Konzeption einer DB-Lösung für die Speicherung und Auswertung von Radardaten / Entwicklung einer Transformation von Auswertungsfunktionen für Radardaten in eine relationale Darstellung

(als Bachelor- oder Masterarbeit)

Betreuer/Ansprechpartner

  • Holger Meyer
  • Ilvio Bruder

Beschreibung

Das Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik in Kühlungsborn sammelt Radardaten der Troposphäre und unteren Stratosphäre sowie in der Mesosphäre und unteren Thermosphäre. Die Messungen laufen kontinuierlich zum Teil über Jahrzehnte und erfassen dynamische und thermische Eigenschaften der Luft. Die Daten werden derzeit im Filesystem als HDF5-Dateien (Hierarchical Data Format) abgelegt und mittels Python-Scripts verarbeitet. Ziel der BA-Arbeit ist es, am Beispiel der MAARSY-Daten (Middle Atmosphere Alomar Radar System) aus Norwegen eine Datenbanklösung zur Recherche der Daten vorzuschlagen. Dabei ist zu beachten, dass über die Jahre und über verschiedene, damit befasste Mitarbeiter unterschiedliche Strukturen entstanden sind, die aufeinander abzubilden sind.
Ein weiteres Ziel (MA-Arbeit) soll prüfen, ob die Python-basierten Werkzeuge, die viele Matrizenoperationen enthalten, in eine relationale Algebra-Darstellung überführt werden können. Eine relationale Darstellung verspricht ein höheres Optimierungspotential. Grundlage sollen die Arbeiten [CKNP17] und [ACDM21] sein, die mögliche Transformationen sowie Optimierungsmöglichkeiten beschreiben.

Die Praxistauglichkeit der entwickelten Konzepte soll durch prototypische Implementierungen belegt werden.

Literatur

  • [CKNP17] Chen, Kumar, Naughton, Patel: Towards Linear Algebra over Normalized Data, Proc. VLDB, 2017
  • [ACDM21] Alotaibo, Cautis, Deutsch, Manolescu: HADAD: A Lightweight Approach for Optimizing Hybrid Complex Analytics Queries, SIGMOD, 2021
  • [ICDK14] Ileana, Cautis, Deutsch, Katsis: Complete Yet Practical Search for Minimal Query Reformulations Under Constraints, SIGMOD, 2014