基于元数据技术的气象数据收发全网监控系统

在资料收集与传输层面上,根据各类气象资料的传输特性(观测频次、传输时效、文件命名等),基于元数据技术,实现了台站到省,省到国家气象局、卫星广播资料等各类气象资料收发自动化实时监控,以B/S和C/S 2种方式展示给用户,除了按时次、报类、站点、时序图、GIS地图等多种功能的监控外,还实现了异常数据收发的语音报警、短信通知及传输质量报表统计和评估功能,系统可扩展性好,功能齐全,能够满足现有业务和今后业务发展的需要,已在实际业务中发挥了很好的效益,大大减轻了工作量,为数据收发、网络运行及相关业务系统的监控提供了自动化手段.     

CMACast内蒙古气象信息Web平台的设计与实现

针对基层气象台站气象服务工作对气象信息保障的需求,基于中国气象局卫星广播系统CMACast小站数据接收服务器及其所接收气象资料,设计并开发CMACast内蒙古气象信息Web平台,将卫星下发的气象资料进行解析、可视化和转储,结合Web、Android以及NCL等多种技术,最终实现了Linux下的气象资料可视化和跨平台Web访问及移动终端访问,具有常用气象实况、预报资料调阅显示及一定的本地化设置功能,为基层气象台站提供了一套由Web平台和智能手机客户端构成的决策支持系统,解决了现场气象服务和人工影响天气等工作中气象资料获取的问题。     

国家级强对流天气综合业务支撑体系建设

国家级强对流天气预报业务正在从以短期预报为主调整到短期和短时预报并重的业务格局。文章从强对流天气预报技术发展与服务需求的角度,重点介绍了国家级强对流天气综合业务支撑平台及其核心技术。该平台以气象数据组织和图形化表达两个核心要求为牵引,发展了数据分析处理系统、自动气象绘图系统和WEB检索与显示系统。数据分析处理系统基于多源观测资料、中尺度数值预报和全球数值预报,发展了集约、高效的强对流天气监测和临近预报、短时预报和短期预报等数据分析处理技术,是整个平台的核心;主要核心技术包括:从不稳定与能量、水汽、抬升与垂直风切变等条件出发,以归纳总结的分类强对流天气概念模型为基础的分类强对流短期预报分析技术;应用"配料法"发展的分类分等级的强对流天气客观概率预报技术;强对流短时预报技术包括高分辨率数值预报释用、多模式预报集成、对流尺度分析、实况和模式探空分析等多项技术,重点实现了从过去3 h实况到未来12 h预报的无缝隙衔接;强对流的监测和临近预报技术在基于多源资料的强对流天气实况与强对流系统监测技术基础上,发展了基于雷达特征量、强对流实况、各类强对流指数和预警信号等多源信息的报警技术。自动气象绘图系统实现了高效、便捷地接入多种数据、自动进行数据分析和制图等多项功能。在预报服务方面,基于WebGIS发展了县级分类强对流预警信号和国家级分类强对流预警预报产品共享技术,实现强对流短时预报业务的高交互性与上下互通的功能。     

CTS2消息中间件监控与告警系统的设计与实现

国省气象通信系统(CTS2)通过部署消息中间件(RabbitMQ)实现文件类（FILE）和消息类（BUFR）气象数据的收发业务。本文在梳理文件类和消息类资料传输流程的基础上,基于开源监控平台（Zabbix）设计了一套消息中间件监控与告警系统,实现了消息队列的精细化监控与告警,并通过开源监控工具（Grafana）直观展示监控指标。该系统通过辅助值班人员监控消息队列从而快速定位气象数据传输故障,提高运维效率和气象数据传输保障能力。     

地面气象资料一体化统计加工系统设计与实现

地面气象资料一体化统计加工系统是基于国省统一的CIMISS数据环境,准实时生成日、候、旬、月、年值等统计产品的业务系统,能够满足用户对准实时质控后地面气象资料统计值的业务需求。本文主要介绍地面气象资料实时历史一体化统计加工系统的开发,从软件的需求分析、统计方法、功能实现、关键技术等方面阐述了如何在技术上实现地面气象资料一体化统计加工系统。通过运行策略配置,实现了系统定时自动运行,进一步丰富了CIMISS系统地面气象资料的产品库。     

基于WebGIS的实况网格产品应用分析平台及关键技术

实况网格产品是智能网格预报业务重要数据源。为满足气象业务及气象服务对实况网格产品的服务需求,在实时收集和处理各种实况网格产品基础上,采用JavaScript、HTML、CSS等web技术,构建了基于WebGIS的实况网格产品应用分析平台。采用Leaflet、Canvas等技术搭建了基于HTML5的WebGIS框架,实现了各种实况网格产品叠加地理信息统一展示。通过格点与站点观测数据的对比分析,提供产品的实时数据质量评估分析。基于网格格点,实现任意区域、不同要素等级的格点面积及面积比例等定量指标的统计分析。平台自投入业务应用以来,为各级业务应用和精细化气象服务提供了数据支撑。平台基于全国统一的数据环境和参数配置方式,具有很强的应用推广价值。     

基于消息中间件技术的分布式气象数据同步系统设计和实现

本文针对新的资料传输流程建立后江苏省气象数据实时共享需求,基于消息中间件技术,设计并实现了一种省市气象数据同步系统。提出数据同步系统的总体架构和实现方案,基于业务需求设计了数据库表和消息模型,开发了数据同步状态信息查询Web页面。目前系统已在全省多个地市部署应用,为省市县3级气象业务提供稳定、及时有效的数据支撑,取得较好的应用效果。     

基于CIMISS全国精细化格点预报业务数据环境系统设计与实现

随着精细化预报业务不断发展,迫切需要建立支撑国省网格预报实时同步、协同一致的全国精细化格点预报业务数据环境。本文分析了精细化预报业务的特点,阐述了基于全国综合气象信息共享平台(CIMISS)的精细化格点业务数据环境的系统架构、数据流程、核心功能及相关技术实现。业务运行结果表明,数据环境实现了国省间格点预报实时同步和共享,有效支撑了预报产品的及时订正和发布,保证了国省格点预报一致性。     

全国综合气象信息共享平台架构设计技术特征

全国综合气象信息共享平台（CIMISS）是依托天气雷达数据共享平台工程项目建成的国省统一数据环境,实现各类气象数据的规范管理,直接支撑气象业务应用。该文介绍了CIMISS架构设计及核心内容,结合业务应用效果的实例分析,阐述架构设计如何有效提升数据和应用的集约高效。借鉴企业架构（EA）方法,建立了业务架构、数据架构、应用架构、技术架构和标准规范体系。采用一系列架构优化设计,包括实现元数据统一管理同步、数据质量控制、统一业务监控、异构数据库统一数据服务、优化信息流程、分层设计和集群技术应用等,满足CIMISS标准性、扩展性、稳定性等需求,获得良好的全流程数据服务时效,核心资料接收入库总耗时均小于3 min,数据访问效率较国家级气象资料存储检索系统提升2~5倍。继承现有CIMISS架构设计成果,正在设计中的气象大数据平台整体技术架构将向云平台、分布式存储等新技术升级。     

新一代卫星数据广播系统CMACast安装和维护

CMACast系统是中国气象局国内和国际通信系统的重要组成部分,实现了原PCVSAT、DVB-S、FENGYUNCast3套卫星广播系统的整合,新一代卫星数据广播系统（CMACast）主要实现中国气象局到省地县级的所有下行资料的广播及分发.随着各地市气象局新一代卫星数据广播系统CMAcast即将投入业务应用,全省各县局也已启动CMAcast的安装和调试.详细介绍了地市和县局卫星接收天线选址、安装、数据推送、数据共享、数据处理等各环节得注意点并提出相应解决方法,同时也列举通过远程系统维护实现系统的备份和恢复方法.     

卫星广播系统CMACast省级接收站缺收数据补调服务的设计与实现

中国气象局卫星广播系统(CMACast)在广播播发过程中存在接收小站文件错误接收或丢失的情况。建立数据下载中心,基于地面宽带网提供对广播缺收文件的补调下载,可以有效地解决上述问题。数据补调服务客户端完成了数据补调流程的建立,并设计了两级补调的机制以及灵活的可配置方式,在程序实现上采用多级并行处理、基于优先级的动态调度等方式来满足省级补调应用的需求。补调服务客户端已完成在省级通信系统的部署,在日常气象业务中发挥了实际效益。详细介绍了数据补调服务客户端的设计机制与实现方法,并对部署应用情况进行了分析。     

长江三角洲气象数据实时共享技术研究与实现

通过基于数据超市理念的气象数据实时共享技术研究,首次建成上海、浙江、江苏、安徽三省一市间互联互通的长江三角洲(长三角)气象数据实时共享平台。该平台设计并使用标准规范体系,建立基于分布式的数据管理模式,采用多层系统架构,实现物理上分布、逻辑上统一的长三角区域气象数据资源组织与共享。能有效支持短临天气预报对实时数据的高时效要求,支持灾害性天气移动观测、加密观测业务的数据共享,提高气象数据实时共享效率,降低数据更新分发的难度。     

多进程并发在国内气象通信系统的应用

该文介绍了多进程并发在国内气象通信系统中传输新增资料的应用, 针对国内新增气象资料种类繁多 、信息量大 、传输时效要求高、传输频率快等特点, 传输软件通过使用避免僵尸进程产生的方法以及对多种进程间通信技术的比较, 选择了更好满足需求的消息队列通信技术, 使气象资料在国内气象通信系统中的处理时间缩短为原来的 43%, 提高了各种新增气象资料的传输效率 , 为气象资料提供了更好的共享平台, 更好地发挥各种探测仪器的作用。     

江西省下行气象资料实时监视平台设计与实现

下行气象资料是省级气象部门重要的数据源。在分析下行气象资料接收流程基础上,提出了江西省下行气象资料实时监视平台的构建思路。基于日志分析,采用MVC架构、SQL Server数据库和HTML、JavaScript等Web技术对平台进行设计与实现。平台实现了对江西省实时下载资料和CMACast系统广播资料等下行气象资料的实时监视。平台具有对下行气象资料年、月、日和任意时段的统计分析和对后台日志处理系统的异常报警。平台投入业务应用后,大大提高了江西省下行资料接收和监控效率。     

中国气象局卫星广播系统 (CMACast) 设计

CMACast是中国气象局基于DVB-S2标准的新一代卫星数据广播系统,使用亚洲卫星4号星一个完整的C波段转发器对中国及亚太地区进行气象资料、卫星遥感资料及流媒体视频的广播。该文详细介绍了CMACast的系统结构、主要功能和关键技术,并与中国气象局现有的3个广播系统PCVSAT,DVB-S和FENGYUNCast以及EUMETCast,GEONETCastAmericas进行了比较。比较结果表明:CMACast覆盖面广,技术领先,功能强大,是目前世界领先的卫星数字广播系统。预计2012年初CMACast全面建成并投入使用,CMACast系统建成后,将全面整合PCVSAT,DVB-S和FENGYUNCast 3个系统的业务和用户,成为中国气象局唯一的广播系统,并作为GEONETCast的亚洲区域中心,向亚太地区进行GEOSS数据的广播。     

气象灾害灾情共享系统的设计与实现

气象灾害灾情共享系统设计用于实时、历史气象灾害灾情数据的收集、上报、传输、处理、应用和管理。系统分为采集传输、数据逻辑和应用服务3层,由灾情直报客户端、数据传输分系统、灾情预处理和入库分系统、气象灾害灾情收集、整理、分析和评估网站、气象灾害灾情综合数据库组成。重点介绍构建气象灾害灾情系统的灾情数据规范化收集、质量控制和空间化分析等关键技术。在国家级气象部门的业务应用表明,系统实现了干旱、暴雨、台风、高温、低温等气象灾害灾情收集、处理、分析和共享,能够满足灾害性天气预报和服务需求,并对各级气象部门构建气象灾害灾情共享系统具有指导意义。     

省级外网气象大数据服务平台研究与实现

随着社会经济发展，气象大数据已成为国家大数据基础性战略资源的重要组成部分。然而各省市集约化气象大数据环境均建设于气象业务内网，面向社会的气象数据服务则存在集约化程度低、时效性差、数据量少、安全隐患多等问题，因此，建立外网环境的统一、高效、安全的气象大数据中心是气象业务社会化服务发展的迫切需求。本文建立了外网气象大数据服务平台,采用GoldenGate和sersync+rsync技术实现内网与DMZ区(Demilitarized Zone,两个防火墙之间区域)实时稳定的触发式秒级数据同步；跨平台、多语言开发，标准化调用的统一访问接口设计，可实现高并发、稳定的数据响应请求；分时分类的用户数据访问控制，可实现数据权限的安全控制。该平台通过防火墙双网段控制，向互联网环境用户提供高效、安全、权威的气象大数据服务。     

基于对等网络技术的气象数据共享服务应用

气象数据共享业务广泛采用了单一资料源向各个目标节点分发的方式,针对这种共享业务的特点,设计并实现了一种基于对等网络技术的气象数据共享应用,提供资料源的共享发布以及节点间的共享访问功能。该应用通过搭建的仿真平台模拟实际业务应用,验证了在全国气象宽带网络上实现共享传输的可行性。在随后的小范围业务试验中进一步证明了该应用能够在特定的业务场景中不增加中心节点资源消耗而提升数据共享的传输效率。     

基于OkHttp与Jexl3技术的气象信息网络现代化能力动态采集评估方法

气象现代化是一项长期性综合性工作，也是一个动态的发展过程。为了能够持续、客观、实时评价气象现代化能力发展水平，依托分布式的气象综合业务实时监控系统（天镜）的技术框架，基于Okhttp与Jexl3等技术的同步高效请求、高稳定的通信机制和自定义规则引擎等功能特性，本文提出了一种针对多源气象监控大数据的现代化信息网络能力动态评估方法。该方法可以高效采集国省两级气象业务实时监视数据和性能指标，通过表达式动态逻辑规则实时统计评估和对比分析，有效解决静态统计评估方法标准不统一、时效滞后、评价与反馈不畅等问题。2021年以来，应用该方法实现了国家和省级气象现代化信息网络能力指标的自动采集和实时评估，将采集时间缩短到秒级，为气象信息网络的高质量发展提供了业务数据化解决方案。