECBUFR Biblioteca de Medio Ambiente de Canadá
• Biblioteca wmobufr de NCAR: biblioteca Java e implementación XML
• Envoltorios de Python basados ​​en C y Fortran en torno a la biblioteca ECMWF
• wreport Biblioteca C++ de software libre que implementa codificación y decodificación de BUFR y CREX
• trollbufr, un lector y escritor de BUFR de Python puro y FOSS
• csv2bufr: paquete de Python para transformar datos CSV al formato BUFR de la OMM