MODIFICAÇÕES REALIZADAS NO BANCO DE DADOS METEOROLÓGICOS NOS ANOS DE 2005 E 2006
Anderson Duarte Spolavori1
Mariana Recamonde Mendoza2
Nisia Krusche3
RESUMO
No início da década de 90, foi desenvolvido na Fundação Universidade Federal do Rio Grande um sistema de banco de dados responsável por armazenar dados meteorológicos. Estes dados foram coletados, inicialmente, na Estação Meteorológica Convencional de Rio Grande, operada pelo Departamento de Geociências da universidade em convênio com o Instituto Nacional de
Meteorologia. Em 2001 foram instaladas duas novas plataformas de coleta de dados meteorológicos: a Estação Automática de Rio Grande e a Bóia de Fundeio ARGOS. O objetivo deste sistema é disponibilizar os dados coletados aos pesquisadores da instituição de uma forma organizada e de fácil acesso. Embora o sistema de banco de dados inicialmente desenvolvido para estas plataformas estivesse suprindo a necessidade dos usuários, algumas mudanças poderiam torná-lo ainda mais eficiente. Portanto, visando uma otimização, o sistema de banco de dados sofreu uma série de modificações nos anos de 2005 e 2006, realizadas com base em uma estrutura mais atualizada. Este artigo visa comparar a estrutura atual do sistema de Banco de Dados Meteorológicos à sua estrutura inicial, citando as modificações feitas e as ferramentas utilizadas no processo, assim como os resultados e benefícios gerados por esta reestruturação.
ABSTRACT
In the early 90’s, a database system was developed at Fundação Universidade Federal do Rio Grande to store meteorological data. Nowadays, there are three sources of meteorological data: the Conventional and the Automatic Stations of Rio Grande, both run by the university in agreement with the National Institute of Meteorology, and the Bóia de Fundeio ARGOS. This project intends to provide to researchers of the institution access to all data collected, in a fast and organized way. Although users’ needs were being supplied by this first system, some modifications in the database’s structure could make it even more efficient. Therefore, aiming for an optimization of the system, several modifications were made in the meteorological database during the years of 2005 and 2006, based in a more up-to-date structure. The objective of this article is to compare the database’s present structure and the former one, listing the modifications made and the resources used to it, as well as the results and benefits provided by these changes.
Palavras-Chave Banco de Dados; Observações Meteorológicas; Software Livre;
1
Fundação Universidade Federal do Rio Grande, Caixa Postal 474, CEP 96201-900 Rio Grande – RS, Telefone: (53) 3233.6622, aspolavori@yahoo.com.br
2
mari.mendoza@gmail.com 3
INTRODUÇÃO
A Estação Meteorológica Convencional de Rio Grande, número 83995, instalada na Fundação Universidade Federal do Rio Grande em 1989, é operada pelo Departamento de Geociências da universidade em convênio com o Instituto Nacional de Meteorologia. Esta estação vem, desde então, realizando as medidas das variáveis meteorológicas, tais como pressão atmosférica, temperatura do ar, umidade relativa do ar e taxa de precipitação. Os dados coletados foram inicialmente guardados em arquivos de texto. No entanto, para que esses dados fossem disponibilizados aos pesquisadores da universidade, era necessária uma estrutura que os armazenasse de uma forma organizada, permitindo um fácil acesso. Foi desenvolvido, no início da década de 90, o Banco de Dados
Meteorológicos, gerenciado pelo Centro de Processamento de Dados (doravante denominado CPD) da universidade, com o intuito de armazenar os dados e facilitar o acesso a eles.
Recentemente, foram instaladas duas novas plataformas de coleta de dados, a Estação Meteorológica Automática de Rio Grande, número A802, e a Bóia de Fundeio ARGOS 32056. Ocorreu um expressivo aumento da quantidade de dados coletados, tornando necessária a reestruturação do banco de dados. Uma motivação adicional foi o fato que esta reestruturação permitiria usufruir dos recursos de um sistema de banco de dados mais atualizado. Foram criados, então, bancos de dados independentes para cada uma das três estações anteriormente citadas, a fim de manter a funcionalidade do acesso aos dados.
O sistema de banco de dados estava suprindo as necessidades dos pesquisadores e de seus orientados, mas algumas mudanças em sua estrutura poderiam torná-lo ainda mais eficiente.
Portanto, em busca da otimização do sistema, o Banco de Dados Meteorológicos sofreu uma série de modificações no período descrito entre 2005 e 2006, dando continuidade ao trabalho realizado pelo bolsista Leandro A. Rodrigues.
O presente trabalho tem como objetivo comparar a estrutura atual do Banco de Dados do Laboratório de Meteorologia à sua estrutura inicial, citando as alterações realizadas e as ferramentas utilizadas tanto na construção, quanto na modificação do banco de dados, além de apresentar os resultados e benefícios gerados por esta reestruturação.
METODOLOGIA
O atual sistema de banco de dados do Laboratório de Meteorologia da Fundação Universidade Federal do Rio Grande foi desenvolvido com base na tríade MySQL, PHP e Apache. O MySQL é o sistema de gerenciamento de banco de dados relacional mais utilizado atualmente, devido à sua performance rápida e consistente, além de estar disponível gratuitamente para fins não lucrativos. O
objetivo de um banco de dados é permitir o armazenamento, a classificação e a recuperação dos dados de uma forma eficiente. Um sistema de banco de dados tem como vantagens minimizar as incoerências, garantir a integridade dos dados, facilitar a realização de qualquer modificação necessária e possibilitar a criação de restrições de acesso, tudo de maneira muito organizada
(Thomson e Welling, 2005). O MySQL foi empregado na alocação da base de dados meteorológicos tendo em vista as necessidades dos usuários do banco de dados e as características desta ferramenta, que possibilitam a realização das tarefas citadas anteriormente com extrema rapidez e eficiência.
A linguagem de programação utilizada para criar os scripts responsáveis por manipular os dados foi o PHP: Hypertext PreProcessor (PHP). Esta é uma linguagem projetada com ênfase para o desenvolvimento de aplicações para a internet, contendo funções integradas que facilitam a
realização de tarefas úteis e muito utilizadas, como envio de e-mails e conexão a serviços de redes (PHP, 2006). Quando empregada junto com o HyperText Markup Language (HTML), é capaz de gerar um conteúdo dinâmico, tornando a página muito mais atrativa, além de permitir sua interação com o usuário através de formulários, parâmetros de entrada, dentre outros. Um diferencial do PHP é que o código é executado no próprio servidor, sendo enviado ao usuário somente os códigos em HTML, o que permite o acesso a bancos de dados e a outras aplicações na Web de qualquer
máquina, independente de sua capacidade de processamento (PHP, 2006). Portanto, por possibilitar o acesso rápido e direto a bancos de dados, o PHP foi escolhido para a elaboração dos scripts que fazem a inserção, retirada e atualização dos dados coletados no banco de dados do Laboratório de Meteorologia.
Um servidor Web é responsável por processar solicitações HTTP (Hyper-Text Tranfer Protocol), o protocolo padrão desse meio. Ou seja, ao acessar qualquer página na internet há um servidor que disponibiliza o conteúdo das páginas e todos os recursos possíveis de serem acessados. Ao preencher um formulário, por exemplo, todas as informações são processadas e enviadas por este servidor (Alecrim, 2006). O uso de um servidor foi indispensável para que os dados inseridos no Banco de Dados Meteorológicos pudessem ser acessados por pesquisadores e bolsistas.
Por ser extremamente configurável, compatível e robusto, o Apache se mostrou a melhor opção na escolha do servidor. É capaz de executar códigos em diversas linguagens de programação, sendo uma delas o PHP, escolhido para o desenvolvimento do projeto (Alecrim, 2006). Sendo um software livre, está em constante desenvolvimento e aperfeiçoamento, o que proporciona ao programador certa segurança em utilizá-lo.
As ferramentas descritas anteriormente tornaram possível a elaboração do Banco de Dados propriamente dito. Entretanto, o objetivo de sua criação foi coletar e organizar os dados
meteorológicos a fim de disponibilizá-los para os pesquisadores e bolsistas da universidade. Para facilitar isso, foi criada, posteriormente, uma página na internet do Banco de Dados Meteorológicos,
através da qual os pesquisadores que desejassem obter acesso a esses dados pudessem requisitá-lo por meio do preenchimento de um formulário e, quando cadastrados, possam visualizá-los de uma maneira organizada e facilmente compreensível. Na criação dessa página de acesso via rede foi utilizado o HTML, a linguagem de marcação mais empregada na produção de páginas da internet.
RESULTADOS
Inicialmente, os dados oriundos do sistema de coleta de dados eram armazenados em uma estrutura que consistia em um conjunto de bancos de dados, cada um correspondendo a uma estação diferente. Além disso, utilizavam-se dois ou mais bancos de dados para a realização dos acessos.
Um dos pontos críticos que precisava ser mudado, por exemplo, era a existência de três bancos de dados diferentes. Por estar armazenado no CPD da universidade, responsável por armazenar dezenas de outros bancos, havia a necessidade de uma adequação ao padrão organizacional. Sendo assim, se fossem unificados em um só banco de dados, esse acesso poderia ser realizado com maior coerência e rapidez.
Primeiramente foram modificados todos os bancos de dados e criadas tabelas distintas identificando cada estrutura. Sendo assim o novo formato é composto por um banco de dados com cinco tabelas de dados meteorológicos, uma para cada estação, com exceção da estação
convencional, três tabelas de cadastros de usuários, um para cada estação, identificando assim quais são as suas permissões e quatro tabelas de criptografia utilizada para segurança do sistema.
A Estação Convencional sofreu maior mudança em sua estrutura. Seus dados eram alocados em um tipo distinto de banco de dados, uma estrutura obsoleta e lenta. A tabela de cadastro de usuários e as de criptografia já estavam implementadas no MySQL, mas seus dados ainda não. Foram criadas, então, três tabelas para alocação dos dados, uma que possui dados medidos horários (12, 18, 24), outra de médias diárias destes dados e ainda uma de médias mensais. Esta estrutura foi assim escolhida pelo fato dos acessos ocorrerem de forma mais rápida, com as médias previamente calculadas, deixando livre o servidor de cálculos futuros, tornando assim o acesso mais eficaz. Foi construída, também, mais uma tabela de criptografia com apenas dois usuários. Esta define os gerentes do sistema, para realizar as confirmações de novas solicitações de acesso.
Em relação às paginas de acesso, os scripts em PHP e HTML foram todos modificados, devido à necessidade de adequação a nova estrutura e, também, ao fato de tornar mais amigável a interface entre o usuário e a máquina.
Na página principal de acesso está melhor esclarecido o conteúdo dos bancos de dados e as informações mais específicas sobre cada estação, assim como a escolha de qual estação deseja-se consultar. Também se pode encontrar o formulário de cadastro nesta mesma página.
Figura 1. Comparação entre (a) a estrutura inicial do Banco de Dados Meteorológicos e (b) a sua estrutura atual.
A página de cadastros de novos usuários foi reformulada com inserção de linguagem dinâmica, que tem por finalidade facilitar o acesso e unificar da melhor forma possível a estrutura, já que os únicos campos que se alteram de um cadastro para o outro são os que definem quais variáveis tem-se acesso.
Figura 2. Página de acesso aos dados.
A automação do sistema outrora funcional, porém precária, torna-se agora mais precisa. Os e-mails de requisição de dados que eram gerados de forma autônoma e enviados aos agentes do sistema, foram reescritos, assim como os e-mails de resposta ao usuário.
Em projeto futuro, espera-se criar ferramentas específicas para a manipulação do banco de dados meteorológicos. Por motivos de segurança, ferramentas antigamente utilizadas para este fim caíram em desuso, segundo normas do CPD da universidade. Algumas destas ferramentas já estão em uso, tais como scripts de inserção, manipulação e verificação periódicas de dados.
CONCLUSÃO
No meio científico, é de extrema importância ter à disposição um grande volume de dados, organizados de maneira clara e de fácil acesso. É também importante a correta manipulação e a segurança dos mesmos. A reestruturação do sistema de Banco de Dados Meteorológicos possibilitou a elaboração de uma estrutura mais atualizada e adequada à necessidade dos usuários. O conjunto de dados, armazenados anteriormente em diferentes bancos, está agora concentrado em um único banco de dados, porém, separados em diferentes tabelas, o que proporciona ao usuário um acesso mais rápido. Esta nova estrutura, além de mais funcional, garante uma melhor segurança dos dados através da criação de tabelas de permissões para cada sistema de coleta de dados.
As modificações realizadas permitiram uma automação mais precisa do sistema de banco de dados. Além das mudanças em sua estrutura, as melhorias feitas na interface entre o usuário e o sistema também facilitaram os acessos. Devido a esta reestruturação, o Banco de Dados
Meteorológicos foi otimizado, tornando-se muito mais eficiente. Os pesquisadores e bolsistas da universidade dispõem, agora, de um recurso mais moderno e que melhor atende às suas
necessidades.
AGRADECIMENTOS
O projeto PESQUECLIMA é financiado pelo CNPq, através dos Editais Universal 019/2004, processo número 477124/2004-6, e pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul, através do Edital PROCOREDES 2 001/2005, processo número 05/1843.7.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ALECRIM, E; Conhecendo o Servidor Apache. Disponível em:
<http://www.infowester.com/servapach.php>. Acesso em: 15 maio 2006.
KRUSCHE, N.; SARAIVA, J. M. B.; REBOITA, M. S.. Normais Climatológicas Provisórias de 1991 a 2000 para Rio Grande, RS. Rio Grande. 2002.
Laboratório de Meteorologia. Disponível em: < http://www.meteorologia.furg.br>. Acesso em: 14 maio 2006.
PHP: Hypertext Preprocessor. Disponível em: <http://www.php.net>. Acesso em: 12 maio 2006.
RODRIGUES, L.; KRUSCHE, N.. Sistema Automático de armazenagem e disponibilização dos dados coletados no I Experimento Meteorológico de Rio Grande do Projeto QUARELP. Revista Ciência e Natura. Santa Maria, RS, v. especial,. p. 269-272, 2003
