pyParaOcean, একটি সিস্টেম ফর ভিজ্যুয়াল অ্যানালাইসিস অফ ওশান ডেটা: অ্যাবস্ট্রাক্ট এবং ইন্ট্রো

লিঙ্কের টেবিল

• বিমূর্ত এবং ভূমিকা
• মহাসাগরের তথ্য
• pyParaOcean: আর্কিটেকচার
• pyParaOcean: কার্যকারিতা
• কেস স্টাডি: বঙ্গোপসাগর
• উপসংহার
• স্বীকৃতি এবং রেফারেন্স

বিমূর্ত

মডেল সিমুলেশন বিশ্লেষণ, বিভিন্ন ঘটনা এবং ঘটনা সনাক্তকরণ এবং গতিশীল প্রক্রিয়ার ট্র্যাকিংয়ের জন্য ভিজ্যুয়াল বিশ্লেষণটি সমুদ্রবিদ্যার ক্ষেত্রে ভালভাবে গৃহীত হয়। ক্রমবর্ধমান ডেটা আকার এবং মাল্টিভেরিয়েট ডাইনামিক ডেটার প্রাপ্যতার সাথে, ভিজ্যুয়ালাইজেশন এবং ইন্টারেক্টিভ অন্বেষণের জন্য স্কেলযোগ্য এবং এক্সটেনসিবল সরঞ্জামগুলির একটি ক্রমবর্ধমান প্রয়োজন। আমরা pyParaOcean বর্ণনা করি, একটি ভিজ্যুয়ালাইজেশন সিস্টেম যা সমুদ্রের ডেটার ভিজ্যুয়াল বিশ্লেষণে নিয়মিতভাবে ব্যবহৃত বিভিন্ন কাজকে সমর্থন করে। সিস্টেমটি প্যারাভিউ-তে একটি প্লাগইন হিসাবে উপলব্ধ এবং তাই এটির বিতরণকৃত কম্পিউটিং ক্ষমতা এবং এর সাধারণ বিশ্লেষণ এবং ভিজ্যুয়ালাইজেশন কার্যকারিতাগুলির সমৃদ্ধ সেটের সুবিধা নিতে সক্ষম। pyParaOcean সমুদ্রের ডেটার জন্য নির্দিষ্ট বিভিন্ন ভিজ্যুয়াল বিশ্লেষণের কাজগুলিকে সমর্থন করার জন্য মডিউল সরবরাহ করে, যেমন এডি সনাক্তকরণ এবং লবণাক্ততা আন্দোলন ট্র্যাকিং। এই মডিউলগুলি প্যারাভিউ ফিল্টার হিসাবে উপলব্ধ এবং এই নিরবচ্ছিন্ন একীকরণের ফলে একটি সিস্টেম যা ইনস্টল এবং ব্যবহার করা সহজ। বঙ্গোপসাগরের একটি কেস স্টাডি সমুদ্রের ঘটনা এবং প্রক্রিয়াগুলির অধ্যয়নের জন্য সিস্টেমের উপযোগিতাকে চিত্রিত করে।

1। পরিচিতি

হারিকেন এবং সুনামির মতো চরম আবহাওয়ার ঘটনাগুলির পূর্বাভাস দিতে, গ্লোবাল ওয়ার্মিংয়ের মতো গ্রহের স্কেল প্রক্রিয়াগুলির আরও ভাল বোঝার জন্য এবং সমুদ্রের সম্পদ এবং এর সামুদ্রিক জীবনকে টেকসইভাবে পরিচালনা ও সংরক্ষণ করার জন্য সমুদ্রের ডেটা বোঝা সর্বোত্তম। সময়ের সাথে পরিবর্তিত একাধিক ক্ষেত্র এবং পরামিতিগুলির উপস্থিতির কারণে সমুদ্রের ডেটা ভিজ্যুয়ালাইজ করা চ্যালেঞ্জিং। সমুদ্রের স্রোত নিঃসন্দেহে সবচেয়ে বড় কারণ যা মহাসাগর-বায়ুমণ্ডলের তাপের ভারসাম্য বজায় রাখে এবং খনিজ ও লবণের চলাচলকে প্রভাবিত করে। মেসোস্কেল এডিস, যার ব্যাস দশ থেকে শত কিলোমিটার পর্যন্ত বিস্তৃত এবং এর আয়ুষ্কাল দিন থেকে মাস [RR10] হতে পারে, মহাসাগরে সর্বব্যাপী। তারা মহাসাগরের মধ্যে তাপ এবং ভর পরিবহনে একটি বড় ভূমিকা পালন করে [McW08]। এগুলি সমুদ্রের বাস্তুবিদ্যা এবং জৈব-রাসায়নিক প্রক্রিয়ার উপরও বড় প্রভাব ফেলে [MJD∗ 99, BNBD∗ 07]।

সমুদ্রের ডেটা সংগ্রহ এবং তৈরির ক্ষেত্রে অগ্রগতির সাথে [FD06, Ros89], এমন সরঞ্জামগুলির প্রয়োজন রয়েছে যা ডেটার কার্যকর ভিজ্যুয়ালাইজেশন সমর্থন করে এবং সমুদ্রের ডেটাসেটের ক্রমবর্ধমান রেজোলিউশন এবং আকারের সাথে তাল মিলিয়ে চলার জন্য স্কেলযোগ্য।

1.1। সম্পর্কিত কাজ

ডেটার দ্রুত ক্রমবর্ধমান আকার, ডেটার বৈচিত্র্য এবং বহুমুখী প্রকৃতি এবং সমুদ্রের ঘটনাগুলির অন্তর্নিহিত জটিলতার কারণে সমুদ্রবিদ্যায় ভিজ্যুয়ালাইজেশন গবেষণার একটি চ্যালেঞ্জিং ক্ষেত্র। সাধারণ উদ্দেশ্য বিশ্লেষণ এবং ভিজ্যুয়ালাইজেশন সফ্টওয়্যার যেমন ম্যাটল্যাব, টেকপ্লট, এভিএস এবং প্যারাভিউ-এর ব্যবহার সম্প্রদায়ে প্রচলিত। যাইহোক, সমুদ্রবিজ্ঞানীরা প্রায়শই সমুদ্রের ডেটার জন্য বিশেষভাবে তৈরি করা সরঞ্জামগুলি ব্যবহার করে, যেমন ফেরেট [Fer23], pyFerret [pyF23] এবং Copernicus MyOcean [myO23]। এই বিশেষ সরঞ্জামগুলি একাধিক কার্যকারিতা প্রদান করে এবং ডেটার 2D ভিউ তৈরি করে।

ভিজ্যুয়ালাইজেশন সম্প্রদায়ের মধ্যে বিকশিত কয়েকটি সফ্টওয়্যার ফ্রেমওয়ার্ক 2D এবং 3D ডেটা ভিজ্যুয়ালাইজেশন ক্ষমতা প্রদান করে। COVE [GSK∗ 08] হল একটি সহযোগী সমুদ্রের ভিজ্যুয়ালাইজেশন পরিবেশ যা ওয়েবে সমুদ্রের মডেলগুলির ইন্টারেক্টিভ বিশ্লেষণকে সমর্থন করে৷ RedSeaAtlas [AGT∗ 19] একটি 2D মানচিত্রে অঞ্চল নির্বাচনকে সমর্থন করে এবং লোহিত সাগরের উপরে বাতাস, তরঙ্গ, জোয়ার, ক্লোরোফিল ইত্যাদির অনুসন্ধানমূলক দৃশ্য প্রদান করে। OceanPaths [NL15] হল একটি মাল্টিভেরিয়েট ডেটা ভিজ্যুয়ালাইজেশন টুল যা সমুদ্রের স্রোত ট্রেসিং পাথওয়ে গণনা করে এবং পাথওয়েতে বিভিন্ন হাই-ডাইমেনশনাল ডেটার প্লটিং সমর্থন করে। এটি বিভিন্ন মহাসাগরীয় বৈশিষ্ট্যের মধ্যে পারস্পরিক সম্পর্ক অধ্যয়ন করতে সক্ষম করে।

একজন সমুদ্রবিজ্ঞানীর বিশ্লেষণ কর্মপ্রবাহের মধ্যে কয়েকটি সাধারণ কাজ রয়েছে [GSK∗ 08] যেমন তাপমাত্রা এবং লবণাক্ততা বিতরণ এবং উল্লম্ব ক্রস বিভাগগুলি পরিদর্শন করা, মডেল ডেটার সাথে সম্প্রতি পরিমাপ করা লবণাক্ততা ডেটা তুলনা করা, প্রবাহ ডেটার উপর ভিত্তি করে বর্তমান ঘূর্ণি এবং প্রচলন পরিদর্শন করা এবং বিশ্লেষণ করা। চরম ঘটনা। আইসোসারফেস এবং ভলিউম রেন্ডারিং হল 3D তাপমাত্রা এবং লবণাক্ততা বন্টনের ভিজ্যুয়ালাইজেশনের জন্য প্রাকৃতিক পছন্দ [DAN12, PBI04]। যাইহোক, গতিশীলভাবে পরিবর্তিত বিতরণের ভিজ্যুয়ালাইজেশন একটি চ্যালেঞ্জ। বাষ্প [LJP∗ 19] এমন কয়েকটি সরঞ্জামের মধ্যে একটি যা সমুদ্রবিদ্যা এবং বায়ুমণ্ডলীয় বিজ্ঞান অ্যাপ্লিকেশনের জন্য দক্ষ 3D ভিজ্যুয়ালাইজেশন প্রদান করে। VAPOR ডেটা সংগ্রহ (VDC) ডেটা মডেল আধুনিক GPU এবং কমোডিটি হার্ডওয়্যারে বড় ডেটা আকারের ইন্টারেক্টিভ ভিজ্যুয়াল বিশ্লেষণ সমর্থন করে।

Xie et al. [XLWD19] এবং আফজাল এট আল। [AHG∗ 19] সমুদ্রের তথ্যের জন্য তৈরি চাক্ষুষ বিশ্লেষণ পদ্ধতি এবং সরঞ্জামগুলির সমীক্ষা উপস্থাপন করে। Xie et al. চাক্ষুষ বিশ্লেষণের কাজগুলিকে চারটি বিভাগে শ্রেণীবদ্ধ করুন, যথা বিভিন্ন পরিবেশগত পরিবর্তনশীল অধ্যয়ন, সমুদ্রের ঘটনা সনাক্তকরণ এবং ট্র্যাকিং, নিদর্শন এবং পারস্পরিক সম্পর্কগুলির আবিষ্কার এবং ensembles এবং অনিশ্চয়তার ভিজ্যুয়ালাইজেশন। আরও, তারা ডেটা প্রক্রিয়াকরণ এবং পরিচালনার জন্য দক্ষ এবং মাপযোগ্য পদ্ধতি, একাধিক স্কেলে বৈশিষ্ট্য সনাক্তকরণ এবং নিমজ্জিত প্ল্যাটফর্ম সহ ভবিষ্যতের কাজের জন্য বিভিন্ন সুযোগ এবং অনাবিষ্কৃত ক্ষেত্রগুলি চিহ্নিত করে। যদিও আমরা সমুদ্রবিদ্যা ভিজ্যুয়ালাইজেশনের জন্য বিভিন্ন পদ্ধতির উপলব্ধতা স্বীকার করি, আমরা লক্ষ করি যে সেগুলি প্রায়শই স্বতন্ত্র সমাধান। আমরা প্যারাভিউতে বাস্তবায়িত ভিজ্যুয়ালাইজেশন প্রযুক্তির ব্যাপক অগ্রগতি লাভের লক্ষ্য রাখি এবং সমুদ্রের ডেটার জন্য নির্দিষ্ট কার্যকারিতা এবং দৃশ্যগুলি প্রদান করে।

1.2। অবদানসমূহ

আমরা pyParaOcean উপস্থাপন করি, সমুদ্রের তথ্যের ইন্টারেক্টিভ অন্বেষণ এবং ভিজ্যুয়াল বিশ্লেষণের জন্য একটি সিস্টেম। সমুদ্রবিদ্যার জন্য বিশেষায়িত অসংখ্য কাজ এবং কার্যকারিতাকে সমর্থন করার সময় সমুদ্রের মডেলগুলি থেকে উপলব্ধ ডেটার পরিমাপযোগ্য ভিজ্যুয়ালাইজেশন সক্ষম করতে প্যারাভিউ [AGL05]-এর শক্তির ব্যবহার করে সিস্টেম। pyParaOcean-এর ভিজ্যুয়ালাইজেশন ক্ষমতা প্লাগইন ব্যবহার করে Paraview-এ একটি নিরবচ্ছিন্ন ইন্টিগ্রেশনের মাধ্যমে উপলব্ধ। সিস্টেমের মূল বৈশিষ্ট্য অন্তর্ভুক্ত

• গতিশীলভাবে বিকশিত আইসোভলিউমগুলি প্রদর্শন এবং অন্বেষণ করতে সমর্থন সহ লবণাক্ততা এবং তাপমাত্রা বন্টন অধ্যয়নের জন্য 3D ফিল্ড ভিজ্যুয়ালাইজেশন।

• স্ট্রীমলাইন এবং পাথলাইনগুলির জন্য বিভিন্ন বীজ বপন কৌশলগুলির জন্য সমর্থন সহ সমুদ্রের বর্তমান ভিজ্যুয়ালাইজেশন।

• উল্লম্ব বিভাগের দৃশ্য এবং সমান্তরাল স্থানাঙ্ক প্লট যা ইন্টারেক্টিভ নির্বাচন এবং ডেটা স্লাইসিং সমর্থন করে।

• পৃষ্ঠের ফ্রন্টগুলি নিষ্কাশনের মাধ্যমে লবণাক্ততা চলাচলের সনাক্তকরণ এবং ট্র্যাকিং। • এডি বৈশিষ্ট্যের ভিজ্যুয়ালাইজেশন এবং ট্র্যাকিং।

• একটি এক্সটেনসিবল ডিজাইন যা প্যারাভিউ-তে ফিল্টার হিসাবে নতুন কার্যকারিতা অন্তর্ভুক্ত করতে সমর্থন করে।

আমরা বঙ্গোপসাগরের একটি অন্বেষণের ফলাফল উপস্থাপন করি, যা একজন সমুদ্রবিজ্ঞানীর সহযোগিতায় সম্পাদিত, একটি কেস স্টাডি হিসাবে সিস্টেমের উপযোগিতা প্রদর্শনের জন্য।