元数据技术在MDSS实时气象数据库系统建设中的应用

元数据是关于数据的数据,目前被越来越多的应用于系统建设过程中。利用元数据,可以记录整个系统中数据的来龙去脉,这样可以把整个业务的工作流、信息流有效地管理起来,提高系统的可扩展性;此外元数据还具有数据发现和数据搜索的功能,能够提高系统的灵活性。介绍了国家级气象资料存储检索系统(MDSS)中实时气象数据库设计的元数据种类及其存储管理方式,以及元数据技术在实时气象数据库系统建设中的应用,详细描述了如何通过元数据提高软件的灵活性、可维护性。     

分布式气象元数据同步系统的探索研究

WMO对未来信息系统提出了包括提供在线元数据、数据目录服务和提高元数据定义、收集、归档和交换的标准化水平在内的总体需求,正在建设的"新一代天气雷达信息共享平台"也对解决气象元数据在气象宽带网环境下的全网同步问题提出了现实要求。该文首先从现有气象元数据标准着手阐述同步系统所承载主体——气象元数据在数据发现、数据应用及服务、数据展示和信息冗余度方面的不足,提出相应的改进措施,并对同步系统的数据一致性模型以及OAI-PMH元数据同步协议等同步机制进行研究,分析FIFO、单调读和单调写等几种典型一致性模型的特点和适用范围以及OAI-PMH协议的可行性,给出同步系统的总体设计思路,针对由总体设计思路形成的原型系统进行试验。分析试验结果数据表明:气象元数据全网同步系统原型基本满足符合WMO核心元数据标准的气象元数据在广域网分布环境下的多节点同步交换需求。     

气象元数据标准与信息发布技术研究

元数据在数据交换、网络信息资源发现和共享系统建设中具有很重要的作用。文章简论了元数据和元数据标准的最新研究和应用概况, 并重点介绍了WMO核心元数据标准, 以及我国气象数据集元数据格式标准制定的原则、依据和内容。还论述了元数据系统的构建和发布流程; 最后结合气象科学数据共享项目建设规划和分布式共享平台的建设实践, 详细阐述了中国气象科学数据共享服务网元数据发布系统的设计方案和实现方式。     

WMO信息系统中气象元数据的设计与实现

随着越来越多基于网络、自动化的信息共享系统的广泛使用,元数据已成为不同学科间共享信息的关键。近年来气象数据的应用领域不断扩展,气象数据面临着海量信息流通共享的迫切需要,由此气象元数据应运而生。该文介绍的气象元数据是在满足WMO (世界气象组织) 信息系统提出的包括提供在线元数据、数据目录服务和提高元数据定义、收集、归档和交换的标准化水平在内的总体需求的背景下,依据WMO核心元数据标准设计并由自开发程序自动生成的。北京GISC系统是WMO信息系统中承担区域间及全球资料交换的主干通信中心之一,至2012年1月,北京GISC系统制作并提供系统内全部数据对应的气象元数据,共计约12万条。     

后台管理模式在数据共享平台中的应用

为了使气象科学数据共享平台的运行逐步向自动化和业务化管理方向发展,基于元数据技术,建立了有针对性的后台管理模式,设计和开发了气象科学数据共享服务平台后台管理系统。该文介绍了当前信息系统发展的特点,分析了后台管理系统建设的业务需求,重点描述了系统的结构设计和元数据设计。共享平台的后台管理系统划分为数据层、管理层、服务层和保障层等4个结构层次,由元数据管理、业务管理、平台管理和系统监视等4个部件构成。系统采用J2EE的架构,保障了系统的可扩展性和灵活操作,实现了元数据管理、数据 (集) 管理、信息统计、内容管理、安全管理、系统配置管理和运行监视等功能。后台管理系统的部署和实施使新数据产品的发布更加便捷,也更具有时效性,保障了气象科学数据共享平台的平稳和安全运行。     

元数据技术在河南省气象科学数据共享服务中的应用

结合元数据技术的定义,阐述了元数据技术在气象科学数据共享服务中的作用;通过河南省气象科学数据共享服务元数据库的设计和数据发布流程,说明了元数据技术在河南省数据共享服务中的实际应用技巧.     

宁夏气象业务内网的功能与实现

构建气象业务内网,形成宁夏气象行业内部统一的数据共享服务平台,是宁夏全区气象信息化建设的重要任务之一。本文首先描述了系统建设思路、总体架构、功能结构,然后对气象元数据标准设计、数据收集和处理、数据存储以及数据可视化等关键技术作了阐述。最后,基于上述关键技术对宁夏气象业务内网进行设计和实现。目前,该系统已开始试运行,运行效果良好,能够对宁夏气象业务起到一定支撑作用。     

全国综合气象信息共享系统的设计与实现

为满足对海量气象数据管理和服务的需求,国家气象信息中心设计开发了全国综合气象信息共享系统 (CIMISS)。该文描述了系统基本设计思路、功能结构、基础平台体系结构、信息流程,阐述了系统为用户提供的基础数据使用环境。系统由数据收集与分发系统、数据加工处理系统、数据存储管理系统、数据共享服务系统、业务监控系统5个业务子系统组成,承担数据收集、加工处理、存储管理、共享服务和业务监控任务。系统设计和开发采用了一系列现代信息技术,包括基于消息和文件共享的平台内信息交换、气象数据标准化分类、数据处理作业调度和算法的动态扩展、元数据的设计和应用、公共配置信息管理、全流程业务监视和调度控制、面向服务的多维度数据存储策略、全局数据访问视图和统一访问接口设计等。该系统为我国国家级和省级气象业务提供了统一规范的气象数据使用环境。     

一种地市级气象数据库的设计与应用

面向地市级气象业务数据库系统存在的数据管理分散、数据流程不统一等问题,以气象数据为核心,从标准化、规范化数据库建设的角度,提出一种气象数据库系统架构与设计方法。从逻辑结构、物理存储方面对气象数据进行划分,设计了气象数据的物理存储模型和数据统一访问规范。基于RabbitMQ消息中间件和元数据技术实现了多种气象观测资料的采集、传输、入库、备份的统一处理。通过消息数据与元数据的映射关系,增强了多源气象数据处理的灵活性和可扩展性。该系统已经投入业务使用,为气象数据管理和公共服务提供稳定、高效的数据支撑,取得较好的应用效果。     

气象数据文件快速下载服务系统的设计与实现

有效地为专业和业务用户提供快速批量下载气象数据服务,需要一种新型数据服务系统,以弥补现有气象数据共享服务系统的不足。该文在分析气象资料服务系统发展阶段和技术特点的基础上,根据业务需求设计了一个基于元数据技术的、针对专业和业务用户的、能快速批量下载数据的新型气象资料服务系统。该系统基于前台应用系统和后台管理系统实现了批量下载、文件目录导航、数据同步更新、多线程断点续传、安全管理和灵活配置等功能。该系统是对气象资料服务方式的一种全新设计,系统发布后得到专业用户的肯定,具有广泛的推广价值,对气象数据服务系统的技术开发有较好的参考作用。     

北京全球信息系统中心的数据缓存功能优化

世界气象组织信息系统 (WMO Information System,WIS) 是一个支撑全球气象数据交换共享的通用信息服务平台,北京全球信息系统中心作为WIS的核心功能中心之一,必须缓存最近24 h内的WMO全球交换数据以提供高效的数据访问服务。为了检查收集到的全球交换数据的合法性,需要校验每条数据是否存在与之匹配的元数据,这些元数据信息以关系型数据库方式存储在北京全球信息系统中心中。由于每日接收到的WMO全球交换数据文件个数多且收集时间分布不均,大量频繁的数据库查询操作导致处理性能下降,特别在数据密集收集的情况下容易产生较大延迟,直接影响业务的实时性。设计并实现一种基于内存对象缓存的应用优化现有通过数据库查询的校验方式,实现在内存中一次性载入元数据信息,并在内存中完成缓存数据校验的操作,以此来减少磁盘的读写访问,提升处理效率。此外,还通过多线程方法实现与缓存数据相关的功能,使该方案具有良好的扩展性。实际应用表明:数据缓存功能优化后能满足实时业务性能要求。     

积温效应在电力日峰谷负荷中的应用及检验

从电力气象服务需求出发,利用2001—2010年5—9月河北省南电网逐日电力日峰负荷、日谷负荷与对应时间的气象资料,探讨晴热天气和闷热天气对电力日峰负荷、日谷负荷的影响特征。分析发现持续3 d以上的闷热天气相对晴热天气使电力日峰负荷、日谷负荷增长更显著;日最高气温32℃是引起河北省南电网日峰负荷增长的初始气温敏感点,35℃为强气温敏感点,38℃为极强气温敏感点,日最低气温25℃为引起日谷负荷增加的敏感气温临界点;建立了引入积温热累积效应的日峰负荷、日谷负荷多元回归气象预测模型,经2011—2013年应用检验,日峰负荷、日谷负荷预测平均相对误差分别为4.8%和3.5%,提高了预测准确率,对电力调度具有参考价值。     

地面气象台站元数据质量控制分析

气象台站元数据包含了可能影响气候资料序列均一性的重要信息,是分析、检验、订正气候资料序列的科学参考依据,只有经过质量控制与处理的气象台站元数据才能真实的反应其对气候资料序列非均一性的影响程度。针对气象台站元数据可能存在的疑误信息,设计了一套适用于地面气象台站元数据的质量控制技术,采用格式检查、内部一致性检查、时间连续性检查等方法进行质量控制。利用该质量控制方法对全国31个省(区、市)的1428个国家站1951—2011年的台站历史沿革数据文件进行质量控制,结果表明:该质量控制方法能够有效地将疑误信息进行标识,可为气象台站元数据的应用提供可靠的质量保障。该质量控制方法已应用于气象资料业务系统(MDOS)中,并在全国省级气象资料部门业务运行。     

气象元数据应用研究进展

对元数据及元数据标准在国内及气象部门内的研究进展情况进行分析,然后讨论了目前气象业务发展中气象数据管理和共享中存在的问题,并对元数据的需求提出一些展望。     

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。