Описание метода флюид-локации атмосферы

Создание пОпрограммного обеспечения для расчета Средних полей концентрации примесей в атмосфере при работе с системой NAsa. Метод ФЛюид-л локации атмосферы

Разработка и Реализация графического интерфейса для программы расчета средних полей концентрации аэрозоля

Выпускная квалификационная работа

Пояснительная записка

09.03.02.62 ТН000000 318 ПЗ

Екатеринбург 2016

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка на 510 страницу, 121 рисунков, 1 таблицу, 154 библ. ссылок и 2 приложения.

МЕТОД ФЛЮИД-ЛОКАЦИИ АТМОСФЕРЫ, СТАТИСТИКА ОБРАТНЫХ ТРАЕКТОРИЙ, ПРОГРАММА РАСЧЕТА СРЕДНИХ ПОЛЕЙ КОНЦЕНТРАЦИИ АЭРОЗОЛЯ, РАЗРАБОТКА ГРАФИЧЕСКОГО ИНТЕРФЕСА.

Работа посвящена созданию графического интерфейса для программного комплексаы, разработанногой для расчета средних полей концентрации аэрозоля в атмосфере. В настоящей работе рассмотрен новый метод анализа полей концентраций примесей в атмосфере – метод флюид-локации атмосферы. Основной причиной выполнения данной работы является отсутствие графической оболочки для взаимодействия с программой сотрудниками и сторонними специалистами, не обладающими специальными знаниями в области программирования и не владеющими информацией об особенностях и принципах работы созданной программы.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.. 4

1. Постановка задачи. 6

2. Описание метода флюид-локации атмосферы.. 7

2.1 Обзор существующих методов для интерпретации данных измерений. 7

2.2 Обратные траектории движения воздуха. 9

2.3 Методы статистики обратных траекторий. 12

2.4 Общее описание метода флюид-локации атмосферы.. 13

2.5 Исходные данные для моделирования средних полей концентрации аэрозоля. 19

3. Графический пользовательский интерфейс. 24

3.1 Определение и назначение. 24

3.2 Функции графического интерфейса. 24

3.3 Методы и подходы к созданию пользовательского интерфейса. 25

3.4 Обзор графических библиотек. 26

3.5 Проблема установки библиотеки PyQt4. 27

3.6 Элементы графического интерфейса. 28

4. Разработка и реализация. 29

4.1 Обзор программного комплекса по расчету средних полей концентрации аэрозоля. 29

4.2 Обзор библиотек PyQt4. 31

4.3 Первоначальный графический интерфейс. 33

4.4 Требования к графическому интерфейсу. 34

4.5 Разработка графического интерфейса. 35

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.. 39 ЗАКЛЮЧЕНИЕ.. 40

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.. 40 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 41

ПРИЛОЖЕНИЕ А
Программный код функции ITERATION.. 423

ПРИЛОЖЕНИЕ Б
Программный код экранной формы СlassFormUI. 445

ВВЕДЕНИЕ

Любая программа взаимодействует с пользователем или другими программами. Она получает некие указания и данные на вход, обрабатывает их и выдает результат своей работы – выходные данные, или указания для других программ. За время существования вычислительной техники программные системы многократно усложнились. Пользователь может хотеть получить от системы данные в удобном для него формате: текст, звук, изображение. Та часть системы, которая является посредником в передаче данных от пользователя к самой программе, конвертируя эти данные из понятного человеку представления, в понятные системе и наоборот, называется интерфейсом. Интерфейс, в данном контексте, это часть программы, наиболее близкая к пользователю, и превращающая остальную программу в «черный ящик».

Существенная черта программы, создаваемой для решения промышленных задач - уровень сложности: один разработчик практически не в состоянии охватить все аспекты такой системы. Конечно, среди нас всегда есть гении, которые в одиночку могут выполнить работу группы обычных людей-разработчиков и добиться в своей области успеха, сравнимого с достижениями Леонардо да Винчи. И все же, для успешного создания полноценного программного обеспечения, было бы уместно разбить процедуру создания программы на несколько частей и распределить ее между разработчиками. В Институте промышленной экологии Уральского отделения Российской академии наук был разработан программный комплекс для расчета средних полей концентрации аэрозоля по данным наземных измерений методом флюид-локаций атмосферы. Этот метод позволяет восстанавливать двумерные и трехмерные средние поля аэрозольного наполнения атмосферы, которые могут найти применение в качестве входных данных для климатологических моделей и для решения различных экологических задач. Измерения, численное моделирование и анализ полей концентраций содержащихся в атмосфере компонентов – важные этапы в решении самых разнообразных задач физики атмосферы. В настоящее время чрезвычайно актуальной является проблема загрязнения атмосферного воздуха – состав атмосферы оказывает непосредственное влияние на здоровье людей, а его изменчивость является ключевым аспектом, определяющим глобальные климатические процессы Земли.

Часто оказывается невозможным представить все возможности программы без ее визуального представления пользователю, особенно, если программа ориентирована на широкую аудиторию, среди членов которой могут быть и такие, которые не обладают специальными знаниями в области программирования. Тут на помощь приходит графический интерфейс. Пользователь уже может не знать, как устроена программная система, ему приходится общаться только с интерфейсом. А интерфейс, в свою очередь обращается к системе. При этом сам интерфейс не несет никакой функциональной нагрузки системы. Его цель – быть максимально удобным для пользователя, и общаться с ним на удобном ему языке.

Постановка задачи

Создание программного обеспечения - сложный и комбинированный процесс, который может требовать привлечения сторонних участников. Построение графического интерфейса для сложной программной системы, которая находится в стадии развития, является сложной задачей и все же отсутствие графической оболочки становится заметным недостатком системы. Задача построения такого интерфейса еще по существу пока не ставилась, поскольку программный подход к расчетам, как и сама программа активно развивается.

Практическое использование программной системы для расчета средних полей концентрации неизбежно вносило и вносит коррективы в ее алгоритмы. В настоящее время разработка графического интерфейса в представленном программном комплексе является одной из важнейших задач для дальнейшего развития как программы, так и самого метода флюид-локаций атмосферы.

В рамках данной выпускной квалификационной работы было необходимо разработать и реализовать графический интерфейс для программы. Для выполнения главной задачи необходимо пройти следующие этапы:

а) О[Сергей1] знакомиться ознакомиться с новым методом анализа полей концентраций примесей в атмосфере – методом флюид-локации атмосферы;

б) оОзнакомиться с представленной программой для расчета средних полей концентрации;

в) оОсвоить язык программирования, на котором написан программный комплекс;

в) пПодобрать библиотеку для создания графической оболочки, освоить работу с ней и разработать графический интерфейс для этой программы..

Описание метода флюид-локации атмосферы