基于智慧气象的数据接口的实现

物联网、云计算、移动互联、大数据等新一代智能技术的迅猛发展,为智慧气象产品提供了技术支撑。由于气象信息系统数据类型多种多样,且来自多个部门、跨越多个系统平台,数据结构和格式也不相同,因此数据读取与处理是一项异常复杂的工程。为了解决该问题,开发了基于智慧气象的气象服务数据接口。基于智慧气象的数据接口,具有跨平台性、良好的响应速度、通用的数据交换格式,可使各种应用之间相互通信,并能创建新的应用。基于智慧气象的气象服务数据接口为RESTful风格,返回格式为JSON。数据接口的开发采用JAVA语言,基于Spring MVC+Spring Security Oauth2开发框架实现。数据存储采用Oracle数据库,分为冷、热两种数据。客户端对数据接口的访问,采用HTTP GET的方式发出数据请求,访问服务资源地址,获得JSON格式的数据返回结果。为加强数据接口访问的安全性,采用HTTPS POST方式访问授权接口获取访问令牌。基于智慧气象的数据接口,已为微信、微博、手机APP、网站等多个系统及保险公司、市政等多个单位提供数据支撑,且气象服务数据接口系统安全性高,具有较好的用户体验和兼容性。     

基于公有云的山东省公共气象服务数据产品支撑系统的设计与实现

面对公共气象服务数据产品支撑能力不足的局面,借鉴“互联网+智慧气象”的思路,提出了基于公有云的公共气象服务数据产品支撑系统的技术架构和业务流程。简要介绍了系统功能分层设计,采用API和WEB前端开发等关键技术实现了公共气象服务数据和产品的开发利用,通过实践有效提升了公共气象服务技术水平。     

公共气象服务集约化业务研究与平台设计

为提升公共气象服务基础技术支撑能力,对服务业务流程进行了概括,综合分析了气象服务过程中的"时间、空间、内容、表现、协同"等要素特征及在业务平台设计中的应用,提出了集约化平台物理共享及逻辑独立的内涵。以SOA为基础架构,提出了平台设计总体业务流程架构,依托省局气象大数据资源平台,构建面向服务应用的轻量化数据支撑环境,设计开发了产品处理、前端应用及业务协调管理等子系统,建立了基于互联网应用的公共气象服务集约化业务技术支撑平台,可为各级气象部门的气象服务提供数据接口和产品展示服务,实现服务产品在各类服务应用中的及时性、准确性、统一性和稳定性目标。项目成果已应用到江西省气象政府网站、江西天气微信服务及专业气象服务网站等系统,实践证明,平台的业务应用稳定可靠、便捷高效。     

基于“天擎”的沈阳智慧气象数据应用

基于气象大数据云平台（“天擎·辽宁”）的数据应用服务,结合JavaScripts、HTML,CSS、Echarts、Vue、高德API等Web技术和Meteoinfo、SpringBoot等后端框架技术,采用前后端分离开发模式,建立适用于沈阳市的智慧气象数据应用服务平台。平台通过数据可视化和数据产品叠加地理信息实现数据查询、天气监测和报警提醒,通过Meteoinfo库实现灾害性服务产品制作,通过Echartsjs和高德API技术实现不同气象要素图表信息分析和地理信息联动。平台投入业务应用以来,为沈阳市县两级气象业务应用和服务提供了数据支撑,提升了气象服务能力效率,具有应用推广价值。     

气象影视传输技术的研究与应用

通过运用虚拟网连接和数据主动式同步推送技术,设计开发了地市级气象影视传输系统,解决了气象影视节目传输和节目审验的问题。气象影视传输系统设计提出了"主动式推送、模块化服务、后台自动校验"的系统平台构建理念,结合影视制作网络化、集约化和电视台播控自动化情况,将模块化、层次化等设计思想应用到技术研究中,通过运用VPN虚拟网技术将各级电视台与气象影视中心互联,影视节目或气象数据被动接收后,自动嵌入影视节目后台预审模块,根据同步推送的气象报文和预警信息对影视产品进行节目审核。审核正确的则自动加载至硬盘播出系统,对公众服务;审核错误的则通过传输系统的智能回馈模块,迅速返回影视中心进行修正,并及时回传修复后的气象影视、预警预报及农业气象服务产品。系统平台功能层次化,分为虚拟网VPN接入层、数据同步支撑层、节目审验服务层和自动上载应用层,控制接口以实际部门操控为控制面进行设计开发。混合组网设计、数据同步自动化和节目审验机制是该研究的亮点。通过对气象影视传输技术的研究,实现了对气象节目的质量管控,保障了气象影视服务水平,提高了气象影视节目传输效率,而且时效灵活、性能可靠、安全稳定。     

气象基础设施云平台关键设计与实现

为适配气象业务科研应用对算力、存储资源的需求特点，采用分布式计算、分布式存储、虚拟化技术搭建气象基础设施云平台，并根据不同的业务类别、网络区域、资源服务对象针对性地设计云平台资源分区，以及每个分区需具备的云资源及功能。设计的云平台涵盖IaaS层、PaaS层功能，通过软件定义方式池化硬件资源，形成具备云计算、大数据支撑特征的资源池，为众多气象应用端部署、气象大数据业务提供虚拟主机、物理算力、数据存储资源。实际运行效果表明设计的气象基础设施云平台能够适应数据处理规模与时效性要求不断提升的业务发展需求。     

宁夏智能化综合气象业务服务共享管理平台设计与实现

文章按照标准化、集约化、智能化的理念,基于云端部署技术,提出了宁夏智能化综合气象业务服务共享管理平台的设计思路和总体架构,建设了宁夏气象基础数据库、业务产品库、服务产品库,构建了业务产品自动化生成系统、服务产品智能化制作系统、服务信息智慧型发布系统和信息共享与管理系统。通过数据存储、数据服务接口、数据资源管理、数据加工流程的标准化,设计了以标准化体系为基础的集约化数据环境。通过数据环境集约和业务系统集约,设计了以数据驱动为特征的集约化产品加工系统,形成统一的数据加工流水线。突出智能化要求,设计了以智能化为目标的数据分析算法和智能化系统运行控制,并在业务产品自动化生成、服务产品智能化制作、服务信息智慧型发布方面进行了探索。平台设计理念先进,技术前沿,流程简洁,功能完备,运行高效,充分体现了数据资源标准化、业务系统集约化和计算运行智能化的要求,平台的开发建设将极大地推进宁夏气象现代化进程,对于发展智慧气象具有重要的参考价值。     

广东省气象台SWIFT业务平台简介

重点介绍广东省气象台开发的SWIFT(雨燕)业务平台的系统架构、主要功能模块和系统关键支撑技术。该系统架构分成数据源、气象数据处理、数据存储、服务组件和WEB应用等5层。主要功能模块包括实况观测与统计、强对流监测预警、数值预报、台风预报等。关键支撑技术包括雷达回波的外推技术、雷达回波外推和数值模式融合技术、数值模式解释应用技术。另外,采用数据库和NetCDF文件相结合的方式来存取数据,自主研发多线程色斑图渲染技术和等值线追踪技术,提高平台响应速度。     

三维气象GIS平台关键技术研究与实现

针对三维GIS的发展应用以及气象服务对于高效决策和直观可视性的要求,开发了具有自主知识产权的三维气象GIS平台。本文从体系结构、功能、数据访问及组件方面介绍了系统的设计方法,并详细论述了平台的关键实现技术,包括气象数据组织、气象标绘、二维图层和三维体绘制技术。该系统能够高效加载海量的二三维气象数据,并支持气象标绘和分析等功能。该系统运行稳定,可视化效果突出,为气象数据处理、数值预报、气象模拟仿真等气象服务搭建了一个坚实的三维基础平台,具有重要的应用价值。     

基于CTS的台站上行气象数据传输监控平台的设计与实现

气象数据上行传输是各类气象业务和服务正常开展的基础。针对气象通信系统切换至CTS以后,台站实时获取上行气象数据传输状况的业务需求,在分析气象数据上行传输流程的基础上,提出了台站上行气象数据传输监控平台的建设思路,设计了平台总体结构,传输日志同步策略和数据个性化显示方案,采用MVC框架、Quartz调度器和jQuery Grid Plugin等技术对平台进行了实现。该平台面向台站用户具有提供上行气象数据传输状态实时监控、传输状态统计和错报查询功能;作为县级综合观测业务集成平台的一个模块投入业务使用,为提高上行气象数据传输质量提供平台支撑。     

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。     

航空气象试飞保障服务平台搭建思路与设计

为了解决阎良区气象局航空气象预报效率低下、技术手段落后、新产品新数据应用能力弱等问题,阎良区气象局设计航空气象试飞保障服务平台。平台以阎良智慧气象大数据中心作为数据库,由天气实况监测,低空风切变预报预警,雷暴、积冰、颠簸预报预警,小尺度天气数值模式和航行态势可视化五个模块构成,为航空试飞及航空基地综合决策指挥提供重要支撑。     

基于Flex的气象信息网络发布平台设计与实现

通过分析气象数据的特点和RIA (Rich Internet Applications) 技术的优势,结合系统建设目标提出了基于Flex的网络GIS气象信息发布平台的总体框架, 并详细介绍了该平台的主要功能。对系统建设的关键技术问题进行详细分析,主要包括数据组织与管理、气象数据转换、地图服务缓存以及基于Flex的地图展现技术等。系统运行结果表明:与传统气象网络GIS相比该系统具有界面元素丰富、交互响应快、大数据量的显示效率大大提高等方面的优势。该系统为气象工作人员、应急气象服务及公众提供了一个实时、快速、基于网络的气象信息共享平台。     

榆林现代农业精细化服务平台研究与设计

以现有气象监测数据、格点预报、农业服务研究成果为基础,运用3S、大数据融合技术,建设集监测、服务为一体的榆林现代农业气象服务系统,形成WEB+手机APP的智慧农业气象服务平台,实现了监测自动化、预报精细化、服务系列化、传输网络化和人员专业化的精细化农业气象服务。平台的建设对满足现代农业生产的气象需求和推动榆林智慧农业气象服务工作具有重要意义。     

市县级公共气象服务集约化业务平台设计

为了适应气象业务发展的需要,开发了市县级公共气象服务集约化业务平台,设计了业务面板,使基层台站软件操作简单化,并以气象服务产品为主线,将产品贯穿软件使用的全过程,实现气象服务产品管理标准化,业务规范化。该平台系统开发了气象服务业务发现引擎、气象资料实时计算引擎、气象信息可视化引擎、服务产品制作模板引擎和综合工具引擎,为产品制作智能化提供了有力的技术支撑。平台基于服务任务调度模型,采用多线程、多进程和负载均衡技术实现真正的气象服务产品一键式发布,解决了气象服务产品制作和发布环节的主要难点,提高了公共气象服务的能力和水平。     

基于IDEA数据平台的海珠城市生态气象综合系统建设

广东省气象探测数据中心提供的历史一体化数据访问平台(IDEA)高度整合了海量气象数据,通过3种标准的数据访问接口向省、市、县级气象部门提供气象类数据支撑。基于IDEA数据访问平台,开发了面向区县级、具有特色业务功能的海珠城市生态气象综合业务显示系统(H_VIEW),该系统采用WEBGIS、动态切图和单页面显示技术,实现了省、市、区的气象观测、数值预报与指导产品、GIS多图层信息的自由组合,重点设计与实现了海珠区的生态气象观测、城市气象服务、街道预报检验和实况预警提醒等特色功能。     

台风及海洋气象一体化预报平台的开发与应用

台风及海洋气象一体化预报平台为面向台风和海洋气象业务的预报预警服务的支撑系统,集数据采集、转换、预报、分析、产品制作、发布等功能于一体。该平台基于人机交互气象信息处理和天气预报制作系统MICAPS4（Meteorological Information Comprehensive Analysis and Processing System Version 4）框架开发,结合台风、海洋气象新型的观测和预报数据,实现台风、海洋气象数据的集约化检索与显示、精细化格点编辑、台风和海洋气象产品制作、产品发布等功能。台风及海洋气象一体化预报平台设计基于面向服务和分层体系结构,采用组件化设计方法,涵盖数据解析、分析处理、产品制作、交互工具、配置管理等核心组件,形成可扩展的业务功能模块和二次开发接口,目前已作为中央气象台台风海洋气象预报预警业务的主要平台投入使用。     

地面气象资料统计处理系统设计与实现

为实现6万余个地面气象站资料实时统计处理,设计并实现了地面气象资料统计处理系统。系统采用灵活易扩展的技术框架,应用大数据分布式流处理技术实现高效的数据处理,较传统统计处理框架统计时效提升10掊以上,主要功能包括基于任务调度的定时统计、针对迟到数据和数据更正信息的统计结果滚动更新、自定义统计、统计处理通用算法服务等,采用国家级一级部署、各省同步应用的业务布局保证数据的一致性。2017年1月投入业务运行后,实时计算800余个多种尺度的统计项并通过全国综合气象信息共享平台（CIMISS）数据统一服务接口提供统计产品服务。分析表明:地面气象资料统计产品2017年月平均下载次数达到1951.4万次,在CIMISS所有400余种观测资料或产品中排名第三,为天气监测预报预警、气象决策服务、气候监测业务、公共气象服务等提供重要的基础数据支撑。     

山东省智慧气象为农服务业务系统的设计与实现

为适应现代农业气象服务需求,满足乡村振兴战略下的新型农业经营主体对气象服务的新需求,实现气象精准为农服务,通过对新型农业经营主体气象服务需求分析,融入现代移动互联网、云计算、大数据分析等技术,开发了山东省智慧气象为农服务业务系统。该系统依托Web API、HTML5、LBS、数据加密同步等技术,开发了精准农业气象服务接口API、智慧精准农业气象服务平台、“锄禾问天”APP智慧为农服务客户端,解决了与用户的双向互动难题,实现了集用户需求信息采集、气象服务指标用户自我订正、气象服务产品加工、智慧服务产品制作、服务产品智能推送等功能。该业务系统实现了省市县三级气象部门一体化智慧为农服务,在山东省全面推广应用,提升了为农气象服务水平。     

海量气象数据计算处理及可视化在决策气象服务移动平台上的应用

针对高效智能的决策气象服务需求及海量气象数据在移动端应用瓶颈,国家气象中心气象大数据处理及网络应用团队设计研发了中央气象台决策气象服务移动平台,本文介绍了该平台服务器和移动终端总体结构,及其在气象实况监测、基于位置服务的精细化网格预报、预报预警、决策服务产品快速推送、灾害性天气智能提醒等方面的功能特点,并通过分布式实时计算处理框架、HTML5和移动GIS等关键技术实现了对海量气象数据高效处理计算、移动网络传输、网络服务、移动端实时渲染和交互操作等。该平台在国家、省级决策气象服务业务应用中运行稳定,在台风登陆、暴雨灾害、重大活动等气象服务保障中发挥了重要作用,为决策气象服务人员提供了基于位置服务的气象实况、预报预警、决策服务产品推送、灾害性天气智能提醒等综合服务功能,对建设智慧型气象服务系统具有重要意义。