INCLAM S.A. Implementación de WaterML2 en el SAD del SAIH del Ebro

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El sistema SAD Las Confederaciones Hidrográficas españolas disponen desde hace años del Sistema Automático de Información Hidrológica (SAIH). El SAD es una herramienta complementaria al SAIH, capaz de modelizar la respuesta hidrológica de una cuenca completa en tiempo real, con el objetivo de prevenir inundaciones. El SAD se encuentra operativo en la Cuenca del Ebro desde octubre de 2002 y en la del Guadalquivir desde diciembre de 2008. El SAD se encuentra actualmente en su tercera fase de desarrollo, incrementando en cada una de ellas la funcionalidad y velocidad de cómputo sustancialmente 1

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

INFORMACIÓN HIDROLÓGICA EN TIEMPO REAL 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 3. PCC - Zaragoza 2. Network Data Nodes 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 procesada Información cualitativa Sensores RADAR meteorológico

Sistema SAD: Flujos de información

WaterML2. El problema 10 minutes… Don Hydro Jack Need flow data! I’ll ring Don, he Has Data *RING RING* Hi Don, I need some upper Derwent flow readings for my geochemical model. Any ideas? Hmm, I’ve got one site. I’ll send it through… To: Jack 01/02/09, 3.2, 3, 1 01/02/09, 3.1, 3, 1 10 minutes… *RING RING* Ok. Got the data. Where is the site located? Oh, it’s at laughing jack bridge. Coordinates? Ummm. (papers shuffle) 147.123 -41.588 What reference system?? I think it’s GDA94 Ok. What sensor is used? It’s calculated from the stream gauge reading using a rating curve.. Oh…how accurate is that? Umm...... *CLICK* DON?

WaterML2. Requerimientos y restricciones 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. ¿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

WaterML2. ¿Cómo se representa? Una serie temporal… Consiste en una colección de pares fecha-valor… Con metadatos y anotaciones.

WaterML2. En la práctica Servicios web genéricos Servicos RESTful Correspondencia lógica con OGC O&M y Sensor Observation Service (SOS) Debe ser usado junto a otros servicios Servicios web genéricos Servicos RESTful Obtener prototipos a partir de Experimentos de Interoperabilidad: Groundwater IE Surfacewater IE Forecasting 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 datos Modelización hidrológica Publicación 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

Open GeoSpatial Consortium Interoperabilidad. Habilidad de dos o más sistemas o componentes para intercambiar información y utilizar la información intercambiada Open GeoSpatial Consortium (http://www.opengeospatial.org/) En Hidrología Hydrology Domain Working Group (WMO y OGC) Los datos hidroclimáticos generalmente presentan dispersión y falta de cohesión, sistemas interoperables son necesarios para aprovechar todo el conocimiento existente

INCLAM S.A. Ingeniería del Agua Gracias por su atención Antonio Moya Carolina Moya David Tabernero antonio.moya@inclam.com www.inclam.com