Cómo construir un sistema de visualización de advertencia de tsunami en tiempo real

Desarrolla un sistema de visualización de advertencia de tsunami de vanguardia que procesa datos sísmicos en tiempo real para generar mapas interactivos y alertas. Este proyecto combina el procesamiento avanzado de datos con interfaces fáciles de usar para proporcionar información crítica a las comunidades costeras, los equipos de respuesta a emergencias y el público en general.

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Resumen Simple

Un visualizador de advertencia de tsunami en tiempo real que proporciona alertas críticas y mapas interactivos para ayudar a las comunidades costeras a mantenerse informadas y preparadas ante posibles amenazas de tsunami.

Documento de Requisitos del Producto (PRD)

Objetivos:

Crear un sistema de advertencia de tsunami en tiempo real con una interfaz de mapa visual
Proporcionar alertas precisas y oportunas a los usuarios en las áreas potencialmente afectadas
Ofrecer recursos educativos sobre preparación y seguridad ante tsunamis

Audiencia objetivo:

Residentes de zonas costeras
Funcionarios de gestión de emergencias
Operadores marinos y empresas costeras
Público en general interesado en información sobre desastres naturales

Características clave:

Integración de datos en tiempo real de estaciones de monitoreo sísmico y oceánico
Mapa interactivo que muestra las posibles zonas de impacto de un tsunami
Sistema de alerta personalizable para los usuarios según su ubicación
Datos históricos de tsunamis y recursos educativos
Diseño adaptable a dispositivos móviles para acceder desde diferentes dispositivos

Requisitos del usuario:

Representación visual fácil de entender de las amenazas de tsunami
Capacidad de establecer alertas personalizadas
Acceso a información confiable y actualizada
Integración con sistemas y protocolos oficiales de advertencia

Flujos de Usuario

Registro de nuevo usuario:
- El usuario visita el sitio web
- Hace clic en "Registrarse" e ingresa información personal
- Verifica su dirección de correo electrónico
- Establece preferencias de ubicación para las alertas
- Completa el tutorial de incorporación
Ver advertencias de tsunami activas:
- El usuario inicia sesión en el sistema
- Navega a la interfaz principal del mapa
- Ve áreas codificadas por colores que indican los niveles de advertencia
- Hace clic en regiones específicas para obtener información detallada
- Opta por recibir notificaciones push para las áreas seleccionadas
Acceder a recursos educativos:
- El usuario selecciona "Aprender" en el menú principal
- Navega por las categorías de información sobre tsunamis
- Ve simulaciones interactivas sobre la formación de tsunamis
- Realiza un cuestionario para poner a prueba sus conocimientos sobre procedimientos de seguridad
- Recibe un plan de seguridad personalizado en función de su ubicación

Especificaciones Técnicas

Frontend:

React para construir la interfaz de usuario
Mapbox GL JS para capacidades de mapeo interactivo
D3.js para componentes de visualización de datos

Backend:

Node.js con Express para el servidor
WebSocket para actualizaciones de datos en tiempo real
Redis para almacenamiento en caché y mensajería pub/sub

Procesamiento de datos:

Python para análisis y procesamiento de datos
Apache Kafka para manejar flujos de datos en tiempo real

Base de datos:

PostgreSQL con extensión PostGIS para datos geoespaciales

Autenticación:

JSON Web Tokens (JWT) para autenticación segura de usuarios

Alojamiento:

AWS EC2 para alojar la aplicación
AWS RDS para gestión de la base de datos

Monitoreo:

ELK Stack (Elasticsearch, Logstash, Kibana) para gestión y monitoreo de registros

Puntos de API

POST /api/auth/register
POST /api/auth/login
GET /api/warnings/current
GET /api/warnings/history
POST /api/alerts/subscribe
GET /api/map/data
GET /api/resources/educational
POST /api/feedback

Esquema de Base de Datos

Tabla de usuarios:

id (PK)
correo electrónico
contraseña_hash
nombre
ubicación
preferencias_de_alerta

Tabla de advertencias:

id (PK)
marca_de_tiempo
gravedad
áreas_afectadas
descripción

Tabla de alertas:

id (PK)
id_usuario (FK)
id_advertencia (FK)
estado

Tabla de recursos:

id (PK)
título
contenido
categoría
última_actualización

Estructura de Archivos

/src
  /components
    Header.js
    Footer.js
    Map.js
    AlertBox.js
    WarningList.js
  /pages
    Home.js
    Login.js
    Register.js
    Dashboard.js
    Education.js
  /api
    auth.js
    warnings.js
    alerts.js
  /utils
    mapHelpers.js
    dataProcessing.js
  /styles
    main.css
    map.css
/public
  /assets
    icons/
    images/
/server
  /routes
  /models
  /controllers
  /middleware
/scripts
  dataFetcher.py
  processingPipeline.py
README.md
package.json

Plan de Implementación

Configuración del proyecto (1 semana)
- Inicializar el frontend de React y el backend de Node.js
- Configurar el control de versiones y las herramientas de gestión de proyectos
Integración de datos (2 semanas)
- Implementar scripts de extracción de datos sísmicos y oceánicos
- Configurar la canalización de procesamiento de datos con Kafka y Python
Desarrollo del backend (3 semanas)
- Desarrollar los puntos finales de la API para advertencias y alertas
- Implementar autenticación de usuarios e integración con la base de datos
Desarrollo del frontend (4 semanas)
- Crear los componentes principales (Mapa, AlertBox, WarningList)
- Desarrollar las interfaces de registro y inicio de sesión de usuarios
- Implementar la visualización de datos en tiempo real con D3.js y Mapbox
Sistema de alertas (2 semanas)
- Desarrollar preferencias de alerta personalizables para los usuarios
- Implementar un sistema de notificaciones push
Recursos educativos (2 semanas)
- Crear contenido para la sección de educación sobre tsunamis
- Desarrollar simulaciones interactivas y cuestionarios
Pruebas y optimización (2 semanas)
- Realizar pruebas exhaustivas de todas las funciones
- Optimizar el rendimiento y la capacidad de respuesta
Despliegue y lanzamiento (1 semana)
- Configurar el entorno de producción en AWS
- Implementar la aplicación y realizar comprobaciones finales

Estrategia de Despliegue

Configurar la infraestructura de AWS utilizando Terraform para infraestructura como código
Configurar la canalización de CI/CD utilizando GitHub Actions
Usar contenedores Docker para un despliegue coherente en todos los entornos
Implementar una estrategia de implementación de azul-verde para actualizaciones sin interrupciones
Configurar AWS CloudWatch para monitoreo y alertas
Configurar copias de seguridad periódicas de la base de datos en S3
Implementar una red de entrega de contenidos (CDN) para activos estáticos
Realizar pruebas de carga y optimizar en función de los resultados
Establecer un plan de reversión para una recuperación rápida en caso de problemas

Justificación del Diseño

El diseño se centra en proporcionar información clara y accionable a los usuarios de manera rápida y eficiente. El uso de mapas interactivos permite una visualización intuitiva de las amenazas de tsunami, mientras que el sistema de alertas personalizables garantiza que los usuarios reciban información relevante. El componente educativo tiene como objetivo mejorar la preparación general y la comprensión de los riesgos de tsunami. La pila tecnológica se elige por su capacidad para manejar el procesamiento y la visualización de datos en tiempo real, con un enfoque en la escalabilidad y la confiabilidad, dada la naturaleza crítica de la aplicación.