Die vorliegende Diplomarbeit führt am Beispiel von Wetterprognosedaten eine ,,Visualisierung von raum- und zeitbezogenen Daten mittels Macromedia Flash`` durch. Daher der Titel Flash Weather. Wetterdaten werden weltweit in einem standardisierten Dateiformat ausgetauscht, das die Werte eines Parameters (wie Temperatur oder Niederschlag) für die Punkte eines rechteckigen, regelmäßigen Rasters angibt. Eine Kernaufgabe dieser Diplomarbeit war deshalb die Entwicklung eines Algorithmus zur Vektorisierung dieser Rasterdaten.
Die Aufgabenstellung der Diplomarbeit gliederte sich in zwei Teile: Die Verarbeitung und Vorbereitung von raum- und zeitbezogenen Daten, zu der auch die Vektorisierung von Rasterdaten gehört, und die Visualisierung der Daten mit Macromedia Flash.
Für die Datenvisualisierung wurde Macromedia Flash gewählt, weil es gegenüber pixelbasierten Formaten wie JPEG oder GIF erhebliche Vorteile besitzt und dank seiner Verbreitung inzwischen zu einem Quasi-Standard im Internet geworden ist. Macromedia stellt außerdem ein kostenloses Software Development Kit (SDK) zur Verfügung, das eine programmgesteuerte Erzeugung von Flash-Filmen ermöglicht.
Um die Verwendung des SDK zu vereinfachen, war eine erste Überlegung, anstatt der Programmierschnittstelle und der damit verbundenen ,,Programmierung`` von Flash-Filmen ein in XML (eXtensible Markup Language) definiertes Schnittstellenformat zu entwickeln, das ein auf dem SDK basierender Generator in einen Flash-Film umwandelt. Mit der Entwicklung eines solchen Flash-Generators befasst sich die Diplomarbeit meines Kommilitonen Ralf Kunze. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit konnte zur Erzeugung der Flash-Filme vorerst ein sehr ähnliches Softwaretool verwendet werden, das jedoch nicht den vollen Funktionsumfang von Flash umsetzen kann.
Der Inhalt dieser Diplomarbeit umfasst daher zum größten Teil die Vorbereitung von raum- und zeitbezogenen Daten für die Visualisierung. Zu diesem Zweck wurden eine Reihe von Java-Klassen implementiert, die Grafikobjekte (Punkte, Linien, Polygone) repräsentieren, computergrafische Transformationen auf diesen Grafikobjekten durchführen und die Ein- und Ausgabe von Daten bzw. Konfigurationsdateien unterstützen. Die Klassen bilden zusammen die FlashWeather-Bibliothek.
Da als Dateneingabeformat nicht beliebige Dateiformate unterstützt werden konnten, wurde XML als Schnittstellenformat gewählt. XML ist ein noch recht junger Standard des W3C, der aber als der zukünftige Standard für den Datenaustausch eingeschätzt wird. Zudem steht leistungsfähige Software zur Verarbeitung von XML-Daten kostenlos zur Verfügung.
Die Grafikobjekt-Klassen der FlashWeather-Bibliothek besitzen auf XML basierende Ein- und Ausgabeschnittstellen, über die die Grafikobjekte eingelesen und später wieder gespeichert werden können. Zusätzliche Lesemodule wurden für das standardisierte Wetterdatenformat und für Dateien des Geografischen Informationssystems ARC/INFO implementiert.
Für die computergrafische Verarbeitung der Grafikobjekte stehen neben den elementaren Transformationen mehrere Clipping-Algorithmen, Projektionen und die Vektorisierung von Rasterdaten als Teil der FlashWeather-Bibliothek zur Verfügung. Ihre Anwendung lässt sich durch eine ebenfalls in XML definierte Konfigurationsdatei steuern.
Auf diese Weise entsteht ein Visualisierungsprozess der nahezu beliebige in XML definierte Daten verarbeiten kann. Ein geringer Programmieraufwand muss für jedes neue Datenformat nur einmal erfolgen, die weitere Konfiguration der angewendeten Transformationen und die Definition des Layouts der Flash-Filme erfolgen über Konfigurationsdateien bzw. Stylesheets.
Abbildung 7.1 fasst den Datenfluss von der Datenvorbereitung zur Visualisierung zusammen.
Die Vorteile eines Visualisierungsprozesses, wie er in dieser Diplomarbeit entwickelt wurde, entstehen hauptsächlich durch die Verwendung der standardisierten XML-Techniken. Ein XML-Parser kann direkt als Lesemodul und Syntaxprüfer für beliebige in XML definierte Sprachen eingesetzt werden. Ein XSLT-Prozessor führt die Übersetzung einer Sprache in eine andere durch.
Die FlashWeather-Bibliothek basiert auf diesen Standardschnittstellen und integriert bereits existierende Software. Ohne Programmierung können auf in XML codierten Grafikobjekten computergrafische Transformationen mit frei wählbaren Parametern durchgeführt werden und anschließend unterschiedlichste Wetterfilme aus diesen Daten generiert werden.
