simgear/environment/metar.cxx

   1 // metar interface class
   2 //
   3 // Written by Melchior FRANZ, started December 2003.
   4 //
   5 // Copyright (C) 2003  Melchior FRANZ - mfranz@aon.at
   6 //
   7 // This program is free software; you can redistribute it and/or
   8 // modify it under the terms of the GNU General Public License as
   9 // published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
  10 // License, or (at your option) any later version.
  11 //
  12 // This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  13 // WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15 // General Public License for more details.
  16 //
  17 // You should have received a copy of the GNU General Public License
  18 // along with this program; if not, write to the Free Software
  19 // Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301, USA.
  20 //
  21 // $Id$
  22
  23 /**
  24  * @file metar.cxx
  25  * Interface for encoded Meteorological Aerodrome Reports (METAR).
  26  */
  27 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  28 #  include <simgear_config.h>
  29 #endif
  30
  31 #include <string>
  32 #include <time.h>
  33 #include <cstring>
  34
  35 #include <simgear/io/sg_socket.hxx>
  36 #include <simgear/debug/logstream.hxx>
  37 #include <simgear/structure/exception.hxx>
  38
  39 #include "metar.hxx"
  40
  41 #define NaN SGMetarNaN
  42
  43 /**
  44  * The constructor takes a Metar string, or a four-letter ICAO code. In the
  45  * latter case the metar string is downloaded from
  46  * http://weather.noaa.gov/pub/data/observations/metar/stations/.
  47  * The constructor throws sg_io_exceptions on failure. The "METAR"
  48  * keyword has no effect (apart from incrementing the group counter
  49  * @a grpcount) and can be left away. A keyword "SPECI" is
  50  * likewise accepted.
  51  *
  52  * @param m     ICAO station id or metar string
  53  * @param proxy proxy host (optional; default: "")
  54  * @param port  proxy port (optional; default: "80")
  55  * @param auth  proxy authorization information (optional; default: "")
  56  *
  57  * @par Examples:
  58  * @code
  59  * SGMetar *m = new SGMetar("METAR KSFO 061656Z 19004KT 9SM SCT100 OVC200 08/03 A3013");
  60  * double t = m->getTemperature_F();
  61  * delete m;
  62  *
  63  * SGMetar n("KSFO", "proxy.provider.foo", "3128", "proxy-password");
  64  * double d = n.getDewpoint_C();
  65  * @endcode
  66  */
  67 SGMetar::SGMetar(const string& m, const string& proxy, const string& port,
  68                 const string& auth, const time_t time) :
  69         _grpcount(0),
  70         _x_proxy(false),
  71         _year(-1),
  72         _month(-1),
  73         _day(-1),
  74         _hour(-1),
  75         _minute(-1),
  76         _report_type(-1),
  77         _wind_dir(-1),
  78         _wind_speed(NaN),
  79         _gust_speed(NaN),
  80         _wind_range_from(-1),
  81         _wind_range_to(-1),
  82         _temp(NaN),
  83         _dewp(NaN),
  84         _pressure(NaN),
  85         _rain(false),
  86         _hail(false),
  87         _snow(false),
  88         _cavok(false)
  89 {
  90         if (m.length() == 4 && isalnum(m[0]) && isalnum(m[1]) && isalnum(m[2]) && isalnum(m[3])) {
  91                 for (int i = 0; i < 4; i++)
  92                         _icao[i] = toupper(m[i]);
  93                 _icao[4] = '\0';
  94                 _data = loadData(_icao, proxy, port, auth, time);
  95         } else {
  96                 _data = new char[m.length() + 2];       // make room for " \0"
  97                 strcpy(_data, m.c_str());
  98                 _url = _data;
  99         }
 100         normalizeData();
 101
 102         _m = _data;
 103         _icao[0] = '\0';
 104
 105         // NOAA preample
 106         if (!scanPreambleDate())
 107                 useCurrentDate();
 108         scanPreambleTime();
 109
 110         // METAR header
 111         scanType();
 112         if (!scanId() || !scanDate()) {
 113                 delete[] _data;
 114                 throw sg_io_exception("metar data bogus ", sg_location(_url));
 115         }
 116         scanModifier();
 117
 118         // base set
 119         scanWind();
 120         scanVariability();
 121         while (scanVisibility()) ;
 122         while (scanRwyVisRange()) ;
 123         while (scanWeather()) ;
 124         while (scanSkyCondition()) ;
 125         scanTemperature();
 126         scanPressure();
 127         while (scanSkyCondition()) ;
 128         while (scanRunwayReport()) ;
 129         scanWindShear();
 130
 131         // appendix
 132         while (scanColorState()) ;
 133         scanTrendForecast();
 134         while (scanRunwayReport()) ;
 135         scanRemainder();
 136         scanRemark();
 137
 138         if (_grpcount < 4) {
 139                 delete[] _data;
 140                 throw sg_io_exception("metar data incomplete ", sg_location(_url));
 141         }
 142
 143         _url = "";
 144 }
 145
 146
 147 /**
 148   * Clears lists and maps to discourage access after destruction.
 149   */
 150 SGMetar::~SGMetar()
 151 {
 152         _clouds.clear();
 153         _runways.clear();
 154         _weather.clear();
 155         delete[] _data;
 156 }
 157
 158
 159 void SGMetar::useCurrentDate()
 160 {
 161         struct tm now;
 162         time_t now_sec = time(0);
 163 #ifdef _WIN32
 164         now = *gmtime(&now_sec);
 165 #else
 166         gmtime_r(&now_sec, &now);
 167 #endif
 168         _year = now.tm_year + 1900;
 169         _month = now.tm_mon + 1;
 170 }
 171
 172
 173 /**
 174   * If called with "KSFO" loads data from
 175   * @code
 176   * http://weather.noaa.gov/pub/data/observations/metar/stations/KSFO.TXT.
 177   * @endcode
 178   * Throws sg_io_exception on failure. Gives up after waiting longer than 10 seconds.
 179   *
 180   * @param id four-letter ICAO Metar station code, e.g. "KSFO".
 181   * @param proxy proxy host (optional; default: "")
 182   * @param port  proxy port (optional; default: "80")
 183   * @param auth  proxy authorization information (optional; default: "")
 184   * @return pointer to Metar data string, allocated by new char[].
 185   * @see rfc2068.txt for proxy spec ("Proxy-Authorization")
 186   */
 187 char *SGMetar::loadData(const char *id, const string& proxy, const string& port,
 188                 const string& auth, time_t time)
 189 {
 190         const int buflen = 512;
 191         char buf[2 * buflen];
 192
 193         string metar_server = "weather.noaa.gov";
 194         string host = proxy.empty() ? metar_server : proxy;
 195         string path = "/pub/data/observations/metar/stations/";
 196
 197         path += string(id) + ".TXT";
 198         _url = "http://" + metar_server + path;
 199
 200         SGSocket *sock = new SGSocket(host, port.empty() ? "80" : port, "tcp");
 201         sock->set_timeout(10000);
 202         if (!sock->open(SG_IO_OUT)) {
 203                 delete sock;
 204                 throw sg_io_exception("cannot connect to ", sg_location(host));
 205         }
 206
 207         string get = "GET ";
 208         if (!proxy.empty())
 209                 get += "http://" + metar_server;
 210
 211         sprintf(buf, "%ld", time);
 212         get += path + " HTTP/1.0\015\012X-Time: " + buf + "\015\012";
 213         get += "Host: " + metar_server + "\015\012";
 214
 215         if (!auth.empty())
 216                 get += "Proxy-Authorization: " + auth + "\015\012";
 217
 218         get += "\015\012";
 219         sock->writestring(get.c_str());
 220
 221         int i;
 222
 223         // skip HTTP header
 224         while ((i = sock->readline(buf, buflen))) {
 225                 if (i <= 2 && isspace(buf[0]) && (!buf[1] || isspace(buf[1])))
 226                         break;
 227                 if (!strncmp(buf, "X-MetarProxy: ", 13))
 228                         _x_proxy = true;
 229         }
 230         if (i) {
 231                 i = sock->readline(buf, buflen);
 232                 if (i)
 233                         sock->readline(&buf[i], buflen);
 234         }
 235
 236         sock->close();
 237         delete sock;
 238
 239         char *b = buf;
 240         scanBoundary(&b);
 241         if (*b == '<')
 242                 throw sg_io_exception("no metar data available from ",
 243                                 sg_location(_url));
 244
 245         char *metar = new char[strlen(b) + 2];  // make room for " \0"
 246         strcpy(metar, b);
 247         return metar;
 248 }
 249
 250
 251 /**
 252   * Replace any number of subsequent spaces by just one space, and add
 253   * a trailing space. This makes scanning for things like "ALL RWY" easier.
 254   */
 255 void SGMetar::normalizeData()
 256 {
 257         char *src, *dest;
 258         for (src = dest = _data; (*dest++ = *src++); )
 259                 while (*src == ' ' && src[1] == ' ')
 260                         src++;
 261         for (dest--; isspace(*--dest); ) ;
 262         *++dest = ' ';
 263         *++dest = '\0';
 264 }
 265
 266
 267 // \d\d\d\d/\d\d/\d\d
 268 bool SGMetar::scanPreambleDate()
 269 {
 270         char *m = _m;
 271         int year, month, day;
 272         if (!scanNumber(&m, &year, 4))
 273                 return false;
 274         if (*m++ != '/')
 275                 return false;
 276         if (!scanNumber(&m, &month, 2))
 277                 return false;
 278         if (*m++ != '/')
 279                 return false;
 280         if (!scanNumber(&m, &day, 2))
 281                 return false;
 282         if (!scanBoundary(&m))
 283                 return false;
 284         _year = year;
 285         _month = month;
 286         _day = day;
 287         _m = m;
 288         return true;
 289 }
 290
 291
 292 // \d\d:\d\d
 293 bool SGMetar::scanPreambleTime()
 294 {
 295         char *m = _m;
 296         int hour, minute;
 297         if (!scanNumber(&m, &hour, 2))
 298                 return false;
 299         if (*m++ != ':')
 300                 return false;
 301         if (!scanNumber(&m, &minute, 2))
 302                 return false;
 303         if (!scanBoundary(&m))
 304                 return false;
 305         _hour = hour;
 306         _minute = minute;
 307         _m = m;
 308         return true;
 309 }
 310
 311
 312 // (METAR|SPECI)
 313 bool SGMetar::scanType()
 314 {
 315         if (strncmp(_m, "METAR ", 6) && strncmp(_m, "SPECI ", 6))
 316                 return false;
 317         _m += 6;
 318         _grpcount++;
 319         return true;
 320 }
 321
 322
 323 // [A-Z]{4}
 324 bool SGMetar::scanId()
 325 {
 326         char *m = _m;
 327         for (int i = 0; i < 4; m++, i++)
 328                 if (!(isalpha(*m) || isdigit(*m)))
 329                         return false;
 330         if (!scanBoundary(&m))
 331                 return false;
 332         strncpy(_icao, _m, 4);
 333         _icao[4] = '\0';
 334         _m = m;
 335         _grpcount++;
 336         return true;
 337 }
 338
 339
 340 // \d{6}Z
 341 bool SGMetar::scanDate()
 342 {
 343         char *m = _m;
 344         int day, hour, minute;
 345         if (!scanNumber(&m, &day, 2))
 346                 return false;
 347         if (!scanNumber(&m, &hour, 2))
 348                 return false;
 349         if (!scanNumber(&m, &minute, 2))
 350                 return false;
 351         if (*m++ != 'Z')
 352                 return false;
 353         if (!scanBoundary(&m))
 354                 return false;
 355         _day = day;
 356         _hour = hour;
 357         _minute = minute;
 358         _m = m;
 359         _grpcount++;
 360         return true;
 361 }
 362
 363
 364 // (NIL|AUTO|COR|RTD)
 365 bool SGMetar::scanModifier()
 366 {
 367         char *m = _m;
 368         int type;
 369         if (!strncmp(m, "NIL", 3)) {
 370                 _m += strlen(_m);
 371                 return true;
 372         }
 373         if (!strncmp(m, "AUTO", 4))                     // automatically generated
 374                 m += 4, type = AUTO;
 375         else if (!strncmp(m, "COR", 3))                 // manually corrected
 376                 m += 3, type = COR;
 377         else if (!strncmp(m, "RTD", 3))                 // routine delayed
 378                 m += 3, type = RTD;
 379         else
 380                 return false;
 381         if (!scanBoundary(&m))
 382                 return false;
 383         _report_type = type;
 384         _m = m;
 385         _grpcount++;
 386         return true;
 387 }
 388
 389
 390 // (\d{3}|VRB)\d{1,3}(G\d{2,3})?(KT|KMH|MPS)
 391 bool SGMetar::scanWind()
 392 {
 393         char *m = _m;
 394         int dir;
 395         if (!strncmp(m, "VRB", 3))
 396                 m += 3, dir = -1;
 397         else if (!scanNumber(&m, &dir, 3))
 398                 return false;
 399
 400         int i;
 401         if (!scanNumber(&m, &i, 2, 3))
 402                 return false;
 403         double speed = i;
 404
 405         double gust = NaN;
 406         if (*m == 'G') {
 407                 m++;
 408                 if (!scanNumber(&m, &i, 2, 3))
 409                         return false;
 410                 gust = i;
 411         }
 412         double factor;
 413         if (!strncmp(m, "KT", 2))
 414                 m += 2, factor = SG_KT_TO_MPS;
 415         else if (!strncmp(m, "KMH", 3))
 416                 m += 3, factor = SG_KMH_TO_MPS;
 417         else if (!strncmp(m, "KPH", 3))         // ??
 418                 m += 3, factor = SG_KMH_TO_MPS;
 419         else if (!strncmp(m, "MPS", 3))
 420                 m += 3, factor = 1.0;
 421         else
 422                 return false;
 423         if (!scanBoundary(&m))
 424                 return false;
 425         _m = m;
 426         _wind_dir = dir;
 427         _wind_speed = speed * factor;
 428         if (gust != NaN)
 429                 _gust_speed = gust * factor;
 430         _grpcount++;
 431         return true;
 432 }
 433
 434
 435 // \d{3}V\d{3}
 436 bool SGMetar::scanVariability()
 437 {
 438         char *m = _m;
 439         int from, to;
 440         if (!scanNumber(&m, &from, 3))
 441                 return false;
 442         if (*m++ != 'V')
 443                 return false;
 444         if (!scanNumber(&m, &to, 3))
 445                 return false;
 446         if (!scanBoundary(&m))
 447                 return false;
 448         _m = m;
 449         _wind_range_from = from;
 450         _wind_range_to = to;
 451         _grpcount++;
 452         return true;
 453 }
 454
 455
 456 bool SGMetar::scanVisibility()
 457 // TODO: if only directed vis are given, do still set min/max
 458 {
 459         if (!strncmp(_m, "//// ", 5)) {         // spec compliant?
 460                 _m += 5;
 461                 _grpcount++;
 462                 return true;
 463         }
 464
 465         char *m = _m;
 466         double distance;
 467         int i, dir = -1;
 468         int modifier = SGMetarVisibility::EQUALS;
 469 // \d{4}(N|NE|E|SE|S|SW|W|NW)?
 470         if (scanNumber(&m, &i, 4)) {
 471                 if( strncmp( m, "NDV",3 ) == 0 ) {
 472                         m+=3; // tolerate NDV (no directional validation)
 473                 } else if (*m == 'E') {
 474                         m++, dir = 90;
 475                 } else if (*m == 'W') {
 476                         m++, dir = 270;
 477                 } else if (*m == 'N') {
 478                         m++;
 479                         if (*m == 'E')
 480                                 m++, dir = 45;
 481                         else if (*m == 'W')
 482                                 m++, dir = 315;
 483                         else
 484                                 dir = 0;
 485                 } else if (*m == 'S') {
 486                         m++;
 487                         if (*m == 'E')
 488                                 m++, dir = 135;
 489                         else if (*m == 'W')
 490                                 m++, dir = 225;
 491                         else
 492                                 dir = 180;
 493                 }
 494                 if (i == 0)
 495                         i = 50, modifier = SGMetarVisibility::LESS_THAN;
 496                 else if (i == 9999)
 497                         i++, modifier = SGMetarVisibility::GREATER_THAN;
 498                 distance = i;
 499         } else {
 500 // M?(\d{1,2}|\d{1,2}/\d{1,2}|\d{1,2} \d{1,2}/\d{1,2})(SM|KM)
 501                 if (*m == 'M')
 502                         m++, modifier = SGMetarVisibility::LESS_THAN;
 503
 504                 if (!scanNumber(&m, &i, 1, 2))
 505                         return false;
 506                 distance = i;
 507
 508                 if (*m == '/') {
 509                         m++;
 510                         if (!scanNumber(&m, &i, 1, 2))
 511                                 return false;
 512                         distance /= i;
 513                 } else if (*m == ' ') {
 514                         m++;
 515                         int denom;
 516                         if (!scanNumber(&m, &i, 1, 2))
 517                                 return false;
 518                         if (*m++ != '/')
 519                                 return false;
 520                         if (!scanNumber(&m, &denom, 1, 2))
 521                                 return false;
 522                         distance += (double)i / denom;
 523                 }
 524
 525                 if (!strncmp(m, "SM", 2))
 526                         distance *= SG_SM_TO_METER, m += 2;
 527                 else if (!strncmp(m, "KM", 2))
 528                         distance *= 1000, m += 2;
 529                 else
 530                         return false;
 531         }
 532         if (!scanBoundary(&m))
 533                 return false;
 534
 535         SGMetarVisibility *v;
 536         if (dir != -1)
 537                 v = &_dir_visibility[dir / 45];
 538         else if (_min_visibility._distance == NaN)
 539                 v = &_min_visibility;
 540         else
 541                 v = &_max_visibility;
 542
 543         v->_distance = distance;
 544         v->_modifier = modifier;
 545         v->_direction = dir;
 546         _m = m;
 547         _grpcount++;
 548         return true;
 549 }
 550
 551
 552 // R\d\d[LCR]?/([PM]?\d{4}V)?[PM]?\d{4}(FT)?[DNU]?
 553 bool SGMetar::scanRwyVisRange()
 554 {
 555         char *m = _m;
 556         int i;
 557         SGMetarRunway r;
 558         if (*m++ != 'R')
 559                 return false;
 560         if (!scanNumber(&m, &i, 2))
 561                 return false;
 562         if (*m == 'L' || *m == 'C' || *m == 'R')
 563                 m++;
 564
 565         char id[4];
 566         strncpy(id, _m + 1, i = m - _m - 1);
 567         id[i] = '\0';
 568
 569         if (*m++ != '/')
 570                 return false;
 571
 572         int from, to;
 573         if (*m == 'P')
 574                 m++, r._min_visibility._modifier = SGMetarVisibility::GREATER_THAN;
 575         else if (*m == 'M')
 576                 m++, r._min_visibility._modifier = SGMetarVisibility::LESS_THAN;
 577         if (!scanNumber(&m, &from, 4))
 578                 return false;
 579         if (*m == 'V') {
 580                 m++;
 581                 if (*m == 'P')
 582                         m++, r._max_visibility._modifier = SGMetarVisibility::GREATER_THAN;
 583                 else if (*m == 'M')
 584                         m++, r._max_visibility._modifier = SGMetarVisibility::LESS_THAN;
 585                 if (!scanNumber(&m, &to, 4))
 586                         return false;
 587         } else
 588                 to = from;
 589
 590         if (!strncmp(m, "FT", 2)) {
 591                 from = int(from * SG_FEET_TO_METER);
 592                 to = int(to * SG_FEET_TO_METER);
 593                 m += 2;
 594         }
 595         r._min_visibility._distance = from;
 596         r._max_visibility._distance = to;
 597
 598         if (*m == '/')                                  // this is not in the spec!
 599                 *m++;
 600         if (*m == 'D')
 601                 m++, r._min_visibility._tendency = SGMetarVisibility::DECREASING;
 602         else if (*m == 'N')
 603                 m++, r._min_visibility._tendency = SGMetarVisibility::STABLE;
 604         else if (*m == 'U')
 605                 m++, r._min_visibility._tendency = SGMetarVisibility::INCREASING;
 606
 607         if (!scanBoundary(&m))
 608                 return false;
 609         _m = m;
 610
 611         _runways[id]._min_visibility = r._min_visibility;
 612         _runways[id]._max_visibility = r._max_visibility;
 613         _grpcount++;
 614         return true;
 615 }
 616
 617
 618 static const struct Token special[] = {
 619         { "NSW",  "no significant weather" },
 620         { "VCSH", "showers in the vicinity" },
 621         { "VCTS", "thunderstorm in the vicinity" },
 622         { 0, 0 }
 623 };
 624
 625
 626 static const struct Token description[] = {
 627         { "SH", "showers of" },
 628         { "TS", "thunderstorm with" },
 629         { "BC", "patches of" },
 630         { "BL", "blowing" },
 631         { "DR", "low drifting" },
 632         { "FZ", "freezing" },
 633         { "MI", "shallow" },
 634         { "PR", "partial" },
 635         { 0, 0 }
 636 };
 637
 638
 639 static const struct Token phenomenon[] = {
 640         { "DZ",   "drizzle" },
 641         { "GR",   "hail" },
 642         { "GS",   "small hail and/or snow pellets" },
 643         { "IC",   "ice crystals" },
 644         { "PE",   "ice pellets" },
 645         { "RA",   "rain" },
 646         { "SG",   "snow grains" },
 647         { "SN",   "snow" },
 648         { "UP",   "unknown precipitation" },
 649         { "BR",   "mist" },
 650         { "DU",   "widespread dust" },
 651         { "FG",   "fog" },
 652         { "FGBR", "fog bank" },
 653         { "FU",   "smoke" },
 654         { "HZ",   "haze" },
 655         { "PY",   "spray" },
 656         { "SA",   "sand" },
 657         { "VA",   "volcanic ash" },
 658         { "DS",   "duststorm" },
 659         { "FC",   "funnel cloud/tornado waterspout" },
 660         { "PO",   "well-developed dust/sand whirls" },
 661         { "SQ",   "squalls" },
 662         { "SS",   "sandstorm" },
 663         { "UP",   "unknown" },  // ... due to failed automatic acquisition
 664         { 0, 0 }
 665 };
 666
 667
 668 // (+|-|VC)?(NSW|MI|PR|BC|DR|BL|SH|TS|FZ)?((DZ|RA|SN|SG|IC|PE|GR|GS|UP){0,3})(BR|FG|FU|VA|DU|SA|HZ|PY|PO|SQ|FC|SS|DS){0,3}
 669 bool SGMetar::scanWeather()
 670 {
 671         char *m = _m;
 672         string weather;
 673         const struct Token *a;
 674         if ((a = scanToken(&m, special))) {
 675                 if (!scanBoundary(&m))
 676                         return false;
 677                 _weather.push_back(a->text);
 678                 _m = m;
 679                 return true;
 680         }
 681
 682         string pre, post;
 683         int intensity = 0;
 684         if (*m == '-')
 685                 m++, pre = "light ", intensity = 1;
 686         else if (*m == '+')
 687                 m++, pre = "heavy ", intensity = 3;
 688         else if (!strncmp(m, "VC", 2))
 689                 m += 2, post = "in the vicinity ";
 690         else
 691                 pre = "moderate ", intensity = 2;
 692
 693         int i;
 694         for (i = 0; i < 3; i++) {
 695                 if (!(a = scanToken(&m, description)))
 696                         break;
 697                 weather += string(a->text) + " ";
 698         }
 699         for (i = 0; i < 3; i++) {
 700                 if (!(a = scanToken(&m, phenomenon)))
 701                         break;
 702                 weather += string(a->text) + " ";
 703                 if (!strcmp(a->id, "RA"))
 704                         _rain = intensity;
 705                 else if (!strcmp(a->id, "HA"))
 706                         _hail = intensity;
 707                 else if (!strcmp(a->id, "SN"))
 708                         _snow = intensity;
 709         }
 710         if (!weather.length())
 711                 return false;
 712         if (!scanBoundary(&m))
 713                 return false;
 714         _m = m;
 715         weather = pre + weather + post;
 716         weather.erase(weather.length() - 1);
 717         _weather.push_back(weather);
 718         _grpcount++;
 719         return true;
 720 }
 721
 722
 723 static const struct Token cloud_types[] = {
 724         { "AC",    "altocumulus" },
 725         { "ACC",   "altocumulus castellanus" },
 726         { "ACSL",  "altocumulus standing lenticular" },
 727         { "AS",    "altostratus" },
 728         { "CB",    "cumulonimbus" },
 729         { "CBMAM", "cumulonimbus mammatus" },
 730         { "CC",    "cirrocumulus" },
 731         { "CCSL",  "cirrocumulus standing lenticular" },
 732         { "CI",    "cirrus" },
 733         { "CS",    "cirrostratus" },
 734         { "CU",    "cumulus" },
 735         { "CUFRA", "cumulus fractus" },
 736         { "NS",    "nimbostratus" },
 737         { "SAC",   "stratoaltocumulus" },               // guessed
 738         { "SC",    "stratocumulus" },
 739         { "SCSL",  "stratocumulus standing lenticular" },
 740         { "ST",    "stratus" },
 741         { "STFRA", "stratus fractus" },
 742         { "TCU",   "towering cumulus" },
 743         { 0, 0 }
 744 };
 745
 746
 747 // (FEW|SCT|BKN|OVC|SKC|CLR|CAVOK|VV)([0-9]{3}|///)?[:cloud_type:]?
 748 bool SGMetar::scanSkyCondition()
 749 {
 750         char *m = _m;
 751         int i;
 752         SGMetarCloud cl;
 753
 754         if (!strncmp(m, "//////", 6)) {
 755                 m += 6;
 756                 if (!scanBoundary(&m))
 757                         return false;
 758                 _m = m;
 759                 return true;
 760         }
 761
 762         if (!strncmp(m, "CLR", i = 3)                           // clear
 763                         || !strncmp(m, "SKC", i = 3)            // sky clear
 764                         || !strncmp(m, "NSC", i = 3)            // no significant clouds
 765                         || !strncmp(m, "CAVOK", i = 5)) {       // ceiling and visibility OK (implies 9999)
 766                 m += i;
 767                 if (!scanBoundary(&m))
 768                         return false;
 769
 770                 if (i == 3) {
 771                         cl._coverage = 0;
 772                         _clouds.push_back(cl);
 773                 } else {
 774                         _cavok = true;
 775                 }
 776                 _m = m;
 777                 return true;
 778         }
 779
 780         if (!strncmp(m, "VV", i = 2))                           // vertical visibility
 781                 ;
 782         else if (!strncmp(m, "FEW", i = 3))
 783                 cl._coverage = 1;
 784         else if (!strncmp(m, "SCT", i = 3))
 785                 cl._coverage = 2;
 786         else if (!strncmp(m, "BKN", i = 3))
 787                 cl._coverage = 3;
 788         else if (!strncmp(m, "OVC", i = 3))
 789                 cl._coverage = 4;
 790         else
 791                 return false;
 792         m += i;
 793
 794         if (!strncmp(m, "///", 3))      // vis not measurable (e.g. because of heavy snowing)
 795                 m += 3, i = -1;
 796         else if (scanBoundary(&m)) {
 797                 _m = m;
 798                 return true;                            // ignore single OVC/BKN/...
 799         } else if (!scanNumber(&m, &i, 3))
 800                 i = -1;
 801
 802         if (cl._coverage == -1) {
 803                 if (!scanBoundary(&m))
 804                         return false;
 805                 if (i == -1)                    // 'VV///'
 806                         _vert_visibility._modifier = SGMetarVisibility::NOGO;
 807                 else
 808                         _vert_visibility._distance = i * 100 * SG_FEET_TO_METER;
 809                 _m = m;
 810                 return true;
 811         }
 812
 813         if (i != -1)
 814                 cl._altitude = i * 100 * SG_FEET_TO_METER;
 815
 816         const struct Token *a;
 817         if ((a = scanToken(&m, cloud_types))) {
 818                 cl._type = a->id;
 819                 cl._type_long = a->text;
 820         }
 821         if (!scanBoundary(&m))
 822                 return false;
 823         _clouds.push_back(cl);
 824         _m = m;
 825         _grpcount++;
 826         return true;
 827 }
 828
 829
 830 // M?[0-9]{2}/(M?[0-9]{2})?            (spec)
 831 // (M?[0-9]{2}|XX)/(M?[0-9]{2}|XX)?    (Namibia)
 832 bool SGMetar::scanTemperature()
 833 {
 834         char *m = _m;
 835         int sign = 1, temp, dew;
 836         if (!strncmp(m, "XX/XX", 5)) {          // not spec compliant!
 837                 _m += 5;
 838                 return scanBoundary(&_m);
 839         }
 840
 841         if (*m == 'M')
 842                 m++, sign = -1;
 843         if (!scanNumber(&m, &temp, 2))
 844                 return false;
 845         temp *= sign;
 846
 847         if (*m++ != '/')
 848                 return false;
 849         if (!scanBoundary(&m)) {
 850                 if (!strncmp(m, "XX", 2))       // not spec compliant!
 851                         m += 2, sign = 0, dew = temp;
 852                 else {
 853                         sign = 1;
 854                         if (*m == 'M')
 855                                 m++, sign = -1;
 856                         if (!scanNumber(&m, &dew, 2))
 857                                 return false;
 858                 }
 859                 if (!scanBoundary(&m))
 860                         return false;
 861                 if (sign)
 862                         _dewp = sign * dew;
 863         }
 864         _temp = temp;
 865         _m = m;
 866         _grpcount++;
 867         return true;
 868 }
 869
 870
 871 double SGMetar::getRelHumidity() const
 872 {
 873         if (_temp == NaN || _dewp == NaN)
 874                 return NaN;
 875         double dewp = pow(10.0, 7.5 * _dewp / (237.7 + _dewp));
 876         double temp = pow(10.0, 7.5 * _temp / (237.7 + _temp));
 877         return dewp * 100 / temp;
 878 }
 879
 880
 881 // [AQ]\d{4}             (spec)
 882 // [AQ]\d{2}(\d{2}|//)   (Namibia)
 883 bool SGMetar::scanPressure()
 884 {
 885         char *m = _m;
 886         double factor;
 887         int press, i;
 888
 889         if (*m == 'A')
 890                 factor = SG_INHG_TO_PA / 100;
 891         else if (*m == 'Q')
 892                 factor = 100;
 893         else
 894                 return false;
 895         m++;
 896         if (!scanNumber(&m, &press, 2))
 897                 return false;
 898         press *= 100;
 899         if (!strncmp(m, "//", 2))       // not spec compliant!
 900                 m += 2;
 901         else if (scanNumber(&m, &i, 2))
 902                 press += i;
 903         else
 904                 return false;
 905         if (!scanBoundary(&m))
 906                 return false;
 907         _pressure = press * factor;
 908         _m = m;
 909         _grpcount++;
 910         return true;
 911 }
 912
 913
 914 static const char *runway_deposit[] = {
 915         "clear and dry",
 916         "damp",
 917         "wet or puddles",
 918         "frost",
 919         "dry snow",
 920         "wet snow",
 921         "slush",
 922         "ice",
 923         "compacted snow",
 924         "frozen ridges"
 925 };
 926
 927
 928 static const char *runway_deposit_extent[] = {
 929         0, "1-10%", "11-25%", 0, 0, "26-50%", 0, 0, 0, "51-100%"
 930 };
 931
 932
 933 static const char *runway_friction[] = {
 934         0,
 935         "poor braking action",
 936         "poor/medium braking action",
 937         "medium braking action",
 938         "medium/good braking action",
 939         "good braking action",
 940         0, 0, 0,
 941         "friction: unreliable measurement"
 942 };
 943
 944
 945 // \d\d(CLRD|[\d/]{4})(\d\d|//)
 946 bool SGMetar::scanRunwayReport()
 947 {
 948         char *m = _m;
 949         int i;
 950         char id[4];
 951         SGMetarRunway r;
 952
 953         if (!scanNumber(&m, &i, 2))
 954                 return false;
 955         if (i == 88)
 956                 strcpy(id, "ALL");
 957         else if (i == 99)
 958                 strcpy(id, "REP");              // repetition of previous report
 959         else if (i >= 50) {
 960                 i -= 50;
 961                 id[0] = i / 10 + '0', id[1] = i % 10 + '0', id[2] = 'R', id[3] = '\0';
 962         } else
 963                 id[0] = i / 10 + '0', id[1] = i % 10 + '0', id[2] = '\0';
 964
 965         if (!strncmp(m, "CLRD", 4)) {
 966                 m += 4;                                                 // runway cleared
 967                 r._deposit_string = "cleared";
 968         } else {
 969                 if (scanNumber(&m, &i, 1)) {
 970                         r._deposit = i;
 971                         r._deposit_string = runway_deposit[i];
 972                 } else if (*m == '/')
 973                         m++;
 974                 else
 975                         return false;
 976
 977                 if (*m == '1' || *m == '2' || *m == '5' || *m == '9') { // extent of deposit
 978                         r._extent = *m - '0';
 979                         r._extent_string = runway_deposit_extent[*m - '0'];
 980                 } else if (*m != '/')
 981                         return false;
 982
 983                 m++;
 984                 i = -1;
 985                 if (!strncmp(m, "//", 2))
 986                         m += 2;
 987                 else if (!scanNumber(&m, &i, 2))
 988                         return false;
 989
 990                 if (i == 0)
 991                         r._depth = 0.0005;                              // < 1 mm deep (let's say 0.5 :-)
 992                 else if (i > 0 && i <= 90)
 993                         r._depth = i / 1000.0;                          // i mm deep
 994                 else if (i >= 92 && i <= 98)
 995                         r._depth = (i - 90) / 20.0;
 996                 else if (i == 99)
 997                         r._comment = "runway not in use";
 998                 else if (i == -1)                                       // no depth given ("//")
 999                         ;
1000                 else
1001                         return false;
1002         }
1003         i = -1;
1004         if (m[0] == '/' && m[1] == '/')
1005                 m += 2;
1006         else if (!scanNumber(&m, &i, 2))
1007                 return false;
1008         if (i >= 1 && i < 90) {
1009                 r._friction = i / 100.0;
1010         } else if ((i >= 91 && i <= 95) || i == 99) {
1011                 r._friction_string = runway_friction[i - 90];
1012         }
1013         if (!scanBoundary(&m))
1014                 return false;
1015
1016         _runways[id]._deposit = r._deposit;
1017         _runways[id]._deposit_string = r._deposit_string;
1018         _runways[id]._extent = r._extent;
1019         _runways[id]._extent_string = r._extent_string;
1020         _runways[id]._depth = r._depth;
1021         _runways[id]._friction = r._friction;
1022         _runways[id]._friction_string = r._friction_string;
1023         _runways[id]._comment = r._comment;
1024         _m = m;
1025         _grpcount++;
1026         return true;
1027 }
1028
1029
1030 // WS (ALL RWYS?|RWY ?\d\d[LCR]?)?
1031 bool SGMetar::scanWindShear()
1032 {
1033         char *m = _m;
1034         if (strncmp(m, "WS", 2))
1035                 return false;
1036         m += 2;
1037         if (!scanBoundary(&m))
1038                 return false;
1039
1040         if (!strncmp(m, "ALL", 3)) {
1041                 m += 3;
1042                 if (!scanBoundary(&m))
1043                         return false;
1044                 if (strncmp(m, "RWY", 3))
1045                         return false;
1046                 m += 3;
1047                 if (*m == 'S')
1048                         m++;
1049                 if (!scanBoundary(&m))
1050                         return false;
1051                 _runways["ALL"]._wind_shear = true;
1052                 _m = m;
1053                 return true;
1054         }
1055
1056         char id[4], *mm;
1057         int i, cnt;
1058         for (cnt = 0;; cnt++) {                 // ??
1059                 if (strncmp(m, "RWY", 3))
1060                         break;
1061                 m += 3;
1062                 scanBoundary(&m);
1063                 mm = m;
1064                 if (!scanNumber(&m, &i, 2))
1065                         return false;
1066                 if (*m == 'L' || *m == 'C' || *m == 'R')
1067                         m++;
1068                 strncpy(id, mm, i = m - mm);
1069                 id[i] = '\0';
1070                 if (!scanBoundary(&m))
1071                         return false;
1072                 _runways[id]._wind_shear = true;
1073         }
1074         if (!cnt)
1075                 _runways["ALL"]._wind_shear = true;
1076         _m = m;
1077         return true;
1078 }
1079
1080
1081 bool SGMetar::scanTrendForecast()
1082 {
1083         char *m = _m;
1084         if (strncmp(m, "NOSIG", 5))
1085                 return false;
1086
1087         m += 5;
1088         if (!scanBoundary(&m))
1089                 return false;
1090         _m = m;
1091         return true;
1092 }
1093
1094
1095 // (BLU|WHT|GRN|YLO|AMB|RED)
1096 static const struct Token colors[] = {
1097         { "BLU", "Blue" },      // 2500 ft,  8.0 km
1098         { "WHT", "White" },     // 1500 ft,  5.0 km
1099         { "GRN", "Green" },     //  700 ft,  3.7 km
1100         { "YLO", "Yellow" },    //  300 ft,  1.6 km
1101         { "AMB", "Amber" },     //  200 ft,  0.8 km
1102         { "RED", "Red" },       // <200 ft, <0.8 km
1103         { 0, 0 }
1104 };
1105
1106
1107 bool SGMetar::scanColorState()
1108 {
1109         char *m = _m;
1110         const struct Token *a;
1111         if (!(a = scanToken(&m, colors)))
1112                 return false;
1113         if (!scanBoundary(&m))
1114                 return false;
1115         //printf(Y"Code %s\n"N, a->text);
1116         _m = m;
1117         return true;
1118 }
1119
1120
1121 bool SGMetar::scanRemark()
1122 {
1123         if (strncmp(_m, "RMK", 3))
1124                 return false;
1125         _m += 3;
1126         if (!scanBoundary(&_m))
1127                 return false;
1128
1129         while (*_m) {
1130                 if (!scanRunwayReport()) {
1131                         while (*_m && !isspace(*_m))
1132                                 _m++;
1133                         scanBoundary(&_m);
1134                 }
1135         }
1136         return true;
1137 }
1138
1139
1140 bool SGMetar::scanRemainder()
1141 {
1142         char *m = _m;
1143         if (!(strncmp(m, "NOSIG", 5))) {
1144                 m += 5;
1145                 if (scanBoundary(&m))
1146                         _m = m; //_comment.push_back("No significant tendency");
1147         }
1148
1149         if (!scanBoundary(&m))
1150                 return false;
1151         _m = m;
1152         return true;
1153 }
1154
1155
1156 bool SGMetar::scanBoundary(char **s)
1157 {
1158         if (**s && !isspace(**s))
1159                 return false;
1160         while (isspace(**s))
1161                 (*s)++;
1162         return true;
1163 }
1164
1165
1166 int SGMetar::scanNumber(char **src, int *num, int min, int max)
1167 {
1168         int i;
1169         char *s = *src;
1170         *num = 0;
1171         for (i = 0; i < min; i++) {
1172                 if (!isdigit(*s))
1173                         return 0;
1174                 else
1175                         *num = *num * 10 + *s++ - '0';
1176         }
1177         for (; i < max && isdigit(*s); i++)
1178                 *num = *num * 10 + *s++ - '0';
1179         *src = s;
1180         return i;
1181 }
1182
1183
1184 // find longest match of str in list
1185 const struct Token *SGMetar::scanToken(char **str, const struct Token *list)
1186 {
1187         const struct Token *longest = 0;
1188         int maxlen = 0, len;
1189         const char *s;
1190         for (int i = 0; (s = list[i].id); i++) {
1191                 len = strlen(s);
1192                 if (!strncmp(s, *str, len) && len > maxlen) {
1193                         maxlen = len;
1194                         longest = &list[i];
1195                 }
1196         }
1197         *str += maxlen;
1198         return longest;
1199 }
1200
1201
1202 void SGMetarCloud::set(double alt, int cov)
1203 {
1204         _altitude = alt;
1205         if (cov != -1)
1206                 _coverage = cov;
1207 }
1208
1209
1210 void SGMetarVisibility::set(double dist, int dir, int mod, int tend)
1211 {
1212         _distance = dist;
1213         if (dir != -1)
1214                 _direction = dir;
1215         if (mod != -1)
1216                 _modifier = mod;
1217         if (tend != 1)
1218                 _tendency = tend;
1219 }
1220
1221 #undef NaN