寧夏氣象業(yè)務(wù)內(nèi)網(wǎng)的功能與實(shí)現(xiàn)

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1、寧夏氣象業(yè)務(wù)內(nèi)網(wǎng)的功能與實(shí)現(xiàn)李新慶衛(wèi)建國單新蘭馮瑞萍中國氣象局旱區(qū)特色農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警與風(fēng)險(xiǎn)管理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室寧夏氣象防災(zāi)減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建氣象業(yè)務(wù)N網(wǎng)，形成寧夏氣象行業(yè)N部統(tǒng)一的數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺，是寧夏全區(qū)氣象信息化建設(shè)的重要任務(wù)之一。本文首先描述了系統(tǒng)建設(shè)思路、總體架構(gòu)、功能結(jié)構(gòu)，然后對氣象元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)收集和處理、數(shù)據(jù)存儲以及數(shù)據(jù)可視化等關(guān)鍵技術(shù)作了闡述。最后，基于上述關(guān)鍵技術(shù)對寧夏氣象業(yè)務(wù)內(nèi)網(wǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。0前，該系統(tǒng)己開始試運(yùn)行，運(yùn)行效果良好，能夠?qū)幭臍庀髽I(yè)務(wù)起到一定支撐作用。關(guān)鍵詞：

2、氣象業(yè)務(wù);數(shù)據(jù)共享;元數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)可視化;寧夏;針對寧夏氣象業(yè)務(wù)內(nèi)網(wǎng)建設(shè)任務(wù)要求，首先對寧夏氣象業(yè)務(wù)內(nèi)網(wǎng)系統(tǒng)的總體框架設(shè)計(jì)和各功能模塊進(jìn)行闡述。其次，對寧夏本地各類氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行梳理，數(shù)據(jù)存儲標(biāo)準(zhǔn)在嚴(yán)格遵循CIMISS系統(tǒng)規(guī)范的前提下進(jìn)行木地化擴(kuò)充，制定木IX氣象資料共享服務(wù)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，在此基礎(chǔ)上建立寧夏氣象綜合數(shù)據(jù)庫，并按照業(yè)務(wù)邏輯進(jìn)行劃分，形成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、業(yè)務(wù)產(chǎn)品庫和服務(wù)產(chǎn)品庫，通過提取、轉(zhuǎn)換和加載(extractiontransformationloading,ETL)技術(shù)實(shí)現(xiàn)氣象數(shù)據(jù)的集約整合，為寧

3、夏氣象業(yè)務(wù)內(nèi)網(wǎng)提供數(shù)據(jù)支撐。為改善對非結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的存儲和訪問效率，提出了釆用開源Hadoop平臺的HDFS分布式文件存儲非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，充分利用分布式集群的存儲能力，完成海量氣象數(shù)據(jù)的存儲和處理，從而保證各類氣象業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的存儲和檢索效率。最后，采用Bootstrap響應(yīng)式；框架設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)寧夏氣象業(yè)務(wù)內(nèi)網(wǎng)，并結(jié)合開源WebGIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)氣象數(shù)據(jù)的可視化，為區(qū)內(nèi)行業(yè)用戶提供氣象數(shù)據(jù)在線共享和可視化服務(wù)。1總體設(shè)計(jì)寧夏氣象業(yè)務(wù)內(nèi)網(wǎng)以CTMTSS系統(tǒng)和寧夏綜合數(shù)據(jù)庫(基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、業(yè)務(wù)產(chǎn)品庫和服務(wù)產(chǎn)品庫)為數(shù)據(jù)源，以虛擬

4、化服務(wù)器為硬件支撐，系統(tǒng)采用B/S體系架構(gòu)，基于WebG1S可視化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)氣象實(shí)吋、歷史數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)產(chǎn)品的集中展示,并提供業(yè)務(wù)管理功能，系統(tǒng)總體框架如圖1所示。由圖1可知，系統(tǒng)總體架構(gòu)采用成熟的三層體系架構(gòu):服務(wù)層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)層XII。服務(wù)層為標(biāo)準(zhǔn)的Web客戶端，負(fù)責(zé)與用戶交互，并通過WebGTS、圖表等方式實(shí)現(xiàn)各類氣象數(shù)據(jù)的展示。業(yè)務(wù)邏輯層實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的加工、處理和質(zhì)量控制，是各業(yè)務(wù)功能的集成，同時(shí)還包括數(shù)據(jù)的抽取和同步，實(shí)現(xiàn)上層數(shù)據(jù)的透明訪問；另外，業(yè)務(wù)邏輯層還提供用戶管理、文件服務(wù)、地圖數(shù)據(jù)發(fā)布及

5、可視化圖形管理等服務(wù)。數(shù)據(jù)層實(shí)現(xiàn)元數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、地理空間數(shù)據(jù)的存儲管理，并提供氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)訪問接口。圖1寧夏氣象業(yè)務(wù)內(nèi)網(wǎng)總體框架Fig.1FrameworkofmeteorologicalservicesysteminNingxia2功能設(shè)計(jì)寧夏氣象業(yè)務(wù)內(nèi)網(wǎng)主要分為首頁、實(shí)況觀測、天氣預(yù)報(bào)、氣候預(yù)測、農(nóng)業(yè)氣象、人影天氣、專業(yè)服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)、運(yùn)維監(jiān)控以及業(yè)務(wù)管理10個功能模塊。(1)首頁首頁是綜合觀測信息的總覽，包括各功能模塊的導(dǎo)航，系統(tǒng)不僅可從菜單欄瀏覽所有功能，也可通過界面快速

6、功能入口進(jìn)入各功能模塊。在系統(tǒng)首頁上，用戶可讀取寧夏5市常用氣象要素的12h時(shí)序圖及實(shí)況填圖、天氣預(yù)報(bào)及預(yù)警信息和最新公告等。(2)實(shí)況觀測實(shí)況觀測主要包括地面觀測數(shù)據(jù)的實(shí)況展示，氣象要素主要包括氣溫、氣壓、降水、風(fēng)速、風(fēng)向和相對濕度，時(shí)段上包括逐小時(shí)資料、逐日資料、逐月資料。展示效果分為要素色斑圖、實(shí)況填圖和折線圖。(3)天氣預(yù)報(bào)天氣業(yè)務(wù)主要提供天氣預(yù)報(bào)服務(wù)。按照時(shí)間尺度，涵蓋中長期預(yù)報(bào)、短期預(yù)報(bào)、短時(shí)臨近預(yù)報(bào)產(chǎn)品；按照預(yù)報(bào)方式，涵蓋主觀預(yù)報(bào)、數(shù)值預(yù)報(bào)、精細(xì)化預(yù)報(bào)等產(chǎn)品。此外，還包含災(zāi)害預(yù)警、決策服務(wù)信

7、息共享等內(nèi)容。(4)氣候預(yù)測氣候預(yù)測模塊伍括氣候監(jiān)測診斷、氣候預(yù)測、影響評估、氣候變化、氣候模式、氣候服務(wù)、氣候檢驗(yàn)7大類的產(chǎn)品發(fā)布和可視化展示。針對大多數(shù)圖像產(chǎn)品，氣象業(yè)務(wù)內(nèi)網(wǎng)按照氣候屮心規(guī)定的發(fā)布時(shí)間和發(fā)布頻次及時(shí)更新產(chǎn)品，同時(shí)保留歷史產(chǎn)品，以便業(yè)務(wù)和科研用戶便捷獲取。(1)農(nóng)業(yè)氣象農(nóng)業(yè)氣象主要括土壤水分逐小時(shí)要素資料的展示，氣象要素括土壤相對濕度、土壤體積含水量、土壤重量含水率、土壤有效水分儲存量的GTS地圖展示。(2)人影天氣人影天氣包括人工影響天氣指揮中心的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和人影作業(yè)條件潛力預(yù)報(bào)產(chǎn)品，如

8、GRAPES_CAMS模式產(chǎn)品、麗5_CAMS模式產(chǎn)品、地面火箭作業(yè)數(shù)據(jù)、地面高炮作業(yè)數(shù)據(jù)、作業(yè)站點(diǎn)信息、人影作業(yè)簡報(bào)等。(3)專業(yè)服務(wù)專業(yè)服務(wù)主耍包括氣象服務(wù)中心的預(yù)報(bào)產(chǎn)品展示，如紫外線實(shí)況預(yù)報(bào)、空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)、城市生活指數(shù)、交通預(yù)報(bào)、旅游預(yù)報(bào)、功能指數(shù)等。(4)數(shù)據(jù)服務(wù)實(shí)現(xiàn)寧夏全I(xiàn)X歷史氣象數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)氣象數(shù)據(jù)的在線檢索和下載服務(wù)，涵蓋地面、高空、輻射、農(nóng)氣、數(shù)值預(yù)報(bào)、大氣成分、雷達(dá)、衛(wèi)星、氣象服務(wù)產(chǎn)品及其他等10大類，提供數(shù)