home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ World of Ham Radio 1997 / WOHR97_AmSoft_(1997-02-01).iso / weather / wea_04 / amsoft.iii next >
Text File  |  1997-02-01  |  24KB  |  408 lines

  1.                                 RADARSCAN V1.1
  2.                              (c) 1992 Tim Vasquez
  3.  
  4.  
  5. I. INTRODUCTION.  RadarScan!  (Big fanfare, please).  It's a 
  6.    command-line controlled program which plots high-resolution color radar
  7.    maps from text files containing raw National Weather Service radar data.
  8.    It's an excellent tool for pilots, amateur weather persons, storm 
  9.    spotters, storm chasers, and anyone who wants to have the upper hand on
  10.    the Weather Channel!
  11.       Overall, RadarScan produces charts that are strikingly similar to
  12.    those disseminated over NAFAX circuits by the National Meteorological
  13.    Center.  But not only can it overlay echo features and heights.  It can
  14.    overlay customized geographical features such as highways and cities.
  15.    It shows the status of ALL radar stations involved, which lets you know
  16.    where coverage may be lacking.  And since it's as fast as your data 
  17.    source, it can give you a map which is only 10 minutes old!
  18.       Finally, RadarScan also does away with those warped "teletype"-style
  19.    radar dot maps available on many databases.  If you've used one of them, 
  20.    you know how difficult it is to locate a city accurately or plot
  21.    straight-line routes.
  22.  
  23.  
  24. II. REQUIREMENTS.  You need a PC with at least EGA (640 x 350 x 16) graphics.
  25.    A 286 (AT) or higher grade computer is recommended for best processing
  26.    speed.  Finally, a source of radar data is required which does not modify
  27.    the report (CompuServe, AccuWeather, etc).
  28.  
  29.  
  30. III. TERMS OF USE.  This program is shareware!  If you use it past 30 days,
  31.    you are required to register.
  32.       Like most other people, I use and register my shareware.  But I know
  33.    how irritating it is to register a program where the authors ask for $30,
  34.    $40, even $50!  Not me -- I think $10 is a fair price for us both.  So
  35.    send in your registration!  The address?  Tim Vasquez, 3222 Kingswood
  36.    Drive, Garland, Texas 75040.
  37.       In return, I'll mail you a 5 1/4" disk containing the full-blown 
  38.    version of the program.  It features zooming, city and highway overlays,
  39.    and optimization.  Plus, you get expanded documentation which includes 
  40.    a guide to radar reports and severe thunderstorm structure.  And even if 
  41.    the price goes up, you've already entitled yourself to free updates.
  42.       It's EASY to update your registered copy!  If I update the program, 
  43.    I'll update the "demo" on CompuServe.  You should be able to find a copy 
  44.    in the AVSIG forum.  All you have to do is download this file and unzip it
  45.    in a temporary directory.  Then simply copy RADAR.EXE file from it to your
  46.    RadarScan directory.  When you run the new program, RADARSCAN WILL 
  47.    RECOGNIZE THAT YOU ARE REGISTERED and will disable its demo mode.  If 
  48.    you're not on CompuServe, you may send a blank disk and a self-addressed 
  49.    stamped envelope (disk mailer) to the above address to receive any 
  50.    updates.
  51.       If you're on any BBSs, you have my blessing to upload and distribute 
  52.    this package freely.  My only restrictions -- you may not tamper with the
  53.    content of the RadarScan package in any way, nor can you sell the package
  54.    for profit or include it as part of another package.
  55.       If you have any comments, suggestions, or questions, you may direct
  56.    them to the above address, or to CompuServe 71611,2267.
  57.  
  58.  
  59. IV. QUICK DEMONSTRATION.  To see the demonstration data, change the current
  60.    directory to that holding RadarScan.  Then, enter:
  61.  
  62.    RADAR SAMPLE 1
  63.  
  64.    The "1" is a parameter which indicates that you want to see data in the
  65.    file "SAMPLE" for the hour of 01:00 UTC (or Zulu, Z, time).  To convert 
  66.    UTC to Eastern Standard Time, subtract 5 hours).  The program will then 
  67.    only examine reports for 01:20 to 01:40 UTC (roughly about 8:30 pm EST).  
  68.    When you are done looking at the map, hit a key.
  69.  
  70.  
  71. V. OPERATION.  Here's what it takes to use RadarScan.  Once you get familiar 
  72.    with the process, you can take advantage of the command-line parameter
  73.    structure to build batch and script files which automates the entire
  74.    process to your own specifications.  And with the right software, you can
  75.    even let your PC dial up a new radar map every hour -- automatically!
  76.  
  77.    A. ACCESS the data.  Using any quality terminal communications program,
  78.       log into your database and capture ALL radar reports in the United
  79.       States for the hour.  An entire hour's worth of radar reports usually 
  80.       takes about 10K of space and about 1 minute to receive at 2400 baud.
  81.          On CompuServe, access data by entering GO AWX to go to the
  82.       aviation weather menu.  Type SD @ALL at the menu.
  83.          On AccuWeather, the command is RADU * C.  On other databases,
  84.       consult the user's guide for accessing all reports.
  85.          Radar reports are filed at about 35 minutes past the hour, so it
  86.       is wise to postpone data access between the minutes of :25 and :40.
  87.       Otherwise, you will get a mixed bag of old and new reports, and not as
  88.       many reports will be plotted.
  89.  
  90.    B. CAPTURE the data.  To do this, turn on your "capture" or "disk log"
  91.       function to capture the raw radar reports.  Make up any file name.  If
  92.       you prefer to let RadarScan choose the file, capture the data to
  93.       RADAR.TXT in the RadarScan directory.
  94.          You may prefer to use my own method.  I enter the date for a
  95.       filename, and the hour for the file extension.  For example, if I get
  96.       22:35 UTC reports for June 8, 1992 (UTC date), I will enter 08JUN92.22Z
  97.       as a filename.  To clean up my directories, I can use DOS wildcard
  98.       commands (for example, DEL ??JUN??.* gets rid of all June reports).
  99.          If you are saving to an existing filename, make sure that it
  100.       doesn't contain reports for the same hour from another day.  This will 
  101.       confuse RadarScan, which has no way of telling the dates apart.  The
  102.       best policy is to have the capture command destroy the file if it
  103.       exists.
  104.         While the data comes across, note the time shown on the reports.
  105.       This will make it easy to remember what UTC time to enter when running
  106.       RadarScan.
  107.  
  108.    C. RUN RadarScan.  Exit the telecommunications program, change the
  109.       current directory to the RadarScan directory, and run RadarScan using
  110.       command-line parameters as shown below.  When the legend appears, you
  111.       may invoke your system's screen-dump program to send the picture to the 
  112.       printer.  In any case, hit any key to exit the program.
  113.  
  114.       Command structure (insert spaces between all groups):
  115.  
  116.       RADAR [file] time [/z(zoom)] [/a] [/c] [/h(height)] [/r]
  117.  
  118.       where
  119.          file      = Optional filename for the raw data.  If no filename
  120.                      is specified, data will be accessed from RADAR.TXT.
  121.                      You may path out of the RadarScan directory to access
  122.                      the datafile (e.g. C:\DATA\14JUN92.04Z).
  123.          time      = Mandatory.  Hour of the data in UTC (Z) time.  If you
  124.                      are unsure, check the times of the reports manually.
  125.          /z(zoom)  = REGISTERED VERSION.  Immediately after /z enter a radar
  126.                      station ID and a zoom size from 1-9 to center the map on
  127.                      that location.  For example, /zokc5 zooms on Oklahoma
  128.                      City with a size of 5 (the larger, the wider the area).
  129.          /a        = Optional.  When /a is selected, it accesses the alternate 
  130.                      palette.  This is helpful, for example, to get a different 
  131.                      color set for your screen dump program.
  132.          /c        = Optional.  REGISTERED VERSION.  When selected, RadarScan
  133.                      overlays customized city locations onto zoomed images.
  134.          /h(height)= Optional.  REGISTERED VERSION.  When selected, plots
  135.                      maximum tops, hail, hook echoes, BWERs, and LEWP
  136.                      locations.  It does this on either the national map or
  137.                      zoomed maps.  If a height is specified, only storm tops
  138.                      above that level will be plotted, along with all other 
  139.                      features, which greatly reduces clutter.
  140.          /r        = Optional.  REGISTERED VERSION.  When selected, overlays
  141.                      customized geography patterns (highways, roads, airways,
  142.                      county lines, etc) onto the image.  Only for zoomed
  143.                      images.
  144.  
  145.  
  146. VI. HOW RADARSCAN WORKS.  RadarScan sifts through the U.S. weather radar
  147.    network reports and squeezes out all possible data.  Its main source of
  148.    information is from MDR (manually digitized radar) code and
  149.    polar-coordinate cell reports in the report (echo areas are not used since
  150.    they often duplicate the MDR data).
  151.       MDR data describes intensity levels within a 20-mile grid (variable
  152.    with  latitude) overlaid on the radar sweep area.  Using MDR data,
  153.    RadarScan builds the best possible image by painting a "base map" of light
  154.    precipitation, then discretely painting higher intensities on top.  Since
  155.    high intensities usually cover a small region, the size of the pixels are
  156.    drawn as a reduced size.  The entire process does some time, but this is
  157.    in order to produce the best map quality available.
  158.       The FAA (Federal Aviation Administration) operates a network of long
  159.    range air-traffic control radars across the western United States.  
  160.    RadarScan reads these reports, too.
  161.       If heights are desired (and if the program is registered), RadarScan
  162.    will then sort through the radar reports again.  It will find significant
  163.    cloud-top heights and plot these on top of the image.  It also looks for
  164.    important radar signatures such as hail, line-echo wave patterns (LEWPs, a
  165.    dangerous squall-line pattern), bounded weak-echo regions (BWERS, also
  166.    known as "vaults" which indicate tornadogenesis), and tornadic hook
  167.    echoes.  It plots the precise location of these features on top of the
  168.    color map.
  169.  
  170.  
  171. VII. INTERPRETATION.  Since a single, small radar echo can straddle a grid
  172.    border, the MDR code may take more grid boxes than neccessary to define
  173.    it.  This makes radar echoes somewhat larger than they really are, an
  174.    effect known as "blooming".  Although radar operators try to reduce this,
  175.    it is an inherent drawback of gridding radar echoes and may be reflected
  176.    by RadarScan.
  177.       Here are the elements of a radar chart:
  178.  
  179.    A. RADAR SITES.  They are identified in RadarScan by a mark or an
  180.       abbreviation, precisely centered on the radar site.  It will appear as
  181.       follows:
  182.       * +  -- The site is reporting echoes, which have been plotted.
  183.       * NE -- PPINE, Plan Position Indicator No Echoes.  The radar is not
  184.         detecting any echoes.
  185.       * NA -- PPINA, Plan Position Indicator Not Available.  The radar is
  186.         inoperative, but is not down due to maintenance.
  187.       * OM -- PPIOM, Plan Position Indicator Out for Maintenance.
  188.       * NS -- PPINS, Plan Position Indicator No Significant echoes.  Echoes
  189.         are very small (cover only 20% or less of the grid box) and do not
  190.         exceed VIP 1.
  191.       * DE -- PPIDE, Plan Position Indicator Duplicate Echo.  Although
  192.         the site is detecting echoes, a sister radar is reporting them, so no
  193.         report will be made.  Used by the FAA air traffic control centers
  194.         where the meteorologist sees several radar displays at once.
  195.  
  196.    B. VIP LEVELS.  All radars contain circuitry which shows the radar
  197.       operator the intensity of different parts of the echo pattern.  These
  198.       have a direct relation to the amount of rainwater contained within the
  199.       cloud.  At high intensity levels, this implies that a strong convective
  200.       process is occurring, which often means hail.  However, the presence of
  201.       hail means that less rainfall is occurring than otherwise might be
  202.       indicated.
  203.          RadarScan assigns different colors to different VIP (intensity)
  204.       levels.
  205.  
  206.            ECHO         RAINFALL RATE (inches/hour)        TYPICAL
  207.       VIP  INTENSITY      Stratiform  Convective     DESCRIPTION OF ECHO
  208.       1    Weak            < 0.10      < 0.20        Light rain
  209.       2    Moderate       0.10-0.50   0.20-1.10      Healthy rain shower
  210.       3    Strong         0.50-1.00   1.10-2.20      Thunderstorm
  211.       4    Very Strong                2.20-4.50      Strong tstm, some hail
  212.       5    Intense                    4.50-7.10      Severe tstm, hail
  213.       6    Extreme                      7.10+        Severe tstm, hail
  214.       8    Distant Heavy
  215.       9    Distant Light
  216.  
  217.    C. ECHO TOPS.  By tilting the radar antenna, the radar operator can
  218.       construct a cross section of the thunderstorm on a special display.
  219.       From this, the height of the storm can be determined.
  220.          On raw reports and in RadarScan, echo tops are indicated in
  221.       hundreds of feet MSL (above mean sea level).  The tops have a direct
  222.       relation to the amount of energy available to the storm, but this does
  223.       not imply that the storm releases it destructively.  For example, we
  224.       might think a 70,000 foot storm would create death and destruction, but
  225.       weak "popcorn" storms seen in the southern U.S. during the middle of
  226.       summer sometimes reach these heights without any significant severe
  227.       weather.
  228.          As a general guide, this table will indicate the usual content of
  229.       storms based on echo height.
  230.  
  231.       HEIGHT   TYPICAL DESCRIPTION
  232.       20,000   Usually the minimum for a rainshower to become a thunderstorm
  233.       30,000   Normal height of summertime popcorn thunderstorms
  234.       40,000   Strong thunderstorm with heavy rain and isolated severe wx
  235.       50,000   Storm often contains hail, heavy rains, high wind
  236.       60,000   Normal height of springtime tornadic thunderstorms, Grt Plains
  237.  
  238.  
  239. VIII. CUSTOMIZING THE PROGRAM.  With a little experimentation and effort, you
  240.    can configure RadarScan for your own setup.  Whether you run an amateur
  241.    weather station, fly cross-country, or monitor weather for a company,
  242.    RadarScan can be tailored to your specifications.
  243.  
  244.    A. GEOGRAPHY.  (Registered users only).  All geography can be modified by
  245.       the user.  There are two geography sets -- the North American "map"
  246.       set, and the "road" set.  Both are alike, and are both contained within
  247.       the file RADAR.PLT.
  248.          To get inside this file, use MS-DOS's EDIT command or any similar 
  249.       ASCII editor.  Each row defines a point and represents the continuation
  250.       of a line.  When the latitude/longitude of -1 and -1 is reached, a new
  251.       "map" line is plotted.  When a latitude/longitude of -2 and -2 is
  252.       reached, a new "road" line is plotted.  The difference between a "map"
  253.       and "road" set is that display of the "road" set is optional, based on
  254.       whether /R is entered when the program is executed.  The road set can
  255.       also have a different color.
  256.          For all entries, simply follow the layout of the existing data as
  257.       a guide.
  258.  
  259.    B. CITIES.  (Registered users only).  All cities can be modified by the
  260.       user, and are contained within RADAR.CTY.  Use any ASCII editor such as
  261.       MS-DOS EDIT to modify this file.  The sample file included contains
  262.       airfields and cities in Texas and Oklahoma.
  263.          Delete or modify this file as much as you like, but do not
  264.       eliminate it, otherwise you may have problems.  The leftmost three
  265.       columns contain the identifier of the city to be plotted.  You can do
  266.       like I do -- identify airfields by their standard three-letter code,
  267.       and identify towns and cities by an arbitrary two-letter system.
  268.          The city identifier is located in columns 1-3.  The city name is
  269.       located in columns 6-29 (for your own use only).  Columns 30-31 contain
  270.       the latitude in degrees, and columns 33-34 contain the latitude in
  271.       minutes.  Columns 36-38 contain the longitude in degrees, and columns
  272.       40-41 contain the longitude in minutes.  If there are any unused
  273.       columns, fill them with zeroes (i.e. write 79 degrees longitude as
  274.       '079').  See the file itself for an example.
  275.  
  276.    C. RADAR SITES.  If new stations appear in the U.S. radar network, the
  277.       user can make corrections to add new stations.  Stations can also be
  278.       deleted.  The radar sites are contained within RADAR.STN.  Use any
  279.       ASCII editor such as MS-DOS EDIT to modify this file.
  280.          The three-digit identifier is contained in columns 1-3.  This
  281.       MUST be in uppercase and must match the exact identifier used in the
  282.       radar reports.  Columns 8-9 contain the latitude of the station in
  283.       degrees.  Columns 10-11 contain the latitude of the station in minutes.
  284.       Columns 13-15 contain the longitude of the station in degrees.  Columns
  285.       16-17 contain the longitude of the station in minutes.  Fill any unused
  286.       columns with zeroes (i.e. enter 82 degrees, 5 minutes longitude as
  287.       08205).
  288.  
  289.    D. COLORS.  You don't like the colors?  No problem.  You can adjust them 
  290.       to your own tastes.  All you need is a text editor.
  291.          There are two files containing the palette -- these are RADAR.CO1
  292.       and RADAR.CO2.  RADAR.CO1 is the primary file used by the program.
  293.       When the /A option is selected, the alternate palette RADAR.CO2 is
  294.       accessed.
  295.          Both files are alike and can be edited with an ASCII text editor
  296.       such as MS-DOS's EDIT command.  Here is a breakdown of the file:
  297.  
  298.       ROW   DESCRIPTION
  299.       1   Background color value (normally black, 0)
  300.       2   Color value for radar intensity level 1 (light precip)
  301.       3   Color value for radar intensity level 2 (moderate)
  302.       4   Color value for radar intensity level 3 (heavy)
  303.       5   Color value for radar intensity level 4 (very heavy)
  304.       6   Color value for radar intensity level 5 (intense)
  305.       7   Color value for radar intensity level 6 (extreme)
  306.       8   Color value for text (storm heights, features, etc)
  307.       9   Color value for radar intensity level 8 (distant heavy)
  308.       10  Color value for radar intensity level 9 (distant light)
  309.       11  Color value for "map" geography and radar status text
  310.       12  Color value for miscellaneous graphics (box borders, etc)
  311.       13  Color value for city/town/airport geography
  312.       14  Color value for "road" geography
  313.  
  314.       COLOR                COLOR                  COLOR
  315.       VALUE  DESCRIPTION   VALUE  DESCRIPTION     VALUE   DESCRIPTION
  316.        0   Black            6     Brown            11     Light Cyan
  317.        1   Blue             7     Light Gray       12     Light Red
  318.        2   Green            8     Dark Gray        13     Light Magenta
  319.        3   Cyan             9     Light Blue       14     Yellow
  320.        4   Red              10    Light Green      15     White
  321.        5   Magenta
  322.  
  323.  
  324. IX. TROUBLESHOOTING.  RadarScan contains many algorithms which are designed
  325.    to catch human errors made by those disseminating the radar reports.
  326.    While it succeeds in dodging most of them, you may find a few that slip
  327.    through the cracks.  So if you see an echo height of 90,000 feet or a hook
  328.    echo over Idaho, you might want to browse through the raw text file using
  329.    an ASCII editor (such as MS-DOS EDIT) and correct any deficiencies in the
  330.    data that you see.  Or, of course, you can just ignore it.
  331.       Make sure that you have all RadarScan files residing within the same
  332.    directory and that you CHANGE DIRECTORY to it before running RADAR.
  333.    RadarScan will not run if called from another directory.
  334.       Also, be sure that your data source does not "tamper" with the
  335.    content of the raw reports.  Even something as simple as stripping the
  336.    equal signs (end of report markers) off the ends of the observations or
  337.    adding extra characters will cause problems with the program.  It would be
  338.    nice if the program had pure "fuzzy logic" to handle these situations, but
  339.    such is not the case.  Fortunately, I haven't seen any data sources yet 
  340.    which do this.  If you do encounter problems, contact me, or write
  341.    yourself a utility which will preprocess the raw data.
  342.       Finally, if you store, say, 1935Z data, ensure that there is no
  343.    1935Z data from another day.  RadarScan cannot tell the two reports apart,
  344.    and you may get some strange looking maps.  You can avoid this by setting
  345.    up your telecommunications program to destroy any existing capture file
  346.    before opening one with the same name.
  347.  
  348.  
  349. X. PRECISION.  Again, the image is only as accurate as the raw data and
  350.    technical limitations of weather radar and of RadarScan's interpretation 
  351.    scheme.  However, RadarScan uses precision in handling the data.  All
  352.    coordinates are transformed mathematically through the polar stereographic
  353.    projection formula, so placement error is nominal and is subject to the
  354.    precision of the data.
  355.       The national MDR grid is based on the LFM-I grid used by National
  356.    Meteorological Center supercomputers.  I don't have their mathematical 
  357.    formula for translating Cartesian MDR coordinates to lat/long.  I've 
  358.    tested some of my own formulas -- they come close but don't meet my 
  359.    standards of precision.  Therefore, all echoes are vector-mapped from the
  360.    radar site using MM as the center location without any gridbox offset.
  361.    However, the vector direction is adjusted to account for the MDR-north
  362.    declination across the United States.  Overall, the maximum position error
  363.    of all echoes relative to the real-world is subject to the limitations of
  364.    the MDR grid (about 20 nautical miles), plus the deviation of
  365.    vector-mapping instead of using a mathematical MDR grid (about 10 more
  366.    miles).  It is fairly accurate, and the method interestingly removes much
  367.    of the "blockiness" from the map.
  368.       Storm features, cloud tops, and so on are mapped exactly as transmitted
  369.    -- vector coordinates from the radar site.  Therefore, the error relative
  370.    to the real world is about 1 nautical mile for this data, increasing
  371.    slightly with distance due to azimuth fanning.
  372.       Geographical boundaries, cities, and et cetera are mapped directly and
  373.    mathematically and should contain no intrinsic error.
  374.  
  375.  
  376. XI. IN THE WORKS?  Some ideas being considered for RadarScan updates include
  377.    time-lapse animation and keystroke area movement.  Another feature that
  378.    might appear is automatic data-source dialing.  Also, algorithms are being
  379.    worked on which reduce processing time.
  380.  
  381.  
  382. XI. DISCLAIMER.  THE RADARSCAN SYSTEM IS PROVIDED WITHOUT WARRANTY OF ANY
  383.    KIND, EXPRESSED OR IMPLIED.  The author makes no claims or representation
  384.    as to its accuracy, reliability, or fitness for a particular purpose.  The
  385.    author disavows any liability connected with the program and
  386.    documentation.  In other words, you use it at your own risk!  If you want
  387.    guaranteed precision and reliability, you may want to instead consider the
  388.    thousand-dollar-plus packages produced for the weather industry.
  389.       Although I will try to correct all errors and release updates, you
  390.    should use the data with caution and common sense (especially for you
  391.    pilots).  Unformatted weather reports severely test the limitations of any
  392.    processing method, and since this is a spare-time project for me, I
  393.    haven't had the time to explore every last data string that could cause 
  394.    this program to malfunction.
  395.  
  396.  
  397. -- LIST OF UPDATES -- 
  398.  
  399. V1.0   7/04/92.  Initial version.
  400. V1.1.  7/22/92.  Eliminated processing of extraneous remarks from FAA ARTCC
  401.   radar sites.  Status boxes displayed at bottom of screen while program
  402.   runs.  Added user-defined ability to filter out low cloud tops when 
  403.   plotting storm heights.  Slight documentation modifications.
  404.  
  405.  
  406.  
  407.  
  408.