Моногаров М.М.
РАЗРАБОТКА ВЕБ-ОРИЕНТИРОВАННОЙ ПРОГРАММНОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ РАБОТЫ С МЕТЕОДАННЫМИ *
Аннотация:
работа посвящена разработке универсальной веб-системы для работы с метеорологическими данными, решающей проблему фрагментации информации и неудобства пользовательских интерфейсов. Рассмотрены недостатки существующих решений, такие как разрозненность данных, ограниченные форматы визуализации и отсутствие персонализации. В качестве оптимального подхода предлагается клиент-серверное веб-приложение на базе Vue.js (MVVM) с использованием Firebase (Firestore, Auth, Cloud Storage) и внешнего API (WeatherAPI). Система обеспечивает доступ к текущей погоде, прогнозам, архивам и астрономическим данным с возможностью гибкой настройки отображения.
Ключевые слова:
метеорологические данные, веб-разработка, система
Человеческая деятельность сильно зависит от погодных условий. Их непредсказуемость и потенциальная опасность обуславливает необходимость сбора, анализа и представления метеорологических данных. Причем для различных задач и категорий людей могут потребоваться разные виды этих данных: информация о текущей погоде, краткосрочные и долгосрочные прогнозы, архивы погоды. Современные метеоданные представляют собой довольно большой объем разнородной информации, такой как показатели температуры, влажности, атмосферного давления, осадков и многих других. Эти данные поступают из различных источников: наземных станций, спутников, радиозондов. Получением и предоставлением конечным пользователям занимаются специализированные сервисы. Существующие решения не всегда удовлетворяют всем потребностям пользователей. Информация о погоде зачастую разрознена: текущая погода, почасовой прогноз, краткосрочные и долгосрочные прогнозы, дополнительные материалы в виде статей находятся на разных платформах. Это создает неудобство для пользователей, которые вынуждены тратить время на поиск нужных данных и их сопоставление.Также проблема заключается в ограниченности способов представления метеоданных. Разные платформы зачастую используют только определенные форматы для визуализации. Например, одни сервисы предоставляют информацию в основном в виде таблиц, другие делают акцент на текстовых описаниях. Такой подход не учитывает разнообразие потребностей пользователей: кому-то нужны детализированные графики для анализа, другим удобнее воспринимать информацию через интерактивные карты, третьи предпочитают краткие сводки в цифрах.Кроме того, существующие решения нечасто предоставляют возможности персонализировать отображение данных. Например, пользователи не могут регулировать количество выводимых параметров, что важно для табличного представления. Также отсутствует возможность изменять единицы измерения, хотя данные функция могла бы повысить удобство работы с сервисом.На данный момент появилась потребность в создании единого и универсального инструмента, способного:предоставлять пользователю различные виды метеоданных,отображать данные в разных форматах,поддерживать функции персонализации интерфейса.Следовательно, необходимо разработать программную систему для работы с метеоданными, которая объединит в себе различные виды метеоданных и предоставит информацию в разнообразных форматах. Такой подход позволит решить проблему фрагментации информации и повысит удобство ее использования для широкого круга пользователей.Поставленную задачу можно решить с помощью различных подходов. Рассмотрим некоторые из них.Первый подход заключается в разработке десктопного приложения, которое устанавливается на компьютер и может работать оффлайн с локальными данными. Следующий вариант – создание мобильного приложения, оптимизированного для смартфонов и планшетов. Оно может использовать GPS для определения местоположения и имеет более простой интерфейс по сравнению с десктопными аналогами.Основные недостатки обоих методов – это зависимость от характеристик устройства, с которого пользователь заходит в систему, и необходимость устанавливать дополнительное программное обеспечение. Это создает ограничения для некоторых категорий пользователей, так как их устройства могут не соответствовать системным требованиям.Более универсальным решением является разработка веб-ориентированной системы, которая сможет устранить указанные ограничения. Такой подход предоставляет следующие преимущества:независимость от характеристик устройства,отсутствие необходимости устанавливать дополнительное ПО,кроссплатформенный доступ через обычный браузер,легкость внедрения новых функций.Так как разрабатываемая система должна быть доступна для широкого круга пользователей с различными устройствами, то наиболее подходящим является веб-ориентированный подход. Разработка программной системы для работы с метеоданными предполагает использование уже готовых данных, поставляемых специальными службами. Система должна обеспечивать получение данных, их обработку и представление. Учитывая распределенную природу разрабатываемой системы, наиболее подходящей архитектурой является клиент-серверная. Данная модель предполагает разделение системы на две основные части: клиентскую и серверную. Сервер обеспечивает централизованное хранение и обработку данных, выполнение бизнес-логики и управление ресурсами. Клиентская составляющая функционирует на устройствах пользователей и реализует интерфейс взаимодействия.Клиент и сервер взаимодействуют между сбой следующим образом: клиент инициирует запросы к серверу, тот в свою очередь ожидает эти запросы и предоставляет соответствующие ответы. Связь между клиентом и сервером осуществляется через стандартные протоколы (HTTP, WebSocket), данные приходят в формате JSON-объектов.Основными преимуществами такой организации системы являются: централизованное управление данными и бизнес-логикой, кроссплатформенная совместимость, так как клиентская часть доступна на любых устройствах и операционных системах, безопасность, так как контроль доступа и проверка данных осуществляется на серверной стороне.Для разработки пользовательского интерфейса веб-приложения системы был выбран фреймворк Vue.js, который реализует паттерн MVVM. Model-View-ViewModel (MVVM) — это архитектурный паттерн, разделяющий приложение на три компонента: 1) Model (Модель) – отвечает за данные и бизнес-логику приложения, 2) View (Представление) – это визуальная часть приложения, которая отображает интерфейс пользователя,3) ViewModel (Модель представления) – выступает посредником между View и Model. Vue.js фокусируется на слое ViewModel.Помимо Vue.js для разработки клиентской части был выбран следующий стек: HTML, CSS, JavaScript, препроцессор SCSS. Также активно использованы сторонние библиотеки.В задачи данной работы разработка собственного сервера не входит. Поэтому будут использованы готовые решения, выполняющие серверные функции. В данном случае, это сервисы от Firebase (Firebase Auth, Firestore Database, Cloud Storage).Firestore - облачная NoSQL база данных [1]. В системе используется для хранения данных о пользователях, статьях и рейтингах. Firebase Authentication предоставляет серверные службы для аутентификации пользователей [2]. Cloud Storage используется для хранения файлов, в данном случае – для хранения изображений. В качестве внешнего API выступает WeatherAPI - сервис, предоставляющий доступ к данным о погоде. Он реализует несколько интерфейсов, каждый из которых возвращает определенные данные. В системе инициируются запросы к следующим интерфейсам: API реального времени (предоставляет актуальную информацию о погоде),API прогноза (возвращает прогноз погоды),API истории (возвращает данные о погоде за прошедший период),API поиска/автозаполнения (возвращает соответствующие города в виде массива),API астрономии (возвращает актуальную информацию о восходе и заходе солнца, восходе и заходе луны, фазе луны и освещенности).Веб-приложение может напрямую обращаться к API погоды. Оно отправляет запросы к API-интерфейсам и в ответ получает запрашиваемые данные. В отличие от прямого доступа к API, доступ к сервисам Firebase осуществляется через Firebase SDK, который представляет собой набор библиотек и утилит для разработки. Он предоставляет специальные методы для работы с Firestore, Firebase Authentication и Cloud Storage. С помощью этих методов веб-приложение записывает и извлекает данные из Firestore, загружает и читает файлы из Cloud Storage, а также реализует аутентификацию пользователей через Firebase Authentication. После попытки аутентификации сервис возвращает либо токен для доступа к защищенным данным, либо ответ с ошибкой.Результатом работы стала система, обеспечивающая сбор, обработку и визуализацию метеоданных в удобном для пользователя формате. Ее внедрение позволит: упростить доступ к метеорологической информации,сократить время на поиск и анализ данных из различных источников,повысить эффективность использования данных в различных сферах деятельности.Поставленная цель разработки была достигнута: создан инструмент, объединяющий различные виды и представления метеоданных. В перспективе систему можно расширять за счет интеграции новых источников данных, улучшенных алгоритмов анализа и дополнительных функций визуализации.
Номер журнала Вестник науки №5 (86) том 4
Ссылка для цитирования:
Моногаров М.М. РАЗРАБОТКА ВЕБ-ОРИЕНТИРОВАННОЙ ПРОГРАММНОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ РАБОТЫ С МЕТЕОДАННЫМИ // Вестник науки №5 (86) том 4. С. 1365 - 1371. 2025 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/23440 (дата обращения: 17.07.2025 г.)
Вестник науки © 2025. 16+