Int ern at i onal  Journ al of Ele ctrical  an d  Co mput er  En gin eeri ng   (IJ E C E)   Vo l.   9 , No .   3 ,  J un e   201 9 , pp.  1978 ~ 19 86   IS S N:  20 88 - 8708 ,  DOI: 10 .11 591/ ijece . v 9 i 3 . pp1978 - 19 86           1978       Journ al h om e page :  http: // ia es core .c om/ journa ls /i ndex. ph p/IJECE   Develop ment of  a Java - b ased  a pp lication f or  e n vironmenta l  r em ote  s ensing  d ata  p ro cessing       Badr - e ddine  Boudriki  Sem lali 1 , C h ak er   El  A mra ni 2 , Si egf ri ed  Den ys 3   1,2 La bora tor y   of   Inform at ic s,   S y s te m s a nd  Te l ec o m m unic at ions, Depar tment  o f  C om pute r  Engi n e eri ng,                                                               Facul t y   of  sc ie n ce   and te chno log y ,   Abdelma le k  E ss aâ di   Univer si t y ,   Moroc co   3 Sus ta ina ble E n e rg y ,   Air   &   W a ter T e chnol og y ,   D epa rtment   of  B io scie nc e Engi ne er ing,   Univ ersity   o f  Antwerp,  Groene nborge rl a an  171,   B - 2020  Antwerp,   B el giu m       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   J un   12 , 2 01 8   Re vised N ov 2 2 , 2 01 8   Accepte d  Dec  18 , 201 8       Air  poll uti on  is  one  of  the   m ost  serious  proble m s  the   world  fac e s  today .   It  is   highly   ne ce ss ar y  to  m onit or  pollutant s  in  r ea l - tim e  to  ant i ci pa te  and  red uc e   damage s  ca used   in  seve ra l  fi el d s  of  ac ti v it i es.   Li kewise ,   it   is  nec essar y   t o   provide   de ci sion   m ake rs   with  useful  and  upd at e d  envi ronm ent a l   dat a .   As   a  soluti on  to  a  p ar t  of  the   above - m ent ione d  ne ce s siti es,   we  d evelo ped  a  Java - base d  appl i cati on  software   to   col lect ,   proc e ss   and  visual i ze   seve r al   envi ronm ent a l  a nd  poll ut ion  da t a,   ac quir ed  fro m   the   Mediterra n ea n  Di al o g   ea rth  Obs erv at or y   (MD EO)  pla tf orm   [1 ] .   Thi s  appl icati on  will   a m ass  dat a  of  Morocc o  area  fr om   EUMETSA T  sate l li t es,   and   will   dec om pre s s,  fil te r  and  cl assif y   th e  received  dataset s.  Th en  we  will   use  th e  proc essed  da ta   to  buil d  a n   int e r ac t ive   environm ent al   re al - t ime  m ap  of  Morocc o.   Thi s  s hould  hel p  findi ng  ou t  pot e nti al c orr elati ons   bet we en  po ll ut a nts a nd  emitt ing   source s.   Ke yw or d s :   Air p olluti on   In te racti ve  e nviro nm ental   m a p    Rem ote sen sin g   Sate ll it e sens ors   Copyright   ©   201 9  Instit ut e  o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e .     Al l   rights re serv ed .   Corres pond in g  Aut h or :   Ba dr - Ed din e  B oudri ki Sem la l i,    Dep a rtm ent o f C om pu te r  E ng i neer i ng,   Abdelm al ek  Essaadi   Un i ver sit y of Tan gier ,   An ci e nn e  Ro ut e d e l ’A é rop or t , K m  1 0,  Zia te n.   BP:  41 6.  Ta ng e r  –   Mo r oc co .   Em a il :  bad re ddine.bo udrikise m la l i@uae.ac. m a       1.   INTROD U CTION     Nowa days  we  are  witnessin g  i m po rtant  cl i m at e  and   en vironm ental   chan ge s  in  tem per at ur e ,  rainfal l  and  ai r  qual it y.  This  is   m ain ly   due  to   in du st rial ,  resi de ntial ,  an d  a gr i culture   act ivit ie s,  a nd  to  ro a d  a nd  m arit i m e  trans port  w hic h  ge ner at e  unhealt hy  an d  e ve n  t ox ic   gases   li ke   CO,  N O x ,  V OC’s  a nd  par t ic ulate   m at te r  (P M).  The  Wo rl d  He al th  Or ga nizat ion   ( WHO )  co nf irm s  that  abo ut  3  m illi on s  of   deat hs   pe r  ye ar  are   cause d by dail y expos ur e  to p olluti on   [ 2] .   It  is  theref ore  highly   reco m m end ed  to  m on it or,  in  real - ti m e,  env ir on m ental   and   ai r  po ll ution   data.   Re al   tim e  m o nitor i ng   ca n  f aci li ta te  early  warnin g  an d  m itigati on   of  a  wide  range  of  bi og e ni c  an d  anth rop og e nic  disaste rs  us in g  rem ote  sensing  te ch niques  T hat  m ean  an  a cqu isi ti on  of  i nfor m at ion   ab ou t  a n  obj ect   without   m aking   a  physi cal   con ta ct   w it h  it ,  gen e rall y    rem ote  sensing   ref e rs  to  t he   sat el li te   or   ai rcr a ft   base d  sens ors  to  m easur e  v a rio us   va riable  of   ea rth  a nd   a t m os ph e re.  Se ns or  are  de fin ed  as  instr um ent  that  m easur e  dif fere nt  ra diati on,  li gh t  wa vele ngths   re flect ed   or  scat te re d  from   earth  s urface  or  at m os phere  com po unds   [3] .  So m e  exa m ples  of   t hese  disaste rs  are  flooding,  st or m s,  forest  fires ,  cl i m at e   chan ge ,  an d  recent  public  he al th  incide nts,   su c h  as  m al aria  an d  a vian   in flue nza.  O bv i ously ,  al s o  for  t he  m it igati on   of  ai r  po ll utio n  it   is  ne cessary  to  a na ly ze  ai r  qu al it y  data  an d  a pp ly   appr opriat e  m et hods   to pur i f y  ai r,   pa rtic ularly   in  urba n  z on es .     Sate ll it es  are  t he  best  ch oice  to  retrieve  e nviro nm ental   and   po ll utio n  data   in  real - tim e  with  a  glo bal   cov e rin g  of g l ob. T he  Eu rope an  O rg a nizat io n  f or  the E xplo it at ion  o f  Me te orolo gical  Satel li te s ( EUMETSAT )   su ppli es  weath er  a nd   cl i m at e - relat ed  sat el li t e   data,  im ages  an d  products  24  ho ur s   a  day,  36 5  days  a  y ear  t o  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       Develo pm e nt  of  a  J ava - ba se d appli catio n  f or   envir onme nta l  remote …   ( Ba dr - ed din e  B oudri ki  S emlali   1979   the  Nati onal   Me te or ol og ic al   Ser vices  of  Mem ber   an d  Cooperati ng  S ta te s  in  Eu rope,  a nd  ot her  us e rs   world wide .  I n  this  way,   E U MET SA T   he lp s  to  detect   a nd  capt ur e   cl i m a te   inf or m at ion ,   ocea nic  m on it or i ng,  and  obse rv at i on  of  ai r  qual it y  con ti nu ously   thr ough ou t  t he   ye ar.  Ma ny  countries  from   Eu rope   an d  Africa  hav e  f ull  acce ss  to  EUMET SA T  data  w hi ch  helps  to  s uper vise  the  cl im at e  and   ta ke  app r opriat e  and   ra pid   act ion s  agai ns t  bio ge nic  an d  anthropo gen i c  dis ast ers   [4] .  This  can  hel p  decisi on  m a ker s  ta ki ng   a de qu at e  act ion s  to  pr e ve nt  an d  m i ti gate  serious  pro bl e m s.  Un f ort unat el y,  data  ac qu i red   from   sa te ll it es  are  ver y  big  and  com plex,   wh ic h  m akes  it   diff ic ult  to  process  t hem   m a nu al ly .  T he  propose d  s olu ti on  that  m ay   cont ribu t e   in  pro blem ’s  so lvin g  is  to   de velo p  an   a ppli cat ion   that  aut om atical ly  down l oads,  filt er s,  subsets  a nd   visu al iz es  data  receive d  f ro m   sat ellit es.  In   this  stu dy,  we  present  a  J ava - base d  ap plic at ion   to  proc ess  and   visu al i ze  data   retrieve d  f ro m   EUMETS AT ’s   currently   oper at ion al   sat el li tes  Me top   an d  M et eosat  Seco nd   Gen e rati on  ( MSG)   [5] .  Data  are   a cqu i red   fro m   t he  Me diter ra ne an  Dial ogue  E arth  Obser vato ry  (MD EO )  platfor m ,  com pr isi ng   a   real - ti m e  sat ell it e  rem ote  sensing  gro und  st at ion   i ns ta ll ed  at   Abdelm al ek  Essa di  U nive r sit y,  po st   pro c essing  com pu te r  cl us t ers  a nd  rele va nt  sto rag e ,  s oft war e  a nd  dist rib ution al   ne t work.  “S ource :  pap e r  publis hed  at   IGARSS 2013  confere nce  [ 1] .   This  stud y  is  par t  of  a  VL IR - U OS   f unde d  pro j ect   entit le d:  Ou t door  Air  Q uality   Mon it ori ng  in  Mor occo   a nd  Pu ri ficat ion   P r ocesses   [ 6 ] ,  th e  obj ect ive  of   this  pap e r  is  to  ans we rs  to  s ever al   qu e sti on s  li ke:  how  ca n  rem ote  sensi ng  he lp  in  weathe r  forecast in g ?   H ow   t o  us e  sat el li te   data  to  dep ic t   env i ronm ental   and  poll utants  values  i n  Mo r oc co ?   How  to   c orrelat e  betwe en  data  colle ct ed  f r om   sat ellit es  an d  e m itti ng  s ourc es in M orocc o ?   e sp eci al ly   fa ct or ie s,  t her m al  p owe r plants  and traf fic .       2.   M ATE RIA L S   A ND   METH ODS   In   t his  re searc h,   we  ha ve  use d  data  recei ve d  f r om   po la r   Me tOp  sat el lites  and  the  ge os ta ti on a ry  Me te os at   Sec ond  Ge ne rati on  (MSG)  sat el li te s.  P olar   sat el li te s  pass  over   bo t h  pole s  of   t he  ea rth   by  a n  orbit  desig ne d  to  en su re  t hat  the  ang le   betwee n  the  orbita l  plan e  and   th e  sun  rem ai ns   con sta nt.  Me tOp  Sate ll it es  m ov e  in  a  par ti cular  orbit  with  an  Alti tud e  of  850  Km   fr om   earth,  ta kin g  100  m in  tim e.   The  scan ned   s urface   per   orbit  is  3000   km 2  at   14   orbits  per   day  and   it   ta kes  29   days  to  com plete ly   scan  the  Earth.   S ens ors  us e d  in  this  stud y  are  Infr a red   Atm o sp he ric  Sou nd i ng   In te r ferom et er  (IASI),  wh i ch  m easur e  te m per at ur e,  hu m idity   and  oz one  de nsi ty   in  cl oud  c onditi ons  a nd  cal culat e  the  V erti cal   Colum n  De ns it y  (V C D)  that  represe nts  the  total   a m ou nt  of  m olecules  over  ve rtic al   sli ces   [ 7 ] .  We  ha ve  al so   us e d  t he  A dvance d  Mi cro wa ve  S oundin g  Un it   (A MS U) ,   sens or  t hat ca pt ur es tem per at ur e  ch a nges, at m os ph eric  hum idit y and  s oil m oistur e.   The  sec ond  sat el li te   series,  Me te os at   Seco nd   Gen e rati on  ( MSG),  ope ra te s  over  E uro pe,  Africa   an d  the  I nd ia n  Oce an  at   an   al ti tude   of  36, 000  km.  They  pro vid e   var ia bles  li ke  tem per at ur e ,  hum idity  and   pressure   in  nea r  real  ti m e.  MSG  is  s pi n - sta bili zed  a nd  capa ble  of   gr eat ly - en ha nc ed  Ea rth  obser vations.  T he  sa te ll it e’s  12 - c hanne l  S E VI RI   im ager   ob s er ves  t he  half  pa rt  of  t he  Ea rth   with   an   un pr ece de nted   re peat  cy cl e  of    15 m inu te s in 12 sp ect ral wa velen gth   re gions  or cha nnel s   [ 8 ] .       3.   ACQUI SITIO N   OF   M DE O  D ATA   A ND  THE   P ROP OSED   JAV A  APPLI CA TI ON  F O R   PRO CESSI N G   EUMETC ast   is  a  m ult i - serv i ce  dissem inatio n  syst e m   based   on  m ulti ca st  te chnolo gy  and   it   us e s   Me tOp  A  an d  B  sat el l it es  equ ip ped   with  ap pro pr ia te   sens ors  [7 ].   W it hin   this  protoc ol,  in form ation   m ea su re d  by  the  la st  or bit  of   Me tO p  are  tran sfe rr e d  to  the  Ce nt ra l   Data  Ac qu is it ion   (CD A ),   l ocated  i n  S valbard    (Nor t h  Po le )  a nd   An ta rcti ca  (S out h  Po le ) ,  inf or m at ion ’s  ga ined  on  these   two  sta ti on s  are  trans ferred  t o  the   Ce ntral  Faci li t y  (CF)   in  Ge r m any  wh ic h  ge ner at e  data  of  le vel  1  an d  2.   Finall y  glo bal   or   re gional  se rv i ces   pro vid es t o  e nd - us e rs data  in near  r eal  a nd  ne ar - real t i m e   [ 6 ]   as s how n  i n  Figure  1 .           Figure  1. G l obal  o r  r e gional s erv ic es   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  9 , N o.   3 ,  June   201 9   :   1978   -   1986   1980   3.1.   Ac quisi ti on   of d ata   Me diterra nean  Dial og  Eart h  Ob se r vato ry  ( MDEO )  platfo rm   pr ovides  da ta   from   po la r  sat el li te s  l ike  Me tOp   an d  JASON ,  al so   f ro m   geo sta ti on ary  sat el li te   li ke  Me te os at   Second  Ge ne rati on   (MS G ).   Data  retrieve d  a re  f or m at te d  diff e r ently .  BUFR,   Bi nar y  an d  Ne tC DF   file s  for m at s  are  the  m os t  use d  in  our   stud y.   This  ap plica ti on   do wn l oad s  da ta   autom at ic a l ly   fr om   EUMETC as t  serv ic e  us in g  a  ba sh   sc ript  to  co nnect   wit h  the  FTP  se r ver,  am on g  the  be nef it s  of  E UM ETCa st,  it   m akes  a  secu re  br oa dcast  with  ta r get  one  or  a  group  of   us ers ,  e ncr y pt  data  a nd  s upport  D VB - S2  receiver   [ 9 ] .  We  e xp l oit  in   this  stu dy,  t he   receive r  sta t ion   of  Abdelm al ek  Essaadi  Un i ver s it y ,   Figure  2 ,   t o  get  Me tO p  a nd  Me te os at   da ta .  Data  have   2  form at s,  bina ry  or  BUFR.  EUM ETSAT   us e  a   sp eci fied  str uct ure  of   file ’s  nam e  app li ed  by  the  Wo rl d  Me te orolog ic al   Orga nizat ion   ( WMO )  that e na bles to  ide ntif y   and pr ocess f il es q uite ea sil y   [1 ] - [ 5] .                    Figure  2 .  MDE O groun d  sta ti on and cl us te r a t Abdelm al ek  Essaadi  U niv er sit y       Fil es  acq uired  from   the  sat el l it e  hav e  dif fere nt  f or m at s;  ho we ve r  in  t his   stud y  we  e xploit ed  3  file s   form at ,  the  firs t  is  BUFR  (Bi nar y  Un i ver sal   Form   fo r  the   Re pr ese ntati on  of  m et eor olog ic al   data),  it   is  widely  us e d  e ven  in  s at el li te   m et eor ology.  T he  for m a t  is  us ed  m os tl y  for  sat el l it e  so un der   da ta ,  li ke  AM S U  a nd  MHS  an d  Me t Op   IASI ,  the  l at est   ver sio n  is   BUFR  Editi on  4.  The  seco nd  f or m at   is  The  Netw ork  Co m m on   Data  ( NetC DF),  it   is  a  data  f or m at ,  and  pro gr am m ing   interfaces   that  helps  read  an d  wri te   sci entifi c   da ta .  T he   NetC DF   f orm at   is  co m po se d  of  var ia bles,   di m ension s  a nd   at trib utes.  The  thir d  f or m at   is  The  Hierarch ic al   Data  Form at  (H D F5)  that  stores  a nd   str uct ur es  ver y  la r ge   a m ou nts  of  data,  the  H DF5  Sup ports  Scie ntific s  data, a nd is fa s t i n  sto rag e  als o  in d e pende nt  of the  platfo rm .           3.2.   Ja va - b ase d appli ca tion so ft w ar e   Data  acqu i red   from   sa te ll i te s  are  ver y  bi g  an d  com plex,   an d  it   is  diff ic ult  to  process  the m   m anu al ly ,  so   we  de velo pe d  a  j ava - ba se d  ap plica ti on   that  autom at ic a ll y  do wn l oad s ,   filt ers,   su bs e ts   and   vis ualiz es  data  of   the  stud ie d  zo ne. T he  acc ompli sh m ent  of   this  ap plica ti on  was  com piled  un der   Li nux  OS   with  DE BIA N   (Jessie  Dist rib ution).  Java  w as  the  P rog ra m m ing   la ngua ge  a pp li ed   be cause  it   sup ports  a  wi de  ra nge  of  Applic at ion   P rogr am m ing   I nterf ace s  ( API )  an d  sup ports  Th read  that   can  be  help fu l  to   pr ocess   hard   op e rati ons.  T o  visu al iz e  data   in  m aps,   we  us e d  F olium   a nd   Ma t plo tl ib  from   Pyt ho n  li br a ry;   in  ad diti on   we   us e d  Ba s h  la ngua ge   to  m anipu la te   data  a nd  di ff e ren t   fi le s.  W e   instal le d  oth er   s upplem en ta ry  li br aries,   especial ly   CURL,  ZLIB,  N um py,  NetC DF   and   HDF5  li brary  [6 ] , [ 10] - [ 12] ,  to  com plete  the  execu ti on  of   thi s   app li cat io n.   Data  colle ct ed   from   EUMETSAT  Sate ll ite  co ver s  la rg e   zo nes.   F or  our  pur pose,  only   data  of   Mor occo   will   be  retai ne d  a nd  stu die d.  Thi s  app li cat io n  m akes  avail ab le   an  autom at i c  deco m pr essi on   of  dow nlo a ded  f il es.  Af te rw a rd  File s  will   be  classified  by  orb it s  nu m ber   inside  ne w  ge ner at ed  f old er s.  Ne xt  ste p  is  to  s ub set   t he se  dataset s  t o  Mor occo  area . S o  we  ha d  to   identify   t he  orb it s  co ve rin g  thi s  zo ne. W e   f ound  that   there  a re  tw o  to  f our  orbits  pe r  day  fly ing   over  t he  co untr y.  The n  data  of  Mo ro cc o  will   be  s or te d  by  da te   in  new   fo l der s .  T her e fore  the  de velo ped   a ppli cat ion   will   ref i ne   file s  cov e rin g  Mor occ o  zo ne   inside  an oth e r  ne w  fo l der   nam ed  “M orocco_ filt ered ” .  T he  bina ry  an d  B UFR   colle ct ed  file s  are   co nvert ed  to   CS V  for m at   to   beco m e  read ab le .  Finall y  the  Java  ap plica ti on   autom at ic al l y  gen erates  fil es  includi ng   va lues  of   te m per at ur es ,   pr ess ures,  an d Vertic al  Col um n  Den sit y (VC D)   of CO 2 ,  C O,   N O 2 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       Develo pm e nt  of  a  J ava - ba se d appli catio n  f or   envir onme nta l  remote …   ( Ba dr - ed din e  B oudri ki  S emlali   1981   4.   V IS UA LIZ A TION  OF  M D EO D ATA   As  a  resu lt ,  a ll   env ir on m ental   and   poll utants  val ues  of   Mor occo  are  avail able,  the   dev el ope d  app li cat io n wil l plot them  in n ear - real t i m e into in te racti ve   m ap  an d  c har t.     4.1.   M ap vis u aliz at ion   Me tOp  data  a r e  re pr ese nted   on  the   m ap  us i ng  a  s pecial   P yt ho n  li br a ry  c al le d  F olium   [ 1 3 ].   Dataset s   represe nted  a r e  tho se  relat ed   to  Tan gier ,  N or t h  Re gion ,  a nd   M orocc o.   We  got  a bout  4000  dataset s  per   24  hours,  pro vid in g  4000  possi bl e  plo ts.   T he  distance  be twee n  two  pl otted   points  is  10  Km .  a  basic  inte rpol at ion   al gorithm  w as app li ed  t o  the  dataset s.  I n ord er to  f il l t he  ga ps  w it h  ap pro xim at e v al ues   [ 10 ] , in  the sam e  m aps   ,  locat io ns   of   anth rop og e ni c   po ll ution   sou rces,  s uc h  as  therm al s  po we r  pla nts,  facto ries,  ports,  et c   wer e   represe nted  to   helps  decisi on - m aker s  fin d  co rr el at io ns  betwee n  at m os phe ric  em is sion s  a nd  in dustria l  act ivit ie s.  NetC DF   dow nlo a de d fil es are  plot te d  us i ng Mat plo tl ib  pyth on .             Figure  3   to  Figure  6 ,  s how  r especti vely   av erag e  val ues  of  tem per at ur e ,  hu m idit y,  wind   sp ee d  an d  pr ess ure  in  Mor occ o,   on  the   first  Ma y  20 17.  Data  are  r ecei ved   f ro m   Me tOp  sat el li t es  with  IA S I  sens or .   Tem per at ur e  is   lowe r  in  c oast al   zon es ,  an d  hum idity  is  h ig her   i n  cent ral  areas  li ke  in  Ifran e  a nd  Ma r r akech.  W i nd s pee d va ries b et ween 3   and 38  Km /h an d p ress ur e  b et ween 0 .9 an d 1 .1   Atm .           Figure  3 .  Tem per at ur e           Figure  4 .  Hum i dit y           Figure  5 .   W i nd sp ee d       Figure  6 .  Pr e ss ur e       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  9 , N o.   3 ,  June   201 9   :   1978   -   1986   1982   4.2.   C ha r t   vis ua li z at ion     Tree  kinds  of  char t  we re  des ign e d  within   the  pro gr am .  T he  ac quired   re m ote  sensing  dataset s  wer e   com par ed  t o d at a colle ct ed  f r om  g rou nd sensor s   as s how n  i n  Fi gure  7 .           Figure  7. Sim ple b ar   c ha rt  of   2017/0 5/01 in   t ang ie r       5.   RESU LT S  AND DI SCUS S ION   Air   poll utio n  r efers   to  t he  co ntam inati on   of   ai r   and   ca n  f urt her   be  cl asse d  into  se ve ral  kinds,  visible   or   in visible  cat egories.  T his  is  du e  to  in dustria l,  agr ic ult ural   and   trans por t  act ivit ie s.  Air  po ll utio n  is  one  of  the  m ajo r  haza rd s  in  urba n  ce nters  of  th e  world;  it   has  the  m os t  direct  qu al it y  i m pact  on   hu m an  li ves,   causi ng   serio us   diseas es,  especial ly   resp i rato ry  and   hea rt  pro bl e m s  du e  to  e m issi on s  of  har m fu l  gase s   li ke  Nitro ge nous   di ox i de  ( N O 2 )  a nd  S ulfur  diox ide  (SO 2 ) .  T he re  are  al so   othe r  co ns e quenc es  of  ai r  poll ut ion ;  par ti cula rly   gl ob al   wa rm ing   and  the   de pleti on   of  ozone  l ay er  w hich   is  respo ns ible  for   protect in g  hum ans   from  d ang e r ous U lt ra vio le t ( UV) .     Ther e  a re  2  ty pe s  of   ai r  poll ution   gases .  The  f irst  on e  has  gr e enho us e  ef fect  par ti ci pates  an d  res ul t  i n  changin g  t he  cl i m at e,  and   the  sec ond  one  is  about  to xi c  gases  th rea te n  hum an  he al th  [3 ] .   M os t   ci ti es   world wide   suff er  f r om   i m po rtant  ai r  qual it y  pro blem s  pr od uced  f r om   the  bur ning  of  f os s il s  fu el s,   em itt ed  by   m arit i m e  and   ai r  trans port.  Ind us tria l  act ivit ie s  are  be hin d  t he  release   of   im po rtant   a m ou nt  of  C arbo n  m on ox ide  (C O) .t he  the rm al  power   plants   are  pro duci ng   heig ht  co nce ntrati on  of  Ca rbo ne  Di ox i de   (CO 2 ) ,   Su lf ur   dioxide   (S O 2 )  a nd   Nitro ge nous   Ox i de   (NOx)   [1 1 ] .   Mor occo   al s o  unde rgo  f r om   ai r  poll ution   due  to   industrial s  zo ne s  locat ed  in  bi g  ci ti es  especial ly   Ca sablanca,  Tan gier  a nd  Safi.   Ta ble  1 ,  Table  2  a nd  T able  3  pro vid e  detai ls   of   se ver al   fa ct or ie s,  power  therm al   plant s  and   ports  in   Moro cc o.  W e   no ti ce   that  pa nting,   ce m ent  and   m et al li c   pr od uctions   a re  the  m o st  ind us tria l  ac ti viti es  in  Moro cco ,  pa rtic ularly   in  big   ci ti e s  li ke  Ca sablanca  T ang ie r,   a nd  A gad i r.   In  ad di ti on ,  t her e  a re   five  im po rta nt  the rm al   pl ants  in  t he  c ountry,   pro du ci ng  el ect rici ty   by  the  us e  of  f os sil   f uel,  wh ic h  c ontrib ute  to   the   poll utio n  of  urba n  ai r   an d  carbo n  locat ed  i n  K eni tra, Casa blanca  and Sa fi [ 1 4 ].       Table  1.   Fact or ie s in  Mo r occo                   Na m e     Activ ity   City   Lon g itu d e   Latitud e   Altitu d e   Inten d ed  gas es   Lafarg e   Prod u ctio n  of   ce m en t   Cas ab lan ca   3 3 .55   - 7 ,53   17   PM2,5 /1 0   CO   SANACOB   Prod u ctio n  of   p ain tin g   Ag ad ir   3 0 .41   - 9 ,45   17   CFC   SO 2   ME T ALF ER   Metallic   Co n stru ctio n   Tang ier   3 5 .71   - 5 ,90   17   CO   SO 2   PM2,5 /1 0   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       Develo pm e nt  of  a  J ava - ba se d appli catio n  f or   envir onme nta l  remote …   ( Ba dr - ed din e  B oudri ki  S emlali   1983   Table  2.  T he r m al  p ow e r pla nts in  Mo ro cc o   Na m e   Ty p e   City   Lon g itu d e   Latitud e   Altitu d e   Inten d ed  gas   Ap p y - be   PTP   Moh a m ad ia   3 3 .86   - 7 ,43   15   CO 2   SO 2   NO 2   CH 4   JOR F - Al  Asf ar   PTP   Saf i   3 3 .10   - 8 ,63   17   Tkc - one   PTP   Ken itra   3 3 .20   - 6 ,56   17   CTC   PTP   Cas ab lan ca   3 3 .60   - 7 ,57   16   OCP   Ph o sp h ate  m in e   Kh o u ribg a   3 3 .11   - 8 ,60   15   PM  2 .5   PM  1 0   CO 2       Table  3.   Ports i n  Mo r occo   Na m e   Lon g itu d e   Latitud e   Altitu d e   Inten d ed  gas   Said ia po rt   3 5 .11   - 2 .29   17       CO 2   NO 2   SO 2   Tang erM ed  po rt   3 5 .88   - 5 ,49   17   Cas ab lan aca  p o rt   3 3 .57   - 7 ,74   13   Ag ad ir  Po rt   3 0 .42   - 9 ,64   5   Po rt  Jo rf  Asf ar   3 3 ,35   - 8 ,38   10       This  stu dy  trie s  to  sh ow  a  cl ear  correla ti on   betwee n  con ce ntrati on  of  ai r  po ll utio n  and   em i tt ing  or i gin s  in  Mo r occo.  These  pract ic es  are  based   upon  m on it or i ng   s om e  ga ses  li ke  CO 2 ,  NO 2 ,  C H 4   an d  Ozon e   su r rou nd i ng  in du st rial s  ci ti es  especial ly   Ca sablanca,  Tan gi er  an d  Sa fi.  We  will   stud y  an d  disc us s  4  sce nar i os   as foll ows.     5.1.   Scen ario   1: impac t of f actories i n  air  po ll ut i o n     Fact ori es  one   a  m ajo r  sour ce  of  ai r   poll ution,  th r ough   f os sil   f uel   e m issi on .  Em is sion s   inclu de   Ca rbon  Di ox i de   (CO )  a nd  M et han e  (CH 4).  In  Mo ro cc o  t he re  are   se ver al   facto ries  locat ed  in   Ca sabla nc a  an d  Tan gier  produ ci ng   a nd  pr oce ssing   m et al ,  plasti c,  cem ent  a nd  pai nting   pr oducts.  I n  the  m ap  belo w ,   Figure  8   and Fig ure  9 ,   we  ca n obser ve  h ig h de ns it y of CO 2   a nd CO  concent rati on  nearby t hese  in du st rial  areas.           Figure  8 .  CO 2   densi ti es o f  20 17 / 07 / 16   at  10 h  in   Mor occo with   plo t  of f act ori e s       Figure  9 .  CO d ensiti es of  2017/0 4/27   at   20h i n  Mor occo       5.2.   Scen ario   2: impac t of t hermal  po w er  plants in  a ir   po ll ut i on :   Burnin g  C oal  i n  a   po wer  pla nt   is  hi gh ly   po ll uting.  So m e  re su lt ing  poll uta nts  a re  s pecific   to  t he  ty pe  of   f uel  is  par t  of   the  c om bu sti on   proces s  or  is  relat ed  to  t he  desi gn   a nd   config ur at io n  of   the  plant.   A m ong  po ll uta nts  disc harge d  f ro m   po we r  plants  th ere  are  C O 2   a nd   N O 2 .  I n  M orocc o  we  ha ve   five  the rm al  plants   locat ed  i n  Keni tra,  Ca sabla nc a,  an d  K houri bga  ci ty .  T hey  pro duce  el ect ric it y  us ing  car bo n  or  f os sil   f uel   coal  energies.  I n  Fi gure  10   a nd  Fi gure  11 ,   we  no ti ce  an  im po rtant  de ns it y  of  C O 2 ,  NO 2   an d  C O  uppe r  tha n  m ai n  values  in  a reas  far   from  the p l ants z on es .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  9 , N o.   3 ,  June   201 9   :   1978   -   1986   1984       Figure  10 . C O 2   de ns it ie s of  2017 / 07 / 18   at  10 h  in   Mor occo with   PTP       Figure  11 . N O 2   de ns it ie s of  2017 / 04 / 27   at  10 h  in   Mor occo       5.3.   Scen ario   3: impac t of p ort a nd fishi n g vil lag e in  a ir  po ll u tion     In   ci ti es  near  por ts  a nd   c oasta l  areas  there  ar e  so urces  of  ai r   po ll utio n  as  w el l.  These  sour ces  are  sh i p  traff ic   a nd  fis hi ng   vill ages.  Figure  12   an d  Fi gure  13 ,  s hows   a  high  de ns it y  of   C O 2 ,  N O2,   an d   CO  gases   near  the po rts, es pe ci al ly  in  the m i dd le  c oast t hat  has  a n  im po rta nt d ai ly  m arit i m e transpo rt.           Figure  12 . C O 2   de ns it ie s of  2017 / 07 / 17  at  10 h  in   Mor occo with   plo t  of por ts       Figure  13 . Oz one  densi ti es   of  2017/0 4/27   at   20h  i n  Mor occo       5.4 .   Scen ario   4: Imp act o f  d ump in  air  po l lution :    Po ll utio n  due  to  garba ge  pr oc essing  is  si gnific ant  in  ci ti es  par ti cula rly   if  there  a re  no  appr opriat e   syst e m s  fo r  ga rb a ge  c ollec ti on .  It  is  on e   of  t he  po ll utio n  sources   beca us e   e m issi on s  af fe ct   directl y  the  hu m an  healt h.   In   M orocco   t her e  a re   te n  big   dum ps   locat ed  in  C asablanca ,  Ta ngie r,   a nd  Safi.   Near   t hese  dum ps   Figure  14   a nd  Figure  15   s hows hig h values  of CO , CO 2 , a nd NO 2   due to   bur ning  garbage .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       Develo pm e nt  of  a  J ava - ba se d appli catio n  f or   envir onme nta l  remote …   ( Ba dr - ed din e  B oudri ki  S emlali   1 985       Figure  14 . C O 2   de ns it ie s of  2017 / 05 / 4   at   21h i n  Mor occo  with   plo t  of dum ps       Figure  15 . C H 4   de ns it ie s of  2017 / 05 / 4   at   21h i n  Mor occo with   plo t  of dum ps       6.   CONCL US I O NS   En vironm ental   and   poll utio n  va riables  s hould   be  co nt inuousl y  m on it or e d  by  sat el li te s,  so   to   con t rib ute  to  preve ntin g  ci ti zens  a nd   asset s   from   env iro nm ental   disaste rs.   I n  this  pa pe r  we  fo c us e d  on   ai r  po ll utio n  m on i toring. In  this  s tud y  we  de vel op e d  a  rem ote  sensing  syst em   base d  on  data  from   po la r  sat el li te s   (Met Op)  a nd  geost at ion a ry  sat el li te s  (M et eosat)  us in g  EUMETC ast   serv ic e.   Dat a  wer e  ac quir ed   an d  processe d  with  a  Ja va - base d  a pp li cat ion.   A n  interact iv e  m ap  of   Mo ro cc o,   sho wing  real - tim e  values  of   env i ronm ental  and   po ll ution  dataset s  was  desig ne d  an d  dev el op e d  us i ng   Pyt hon  li braries.  Th e  ap pl ic at ion   i m ple m ented  sh ow  diff e ren t  locat ion s  of   i ndus t r ia ls  act ivit ie s,  and   relat ed  de ns it ie s  of   e m itted  gases.  The   app li cat io n  wa s  able  to  get  a nd   process  dat a  in  real  and   ne ar - real  tim e,   al so   visu al iz e  resu lt s  in  fig ures  an d  sp eci fic  c har ts .  Em issi on   fro m   these  areas ,   show s  on  t he   m ap,   m ay   aff ect   the  nei ghbo ri ng   z ones,   wh ic h  include  ci ti es  and   vill ages. Th ese  res ults  m a y  be  use d  by  de ci sion   m aker s  to  fi nd   a de qu at e  so luti on  to  a dap t  t o  the em itted poll ution   relat ed p otentia l p roble m s.       ACKN OWLE DGE MENT   The  aut hors  of   this  wo r k  are   thankfu l  to  V LIR - UOS  for  the  f ina ncial   suppo rt  prov i ded  within  the   pro j ect  ZE IN   2016Z 193 .       REFERE NCE S     [1]   El   Am ran i  C . ,  et  al . ,   “ Deve lopment  of  a  real - ti m e  urba n  remote  sensing  ini ti a ti v e  in  the   m edi terr ane an  reg ion  for  ea rl y   w arn in g   an d  m it igation  of   d isaste rs ,”   IE EE ,   p p.   2782 – 5 ,  201 2.     [2]   Sm it h  K .  R . ,  et   al . ,   “ Mill ions  Dea d:  How   D o  W e  Know   a nd  W hat   Does   It  Mea n ?   Met hods  Us ed  in  t h e   Com par at ive Ri s k  As sess m ent   of H ousehold  Air  P oll uti on ,”   Annu   Re v   Public   Heal th ,   vo l.  35 ,   pp.   1 85 – 206 ,  2014 .     [3]   Dewant i  D .   R . ,  et   al . ,   “ A  Minim um   Cloud  Cover   Mos ai c  Im age  Model  of  the   Op era t iona l   L and  I m age r  La nds at - 8  Multi te m pora l  D at a   using  Ti l e  b a sed ,”   Int J Elect r   Comput  Eng   ( IJE CE ),   vol .   8 ,   pp .   360 ,  2018.     [4]   Schulz   J . ,  e t  al . ,   “ Opera ti onal   c l imate   m onit orin g  from   spac e:   the   EUMETSAT  Sat el lite  Appli c at ion  Fac il i t y   on   Cli m at e   Monitor ing  (CM - SAF) ,”   At mos   Chem   Ph ys . ,   pp.   23 ,  2009 .     [5]   Am inou  D .  M .  A. ,   “ MS G Proje ct ,   ESA Director at e   of Eart h   Obs erv ation, ”   EST E C,   Noordw ij k ,   T he  Neth erlands.    [6]   EUMETCa st ,   “ EUM ET SA T ,”   Eumetsat . in t. ,   2018 .   Avail a ble   fro m :  htt ps:// ww w.e u m et sat. in t/ websit e/ hom e/ Dat a/ Da ta Del ive r y / EUMETCa st/ inde x . ht m l   [7]   Bo y nar d  A . ,  et   a l . ,   “ Mea surem en ts of   tot al   and  tr opospheric   ozon e  from   IA SI: c om par ison wi th  cor rel a ti ve  sat el l ite,   ground - base d  an d  ozone sonde   ob serva ti ons ,”   Atm ospheric  Chem   Phy s . ,   vol .   9 ,   pp .   6255 – 71 ,  2009.     [8]   Schm et z  J . ,  et  al . ,   “ An  Introducti on  to  Met eosa t  Second  Gene r at i on  (MS G) ,”   Bull  Am  Me te orol  S oc . ,   vol .   83 ,   pp .   977 – 92 ,  2002 .     [9]   El   Am ran i  C . ,  e t  al . ,   “ S y st em  ar chi t ec tur e  of  the  Medit err a ne an  Dial ogue  Ea r th  Obs erv at or y ,”   I EE E ,   p p.   600 – 3 ,  2013.   Avai la b le   from :  htt p: // i eee xplore . ie e e. org /d ocument/ 672122 8/   [10]   Chanda na   B .  S . ,  et  al . ,   “ Cluste r i ng  Algorit hm   C om bine d  with  H il l  C li m bing  for   Cla ss if icati on   of   Remote  Sensin g   Im age , ”   vol.  4 ,   p p.   8 ,  2014 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  9 , N o.   3 ,  June   201 9   :   1978   -   1986   1986   [11]   Dunca n  B .  N . ,  et  al . ,   “ Sate ll i te  dat a  of  at m ospheric   poll u ti on   for  U.S.  ai r  q ual ity   app li c atio ns:  Exa m ple s  of  appl i ca t ions,  sum m ary   of  d ata   end - user  reso urc es,   answers  to  FA Q s,  and  comm on  m is ta kes  to  avoi d ,”     At mos   Environ ,   vol.   94 ,   pp .   647 – 62 ,  2014 .     [12]   P y thon - visua li z a ti on/folium ,   “ Git Hub ,”   2018 .   Av ai l abl e   from :  ht t ps:// git hub . com/ p y thon -   visua li z at ion/ fo li um   [13]   Plott ing  da ta   o n  a  m ap  (Exam ple   Gall er y )   —   Basemap  Matpl ot li b  Tool ki t  1. 1. 0   docume nta ti on   [Inte rn et] .       Matpl otlib.org .   2 018  [cited   21  M a y   2018] .   A vaila ble   from :   htt ps:/ / m at plot li b . org/b ase m ap/ users/e x amples. html   [14]   Annuaire   d es  ent r epr ises  Maroc   -   Mor occ o  touri sm   and  tra v el -   locati on   ri ad   vo y age  [Int e rne t] .     Maroc - adr esses. com.  2018  [ ci t ed   21  Ma y   2018] .   Avail ab le   f rom : http: / /www . m aro c - adr esses. com/       B IOGRAP HI ES OF  A UTH ORS         Bad re dd ine  Bou driki  Semlal i  Bad r - eddin e :  was  born  in  T ang ie r,   Moro cc o. H e   obta in ed  his  B Sc   degr ee s  (2015)   from   Facul t y   Scie nc es  and  T ec hniqu es  of  T angi er ,   dep arte m ent   of  computer   engi gner ing  at   Abdelmam el   Essadi  Univer sit y . The n  he  go t  a  Master   (2017)  d egr ee s  in  Com p ute r  S y stem  and  Ne twork  engi gnir i ng  in  the   som e  fac ul t y . Curr entl y   h e  is  a  r ese arc her   in  big  d at a  ana l y t ical  of  Re m ent l y   sensing  ea rth  observ at or y . sp esc li sed  in  Rm ote   sensing  big  data  collecti ng,   storing  and   proc essing,   us ing  b ig   data tec hno lgi es   and cl oud   computing  t ec hn ique s .       Dr.   Ch aker  El  Amrani   is  Doctor   in  Mathe m at i ca l  Model li ng  a nd  Num eri ca l  Sim ula ti on  from   the  Univer sit y   of  L i ège ,   Be lgi um   (2001).   He  joi ned  Abdelmale k  Essaa di  Univer si t y ,   Morocc o  in  2003.   He  is  cur ren t l y  Chai r  of  th e  Com pute r  Enginee ring  Dep artm ent   at   th e  Fa cul t y   of  Sc ie nc e  and  Te chno log y ,   T a ngie r.   He  is  the  NA TO  Partne r  Countr y   Proj ect  Dire ct o r  of  a  rea l - ti m e  remot e   sensing  ini tiati v e  for  ea r l y   war ning  and  m it igation  of  disaste rs   and  epi d emics  in  M oroc co.   H e   le c ture s  distri bu te d  s y stems   and  is  pro m oti ng  High  Perform a nce   Com puti ng  educ ation  in  the  Univer sit y .   Dr.  El   Am ran i  joi ne d  in  2001  Tha les   Inform at ion  S y stems   Com pany   base d  in  Bruss el s,  and  worked   at B el gocon trol   as  A ir  Tr aff i c  Contro l  Software   E ng in ee r .       Siegfr i ed  Denys   is  a  profe ss o r  at   the   r ese arch  group  of  Sust ai n abl e  En erg y,   Air  and  W at e r  Te chno log y   of  t he  Univer si t y   of   Antwerp.   His  e xper ti se   is  m ai n l y   on  th e  d eve lo pm ent   and   use   of   computat ion al   m odel s  in   disci pl i nes  (ai r  purifica t ion  devi c es,   agr i cul tur e,   ch emical  engi ne eri ng  an d  food  conse rva tion  and  t ec hno l og y ) .   Th e  m ai n   foc us  of  his  c urre nt  r ese ar ch  is  sus ta ina bl e  a ir   purifi c at ion  usi ng  ei the r  adv an ce d,   emerg ing  t ec hnolog ie s  or  ec o - t ec hnolog ical  soluti ons  (using   m ic roorga nism s or  urba n   gre en .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.