Eidgenössisches Departement des Innern EDI Bundesamt für Meteorologie und Klimatologie MeteoSchweiz Erfahrungen mit der automatisierten Visualisierung von Klimadaten bei MeteoSchweiz Felix Maurer, Rebekka Posselt, Christine Füllemann, Christian Wüthrich, Christoph Frei, Christoph Spirig, Sophie Fukutome, Rebecca Hiller und alle CATs-Entwickler
Inhaltsübersicht Die Climate Analysis Tools (CATs) der MeteoSchweiz Anforderungen an die automatisierte Visualisierung Farbskalen etwas Theorie Praxis innerhalb der CATs Überprüfung der Anforderungen für verschiedene Plottypen Ausblick Offenbach, 5.12.2016 Felix Maurer 2
Climate Analysis Tools (CATs) Überführen wissenschaftliche Erkenntnisse in operationelle Produkte Analysieren Klimadaten Trendberechnungen, Gitterung, Klimatologien, Extremwertanalysen, Indikatoren, Saisonale Vorhersagen, Klimaszenarien,... Beziehen die Daten direkt aus der operationellen Datenbank der MeteoSchweiz Visualisieren Klimadaten Zeitreihen, Karten, Tabellen, Berichte Data Warehouse Offenbach, 5.12.2016 Felix Maurer 3
Climate Analysis Tools (CATs)... MeteoSwiss Internet produzieren (automatisiert) für verschiedene Kanäle: Internet Intranet Publikationen Datenbank ClimateBrowser MeteoSwiss Publications Scientific Publications Offenbach, 5.12.2016 Felix Maurer 4
Funktionsweise der CATs Data Warehouse CATs internal & external R-packages Maps Figures Data R-Base (http://www.rproject.org/) Tables CATs sind realisiert als Distribution von R-Paketen Automatisierte Produktion via cron Individuelle interaktive Analysen Offenbach, 5.12.2016 Felix Maurer 5
Anforderungen an die Visualisierung Gute Lesbarkeit und Verständlichkeit Wiedererkennung (Corporate Identity) Einheitlichkeit Generalisiert Rückverfolgbar Einfache Nutzung für den CATs-Entwickler Unterstützung unterschiedlicher Ausgabekanäle Offenbach, 5.12.2016 Felix Maurer 6
CATs: Visualisierungs "Architektur" Offenbach, 5.12.2016 Felix Maurer 7
Grundlagen der effizienten Farbverwendung Offenbach, 5.12.2016 Felix Maurer 8
Die menschliche Farbwahrnehmung Helligkeit ist zentral für viele Bereiche der menschlichen Wahrnehmung Distanzschätzung, Formenerkennung, Bewegung Farbtöne dienen der Kategorisierung (Beschränkung auf 5-7 Farbtöne) dem Fangen und Leiten der Aufmerksamkeit des Lesers Im standard Farbraum RGB kann Helligkeit nicht einfach gesteuert werden Offenbach, 5.12.2016 Felix Maurer 9
Probleme bei Farbskalen aus RGB- Farbraum Stauffer et. al. 2015 Offenbach, 5.12.2016 Felix Maurer 10
HCL Farbraum Uniform Jede der drei Dimensionen entspricht direkt einer Dimension der menschlichen Wahrnehmung Hue Farbwahl Chroma Farbintensität Luminance Helligkeit Stauffer et. al. 2015 Offenbach, 5.12.2016 Felix Maurer 11
Beispiel im HCL-Farbraum Stauffer et. al. 2015 Offenbach, 5.12.2016 Felix Maurer 12
Grundlagen der effizienten Farbverwendung Guidelines More Examples Dealing with visual constraints Further reading www.hclwizard.org R-Paket: colorspace Offenbach, 5.12.2016 Felix Maurer 13
Farbverwendung in Klimaprodukten der MeteoSchweiz Standardisiert durch die Definition von Farbtabellen - Jede Farbe wird möglichst nur einmal verwendet - Übergang von hellen zu dunklen Farbtönen innerhalb einer Farbtabelle - Werte um die Norm: weiss verwenden (Neutralität) - Dieselben Farben für Anomalien und absolute Werte (Konsistenz) Offenbach, 5.12.2016 Felix Maurer 14
Beispiel Niederschlagsanomalien Offenbach, 5.12.2016 Felix Maurer 15
Beispiel Niederschlagsanomalien Offenbach, 5.12.2016 Felix Maurer 16
Beispiel Niederschlagsanomalien Offenbach, 5.12.2016 Felix Maurer 17
Beispiel Trockenheitsindikatoren Standardized Precipitation and Evapotranspiration Index (6 months) Offenbach, 5.12.2016 Felix Maurer 18
Zeitreihen: Lesbarkeit und Einheitlichkeit Punkt vs. Balken Linie vs. Band Beschriftung (wo, was, wie?) Gitterung Rahmenbreiten, Ticks,... Offenbach, 5.12.2016 Felix Maurer 19
Anforderungen an die Visualisierung Karten Zeitreihen Gute Lesbarkeit und Verständlichkeit Wiedererkennung / Einheitlichkeit Generalisiert Rückverfolgbar Einfache Nutzung Unterschiedliche Ausgabekanäle Offenbach, 5.12.2016 Felix Maurer 20
Ausblick zusätzliche Ausgabekanäle Offenbach, 5.12.2016 Felix Maurer 21
Zusammenfassung CATs: Distribution von R-Paketen zur (automatischen) Erstellung von Klimainformationen Die Generierung von Farbskalen: RGB HCL Erfahrung aus den CATs: Standardisieren hilft! Ausblick: Zeitreihen-Plottool Weiterentwicklung der CATs auch in Zusammenarbeit mit dem DWD im Rahmen des neu gegründeten ConCAT Konsortiums Offenbach, 5.12.2016 Felix Maurer 22
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