Design & Implementação

Arquitetura do Software

Esta seção apresenta os aspectos tecnológicos mais relevantes do SPDRAD3. A solução integra tecnologias de banco de dados espaciais PostGIS, processamentos utilizando a linguagem de programação Python, uma aplicação mapa web-based e uma API para acesso aos dados. A arquitetura completa do sistema destaca os elementos principais e o fluxo de relações (Figura abaixo).

O SPDRAD3 é projetado com uma arquitetura em camadas, composta pelos seguintes componentes:

• Banco de Dados Espacial: o SGBD PostgreSQL é utilizado como o banco de dados principal do SPDRAD. Em conjunto com a extensão espacial PostGIS, essa tecnologia fornece recursos avançados para armazenamento e consulta de dados geoespaciais. As informações são as localizações geográficas específicas e as séries temporais de medidas de radiação solar, com valores diários, incluindo dados medidos por estações de coleta in-situ e valores estimados pelo modelo GL a partir de imagens de satélites;

• Módulo de Processamento (spdrad-processing): componente de software para coleta, processamento e ingestão dos dados, além de outras funcionalidades relacionadas a manipulação das informações de radiação solar, e.g. tratamento e verificação dos valores e arquivos, decodificação de formatos, automatização de tarefas, execução de análises estatísticas, dentre outras;

• API de Acesso aos Dados (spdrad-api): a API é um conjunto de endpoints que fornecem acesso programático aos dados de radiação solar armazenados no banco de dados. A API é construída seguindo os princípios RESTful, utilizando protocolos HTTP e formatos de dados comuns, como JSON. Por exemplo, a partir da utilização da API, os usuários-desenvolvedores podem obter dados específicos de radiação solar para uma determinada região geográfica, realizar análises personalizadas ou extrair as informações básicas para uso em outras aplicações. Além disso, esse módulo também é utilizado na construção da própria aplicação de exploração fornecida pelo SPDRAD aos usuários finais;

• Aplicação de Exploração (spdrad-app): interface interativa que permite ao usuário final acessar e visualizar os dados de radiação solar de modo rápido e eficiente, interagindo com mapas e gráficos estatísticos; i.e. os usuários podem navegar por diferentes regiões geográficas, aplicar filtros, realizar a aquisição de arquivos com os valores, dentre outras opções. A aplicação possui uma interface gráfica, acessível por um navegador de Internet, bastante semelhante às aplicações de mapas populares, como por exemplo o Google Maps.

A arquitetura modular do SPDRAD3 divide o sistema em componentes independentes e interconectados. O banco de dados construído possui informações para um período de 21 anos, mais especificamente, com data inicial em 01/01/1998 e data final em 31/12/2019. No total, são 1678 localizações geográficas de interesse. Para cada localização, existem valores diários de radiação solar, estimados pelo modelo GL e medido in-situ pelas estações de coleta de dados Eventualmente, pode haver ausência de dados para determinado período.