MICAPS4预报业务系统建设进展与未来发展

以精细化预报为标志的现代天气预报业务对高时空分辨率气象数据的应用提出了更高的需求,而传统的预报分析制作系统MICAPS3（Meteorological Information Comprehensive Analysis and Processing System Version 3）无法满足符合大数据特征的实时预报相关的数据应用。同时,模式预报和集合预报应用已在各专业预报领域中发挥越来越重要的作用,网格预报产品正在涵盖全部的预报业务流程,而MICAPS3无法提供便捷高效的支撑。为解决上述问题,国家气象中心启动了MICAPS4建设,一方面建立了基于大数据的气象实时预报应用技术体系,解决了气象大数据处理、存储、分析和显示效率的关键技术难题;另一方面搭建了多个满足不同复杂预报业务需求的专业化版本。MICAPS4将信息化技术与预报技术、预报业务流程紧密结合,解决了现代化预报方法的平台化集成应用与精细化预报制作的关键技术难题,基于MICAPS4基础框架的多个专业版在中央气象台和部分省级气象台进行业务化应用推广。基于CIMISS（China Integrated Meteorological Information Sharing System）-MICAPS4的海量数据存储环境,极大减轻了系统部署和本地化工作量,显著提升了数据解析及数据存储访问效率。     

MICAPS4网络平台设计与实现

针对多源、海量、实时气象数据的特点和高交互天气预报预警的业务需求,设计开发了MICAPS4网络平台,该平台包括服务器和网络前端结构,该平台可以实现网络气象数据叠加显示和交互分析等功能。该平台基于统一气象数据模型和分布式实时计算处理框架对多源海量、实时气象数据进行快速处理、计算分析、网络传输和发布,基于HTML5渲染绘制技术实现了浏览器端气象数据的标准实时渲染绘制和交互操作等。MICAPS4网络平台及基于该平台搭建的国家级、省级专业气象网络应用业务系统运行稳定,实现了海量气象数据的网络快速处理分析、高效渲染绘制、预报预警制作交互操作等功能,对建设国家级和省级气象网络应用系统具有重要意义。     

专业气象服务业务工作平台实现

根据省级专业气象服务的需求和业务工作流程的需要,设计开发了业务系统工作平台,平台针对专业气象服务产品制作数据来源的多元化,进行了资料采集的实时数据监测及分类处理,具有专业用户分类管理和用户权限相结合的统一集成的专业气象服务产品多功能制作界面,能动态生成每天专业气象服务产品制作流程,系统可对用户制作的产品进行产品预览、存储、发布和系统用户日志管理等操作,实现了集数据信息采集处理、产品加工制作、产品分类发布、业务功能管理等功能的省级专业气象服务业务工作平台.     

基于GIS的山区精细化降雪预报平台设计与实现

利用近年的常规气象观测资料、协理员上报的雪深资料、自动站气象观测资料等,与EC、Japan、GFS等细网格预报产品和省级精细化指导预报产品进行对比,并建立预报性能较好的降雪预报产品,通过统计模型将模式精细化降雪预报产品进行自动订正,并将结果在预报平台中展示。该平台可进行图像交互及编辑订正,核心功能模块包括快速调阅和切换显示数值预报产品和MICAPS 4文件、图形编辑订正、订正产品输出。目前该平台已经应用于湖州市及3个县级气象台,预报改善效果明显,提升了山区降雪的预报准确性。     

基于MICAPS4网络框架的气象预报服务一体化平台构建

基于国家气象中心MICAPS4网络平台框架,利用其有效对接全国综合气象信息共享系统(CIMISS)与气象信息综合分析处理系统第4版(MICAPS4)分布式数据库的优势,设计了湖北省气象预报服务一体化平台。平台集关注重点引导提醒、实况监测共享查询、气候特征对比分析、天气预报综合分析、服务产品关联检索、产品制作及一键分发、专业服务场景应用和信息数据系统管理为一体,采用了气象大数据的集约应用、工作引导的规则匹配、产品自动生成的定制合成、服务响应反馈的协同联动等关键技术,实现了在湖北省、市、县三级气象部门业务中的稳定应用。应用结果表明,一体化平台的使用大幅提升了省、市、县气象预报服务的业务集约和服务协同水平,推进了信息传输、产品制作、服务分发、联动响应等各业务流程的规范建立。MICAPS4网络框架在湖北一体化平台建设的成功实践,为国内省级气象部门及时跟踪国家级技术发展,开展大数据应用场景下的气象业务系统建设提供了一条验之有效的可选途径。     

基于客户/服务器体系结构的MICAPS数据库管理系统

结合基层台站在使用MICAPS数据中的实际情况，开发了一个基于客户/服务器体系结构的MICAPS历史资料数据库管理系统。简要交待了该系统的运行环境、构成及其数据流程，同时指出了该系统的数据库设计方法，重点介绍了MICAPS历史资料数据入库功能及查询检索历史资料功能的实现过程。     

MICAPS系统的二次开发及应用

在市级MICAPS系统基础上进行了二次开发,编制了单站测风、历史资料存储、雨量处理等业务软件,使MICAPS系统更为完善.     

MICAPS系统的二次开发及应用

在市级MICAPS系统基础上进行了二次开发，编制了单站测风、历史资料存储、雨量处理等业务软件，使MICAPS系统更为完善。     

MICAPS3数据服务器应用和维护

2009年中国气象局推出MICAPS3数据服务器,目前大多数省已经完成该系统的部署。MICAPS3数据服务器的应用是MICAPS发展的一种趋势,新增的气象资料和数据将通过MI-CAPS3数据服务器进行处理生成MICAPS产品数据,提供给预报员使用。     

基于MICAPS系统的数字化天气图及常规气象资料检索分析系统

介绍了基于“9210工程”和MICAPS系统的资料自动存储、整理、检索和历史天气图分析业务系统——基于MICAPS系统的数字化天气图及常规气象资料检索分析系统，较全面地介绍了该系统高度自动化、设计友好的功能和在业务中的应用。     

基于Cassandra的实时气象数据分布式存储系统

介绍了Cassandra关键技术、实时气象数据存储模型。湖北省运行MICAPS4采用基于Cassandra的分布式数据存储环境。对分布式存储系统高可用性、读取性能的测试结果表明,系统提高了MICAPS客户端对实时气象数据的检索效率,并极大减轻了各级台站的维护压力。     

MICAPS历史资料的有效监控和管理

介绍利用VB6.0语言研制开发的一个有效管理、监控MICAPS历史资料平台,以及一些资料管理工作中的经验。     

基于J2EE技术架构下防雷业务平台的开发

应用Java开发语言、B/S的Web开发模式和oracle10g数据库,根据防雷减灾基本业务流程,结合J2EE体系架构标准,设计和开发一个Web模式的系统平台。该平台将内部管理与防雷业务办理进行统一管理,消除因人员短缺、业务量大等原因造成的数据不规范、资料查找困难、工作效率低等现实难题。同时实现了数据集中存储,为将来省级业务的统一管理提供了标准的数据集。     

基于MICAPS 4的灾害性天气历史个例库应用系统的设计与研发

为充分利用气象信息综合分析处理系统第4版(Meteorology Information Comprehensive Analysis Process System 4,MICAPS 4)强大的气象数据显示和分析能力,在.Net Framework 4.5框架下,利用C#开发语言和MySQL数据库,基于MICAPS 4二次开发接口,设计研发了山西省灾害性天气历史个例库应用系统,实现了历史个例库管理、历史个例和相似历史个例检索与资料分析、历史个例训练与考试模拟等应用功能。目前,该系统已经较好地应用于业务中。系统不仅可扩展程度高、本地化应用方便,而且业务实用性较强,具有较高的应用推广价值。本文从系统设计、开发、功能以及实现方法等方面给予详细介绍。     

超大城市观测数据系统平台设计与实现

为收集管理应用新型地基遥感设备观测的海量、多源、实时数据，中国气象局气象探测中心设计并搭建了超大城市观测数据系统平台。系统基于主流Web开发技术和分布式列存储集群方式MySql数据库，具备数据实时传输、监控、存储、分析、显示和共享等功能，实现了新型地基遥感观测数据管理规范化、产品服务多样化、资料共享便捷化。该系统平台既提高了新型地基遥感设备数据的支撑保障能力，同时分钟级廓线数据产品满足了短临天气预报对实时数据的高时效需求。目前，平台已在部分城市中推广应用，为地基遥感设备业务化运行提供全面的平台支持。     

MICAPS4服务端系统架构设计

MICAPS4体系采用客户端/服务器的系统架构,其中服务端系统是MICAPS4的重要部分,利用分布式存储与分布式计算技术,构建可容纳102 TB量级的气象实时数据,千万数据总量,面向数百并发用户的服务器集群系统。MICAPS4服务端系统在国内率先实现全部气象实时数据由文件到数据库、从集中式系统到分布式系统的迁移,该系统自2015年起在全国推广使用。在海量气象数据和大量用户并发访问的环境下,表现出很高的稳定性和优越的读写性能,同时具有便捷的扩展性和可维护性。MICAPS4服务端系统分为分布式存储系统、分布式前处理系统、站点实况轮询系统、查询服务器系统和监控系统5个子系统,分布式存储子系统为MICAPS4客户端提供了近实时数据的高速随机与顺序读取服务,分布式前处理系统利用对等分布式架构实现了海量气象实时数据的流式计算,站点实况轮询系统实现了跨系统的实况数据异构副本的同步功能,查询服务器系统利用多线程服务器技术实现了MICAPS4客户端的实时计算请求,监控系统利用部署于每个节点的探针实现监控信息的主动上报。     

基于MICAPS4的灾害性天气个例检索与训练系统设计及应用

基于气象信息综合分析处理系统(Meteorological Information Comprehensive Analysis and Processing System Version 4,MICAPS4),河北省气象台研发团队重新自主设计并开发出一套灾害性天气个例检索与训练系统。该系统通过对历史灾害性天气个例及其资料的整理与保存,实现了个例的检索、分析、训练、收集与管理等功能,解决了历史资料的积累与使用问题;同时,拓展了MICAPS系统的历史资料应用功能。该系统可用于灾害性天气预报预警业务、科研与预报员培训等方面,其可移植性强,具有较好的推广应用前景。     

MICAPS历史资料的有效监控和管理

介绍利用VB6．0语言研制开发的一个有效管理、监控MICAPS历史资料平台，以及一些资料管理工作中的经验。     

广东灾害天气历史个例库系统的设计与实现

介绍基于地理信息系统(GIS),用VC++开发的灾害天气历史个例库系统的开发与应用。系统实现了:1)灾害天气个例相关气象资料的收集整理、分类入库、查询检索。2)在具有GIS功能的平台上快速方便地浏览MICAPS数据、图片格式数据、数据库资料以及NetCDF、GRIB格式数据和转换的二进制数据。3)各级台站可以根据自身业务需求,定制个性化的灾害性天气历史个例库。     

MICAPS预报业务平台现状与发展

文章介绍了气象信息综合分析处理系统(MICAPS)系统开发的过程和MICAPS未来发展计划,重点介绍了MICAPS第三版开发的基本情况、系统构架和系统中使用的关键技术和算法。MICAPS第三版采用开放式构架,基本框架负责系统主界面、地图投影、图层控制等基本功能,各种功能模块通过扩展功能模块实现,对系统二次开发提供最大限度的支持。MICAPS第三版实现了MICAPS定义的各类数据,如地面观测、高空观测、离散点数据、标量和矢量格点场、城市预报台风路径、地理信息等的显示,并增加了雷达主要PUP产品、雷达基数据、卫星GPF数据、卫星AWX格式数据、GPS水汽、闪电定位、AMDAR资料、风廓线数据等资料的显示,增强了网络资料检索、菜单资料检索、综合图检索等数据检索能力,增加雨量累加、会商支持、历史资料检索应用等实用功能。