气象信息显示系统

气象信息显示系统（精选12篇）

气象信息显示系统 篇1

当前, 我国民用航空运输行业飞速发展, 航空公司、空中交通管理部门、机场等航空气象用户无论从飞行安全, 还是社会效益及经济效益等方面都对民航气象服务提出了越来越高的需求。气象信息是保障空中交通管制正常良好运行的重要服务, 特别是在特殊天气情况下, 气象信息趋势性报告为空中交通管制运行现场调配提供了依据, 在空中交通管制安全运行工作和加速空中交通流量中担任重要角色。目前, 空管局气象中心多采用民航黑龙江空管分局气象台与河南大学东西方信息工程有限公司共同研制开发的气象信息系统, 及时准确的向用户发布与共享气象信息及预报产品。

1 气象信息系统网络结构

华北空管局气象中心航空气象信息系统包括两台数据库服务器、一台文件服务器和一台通信服务器, 然后经V LA N划分接入气象信息网, 连接民航气象数据库系统、本地多普勒气象雷达系统及气象卫星云图接收系统、本地气象自动观测系统、省气象台资料系统和各航空用户单位终端。

2 气象资料的采集与发布

2.1 气象资料采集

所采集的数据主要为民航气象数据库系统和本场气象资料。民航气象数据库系统为全国民航气象信息资料交互平台, 气象数据库中气象资料调入该系统两台数据库服务器, 可实现全国3级以上航站通过平台与其他外航站气象资料的共享。利用自动气象站观测系统、气象卫星接收系统及多普勒天气雷达系统等采集的数据通过FTP方式上传至文件服务器作为本场气象资料。

2.2 气象资料发布

2.2.1 航空气象报文和图形的发布

利用报文检索模块查看由各航站发送过来的航空气象报文, 根据航站四字代码和报文类型等条件, 对例行天气报告 (SA) 、特殊天气报告 (SP) 、航路预报 (FR) 、重要气象情报 (W S) 、飞行区域预报 (G A) 、航空器空中报告 (U D) 、台风警报 (W T) 等进行检索。而一些高空天气图、中低空天气图以及200h Pa至925h Pa气压的各层高空风温图则是由图形检索模块进行查询检索的。

2.2.2 本场气象产品发布

自动气象观测系统可为机组提供机场跑道两端温度、湿度、风向、风速、能见度、场压、云高、跑道视程等气象要素信息, 这些重要数据直接关系着飞机飞行安全, 可由外场传至室内自动观测系统服务器, 然后信息系统就会将自动观测系统服务器内数据经串口迁移至文件服务器, 最终由W EB服务器调取文件服务器数据后在本场发布, 同时还经串口上传至民航气象数据库通信机, 后经M Q线路 (FTP线路) 传至北京民航气象数据库服务器, 通过该平台向全国发布, 所有机场民航气象数据库平台都能在第一时间准确查询到其他机场自动观测数据, 为及时准确预报出航班目的地机场或备降机场天气情况提供了有效依据。

机场卫星云图接收系统接收到的风云2号气象卫星原始数据, 近数据处理软件转换成为卫星云图后存储在该软件服务器上, 后由气象信息系统将这些资料迁移至信息系统文件服务器, 最后由W EB服务器调取后发布。机场各终端用户利用水汽通道、红外通道、可见光通道及各种投影等参数调取不同的卫星云图资料, 还可运用动画播放功能连续播放各时次卫星云图, 充分展示云图变化过程。

机场多普勒天气雷达系统可探测到机场150km范围内的气象信息, 并将这些信息存储在雷达服务器上, 由气象信息系统将这些资料迁移至文件服务器, 最后由W EB服务器调取后向外发布。预报室、区域管制室和塔台管制室等重要用户可通过图像浏览软件直接调取雷达服务器图像资料, 对气象雷达扫描类型、仰角、高度或距离进行有选择的查看相应雷达资料, 还可运用动画播放功能连续播放每时次雷达图像, 清晰观察、判断机场天气系统发生发展近变化过程。普通用户则可以W EB形式对各时次雷达图像进行查看和搜索。

2.3 软件系统

气象信息系统软件运用B/S交互方式, 由“首页”、“新报检索”、“历史报文”、“飞行服务”、“航空图形”、“卫星云图”、“气象雷达”、“自动观测系统”、“系统管理”等功能模块组成, 各航空用户均可通过网页快速浏览各种气象信息和资料。

3 结语

随着空中交通管制在中国民航大发展背景下迅速成长管制一线运行对于气象信息需求迫切, 势必要求气象部门为航空运行提供更加准确、详实的气象服务资料, 并对管制席位末端的信息提供方式也提出了更高的要求。因此机场用于气象设备建设的投入也越来越大, 获取的气象信息资料也越来越多, 航空气象信息系统将承载更重的任务, 实现各种信息资料的及时、准确、快速的传输、管理和共享。

参考文献

[1]吴晓宏.构建中南地区新一代航空气象系统的研究[J].广东气象, 2013.

[2]民航气象数据库系统培训教材[M].太极计算机股份有限公司, 2011.

气象信息显示系统 篇2

班级：09系统一班 姓名：姜培 学号：20091325037

【摘要】：我国是自然灾害频发的国家之一，其中气象灾害或与气象有关的灾害造成失占整个自然灾害造成损失的70％以上。气象灾害给人类造成的危害十分严重，特别是重大的灾害性天气对国民经济、群众生活以及国家安全所造成的损失更为直接，带来的灾难更为深重。我国每年因各种气象灾害造成的经济损失约占国内生产总值(GDP)的3％-6％。加强对气象灾害的预警，将气象预警信息及时、准确、最大范围的传达到需要预警的地区，成为目前迫切需要解决的重大课题。

论文主要针对公众聚集场所和广大农村及偏远山区预警信息的覆盖发布目标。试图建立起有针对性的预警信息发布系统并设计完成信息发行终端设各，文字显示和语音播报预警信息，达到预警目的。针对人群聚集的公众场所预警信息发布形式单

一、效果差、无法语音播报等问题，设计和实现了基于GSM网络的气象预警LED屏信息发布子系统，主要功能是通过中控平台控制，将气象预警信息及时准确在各个需要预警地区的LED屏上文字滚动显示，同时利用文语转换，同步播放语音信息，达到预警目的。针对广大农村及偏远山区预警信息无法覆盖、预警接收设备欠缺的问题，同时由于这些地区可能无GSM网络覆盖，或LED屏不便安置等原因，设计和实现了基于无线广播网的气象预警专用调频接收机信息发布子系统，主要功能是通过中控平台控制，利用调频多工在RDS信道上传播预警信息和控制信息，使具有RDS功能的专用接收机接收顶警文字信息并自动跳转到预警频道。达到预警目的。

一、气象灾害的涵义及气象灾害的破坏性

大气变化产生的各种天气现象对人类的的生命财产和国民经济建设以及国防建设等造成直接或间接的损失，称为气象灾害。诸如狂风刮倒房屋；暴雨引起洪涝淹没田地：长期无雨形成干旱，枯死庄稼，渴死人畜：高温酷暑和低温严寒造成病人增加、死亡率增高；雷电击死击伤人畜或引起火灾等等。气缘灾害可分为天气灾害和气候灾害。天气灾害是指一次天气过程，如某一次热带气旋、某一次暴雨、某一次龙卷风等造成的灾害。气候灾害是指气候异常而造成的灾害。如该下雨的季节不下雨，该冷不冷，该热不热等反常天气现象的出现，导致人类及动植物的不适应，．影响人类社会活动及生产活动，危及动植物的正常生长发育，造成经济损失和其他损失。

气象灾害给人类造成的危害十分严重，特别是重大的灾害性天气对国民经济、群众生活以及国家安全所造成的损失更为直接，带来的灾难更为深重。根据中国气象局预测减灾司的统计： 1998年长江、松花江、嫩江等发生全流域性特大洪水，全国29个省(区、市)受到洪涝灾害的影响，受灾严重的有11个省(区、市)，全国因洪涝灾害受灾人口达1．8亿人(次)，成灾l.2亿人(次)，因灾害死亡4150人，紧急安置转移1839．3万人，经济损失达2550亿元：2003年，淮河流域特大洪水因连续强暴雨过程而形成，经济损失达285亿元。上述列举的实例表明，气象灾害，特别是重大气象灾害造成损失是相当巨大的。因此，重视气象灾害的预测、预报及防御，加强对气象灾害的预警，最大限度降低气象灾害损失刻不容缓，如何将气象预警信息及时准确的传达到灾害发生地，最大程度的降低灾害损失，成为目前迫切需要解决的重大问题。

二、气象预警系统的建立

1、系统建立的目的

气象预警系统建立的主要目的就是改善传统的气象预警发布模式，将气象预警信息制作与发布实现一体化，减少不必要的操作工序，使预警信息发布流程大为简化。

2、系统主要功能

气象预警发布系统是集实况监测、天气分析、气象预警信息制作、发布及查询于一体的气象业务应用平台。其主要功能为制作气象预警信息，并以LED显示屏、收音机、文本、手机短信、“12121”文件以及网页的形式发布。

论文设计和实现的气象预警信息发布系统利用中控平台统一管理预警信息，两个子系统分别利用GSM网和无线广播网进行通信，各自针对不问人群和不同场所，互相补充，达到预警信息的最大覆盖，为推进气象预警发布工作的实施提供了一种方案和思考，同时对两类子系统的设计方案、硬件构成、功能实现及预警信息发布的控制和实施过程等关键问题，给出了设计方法和问题的解决方案

三、气象预警信息发布国内外研究现状 1．国外研究现状

近年来，随着全球气候变暖，极端气候事件不断发生，在目前的科技条件下,还不能准确预报气象灾害。为尽量减少灾害夺去人们生命和财产的损失，各国都在寻求有效地气象灾害预警机制。

莫斯科气象局预测或监测到灾害天气时，将气象信息通过广播、电视、报纸等大众传媒，特别是电台及时将有关信息传达给大众。德国“危机预防信息系统”(DENIS)是一个开放的互联网平台，提供各种危急情况下如何采取防护措施的信息，为在灾害临近前尽快通知公众预警，德国在2001年10月开始运行一套新型卫星通信系统。通过卫星，然后通过电台、电视台传播出去，速度只需几秒钟。韩国消防防灾厅实施对灾害多发地区的居民实施手机文字和语音短信发向灾害警报的方法，减少居民因无法接到灾害信息而受到的损失，在山谷等手机信号难以覆盖的地方，增设自动警报设施。

2．国内研究现状 国内在气象预警信息发布方面的研究工作起步较晚，应用水平也较低，特别是，可实时监控、便于业务化管理的综合预警信息发布平台的建立，以及专用气象预警接收设备的研究几乎是空白。山东省为加强突发公共事件预警能力，利用人民防空警报系统发布灾情警报。广东、陕西、河南等其它省基本通过手机短信、广播、电视、报纸和网络媒体进行公众预警。近两年各省也在研究利用电子显示屏发布预警信息的方式。

3.论文主要研究内容概述

论文主要研究内容可概况为三个方面：信息发布端软件设计，LED屏子系统的硬件设计和软件实现，专用接收机子系统的硬件设计和软件实现。

论文针对不同人群和不同场所气象预警信息发布工作的实际需要，设计和实现了两个子系统，其中气象预警LED屏信息发布子系统基于GSM网络，主要针对人员聚集的公共场所，接收终端嵌入手机模块、语音转换模块、信息采集模块，由主控板统一控制，预警信息通过GSM网络与发行中控平台通信：气象预警专用调频接收机信息发布子系统基于无线广播网络的RDS和SCA技术，主要针对广大农村及偏远山区，接收终端嵌入RDS和SCA的解码器，预警信息通过无线广播网与中控平台通信，论文主要讨论了这两类子系统的设计方案、硬件构成、主要功能及预警信息发布的实现过程。同时，介绍了对两类子系统进行统一管理和监控的预警信息发布中控平台。论文所做的主要工作包括：

讨论了系统信息发布端的软件设计和通信建立，在接收端硬件设计和软件实现的基础上。实现了由中控平台统一管理预警信息，两个子系统各自针对不同人群和不同场所分散发布，互相补充的预警综合系统，达到预警信息的最大覆盖，为推进气象预警发布工作的实施提供了一种方案和思考。

针对人群聚集的公众场所预警信息发布形式单

一、效果差、无法语音播报等问题，设计和实现了基于GSM网络的气象预警LED屏信息发布子系统，主要功能是通过中控平台控制，将气象预警信息及时准确在各个需要预警地区的LED屏上文字滚动显示，同时利用文语转换，同步播放语音信息，达到预警目的。

针对广大农村及偏远山区预警信息无法覆盖、预警接收设备欠缺的问题，同时由于这些地区可能无GSM网络覆盖，或LED屏不便安置等原因，设计和实现了基于无线广播网的气象预警专用调频接收机信息发布子系统，主要功能是通过中控平台控制，利用调频多工在RDS信道上传播预警信息和控制信息，使具有RDS功能的专用接收机接收预警文字信息并自动跳转到预警频道。达到预警目的。全文有5个章节组成，各章主要内容安排如下：

第一章：绪论，主要介绍论文选题的背景及研究意义，大致介绍了气象预警信息发布国内外目前的研究现状，初步介绍了论文的研究内容和章节安排。

第二章：系统的总体结构设计，介绍了该系统建设的需求情况，分析了系统的总体结构，特别对本论文重点研究的两个子系统的信息发布总方案进行了概要性的说明。第三章：系统发布端设计，介绍了信息发布中控平台的结构和功能，说明了中控平台对子系统信息发布过程的建立和信息管理的功能实现。

第四章：总结，对全文内容进行了概括性总结，对下一步研究工作提出了展望。

四、总结

气象灾害给人类造成的损失越来越引起社会的广泛关注，提高气象预报能力，加强灾害预警，将气象灾害预报的信息最早、最及时、最有效的传递到需要预警的地区，告知人们做好准备。是降低灾害损失的有效途径。

论文主要针对公众聚集场所和广大农村及偏远山区预警信息的覆盖发布为目标。对信息发行端软件设计，有针对性地对基于GSM网络覆盖的LED屏发布端和GSM覆盖不到的调频接收的发布端设计及软件实现等方面做了尝试。实现了在一个信息发布平台对气象预警信息集中统一收集处理和发布，集中管理和监控。利用两个子系统分布式将预警信息针对性的发布到不同场所不同人群中去，文字显示和语音播报预警信息，达到预警目的。

论文主要做了两个方面的工作：基于GSM网络及调频接收机信息发布端软件设计，气象预警信息发布系统技术阐释。

信息发布端软件设计的过程就是信息发布中控平台的建立过程，论文介绍 了中控平台的系统架构、功能组成、数据流程等情况，特别对中控平台如何与 子系统建立连接，如何将预警信息发布到达接收终端，如何统一管理子系统进 行了说明。

基于气象预警发布系统设计就是系统平台的建立和软件设计与实现的过程，论文介绍了系统体系架构及技术架构、数据采集和处理、软件设计与实现等情况，特别对系统体系架构进行了详细说明。

参考文献

气象信息显示系统 篇3

摘 要：新时代背景下，海洋经济得到空前发展，海洋资源开发与生产活动频繁，使得提高海洋气象服务水平显得十分迫切。传统海洋气象服务模式，信息获取效率低，存在滞后性，且信息有效性与准确性差，很多时候不能满足需求，加强改革创新势在必行。网络电子海图的出现为海洋气象服务改革创新提供了途径。基于网络电子海图的海洋气象信息服务系统能更快速、更直观、更方便地获取海区气象信息，对确保船舶安全，促进海洋经济发展有重要意义。该系统利用GIS技术，通过webadf和NET环境实现，能实现自动化、实时化海洋气象信息获取。该文将针对基于网络电子海图的海洋气象信息服务系统展开研究。

关键词：网络电子海图 海洋气象 信息服务系统

中图分类号：U675 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）06（c）-0082-02

为提高海洋作业效率，确保海上航行安全，适应国内外海上海运快速发展的需求，加强对网络电子海图的应用具有重要意义。基于网络电子海图的海洋气象信息服务系统，能从选的System Electric Navigational Chart中显示所需的海区气象信息和来自导航感应器的位置信息，并基于ECDIS辅助航线规划和航线监控，确保航线安全性。在传统技术条件下，海洋气象信息获取效率低，信息准确性差，甚至存在一定误差，并不利于航线规划，不能为船舶安全航行提供有效信息支持。因此，应积极加强对网络电子海图的利用，构建海洋气象信息服务系统，为海洋经济发展建设创造有利条件，提高航运气象服务水平。

1 网络电子海图与海洋气象相关概念

1.1 网络电子海图

网络电子海图属于一种现代化技术，把信息技术、GIS技术、webadf技术、NET技术、数字式海图技术等高新技术融合在了一起，被誉为船舶导航革命性技术，是船舶导航和辅助决策的重要工具，不仅能提供航海相关各种信息，还能提供海区各类险情信息，对提高航海安全有很大帮助[1]。网络电子海图系统所提供的海图类型分为：矢量海图（Vector charts）和光栅扫描海图（Raster charts），海图信息以数据信息文件形式分类储存在数据库中，使用者可通过终端设备有选择性地进行数据查询、使用、显示、分析[2]。网络电子海图信息系统以计算机为核心，以Electronic Navigational Charts为基础，连接探测、定位、雷达等相关设备，综合反映船舶形式状态，为船舶信息查询、航海记录、量算提供专门工具，其功能性和应用优势是传统纸质海图所无法比拟的，已广泛应用于航海交通管理、船舶调度、渔业管理、海洋测量、港口管理、航洋工程等众多领域，成为推动海洋经济发展建设的核心技术手段，我国已经对外推出国际标准版和中国海区网络电子海图。

1.2 海洋气象

气象通常指风、云、雨、雪、闪电、打雷等一切大气的物理现象，海洋气象则是受普通气象条件影响形成的海洋特有气象。例如，在风的影响下会形成洋流。当一定方向和强度的风在海面上吹过一段时间后，因摩擦力的作用，会使海水表面产生一种顺着风吹方向的流动，而这表面水分子的流动，又会带动下层水分子运动，产生水流。此外，还有因天体引潮力作用引起的潮汐现象等[3]。通过有效的海洋气象观测手段与技术，便能获取到海风力等级、风浪等级、大气压力、潮汐等相关信息。海洋气象信息对船舶航行，海上作业，海洋开发有着重要意义，关系国计民生，是相关自然灾害预测与防御，减少海洋灾害带来经济损失的重要手段。海洋气象观测系统会根据流体物理和运动特性，产生大量观测数据，实现海洋气象信息数值化，并精细化、准确化预测海洋天气状态，产生海量数据与图片，为海洋产业与人们生产生活提供参考，确保船舶航行安全，规避海洋灾害。

2 基于网络电子海图的海洋气象信息服务系统

海洋气息信息对海上作业、海洋开发、船舶航行安全有着举足轻重的影响，如：过强风压可能导致船舶偏移，危机航行安全，诱发搁浅、触礁等事故。而海洋大气压力变化、温湿度变化可能会对船舶上相关电子设备工作状态造成影响，导致相关设备老化、失灵、损坏，所以海洋产业相关人员对海洋气息最为关心，可见提高海洋气象监测水平的重要意义。随着海洋产业的高速发展，加之近些年极端海洋天气的频发，海洋产业对海洋气象预测提出了更高要求，提高海洋气象监测水平势在必行[4]。传统技术条件下，获取海洋气象信息，主要通过NAVTEX等渠道，信息形式主要是静态图像和气象文字信息，而这些信息数据不包括物理属性，也无法通过计算机进行进一步分析，已逐渐不能满足海洋产业发展对海洋气象服务的要求。而网络电子海图为海洋气象观测改革创新创造了途径，提供了技术支持，切实有效提高了海洋气象服务水平，提升了海洋气象观测信息准确性和有效性、直观性，构建了一种信息化、网络化、现代化的海洋气象信息服务模式。基于网络电子海图的海洋气象信息服务系统目前已经成为主流，日本、美国、加拿大、英国、韩国都在开发该系统。系统设计以ETN为基础，采用GRIB编码解析与标识方式，提供清晰图形化、可视化信息。信息获取方式可通过Email和WEB等方式，从GFS系统中获取，系统采用统一显示标准和标识，能提供人机交互操作界面，能清晰显示风、气压等级信息[5]。从整体设计结构来看，应采用模块化设计思路，根据总体数据处理流程，具体可分为四大模块，分别是：气象数据模块、数据处理模块、用户模块、叠加显示模块。这种模块化设计模式，能有效降低设计难度和系统复杂性，提高系统可靠性，使系统的设计、维护、测试更加简易。用户模块从气象数据模块中获取信息，由数据处理模块进行处理与读取，产生GRIB文件数据和图形化数据，由叠加显示模块对数据进行EIN扫描与显示，呈现可视画面。用户模块的设计要对UI控制进行考虑，考虑到控制信息的接受、响应、处理，如：GRIB文件数据的记录选择、发送控制信息、反馈信息获取等方面。另外，由于数据处理模块是整个系统的核心，必须作为设计重点。数据处理模块要协调其他模块，负责用户模块控制信息，处理GRIB文件数据，协调显示模块进行数据显示输出。叠加显示模块设计中，必须要考虑到电子海图的叠加问题，确保处理后的信息能够以可视化、图形化形式呈现给用户，正确显示等压线、风速等相关信息。系统操作平台应为WINDOW或linux，使用wxWIDGETS数据库提供的API函数，基于WTL环境进行开发。目前较为成熟的基于网络电子海图的海洋气象信息服务系统，如：AIS-ECDIS、AIS VDR ECDIS等，其功能都已十分完善，非常值得推广和应用。

3 结语

当前海洋经济已经成为推动经济发展的新动力，海洋产业得到空前发展。为降低海洋灾害对海洋产业的影响，保障船舶航行安全，促进海洋经济建设，应积极提高海洋气象信息服务水平。因此，应积极加强对网络电子海图的利用，构建新型海洋气象服务模式。

参考文献

[1]刘渐道.基于Web电子海图的海洋气象信息处理与显示系统[D].大连海事大学，2009.

[2]李成金.电子海图的交互设计与水文气象数据的信息融合技术研究[D].中国海洋大学，2015.

[3]马小方.构筑于AIS-ECDIS技术集成的海上安全信息系统的设计与实现[D].上海海事大学，2004.

[4]赖剑菲.海洋水文气象信息可视化表达的若干关键问题的研究[D].武汉大学，2005.

浅析气象信息系统设计与研究 篇4

1.1 气象信息系统的概念

气象信息系统是气象信息与技术保障体系的组成部分, 是气象业务的公共技术基础支撑系统, 主要包括通信与网络、高性能计算机、信息存储与共享、数据处理与管理、探测数据质量控制、气象仪器与观测方法研究、气象技术装备管理、气象仪器的计量检定、技术保障等。气象信息系统负责收集、处理、存储、交换与分发各种气象信息和相关非气象信息。承担信息的集中统一管理, 数据质量控制和信息服务。主要包括通信网络系统、高性能计算机系统、数据处理与管理、信息存储与信息共享服务。

气象信息系统还负责收集、处理、存储、交换和分发各种气象信息和相关非气象信息。承担信息的集中统一管理、数据质量控制和信息服务, 这些服务主要包括通信网络系统的服务、高性能计算机系统的服务等。在通信网络系统中, 计算机网络是利用通信设备和介质将地理位置不同、功能独立的多个计算机系统连接起来, 以功能完善的网络软件实现资源共享和信息传递。这些对于气象信息系统的设计与研究都有非常重要的影响和重大意义。

1.2 气象信息系统的设计与建设

对于气象信息系统的设计与建设来说, 其中系统的站点分布和数据传输尤为重要, 所以对于气象信息系统的设计与建设来说, 要充分考虑站点分布和数据传输的影响因素。在考虑这些影响站点分布和数据传输的影响因素中, 由于山西省水资源不是很丰富, 空气也比较干燥, 这些因素对于山西省交城县气象信息系统的设计建设中都要充分考虑清楚。对于山西省交城县的气象信息系统的设计来说, 其安全性和快捷性不可缺少, 这些对于现代的气象信息的传输和共享起到非常重要的作用。

另一方面, 对于气象信息系统的数据传输来说就比较复杂了, 在气象信息系统投入使用中, 会有大量的数据进行不间断的传输, 这些数据会在各个的气象传感器、水文水质传感器、有害气体传感器等之间来回传送, 所以对于数据传输要特别的重视考虑。在气象信息的建设过程中, 需要特别注意大气中水分的含量, 这些对于气象信息的精确性都会产生很大的影响, 这样才不会破坏数据传输等方面的功能。

2 气象信息系统的研究

2.1 基于b/s结构的气象信息系统

对于气象信息系统的设计中的基于b/s机构的气象信息监控系统来说, 这个b/s结构的气象信息监控系统对于整个气象信息系统来说都是非常的重要。气象信息监控系统可以时时的针对大气中的气象信息的最新信息进行监控, 对于数据采集、传输一体化的监控系统设计来说, b/s结构显得特别优秀。由于气象信息系统需要监控仪器的高精度要求, 这个气象信息监控系统可以非常好的满足这个要求, 当然稳定性能也非常好, 所以在针对整个气象信息系统的设计与实现过程中, 要认真的研究这些影响因素。

基于b/s结构的气象信息监控系统对于气象信息系统来说无疑是起到了画龙点睛的作用。这个气象信息时时监控系统非常的稳定、高效率, 这些影响因素对于气象信息系统的设计与实现来说都是非常重要的。总体说来, 基于b/s结构的监控系统对于气象信息系统来说有着积极的推动作用, 基于b/s结构的监控系统也是气象信息系统的一部分。基于b/s结构的监控系统是基于多种传感器来进行工作的, 所以对于大气中的气象信息的微妙变化都可以在最短的时间内以最快的速度检测到。这些对于气象信息的准确性和安全性都有着重要的影响意义。

2.2 对于气象信息系统数据库设计的研究

对于气象系统的设计与实现中的数据库设计与结构来说, 这些方面对于整个气象信息系统的设计与实现过程都有着非常重要的影响。气象信息系统数据库是基于SQL Server的数据库, 这样的数据库更加的稳定, 使用性能和用户体验更加的优秀。在数据库的设计与结构中, 数据库管理模块、人工操作管理模块、数据库参数及用户设置、数据记录的增加和删除、用户管理、数据备份和还原等都必须认真的考虑在内, 这些模块在整个气象信息监控系统的设计与实现过程中都是必不可少的。下面笔者会根据气象信息监控系统的不同情况对数据库的设计与结构中的不同模块进行针对性的说明概述。

首先是数据库管理模块, 这是数据库的设计与结构中不可或缺的重要一部分。数据库管理模块主要的任务就是管理整个监控系统的数据, 这个模块的功能对于整个气象信息监控系统的实现都起到非常重要的影响。其次是人工操作管理模块, 这个模块中, 系统的数据库设计可以在人机交互界面进行各种不同功能的操作, 这对于数据库的人工操作管理来说具有十分重要的意义。而数据库参数及用户设置的模块则要根据用户的使用情况具体进行设置, 在这个模块中数据库参数及用户设置是根据用户的具体使用情况而定的。数据记录的增加和删除模块在整个气象信息监控系统的设计和实现中也是必不可少的。当然, 用户管理和数据备份和还原对于整个气象信息监控系统的实现来说都有着积极的推动作用和重大影响。

3 结语

本文主要针对气象信息系统的设计与研究做了具体的概述, 对于气象信息系统的设计与实现过程来说, 需要经历水分自动站系统的建设、基于b/s结构的监控系统、数据库的设计与实现和性能测试过程, 这些过程对于气象信息系统的设计与实现都有非常重大的意义。最后对本文进行一些总结, 在气象信息系统的设计与研究的过程中会遇到很多问题和困难, 对于这些问题和困难需要进行相应的解决, 这样设计出来的气象信息系统才能更加的准确和安全, 对于气象信息的监测才能更加的高效, 才能更好的服务人们的生活。

摘要：在我国气象局大气监测自动化建设中, 气象信息系统的设计与研究占据了很重要的因素和影响。本文主要是在对气象信息系统的设计进行分析的基础上, 对于我国气象信息系统的建设以及相关的监控系统进行了详细的阐述, 并对监控性能进行了测试, 希望可以给未来气象信息系统的发展带来帮助。

关键词：气象信息系统,设计,研究

参考文献

气象信息显示系统 篇5

1备用网路的设计选择

根据气象信息传输业务实时性及高时效性特点、气象信息广域网系统的可靠性要求，备份网络系统是必不可少的。而且，备份网络系统还必须具备实时热备、无缝隙切换机能，即能保证主备线路在故障发生时及排除后能迅速自动切换。对于备份线路具有诸多可选择方案，如再建设一条SDH专线或者MPLSVPN线路作为备用线路，其中前者费用较高，而后者由于其传输带宽不是用户独享的，对流媒体应用支持不太理想，同时MPLSVPN普及度还不是太高。对于边远山区的台站可能无法提供接入。目前还有一种应用比较广泛、技术比较成熟的方式，即基于Internet的VPN，具有性价比较高、带宽资源利用率高、接入方便、网络环路比较完善等特点，在极端灾害情况下，其受到的损害相对较少，恢复速度相对较快；缺点是带宽不够稳定、对视频会商等流媒体支持比较薄弱。

根据自身应用需求等情况，选择符合自身实际的备用线路接入方式，与主干网络充分有效地衔接与融合，从而提高气象信息广域网络系统稳定性和可靠性，是备用路由设计与选择的基本原则。

2QoS策略优化

随着省、市、县三级高清视频会商系统的建设和应用，对网络带宽及带宽的稳定性有了非常高的要求。省一市一县三级气象广域网络的带宽有限，承载的传输业务比较重，进行视频会商时，网络中不可避免地出现数据拥塞乃至丢包。为了解决带宽拥塞的这一问题，分析数据传输对数据丢失敏感，但对延迟没有很高的要求；音频传输对丢失率和延迟都有很高的要求；而视频传输对延迟敏感，但允许一定的信号丢失。若把弱实时保证能够嵌入到现有业务网络中，在Qos要求得到保证的前提下可提高网络的利用率。具有弱实时约束的会话，其分组被分为选择性分组和强制性分组两类。选择性分组可以传输也可以丢失，而强制性分组必须传输。即连续Z个分组中至少保证n个强制性分组得到传输，其余z—n个选择性分组可以丢弃。

气象信息显示系统 篇6

【关键词】气象信息系统；雷电防护区；雷电防护

引言

最近几年，对气象部门在气象信息系统进行雷电防护的工作上，我们国家逐渐开始高度重视这个问题。我国在很久以前就在许多领域都采取了雷电保护措施，比如说：气象卫星通信、局域网络、宽带网络、可视会商等信息系统，甚至还有在自动气象站、天气雷达站等，可是，这样做的效果并没有什么成效，在近两年里，我国还是时常遭受雷电的损坏在气象信息系统的有些设备里，这其中损失最大的是自动气象站。所以我们对雷电袭击气象系统进行研究，分析问题的原因，并提出解决对气象信息系统进行雷电防护的措施。

一、气象信息系统雷电防护的基本原则

当我们在进行对气象信息系统懂得雷电防雷设计时，应该认真调查气象站周边的地理环境、气象、地质等条件，以及研究在这区域的雷电活动的可循规律，在根据气象信息系统的性能特点再进行全面的规划防护措施。在雷电发生的时会发出一种电磁脉冲，电磁脉冲是一种很强的干扰源，它是属于电磁效应，在闪电时，直接雷击在建筑物的附近和防雷装置上产生的。其中很大一部分是通过连接导体而形成的干扰，比如部分雷电流、被雷击中的防雷装置的电位升高[1]。对于气象信息系统雷电总的防护技术有：屏蔽、分流、等电位连接、合理布线、过电流电涌防护等，我们应该这许多措施的综合进行防护。

二、雷电防护区的划分

对于雷电防护区的划分，我可以从被保护设备的位置以及设备能够承受的电磁场强度，在根据防护要求相应采取的防护措施再进行防护区域的划分，所分的区域就是雷电防护区。通常，雷电防护区可以分为5个，分别是：直击雷非防护区、直击雷防护区、第一屏蔽防护区、第二屏蔽防护区、第三屏蔽防护区。

三、气象信息系统的防雷措施

（1）在直击雷防护区采取直击雷防护措施

我们可以在直击雷防护区通过使用避雷带、避雷针以及引下线，它们可以使雷电分流转到地里，用此防护直击雷对气象信息系统的危害。

（2）在第一屏蔽防护区利用屏蔽对雷击电磁脉冲进行防护

对于减低雷击的电磁脉冲的最基本的防护措施使屏蔽，它将有利于降低信息系统的干扰。对于屏蔽是如何形成的，它是通过建筑物中的混凝土中含有的金属构件组成的格栅形的大屏蔽，从而降低雷击电磁脉冲对气象站内的设备干扰[1]。除此之外，电缆的外导体也静电屏蔽作用对内导体，因为电缆的外导体与内导体共同组成电容，这个电容能够将芯线上具有的高频性质感应电荷转入到地，这也可以防止雷击电磁脉冲的干扰程度。由此，我们应该把建筑物内所有线缆的金属屏蔽层，把它们的两端正确的接地，如何要求系统只在一端接地时，这时我们应该使用双层屏蔽电缆，其中对于外层屏蔽我还是要两端接地。对于室外的各种线缆，线缆应该通过铁管或者是敷设在金属槽内而引入，但是铁管或金属槽的两端要放在雷电防护区交界处并且让它们等电位连接。

（3）利用等电位连接进行第二屏蔽防护区的雷击电磁脉冲防护

通过等电位连接可以减小电位差，等电位连接的形成是将建筑物内所有金属外露的电气装置以及可导电部分用金属导体将它们连接在一起。对于等电位连接可以分为三种形式，分别为总等电位连接、辅助等电位连接以及局部等电位连接[2]。而对于气象信息系统的等电位连接，它主要是利用各种地网然后采用等电位连接器将它们连接在一起；如果是在机房或者是电子设备密集的地方，我们还要应该在防静电的地板下敷设等电位连接网，并且还要与建筑物混凝土钢筋中的金属结构的共用接地系统正确可靠的连接；将室内的PE线、SPD接地、防静电接地、屏蔽地以及各电气设备的金属外壳等都应该作等电位连接网。与此同时，我们也要做好等电位连接在雷达天线、雷电监测系统、观测场、卫星天线、人影作业系统、自动站、雨量站、预报室和机房内以及值班室内各金属设备外壳。

（4）巧用“雷电防护区”设计安装电源SPD和信号SPD

对于不能直接参加等电位连接的带电体（电源线、信号线），我们可以通过SPD与等电位连接带连接，这样一来，电源线、信号线就变成了等电位连接的组成部分，这样会起到限制瞬态过电压的作用，把电涌电流分走从而起到对信息系统设备保护的作用。

依据我们对雷电防护区的划分，在直击雷防护区与第一屏蔽防护区界面上最好是用Ⅰ级开关型电源SPD，开关可以安装在建筑物的总配电箱旁，这样就可以当作设备的第一级防护在整栋建筑物内；在第一屏蔽防护区至第二屏蔽防护区界面上应该使用Ⅱ级能量稍低的限压型电源SPD，安装地方与上述一样，它可以作为第二級防护对第二屏蔽防护区内的各用电设备；在保护的信息系统设备的旁边应该安装Ⅲ级电源SPD进行保护，将Ⅳ级限压型电源安装在第三屏蔽防护区设备前，这样可以对设备精细保护。

（5）接地系统

众所周知，一个良好的接地系统是作为泄放雷电电流的最基本的保障，然而信息系统设备是一类精密、较为敏感的电子器件，因此它对防雷接地有着更高的要求。我们应该充分利用建筑物的基础钢筋地网作为共用接地系统，假如建筑物无基础钢筋地网，则应该采取在建筑物周围埋设人工垂直接地体和水平环型接地体，但是要求其接地电阻小于或等于4欧。

四、结束语

由于气象信息系统的损坏主要时原因遭受雷电电磁脉冲的危害。我们应该根据雷电防护区，随时注意直击雷防护，在气象信息系统里，最好的雷电防护方法就是采取等电位连接、合理布线、屏蔽、安装多级SPD等措施，如果能将这些措施综合使用，那么将会有更好的防雷效果。此外，我们要经常对气象信息系统安装的防雷装置进行安全检查，确保它们正常运行，达到保护的效果，并且对于个别重要的、特别的防雷装置，我们要针对性的维护，如果运到故障，应在第一时间进行解决。

参考文献

[1][英]R.H.GOLDE.李文恩译.雷电（下卷）[M].北京：水利电力出版社，1983.

[2][美]E.A.雷西.仇钰译.电子安全防护手册[M].北京：科学普及出版社，1982.

气象信息显示系统 篇7

关键词：气象信息,LED显示,语音合成,GPRS/GSM,ARM

0引言

近几年来,因暴雨、大雪、干旱、高温、台风等天气原因造成的气象灾害频发,由这些灾害引发的洪水、滑坡、泥石流、霜冻、森林大火等对人民的生活和生命财产都构成了极大的威胁,而此时气象预警信息能否及时全方位地发布显得尤为重要。虽然如今人们利用网络、电视、报纸等媒体很容易获取气象信息,但对于农村偏远地区却无法保证及时获得气象信息,尤其是紧急情况下的气象灾害信息,还有一些其他特殊的地方,比如农场,码头等都需要及时全方位的预警信息。对此如何解决气象预警信息传递“最后一公里”问题,就显得越来越迫切[1]。

本文在上述应用背景下设计实现了一个基于ARM的气象信息LED显示远程控制与语音播报系统,该系统具有GPRS/GSM远程无线数据接收、USB 2.0读写、LED大屏幕显示、语音同步播报和警报输出等功能。系统信息的发布可以由远端服务平台通过GPRS功能发送气象信息、或者由手机的GSM短信功能发送气象信息、也可以由当地的管理者通过USB 2.0接口直接发布气象信息,极大方便了对系统的操作使用,同时系统具有的语音功能,可以实现语音与信息同步播放,给那些因田间劳作、工作忙碌等一些原因无暇观看气象信息的人们及时收听,并可以在紧急情况下控制系统发出警报声提醒人们注意有紧急情况及时关注该信息内容。

该系统与现有的一些相关系统相比,在文本语音同步播报、警报输出、USB 2.0读写和系统可扩展性等方面更具有优越性[2],尤其语音合成方面,系统根据需求烧录专用气象语音库,利用文语转换技术(TTS),语音数据后期处理及微处理器的DAC功能,实现语音的合成输出,在自然度和失真度上都有很大的提高,并使系统摆脱语音合成芯片的使用,减少系统的成本。

1系统总体设计

针对气象信息的远程控制和语音播报,以及能够适应户外各种恶劣工作环境的需求,系统无论在硬件的设计上,如元器件的选择、PCB的布线等方面还是在软件的设计上都做了严格的要求。最终选用了基于Cortex-M3 内核的ARM处理器,MC55通信模块作为主要元器件构成了该系统。

通过与当地气象局的合作,系统由气象局的上位机(服务器或手机发送平台)远程控制多台显示终端,实现气象信息的实时全方位的发布。为了方便系统的配置以及当地使用者需要发布一些紧急信息,系统设计添加了USB 2.0的功能,从而摆脱通过电脑控制的麻烦,只需要在指定的文档中输入配置信息或需要显示的信息后连接终端,就可以实现系统配置或信息的发布。同时采用文语转换技术及语言合成技术,实现了图像与语音同步输出以及系统输出警报功能[3,4]。

系统总体结构如图1所示,据上所述,系统终端的主要工作过程为首先系统对由以上三种方式读取到的信息进行确认,如果确认该信息为系统所需要的信息,则在LED点阵屏幕上显示。系统语音播报或警报是通过信息中的识别码的参数控制的,系统在每次读取信息时将对这些参数进行识别,确定是否需要语音播报或警报以及语音播报的次数,如果需要系统将会语音和图像同步播出或发出警报声。

2系统硬件设计

系统硬件设计是采用模块化的设计方法,分为主控模块,GPRS/GSM无线通信模块,音频功放模块等3个模块。系统硬件结构如图2所示,主控模块是以ARM为核心处理器,主要实现数据的采集、处理、发送及驱动显示等功能。无线通信模块主要实现接收上位机的数据,以及与主控模块的通信。功放模块实现语音及警报的输出功能[5]。

主控模块采用串行异步通信接口RS232与GPRS/GSM无线通信模块通信,波特率设置为9600kps,采用这种RS232电缆方式进行连接时,数据传输的可靠性较好,通过发送AT命令控制GPRS/GSM无线通信模块以及数据的传输。对LED显示屏幕的控制主要通过微处理器上的I/O口与显示屏的接口相连,由微处理器产生锁存信号和时钟信号,将数据并行送到显示屏的数据缓冲区,输出显示。音频功放模块则是通过音频接口与主控模块的DA接口相连,由微处理器的DA端口产生音频信号,驱动音频功放模块。

2.1主控模块

主控模块主要实现功能为控制GPRS/GSM无线通信模块及接收数据、USB2.0接口检测读取数据、驱动点亮LED点阵屏幕、文语转换、语音合成、DA控制音频信号输出、语音库及汉字库的存储等。主控模块选用了意法半导体生产的STM32F103ZET6型号的芯片作为系统的微处理器,该芯片使用高性能的ARM Cortex-M3 32位的RISC内核,工作频率为72MHz,内置高速存储器(高达512K字节的闪存和64K字节的SRAM),丰富的增强I/O端口,为系统的开发提供了很大的方便。同时选用支持USB 2.0协议的芯片CH376,使系统支持USB Host模式。CH376 是文件管理控制芯片,用于读写U 盘中的文件,支持USB 设备方式和USB 主机方式,并且内置了USB 通信协议的基本固件,以及内置了FAT16和FAT32 文件系统的管理固件等,支持常用的USB 存储设备。因为语音库和汉字库容量比较大,处理器自带的存储空间不够使用,所以系统扩展了RAM和FLASH,分别选用了SRAM和NAND FLASH两种存储器作为系统的外扩内存和存储空间。系统硬件结构如图3所示。

2.2无线通信模块及音频功放模块

GPRS/GSM无线通信模块主要实现接收上位机(服务器或短信平台)发送的数据,并通过UART口传送给微处理器等功能。该模块选用的是由德国西门子公司生产的MC55 三频无线通信模块,为工业级使用模块,能够在一些极端的工作环境下工作,适用于欧洲和亚洲的频段( 900 /1800 /1900 MHz) ,提供标准的AT指令集,内嵌TCP / IP协议,支持GSM /GPRS,支持语言和数据传输功能[6]。

音频功放模块工作原理是将微处理器DA接口产生的音频信号通过音频线输入到音频差分预放大器,进行弱信号放大;该弱信号再通过功率放大器进行功率放大,最后输出至4欧姆的2个扬声器进行音频输出。设计的功放模块最大输出功率为2.4W,同时支持麦克风的输入。该模块选用了MAXIM公司的MAX4062音频差分预放大器,该芯片增益可10倍固定,共模抑制比高达70DB/1KHz,带宽600KHz,适用于便携式设备。以及ST公司的TEA2025B立体声功率放大器,该芯片最大增益45DB,带宽大于32KHz,有温度保护功能。

3系统软件设计

3.1软件设计概述

根据系统设计的要求及系统硬件的划分,系统软件主要按以下几个模块设计:与无线模块通信交互及数据读取软件设计、USB 2.0设备驱动及数据读取程序设计、实现LED显示的驱动程序设计、利用文语转换技术(TTS)实现语音合成及语音输出的程序设计、汉字库和语音库的存储与读取程序设计和系统的端口配置、初始化等程序设计[7]。系统的软件框架如图4所示。

3.2软件设计流程控制

系统软件总体工作流程如图5所示,系统初始化后将检测系统支持的工作模式,系统的工作模式由拨位开关控制(具体控制方式见表1),用户将根据实际使用情况对系统功能配置。系统确定支持的模式后,将通过中断的方式检测是否有信息获取,如果有则首先检测信息的验证码和终端码,判断该信息是否为该终端所需要显示的信息,如果验证没有通过,系统屏幕将显示未通过,如果信息验证通过,系统将继续检测是否需要警报、是否需要语音输出、以及如果需要语音播报的情形下,语音需要播放的次数等信息,然后对检测不同的结果做相应的处理。

3.3GPRS/GSM模块软件设计

GPRS/GSM无线模块控制软件主要分为模块启动,GPRS、GSM控制通信3部分。微处理器通过普通I/O口来控制MC55电源开关管脚、启动模块、复位模块、关闭模块,通过UART口,发送一系列AT命令,控制MC55模块进行GPRS/GSM通信及数据的读取。AT 命令由ASCII字符组成, 以AT开头和< CR> 结束, 通常一条指令被执行后, 无论成功与否, 模块均要返回相应的信息。

3.3.1 GPRS模块与服务器连接及数据传输

MC55模块通过命令开机并初始化后,需要发送一系列AT命令与服务器连接,只有成功地与服务器连接,才能使该模块成为通信终端,实现与服务器的数据交互,实时接收服务器发送的数据[8]。连接服务器的AT命令如下:

AT+CSQ //测试信号强度

AT+CNUM //查询本机号码

ATE0 //连接GPRS主机

AT^SISS=1,address,″socktcp://180.107.224.24:8000″

//设置IP(该IP地址和端口号为服务器的固定IP地址和开放的端口号)

AT^SISO // MC55模块关闭网络命令

AT^SISW // MC55模块发送上行数据命令

AT^SISR // MC55模块读取下行数据命令

AT^SISC // MC55模块关闭网络命令

为了保证MC55模块与服务器一直保持连接而不掉线,该模块需要每隔一定时间发送一个“心跳包”,与服务器通信,查询服务器是否有数据需要下发,服务器收到上行数据后,将下发下行数据,通知MC55模块是否有数据需要读取。如果有数据信息需要发送,MC55模块将读取、保存、处理该数据,并通过USART口实时传送给微处理器,处理器将对读取到的数据进行解析,以获取我们所需要的信息,再继续识别处理。

gprs_start(void) // GPRS模块启动

gprs_wait_ok_back() // 等待发送AT命令后的反馈

gprs_set_direct_notice(void) //串口有数据时立即通知处理器

gprs_test_signal_intensity(void) //测试GPRS信号强度

gprs_connect(void) //无线模块与服务器连接

gprs_send_close(void) //关闭与服务器的连接

3.3.2 GSM短信模块的连接及数据传输

GSM模块的初始化与GPRS模块类似,都是微处理器通过串口发送AT命令控制。模块初始化以后需要配置短信方式(文本或者PDU方式),设置短信收到提示[9],微处理器通过监听串口信息,判断MC55的当前命令,确认收到的信息是否表示收到GSM短信的提示信息。该信息若是短信提示信息,则记录下该提示的短信号,若不是则继续监听。微处理器然后根据读取的短信号,读出短信内容,判断是否是合理的短信。若是,则记录下该短信信息,然后删除;若不是,则直接删除。短信模块的连接及操作命令如下:

AT+CNMI //询问GPRS模块支持的设置信息

AT+CNMI //设置GPRS支持通知信息

AT+CNUM //查询本机号码

AT+CSQ //测试信号强度

AT+CMGD //删除短信

AT+CMGR //读取短信

AT+CMGL //读所有的信息

因为手机短信的编码格式为UNICODE码,而系统支持的汉字编码为GB2312码,两者的编码顺序不一样,所以在接收到短信后需要对短信内容的编码格式进行转换,采用的方法为查表法,先将GB2312码制作成表格,然后按照读取的顺序依次查找,该程序的伪码为:

unicode_convert_gb2312(unsigned short int *buf,unsigned short int buf_long)

3.4语音合成及文本显示同步输出程序设计

3.4.1 屏幕驱动程序设计

LED显示屏幕的接口分为08接口和12接口,这两种接口针数相同,但对应的扫描方式不一样。一般室内的LED屏幕的接口为08接口,扫描方式为1/16扫描。室外屏幕的接口为12接口,扫描方式为1/4扫描,而1/4的扫描方式又可以分为好几种,本系统中根据项目的实际使用情况选用了八折下的扫描方式。所以系统中LED显示屏幕的驱动程序共设计了两种,分别为1/16扫描方式和1/4扫描方式,具体选用的扫描方式,根据使用的屏幕类型来配置。

LED屏幕的显示驱动的程序设计步骤为:首先选中一行,将该行需要显示的数据在时钟(CLK)上升沿按位送入到LED缓冲区,然后该数据分别在输出使能(CE)引脚上升沿和输出锁存引脚(ST)的下降沿将该行数据输出锁存,然后再继续选择下一行,直至将16行数据输出完。该驱动的程序部分源代码如下:

display_08(led_row_word,t,p); //在时钟周期的上升沿送入数据

GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_8); // 设置输出使能引脚为高电平

led_delay1(8); //延时

GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_8); // 设置输出使能引脚为低电平

GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_9); // 设置输出锁存引脚为低电平

GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_9); // 设置输出锁存引脚为高电平

GPIO_Write(GPIOC,disrow<<6); // 写入选中行的信号

3.4.2 语音合成以及语音同步输出程序设计

在使用语音和图像前,需要在系统的NAND FLASH 中烧录了一个汉字库和语音库,本文使用语音数据由在本实验室录音棚中录取并经过前期语音数据处理而得到,数据主要为天气预报方面的语音数据,以8KHz/12bit采样,并经过一些语音数据前期处理包括词组分割,端点检测,给语音数据编码入表等处理[10]。系统首先利用文语转换技术(TTS)识别所需要的语音,利用每个字的内码从FLASH 中读取相对应的语音数据,并暂时存放到SRAM中,由于语音数据比较大,为了节省内存空间,系统采用了按页读取语音数据的方法。同时语音的自然度及完整性,需要对读取到的语音数据进行发音调整、发音识别、及语音停顿等语音处理,比如发音“10、20、25” 等数字的读音,“15%、8%”等百分比的读音调整,“m、mm”等米,毫米的发音识别及在一些词语之间加入等待声音数据,使声音的自然度提高[11,12]。

由于所选用的微处理器是单线程处理器,为了实现语音与图像能够同步输出,采用间隔插值的算法程序。其原理如下:因为LED屏幕显示采用动态扫描的方式,由于人眼的短暂视觉效应,只要屏幕每秒扫描25帧以上,人眼就感觉不到屏幕的闪烁,而在本系统中支持的最大屏幕扫描一次只需要0.02秒左右,扫描25帧也只需要0.5秒左右,还有剩余的0.5秒可以输出语音,所以在每扫描一帧图像后,就把语音数据按块输出到DMA中,由DMA将数据送到DA,然后再扫描一帧图像,以此循环,直到该帧上的所有需要播报的语音数据都播放完,再显示下一帧,在这其中只要保证1秒内扫描的图像超过25帧以上即可,从而实现语音和图像的同步输出。该程序设计的流程图见图6。

4结语

本文基于ARM处理器和GPRS/GSM无线通信模块设计并实现可远程控制的气象信息LED显示与语音播报系统,该系统已经在一些农村地区投入使用,从实际使用的效果来看,完全达到设计的技术指标,能够满足实现气象信息的及时发布需求,在应用上,具有远程控制、语音播报及警报输出等优越性,尤其语音播报功能的使用解决了人们在田间就能及时收听气象信息的问题。在操作上,该系统也是一款真正脱离与上位机有线连接的终端设备,只需要利用USB 2.0接口就可以实现系统的配置以及现场信息的发布,系统使用更加灵活方便。同时在此系统的基础上,用户还可以增加其他类型的专业语音库,使该系统具有别的领域的远程LED显示播报系统功能,具有很大的扩展性。

参考文献

[1]王立华.GPRS电子显示屏系统在农村气象信息发布中的应用[J].江西农业学报,2010,22(7):142-145.

[2]杨荣芳,屈玉贵.气象预警远程无线接收系统的研究[J].移动通信,2007(10):105-107.

[3]宋柏杉.基于嵌入式的GPRS无线通信系统研究[D].武汉理工大学,2006.

[4]赵申,蒋铃鸽.基于GPRS的无线数据采集与传输终端[J].电子产品世界,2004(8):130-132.

[5]李潍,张文锦.基于GSM和ARM9远程控制模块的设计方法[J].仪器仪表与分析监测,2009(1):29-34.

[6]雷钢,孙建延.MC55在LED点阵控制系统中的应用[J].中州大学学报,2008,25(1):122-124.

[7]杜春雷.ARM体系结构与编程[M].北京:清华大学出版社,2003.

[8]张明珊.基于GPRS网络的移动数据接入终端的研究与设计[D].浙江工业大学,2004.

[9]齐军岐.基于GSM短消息通信的气象信息电子屏方案[J].陕西气象,2006(2):41-42.

[10]赵力.语音信号处理[M].2版.北京:机械工业出版社,2010.

[11]刘涛,叶振兴,蔡莲红.嵌入式汉语TTS系统的设计与实现[J].中文信息学报,2004(3):54-59.

气象信息显示系统 篇8

随着气象事业的不断发展和社会对气象信息需求的不断增长, 省级气象部门在近几年先后建成了覆盖省市县三级广域网, 各级部门间的互通互联更加稳定便捷, 但也增加了信息网络安全的风险。气象部门广域网内任何一台终端电脑受到黑客或者是病毒木马入侵感染, 都可能影响省级核心区域, 造成全网网络安全威胁。

国家为了防范网络与信息安全的风险相继颁布了一系列相关的政策和法规, 为了满足等级保护的相关安全要求, 确保业务正常完整地安全运行, 对网络安全措施的有效性和安全保护能力提出了较高的要求。因此有必要采取高强度的安全保护措施, 来应对各类网络安全的威胁, 减少系统的安全弱点, 降低系统的安全风险。

1需求分析

根据省网络中心以及各个地市安全等级保护的要求, 省级气象信息网络系统安全的建设必须满足以下几个方面:

1) 将广域网以及局域网内各个业务根据需求划分不同的安全区域, 并在此基础上实现安全、可控的逻辑隔离, 实施不同的安全等级保护以及措施。

2) 保护省中心服务器区域不会因来自拒绝服务攻击而瘫痪。

3) 对进出各安全域的信息和数据进行严格的控制, 禁止对安全域的非法访问。

对于各个安全域之间交互的信息和数据, 保护其完整性、可用性、保密性, 防止在传输过程中被窃取、篡改和破坏。

4) 在各个安全域内, 能及时发现和响应各种网络攻击与破坏行为。

5) 升级安全设备操作系统为最新版本, 设置严格的密码策略、用户错误登录次数限制和超时自动退出;使用第三方日志服务器收集网络入侵审计日志。

6) 针对系统中存在的安全漏洞以及安全防范较为软弱的区域, 进行集中的分析以及排查, 制定出短期建设方案以及长期的建设方案。

7) 建立完善的安全管理制度, 对网内的安全系统进行统一管理。

2安全规划

2.1 网络安全

省级气象局域网络根据不同的业务应用需求, 可划分为以下主要功能区:数据采集区域、数据发布区域、数据中心区域、安全运维管理区、广域网接入区、隔离区、CMANET接入区、Internet访问区、Internet接入区、公众服务区、VPN区域。根据网络安全区域规划进行网络安全的分析, 制定一个逻辑严密、层次清晰、可操作性强的规划方案, 如图1。

2.2 业务系统安全

2.2.1 业务系统的安全审计

在部门内网, 承载了重要应用系统, 大多数的业务访问均在这些平台上进行, 因此非常有必要深入分析各类访问活动, 并进行记录, 以便在发生安全事件后, 能够通过对记录的分析还原出终端的访问过程, 并可深入分析问题发生的根源, 找到系统可能存在的安全隐患, 为加固系统和事后取证提供参考。

2.2.2 网络隐患扫描

漏洞隐患扫描是做好安全防护的第一步, 其作用是在黑客攻击之前, 找出网络中存在的漏洞, 防患于未然。利用网络隐患扫描仪, 网络管理人员可以定期地进行网络安全检测服务, 安全检测可帮助客户最大可能地消除安全隐患, 尽可能早地发现安全漏洞并进行修补, 有效地利用已有系统, 优化资源, 提高网络的运行效率。

2.2.3 网络防病毒系统

在全网部署统一的网络防病毒系统, 制定实现统一的防病毒策略, 统一病毒定义的分发及病毒爆发趋势分析, 降低网内病毒感染和传播的几率。

2.2.4 终端安全管理

终端用户虽然从重要性的角度来看比较低, 但是, 由于终端分布范围很广, 并且终端的自身安全性往往会给整体系统带来威胁, 因此需要采取措施来进行有效管理。

2.2.5 操作系统安全策略

在服务器上, 使用安全等级较高的操作系统。此外, 系统管理员应注意针对操作系统的安全措施:

1) 根据具体适用对象和范围配置操作系统, 使其达到尽可能高的安全级别;

2) 及时检测、发现操作系统存在的安全漏洞;

3) 对发现的操作系统安全漏洞做出及时、正确的处理;

4) 及时给系统打补丁, 系统内部的相互调用不对外公开;

5) 采用漏洞扫描系统对操作系统进行安全扫描, 发现其中存在的安全漏洞, 并有针对性地对网络设备进行重新配置或升级。

2.2.6 服务协议安全策略

数据库服务器、应用服务器和Web服务器不要开放一些没有经常使用的协议及协议端口号。如文件服务、电子邮件服务, 可以关闭服务器上如FTP、TELNET、RLOGIN等服务。而且, 还应加强登录身份认证, 确保用户使用的合法性, 严格限制登录者的操作权限, 将其完成的操作限制在最小的范围内。充分利用操作系统和应用系统本身的日志功能, 对用户所访问的信息做记录, 为事后审查提供依据。

3网络安全建设方案

3.1 核心业务区

3.1.1 2台千兆UTM

部署2台千兆UTM, 两两互备, 对部门内广域网的接入实现安全控制, UTM设备集防火墙、IPS、防病毒网关功能于一体, 有利于集中管理, 并减少了设备数量。

3.1.2 应用审计系统

数据发布区与数据中心承载大量的系统应用数据, 是业务系统的核心, 因此非常有必要深入分析各类访问活动, 并进行记录, 以便在发生安全事件后, 能够通过对记录的分析还原出终端的访问过程, 并可深入分析问题发生的根源, 找到系统可能存在的安全隐患, 为加固系统和事后取证提供参考。

3.1.3 网络漏洞扫描

数据发布区与数据中心将部署一套网络隐患扫描系统, 对区域内的服务器系统进行定期隐患扫描, 根据隐患扫描的日志对服务器系统的安全漏洞进行修补, 进一步加强系统自身安全性, 降低系统漏洞造成的安全隐患。

3.2 接入区

3.2.1 防病毒系统

该系统负责全网服务器、个人计算机的防病毒客户端的统一管理, 制定全网统一的防病毒策略, 统一病毒定义分发, 负责收集相关防病毒日志, 全面掌握病毒爆发趋势, 为防病毒策略的调整提供依据。

3.2.2 终端管理系统

终端安全管理平台能够实现补丁的统一升级, 终端非法接入/非法外联行为的监控, 终端的资产管理以及终端的健康性检查等内容, 从而大大降低了终端的管理难度, 并提升了终端的安全性。发现异常时立即给予阻断, 防止因终端自身问题而给全网带来威胁;终端安全管理还应当能够与安全管理中心无缝集成, 成为安全管理中心很重要的环节。

3.2.3 安全管理中心

安全管理中心对系统内部署的安全设备进行集中管理, 对安全设备的策略进行集中监控, 同时收集网络中的各个活动日志 (这里主要是收集日志审计系统的记录) , 对记录进行深度分析, 采用格式标准化、场景匹配、关联分析等技术;分析系统可能潜在的安全威胁, 对突发事件进行反应。通过平台协调和调度各个环节的安全措施, 当网络中任何一个环节出现问题, 对应地将信息发布到其他环节, 从而保障了各个安全设备之间的互通性, 从而大大发挥出系统的主动防御能力, 形成一个整体性的保护。

3.3 Internet访问区

在外网交换机与上网管理器之间部署安全网关, 可以保护个人上网用户进出网络的安全, 安全网关能够检测进出网络内部的数据, 对HTTP、FTP、SMTP、IMAP 4种协议的数据进行病毒扫描, 一旦发现病毒就会采取相应的手段进行隔离或查杀, 在防护病毒方面起到了非常大的作用, 从而保护该区域的安全。

3.4 公众服务区

在网站交换机旁部署WEB防护系统, 该系统为专业的网站防护系统, 可防范黑客对网站的SQL注入、跨站脚本、拒绝服务等流行攻击手段而导致网页被篡改、网页挂马及拒绝服务, 从而更好保证福建气象门户网站的安全。

3.5 政务网区域

随着部门之间数据共享的需求量不断增大, 政务网成为重要传输通道, 在政务网区域部署应用审计系统, 可以帮助用户针对目前所面临的各类WEB安全问题进行实时监控审计并告警, 即通过对WEB应用流量的实时捕获及攻击分析, 实现已知/未知攻击的告警、访问页面/访问流量统计、攻击源/攻击类型/受攻击页面统计、安全事件的事后追溯与分析等。

3.6 VPN区域

建立清晰明确的VPN接入的规则, 实现接入方式认证的多样化, 支持硬件绑定、用户手机短信认证支持、用户名和密码、数字证书、动态令牌的捆绑方式等, 支持PDA等移动终端设备的接入, 采用用户名密码、数字证书以及图形码验证功能。 管理员可实时监控系统运行状况、用户接入情况, 并能在线中断指定用户, 查看详细的日志审计访问记录。增加通过VPN线路访问内网内容, 可访问LOTUS NOTES以及服务器及网络设备的远程维护功能。

4结语

通过层层把关、软硬结合的网络安全升级部署措施, 大大提高了省级气象信息网络系统的抗攻击性和可管理性。该实施方案立足于气象信息化发展的实际需要, 利用现代信息技术和科学的管理手段, 采用先进的安全设备, 进行统一的安全规划, 科学实施, 建设功能齐备、技术先进、安全稳定、适应气象信息化各项工作需要的安全保障系统, 确保各级部门的业务安全性, 符合公安部等级化保护的建设要求。

参考文献

[1]海吉.网络安全技术与解决方案 (修订版) [M].北京:人民邮电出版社, 2010.

[2]胡道元.网络安全 (第2版) [M].北京:清华大学出版社, 2008.

青海气象信息业务监控系统的研究 篇9

气象信息业务监控系统应当达到技术先进性、功能完整性、实用性、系统安全性、运行稳定性、可靠性、开放性、易维护性、经济性等目标。根据青海省气象信息网络业务运行监控的需求, 为方便各级业务运行、管理人员及时了解和掌握整个业务运行情况, 此系统需以B/S方式运行管理;在功能方面, 系统需要建立一套能够满足各级业务用户和业务流程的全网业务监控系统, 实现各类气象数据的收集、分发的实时监控, 对漏收、漏发或迟收、迟发的资料通过弹出窗口、声音、短信多种方式提示报警, 避免资料的缺收和缺发现象。系统需按气象资料传输规范形成各类气象资料的旬、月、年时效统计分析报表。系统通过气象资料收发程序所产生的日志和系统日志获取数据, 监控方式灵活, 可根据用户的不同需要选择不同监控方式, 配置灵活, 拓展快捷, 以适应气象观测项目的不断拓展和随时更新。

系统开发成败的关键是:对气象信息业务监控系统的详细需求分析, 详细了解气象业务传输的各项规定和传输流程, 以及应用适合的开发技术、计算机技术和网络技术。通过在青海省气象信息中心跟班详细了解业务流程、查阅各类气象文档、参考现有各类应用系统、研究应用技术等举措, 为系统的开发做了大量的准备工作, 从技术可行性和经济可行性两方面做论证工作。

气象信息业务监控系统主要是根据青海省气象业务传输的规范和需求, 在青海省已经投入业务运行的气象信息传输系统的基础上, 采集气象信息传输系统的日志, 进行分析、对比, 实现到报、缺报、迟报的提醒、报警功能, 并实现业务考核、时效统计等功能, 达到满足各级业务用户对气象业务传输情况的实时了解和掌握的目的, 实现全网业务监控管理。

系统功能图如下。

气象信息业务监控系统是通过读取资料收发系统等的日志, 并与各类气象资料的收发时效对比分析, 判断是否正常, 如果发现数据异常, 则实时报警, 提醒值班人员及时处理, 同时将数据分类入库, 并对这些数据进行分析和统计, 由前台WEB页面显示统计好的时效、报警等各类信息。

系统业务流程图如图2所示。

2 关键技术

气象信息业务监控系统分为前台web程序和后台服务程序。前台web程序提供直观的、及时的报文到报信息, 后台服务程序读取文件日志, 为web程序提供数据源支持。气象信息业务监控系统在Visual Studio2008中开发完成, 以Asp.Net为基础, 以C#为开发语言, 以SQL 2005作为数据库支持。

气象信息业务监控系统是以C#为基础开发的, web方面是基于.NET三层架构的。C#是一种最新的、面向对象的编程语言, C#具有高效、安全、支持现有的网络编程新标准、开发成本低、扩展交互性等优点, C#使C程序员可以快速进行网络开发, 同时也保持了开发者所需要的强大性和灵活性。简单三层架构的三层由用户界面表示层 (UI) 、业务逻辑层 (BLL) 和数据访问层 (DAL) 组成, 气象信息业务监控系统采用了基于ASP.NET的平台的工厂模式三层架构。在简单三层的基础上增添了业务实体层Model, 将数据库访问层划分成为了:数据层的抽象工厂DALFactory、实现接口IDAL、接口实现方法SQLServerDAL和数据库访问组件基础类DBUtility。气象信息业务监控系统在技术上具有先进性和优越性。

气象信息业务监控系统包括7个主要功能模块:

(1) 基础数据管理:系统的各类基础数据均以元数据的方式存储在数据库, 系统支持随时修改、增加、删除、配置等, 方便管理。

(2) 时效统计分析:系统接收来自气象信息传输系统中转的业务日志 (雷达、自动站、闪电定位仪等日志) 和气象信息传输系统本身产生的日志、消息等, 进行分析处理并存入数据库, 最终产生图形、文字或表格形式的报表, 及时体现当前气象数据收集、分发的实时状况, 对漏收、漏发或迟收、迟发等情况进行统计。

(3) 报警模块:对各类气象资料在传输、收发过程中发生的异常 (漏收、漏发或迟收、迟发报文) , 通过多种方式进行报警, 报警方式主要有弹出窗口、声音提示、短信接收三种方式。

(4) 值班日志:值班人员每天上下班登陆本系统, 填写本台站值班记录, 值班记录填写内容包括:交接班记录、设备运行情况、设备开关状态、数据收发状况、值班人员信息、值班时间等。

(5) 业务考核分析:系统按气象资料传输规范形成各类气象业务资料的旬、月、年统计分析报表, 可按照区域、省级、台站级, 时间段统计分析, 通过业务日志和值班日志的分析, 对人员进行考核, 最终生成报表, 各类报表支持显示、打印等操作。

(6) 系统管理模块:主要完成系统的系统模块管理、用户管理、角色权限管理、系统日志查看等。

(7) 业务监控:监控实时业务运行情况。

3 系统实现

气象信息业务监控系统基于B/S结构开发, 客户端使用IE等浏览器, 服务器端需要安装部署控件及工具。在使用气象信息业务监控系统之前, 需要在服务器端安装IIS控件、MicrosoftSQLserver2005数据库、MicrosoftFramework3.5、1.4MSChart等软件。

(1) 数据库存储过程实现:在系统实现过程中, 使用Microsoft SQL server 2005数据库建立系统信息表、业务考核配置表、用户表等共计25个数据表, 除了新建大量的数据表以存放各种资料外, 还构建了大量存储过程, 以实现读取数据、添加数据、分析数据、统计数据等各种功能, 前台的WEB页面通过调用这些数据库中的存储过程来实现添加、修改、删除、统计、累加、分页、查询等功能。

(2) 后台程序的实现:后台的解报入库程序通过将日志文件、文件名、节目表等信息对比分析并写入数据表, 得出当前各台站各类报文的接收状态, 实时监控收发系统的运行状况。

(3) 前台WEB页面的实现:前台WEB页面按照系统功能操作分为业务监控、系统管理、基础数据管理、报警信息模块、值班日志、业务考核、时效统计7个功能模块。

4 结语

青海省气象信息业务监控系统是一套满足省、州 (地、市) 、台站各级业务用户的全网业务监控系统, 能够实现各类气象数据的收集、分发的实时监控, 对漏收、漏发或迟收、迟发的资料通过弹出窗口、声音、短信等多种方式进行预警, 避免了资料的缺收和缺发现象, 提高了全省各类气象资料的传输实效。系统实现了所有气象资料收发监控处理, 并能通过图形、表格等多种界面显示, 能够按气象信息传输业务规范显示当日各个时次应收发的气象资料的报类、区站号、时次、实时传输状态和时效。同时按气象资料传输规范形成了各类气象资料的旬、月、年时效统计分析报表, 并支持各类报表的显示、打印等功能。

青海省气象信息业务监控系统投入业务运行后, 实时气象信息的传输质量有了较明显的提高, 气象数据的缺报率明显减少, 系统达到了建设目标。

摘要：针对气象信息数据量大、传输时效要求高的现状及特点, 文章主要通过青海省气象信息业务监控系统的设计、实现的关键技术的研究, 重点解决气象信息传输中日志和消息的采集汇总和分析, 从而实现气象资料从产生到应用全过程实时监控及报警。

关键词：气象,信息,监控,技术

参考文献

[1]王爱民, 等.计算机应用基础教程[M].高等教育出版社, 2004

[2]李俊民, 等.精通SQL——结构化查询语言详解 (第2版) [M].人民邮电出版社, 2008

[3]张海藩.软件工程导论 (第5版) [M].清华大学出版社, 2008

[4]王毅.NET FRAMEWORK 3.5开发技术详解[M].人民邮电出版社, 2009

[5]中国气象局.地面气象观测数据文件和记录簿表格式[M].气象出版社, 2005

国内外公路气象信息系统标准综述 篇10

公路作为国家客货运输的动脉,其发达程度代表了一个国家的经济实力。目前,随着公路建设的飞速发展,由气象条件引起的交通安全问题已成为严重影响公路运输效率的重要因素。恶劣的天气会导致公路路段出现诸如能见度低、路面积冰(积水、雪)打滑等恶劣路况,蕴藏着多种交通事故隐患,甚至可能引发重大交通事故[1]。并且,公路交通对气象条件的高度敏感性决定了现代公路运输体系所追求的“高速、高效、安全、舒适”很大程度上受其影响和制约。气象对交通的影响是无法阻止的,及时准确的了解和掌握气象信息进而采取必要的预防措施,是决定交通运输安全、健康运行的关键因素[2]。

公路气象信息系统(road weather information system,RWIS)是一类为公路运营管理部门的决策制定提供公路气象信息的重要系统,属于公路管理信息系统的一部分,主要包括信息采集系统、监控中心、专家判别系统、决策服务系统、信息发布系统五大部分,目前世界上已有30多个国家和地区开发并应用该系统[3]。该系统的应用有效预防由气象原因导致的交通事故的发生,并使得公路养护管理部门及公路使用者能够及时获得公路气象信息,针对不同的公路气象状况采取相应的措施。随着RWIS的发展,以及RWIS与ITS其他应用系统的整合,标准化问题的重要性日渐突出。RWIS标准化是保证RWIS系统采集、转换、存储、发布的信息能够为其他系统共享、以便服务于更多用户的重要环节。目前,国外许多国家对此投入了大量人力、物力开展相关研究,并取得了一定成效。

国外研究现状

当前,世界上多个国家和地区正在联合开发和推动RWIS标准领域的研究工作,在标准建设方面,美国始终处于世界领先地位,无论是欧洲还是日本等国家,其标准建设过程都对美国的模式进行了借鉴,美国多个州的部门均开展了大量研究工作。日本在道路气象信息系统标准方面的研究也处于较领先的地位,在数据描述、图形显示等方面均有成型的规范、指南出台。欧洲部分发达国家的公路交通气象研究和应用经过了近30 a的发展,已日臻成熟,以芬兰、德国、瑞士、波兰为代表,在相关标准研究方面也取得了一定的成果。

此外,面对这个全球化的问题,许多国家的多个部门也纷纷自发组织,成立了多个国际研究机构并开展了一系列国际合作研究项目,共同探讨公路气象信息系统领域的标准建设工作。其中具有代表性的组织为国际公路气象委员会(Standing International Road Weather Commission,SIRWEC),该组织是一个旨在促进全球范围内的公路交通气象领域知识交流的组织,成员国主要集中在欧洲、北美,每两年举办一次全球公路气象大会,RWIS相关标准规范也是其关注的领域,在这方面出版了诸多论文和资料[4];具有代表性的合作项目为1996年发起的致力于RWIS领域的“AURORA”项目,该项目是一项国际合作研究、开发与部署项目,现已有欧洲、美国、加拿大的多个机构参与其中,目前该项目在RWIS标准建设方面完成的主要工作有:RWIS规范汇编、RWIS通信标准、RWIS数据集成与共享指南、路面传感器的标准测试方法以及标准化的天气与路况信息表示。

目前,国际范围内在此领域的相关研究工作主要涉及具体规范、协议、指南的制定实施和对整体标准框架的制定,主要涵盖公路气象信息数据公路气象站安装与布设、公路气象站通信、公路气象站检测与标定以及公路气象信息显示等方面内容,这体现了公路气象信息系统(RWIS)中公路气象数据由格式定义到数据采集以及数据通信的逻辑关系,以下因此从这5个方面进行归类总结

1.1 公路气象信息数据类

在公路气象信息数据标准方面,美国国家公路与运输协会发布了NTCIP系列标准,其中《环境传感器站国家运输通信协议第2版(NTCIP1204 Version V02 National transportation communications for ITS protocol object definitions for environmental sensor station v02)》,提供了环境传感器数据元素(包括气象数据、路面状况数据、水位数据和空气质量数据)的定义、属性、精度等要求[5];2000年依托“AURORA”项目发布了《道路与天气状况发布设施与数据格式报告(road and weather data show facility and format)》,该报告中对当前所用的主要发布形式及符号进行了调查,并给出了应用建议;2007年芬兰维萨拉公司(VAISALA)发布的《冰检测输出数据格式(Ice export version 2009a)》介绍了基于XML(Extensible Markup Language,即可扩展标记语言)的公路气象天气信息数据和路面状况信息数据格式。该数据格式文件是应用XML语言编写的基于预测的数据格式文件,该规范中规定了应用ICE-CAST预测软件进行气象数据预测时需要的数据元以及数据输出格式;由日本康彦治屋RWML发展土木工程研究所发布的《公路网络标记语言规范(road network markup language)》经过了2001年和2009年2次修订,目前主要对公路有关信息:基本信息、气象信息、灾害信息等的数据描述进行了定义;此外,国际组织“SIRWEC”还发布了《公路气象系统指南(A guide to road weather systems)》报告,该报告中介绍了路面状况数据、天气状况数据的定义以及公路气象信息系统的相关内容。

1.2 公路气象站安装与布设类

在公路气象站安装与布设标准的研究方面,1993年美国TRB的SHRP(战略公路研究计划)发布了2份报告(SHRP-H-350和SHRP-H-351),报告中涉及RWIS气象站及其传感器布设安装的内容;2001年芬兰维萨拉公司制定了《“ROSA”气象站的设置技术参考书(ROSA siting technology)》,该参考书分别对用于预报和非用于预报的两类气象站的布设位置选择给出了建议,并对在不同车道数道路上设置路面传感器的问题给予了说明;同年7月,美国新泽西州发布了《气象站规范(Meteorological station guideline)》,该规范规定了公路气象站的最低设计和运营要求;2004年美国佛罗里达州发布了《RWIS规范(RWIS guideline)》,该规范主要包括功能规范、性能规范、材料规范、建设规范、测试规范以及培训规范等方面的内容;田纳西州发布了《RWIS安装规范(RWIS installation guideline)》,该规范重点还对RWIS系统通信和组网,以及数据的表现等方面进行了重点说明;2005年美国联邦公路管理局制订了《公路气象信息系统气象站设置指南(RWIS sitting guideline)》,该指南主要包括公路气象信息需求评估、站点选取、公路气象站设置标准,以及建设气象站时应考虑的主要问题等内容[6];此外,德国公路气象信息系统也对公路气象站的安装进行了规范,其沿高速公路布设的450座气象站均按此标准进行布设[3]。

1.3 公路气象站通信类

对于公路气象站通信方面的标准研究主要集中在美国,1993年华盛顿运输中心发表了《公路气象信息系统第2册:实施指南(road weather information systems volume 2:implementation guide)》,该指南中涉及公路气象信息系统通信规范的相关规定,主要内容涵盖系统需求、系统运行、技术支持、软件实现、数据存储、数据输出等多个方面[7];2003年4月由亚利桑那州运输部发布了《亚利桑那州公路气象信息系统通信计划(Arizona Road Weather Information System(RWIS)communications plan)》,该计划介绍了公路气象信息系统的通信架构,并规定了完成通信所需的各组件[8];RWIS是ITS的有机组成部分,在北美,RWIS通信协议标准也被纳入国家运输ITS通信协议(National Transportation Communications For ITS Protocol,NTCIP)标准族的一部分,这些标准能够使来自不同供货商的RWIS和ITS设备实现信息交换,在2005年6月,由美国国家公路与运输协会发布的《交通管理中心通信标准第1册:定义和要求(standards for traffic management center to center communications volume I:concept of operations and requirements)》对交通管理中心与其他终端之间的信息交换进行了规定,相关规定也适用于公路气象信息系统各终端之间的通信[9]。

1.4 公路气象站检测与标定类

国际上很多国家对公路气象站检测与标定方面的标准进行了相关研究,1999年7月,依托“AURORA”项目发布的《路面传感器的标准化测试方法(Standardize testing methodologies for pavement sensors)》介绍了可被“AURORA”组织以及其他运输机构接受及执行的RWIS路面传感器的标准化测试方法。该研究综合考虑目前使用的路面传感器商家制定的检测标准以及相关专家的经验等,最终制订了一套有较好融合能力并较全面系统的标准,以确保高质量的路面气象数据的获取;2005年5月依托该项目又发表了《温度传感器实验室和现场测试研究(laboratory and field studies of pavement temperature sensors)》,该报告中给出了对于路面温度传感器在实验室和现场2种不同环境下的检测结果,对研究路面温度传感器的性能参数、检测、校准等具有指导意义;2006年由美国国家公路与运输协会发布了《公路气象站用传感器性能评估方法(test methods for evaluating field performance of RWIS sensors)》,该标准中主要介绍了RWIS传感器的检测以及校准原则[10];同年5月,发布了《公路气象站用传感器检测与校准方法(testing and calibration methods for RWIS sensors)》,报告中给出了对路面传感器的各种性能参数在明尼苏达州、内华达州和宾夕法尼亚州进行实地测试并经过数据分析后的结果;另外,美国弗吉尼亚州运输部与ITERIS公司还联合制定了《气象站测试规程(Weather station test procedure)》,该规程主要涉及以下内容:测试准备、设置位置检查、温度计测试、降水传感器测试、路基传感器测试。

1.5 其他类

除了上述已列举出来的几类标准外,还有些标准对上述4方面中的某几方面或其他方面做出了规定,如:1992年10月加拿大发布了《联合自动气象站AES指南(AES guidelines for co-operative climatologically auto stations)》,该标准规定了气象站布设、选址要求,并定义了相关的公路气象数据元素[11];其在2001年发布的《全国道路气象信息系统规划报告(Canada RWIS plan)》附件部分给出了RWIS规范,该规范涉及公路气象站用传感器的类型和精度、传感器安装位置、气象站位置、验收与维护以及数据与通信等内容;2002年10月依托“AURORA”项目发布的《公路气象信息系统数据融合指南(road weather information system data integration guidelines)》包括RWIS数据融合的规定以及RWIS综合设计规范[12];芬兰维萨拉公司2006年发布了用于道路和跑道的《ROSA,DM32道面数据采集器用户手册(ROSA,DM32 road surface data collection guideline)》,该手册主要介绍了ROSA路面数据采集器的安装、启动以及数据信息通信和相关公路气象信息数据格式等方面的内容;此外,捷克共和国和德国的气象学家联合发表了一份调查报告《欧洲中部综合公路气象信息系统(integrated RWIS in the central European territory)》,该报告探讨并总结了当前发展RWIS系统需要解决的问题:如迫切需要一套统一的道路气象信息数据格式标准、气象站选址标准、开发相关专家系统等内容,为其后续研究提供了方向性指引。

2009年日本国土交通部对1999年发布的一套规范高速公路沿线设施建设的标准进行了二次修订,该标准总共包括17章,其中第8章情报处理设施、第10章处理设备、第11章道路信息设备、第14章气象观测设备、第15章气象情报板,均与公路气象信息标准体系中的相关内容有关,对公路气象信息系统标准建设工作具有非常强的指导意义。2009年,欧盟国家发起投票,准备联合起草的DIN EN 15518《公路气象信息系统-冬季养护设备(winter maintenance equipment-road weather information systems)》标准包括3部分,第1部分是定义和组成(global definitions and components);第2部分是公路气象观测和预报(road weather-recommended observation and forecast);第3部分是固定设备观测值的要求(requirements on measured values of stationary equipments),该标准是规定有关公路养护机械及其设备、附件、接口以及公路气象传感器功能、传输技术、数据存储等方面的标准[13]。

通过以上分析可知,国外RWIS标准主要涉及气象站的安装、检测与校准、数据格式以及通信协议几方面内容,研究体系框架也在标准的研究制定过程中体现出来,但是在信息显示发布方面标准的研究还存在不足,对标准框架的研究有待进一步完善。另外,值得指出的是,美国联邦公路管理局在制定RWIS领域相关规范和指南时,考虑不同地域气候差异较大,不宜制定内容完全相同的标准。因此,在标准制定过程中所遵循的原则为重点陈述和解决共性的问题,至于个别地区或地方涉及的特殊问题,或单独说明,或预留灵活性,由各地区依据实际情况加以处理,这一点是值得我国借鉴的。

国内研究现状

我国高等级公路的发展起步较晚,在公路气象信息系统方面的研究也较国外少,并且由于我国幅员辽阔、地形复杂、气候多样,各地对于公路气象信息的需求也不同,标准制定过程中在考虑因地制宜的基础上还需满足数据共享的原则,因此,研究工作进展较慢。近几年来,我国科研工作者探索性的研究制定了部分行标,推动了公路气象信息系统标准化建设的发展。国内相关研究工作主要集中于气象部门以及交通部门,其研究领域各有侧重,气象部门的研究工作主要侧重在天气现象对于交通的影响方面,而交通部门主要考虑交通行业较为关注的气象信息。以下即从这两个部门的研究剖析我国的公路气象信息系统标准、规范的研究现状。

2.1 气象部门研究现状

我国气象部门基于气象信息研究的基础制订的相关气象信息标准,对公路气象信息标准的研究有一定的指导意义,如:2000年10月1日实施的《Ⅱ型自动气象站》标准中规定了Ⅱ型自动气象站的组成、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存和成套性等,为公路气象站的选址、安装提供了指导;2005年7月1日起实施的《自动气象站场室防雷技术规范》规定了自动气象站场室雷电防护原则,对雷电防护区、防雷等级进行了划分,对自动气象站工作室与室外观测场的雷电防护、自动气象站场室接地网络设计等规定了技术要求,公路气象站的防雷技术规范可参照建立;2006年6月1日起实施的《气象数据集核心元数据》标准规定了描述一个气象数据集时所需要的数据项集合、各数据语义定义和著录规则等,提供了有关气象数据集的标识、内容、分发、数据质量、数据表现、参照和限制等信息,是研究公路气象信息数据标准的依据;2007年10月1日发布实施了《高速公路能见度监测及浓雾的预警预报》,该标准中规定了能见度检测设备安装要求,数据采集、存储、传输、处理,能见度监测设备计量检定、校准和维护,能见度等级划分,预警、临近预报分布几部分内容,初步制定了高速公路最关注的“能见度”因素方面的相关规范[14];2009年10月印发了《公路交通气象观测站网建设指南(试行)》,该指南主要规定了交通气象观测网建设要求、观测项目、观测站建设要求等内容。另外,还相继主持拟订了中国气象局气象行业标准:《公路交通气象条件等级标准》(已验收),中国气象局行业规范:《交通气象业务技术规范》;并牵头编制了《全国交通气象网顶层设计方案》、《全国交通气象监测规划布局与建设指南》、《关于公路交通气象监测系统仪器功能需求书和仪器选型方案》以及《交通气象观测网建设指导意见》等标准规范。

除此之外,一些地方气象工作部门也对此进行了大量工作,研究制定了一系列地方标准,如2009年由辽宁省气象科技服务中心联合辽宁省高速公路管理局、交通安全管理局等多家单位研究制定了辽宁省地方标准:《气象灾害防御第1部分:高速公路交通安全运营气象指标》,已通过辽宁质量技术监督局认定,此标准针对不同灾害性天气可能对交通安全产生的影响提出相对应的减速、限速、封闭高速公路等服务建议。同年4月30日,山西省政府颁发了《山西省道路交通安全预警信息发布规定》、《山西省道路交通安全应急预案》,要求全省各地对山西省交通安全天气状况、交通安全道路通行条件进行分色预警,最大限度地预防和减少公路交通险情或交通事故;6月15日正式下发的《山西省市县三级气象部门道路交通安全预警信息发布工作规范》明确了各级气象部门工作任务及发布规范。

2.2 交通部门研究现状

同时,我国公路部门在公路气象信息标准方面也开展了一系列的研究工作,如:2004年11月发布的《高速公路可变信息标志信息的显示和管理》,规定了可能出现的风、雨、雾、冰、雪、沙尘暴等天气所发布的预警信息,以及高速公路可变信息标志信息的分类、编码方法、显示内容、控制、管理等。2005年2月交通部发布实施了《高速公路监控设施通信规程》,其中明确规定了高速公路沿线需布设气象站以检测、预报公路气象信息,为公众、公路养护、运营、管理部门提供气象信息;2008年10月1日实施的《道路交通气象环境埋入式路面状况检测器》规定了埋入式路面状况检测器的功能、产品型号、技术要求、试验方法、检测规则、标志、包装、运输和存储,适用于公路上的埋入式路面状况监测系统[15];同时发布实施的还有《道路交通气象环境能见度检测器》,此标准规定了道路能见度检测器的功能、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和存储等,适用于公路上的能见度监测系统[16],此外,交通部公路科学研究院在公路气象实际工作经验的基础上,经与国内外主要公路气象站设备厂家进行技术协商和对实际气象站应用效果开展调查,开展了公路气象站布设指南的相关研究与编制工作。该指南主要包括相关概念、公路气象信息需求、公路气象站的分类、公路气象站布设的原则与考虑因素周期性评估、元数据以及公路气象站布设位置的优选技术等内容。

2.3 其他

与此同时,2005年7月27日中华人民共和国交通运输部、中国气象局在北京签署了《共同开展公路交通气象预报备忘录》,并就进一步推进公路气象标准化问题取得共识。2006年底,交通运输部与中国气象局所属的相关技术部门着手合作,制定了诸如《公路交通气象预报格式》、《公路交通气象预警标准》等技术标准,进一步规范了交通气象服务的社会公益性行为。

目前我国尚处于立项阶段的相关标准规范研究工作主要有:江苏省气象局拟建立的《公路交通气象观测站数据格式标准》和《高速公路防雷装置设计技术规范》,湖北省气象局拟建立的《高速公路防雷装置验收技术规范》等,并且各地均意识到公路气象信息系统的重要性,开始着手相关的研究与示范应用工作,因此,相关标准规范制定的重要性也随之愈加突出。

基于以上分析,我国正在开展针对公路气象信息系统的标准建设工作,但是,如果没有比较完善统一的标准框架作为指导,各地各部门在制定相关标准时,容易造成无章可循,且可能导致气象信息数据重复调查、相关产品生产商各自执行各自的标准,无法实现区域共享,进而增加数据转化成本,造成资源不必要浪费的后果,因此,迫切需要提出一套完整的公路气象信息标准框架,并以此框架中的内容为指导制定相关标准,形成系统、科学并具有较强指导意义的公路交通气象信息系统标准框架体系。

结束语

分析国内外研究现状可知,目前对于公路气象信息系统标准制定展开了较多研究工作,主要分布在以下几个方面。

1)公路气象站的布设选址规范。

2)公路气象信息数据规范。

3)公路气象站通信规范。

4)公路气象站用传感器的检测与校准规范。

5)公路气象信息显示发布规范。

目前公路气象信息标准方面的研究主要集中在布设选址、通信、检测等方面,而在数据格式、信息显示发布等方面的研究还不完善。由于各国公路管理部门及公众的需求不同,相关标准制定的参照也不同,因此,建立系统而完善的适合于我国公路交通运输领域实际情况的公路交通气象信息系统标准体系框架,并据此制定相关标准不仅具有重要的理论意义,而且具有很强的现实价值。

本文提出遵循以下思路制定公路气象信息系统标准体系架构:首先,调查了解公路气象信息使用者对公路气象信息标准的需求。其次,分析目前公路气象信息系统应用过程中存在的问题与不足。最后,通过借鉴国外先进研究经验,并从中国的实际情况出发,建立一套系统而完善的标准框架,用以指导我国公路气象信息系统产业的规范化发展。

新媒体时代的气象信息服务浅析 篇11

关键词 新媒体时代 气象信息服务 气象服务模式

一、新媒体的概念

新媒体是在新的技术支撑体系下出现的媒体形态，如数字杂志、数字报纸、数字广播、手机短信、移动电视、网络、桌面视窗、数字电视、数字电影、触摸媒体等。互联网和移动增值是新媒体最重要的两个领域。相对于报刊、户外、广播、电视四大传统意义上的媒体，新媒体被形象地称为“第五媒体”。新媒体具有传播与更新速度快、成本低、信息量大、内容丰富、互动性强等特征。新媒体技术是指依托于数字技术、网络技术、移动通信技术等生成的新得传媒技术。

二、气象信息服务手段

我国的气象服务经历了一个从无到有，从弱到强，从单一的气象服务发展到公众气象服务、决策气象服务、气象有偿服务和商业性气象服务为一体的多层次、全方位的综合性气象服务体系。与人们生活息息相关的气象信息传播也经历了从平面媒体到视听媒介再到移动通信、互联网媒体的转变。报纸、影视、短信、wap、网站、3G等气象服务应用层出不穷，深入到社会生活的方方面面。根据传播媒介手段可以大致将气象信息服务分为以下几类：

1、印刷品气象信息服务。包括报纸、杂志、期刊、传真等，是传统的气象信息传播手段，也是应用最广泛的手段。优点是易于保存、廉价方便。缺点是受到预报定时发布、字数篇幅、发布时间和频次固定的限制。

2、电话气象信息服务。电话气象服务手段方便、快捷，可以按需选择。最大的优点是预报信息和发布内容不受播出时间或播送篇幅的限制。信息接收时间和信息内容可以根据用户的需求进行选择，播送内容可以根据天气的变化情况随时更新。缺点是电话一对一方式传播途径单一，预报内容对用户来说无法以简单的方式重复使用，不易查存。

3、广电系统气象信息服务。广电系统曾是最普及、最有影响力的传播媒介，我国从1956年6月1日起就在通过电台向社会公众发布天气预报信息。在中央电视台新闻联播节目后开始播发中央气象台的天气预报开始于1981年7月1日。广播电视传播一直以来都是气象信息服务有效地传播方式。优点是覆盖面广，获取方式方便。缺点是受节目播出时刻和内容长度的限制，不易查存和记忆。

4、手机短信气象信息服务。通过手机短信的方式能够定时接受最新的天气预报信息。优点是简明扼要，方便快捷、并具有一定的互动性。缺点是受短信字数限制，内容比较单一。近年来，由于互联网等新兴媒体的巨大冲击，天气短信服务规模大幅度下降。

5、网站等互联网服务。目前专业的气象网站有中国天气网、湖北气象天气通等等，各种热门网页主页上一般都有天气资讯模块。优点是资源共享，内容丰富，信息量大。缺点是阅读不便，受网络条件限制，信息来源无法保证。

6、微博、微信等。“气象微博”、“气象微信公众号”作为气象新媒体的代表，具有发布迅速、覆盖面广、互动性强的特点，作为新媒体在气象服务领域中的应用，能起到提高气象防灾减灾信息传播的时效性，扩大覆盖面，进一步了解用户需求，推动公众参与气象服务以及带动其他服务项目发展的重要作用。缺点是受移动通信网络或互联网络条件限制。

7、手机客户端。天气预报客户端是目前移动互联网时代手机用户获取天气信息的主要方式之一。目前主流气象客户端软件：“墨迹天气”、新浪“天气通”、“中国天气通”、“中国气象频道”。优点是使用方便，形式多样，信息量大。缺点是受移动网络和接收设备条件的限制。

三、国内外典型商业气象服务模式

国际上的商业气象服務起始于20世纪40年代。1969年3月23日“世界气象日”就是以“气象服务的经济效益”为主题。为了提高服务能力，国外专门的气象公司根据用户的不同需求开发出各类气象指数预报信息，例如乘车指数、啤酒指数、食欲指数、雨伞指数、泳装指数等，特定的气象服务提供给专门的需求单位，采用定向服务获取利润的模式。

国际上常见的商业气象服务的运作方式可归以下几类：

一是国家气象部门仅提供公益性气象服务。比如美国和日本，其国内的各种商业气象服务均由私营气象公司提供。二是国家气象部门承担所有公益性和商业化气象服务，比如新西兰整个国家的气象服务商业化发展。三是国家气象部门同时开展公益性气象服务和商业气象服务。这种类型又分为两种情况。英国和澳大利亚等国内的商业气象服务是国家气象部门与私营气象公司竞争的形式开展的。中国的气象部门主要从事公益气象，同时开展商业气象服务，但因为缺乏私营气象公司，商业气象服务基本被气象部门垄断。

商业气象服务发展历经了三个阶段：

一是萌芽阶段，国家气象部门完全靠政府拨款，以展公益气象服务为主，专业有偿服务为辅。二是拓展阶段，公益气象服务、专业有偿服务和纯商业气象服务作为业务工作并列发展。三是蓬勃生长阶段，纯商业气象服务和公益气象服务、专业有偿服务相分离，形成如今美国、日本、新西兰、英国的商业气象服务发展模式。

四、新媒体时代发展气象信息服务的几点思考

（1）以客户和市场的需求为导向，开发丰富的具有针对性精细化气象服务产品。利用优势资源，细分用户市场，制作针对性强的服务产品。（2）依托新媒体技术，多手段、全方位发展气象信息服务。明确不同媒体介质气象服务产品的差异化定位，建立多个服务产品之间的相互联动发展机制，利用各种服务渠道和手段，根据用户需求和服务效果优化服务项目内容、数量。（3）公益气象服务和有偿性商业气象服务相互结合。逐步利用微博、微信、网站等公益性免费服务带动短信、点播、专业服务等收费服务项目稳步发展。发掘气象信息服务的商业附加价值。在每天更新的天气信息、灾害天气预警信息，气象科普、健康养生、生活类服务内容中，结合相关的品牌产品推荐。（4）结合天气热点策划天气话题，开展其他服务推荐活动。新媒体服务界面上开发气象短信定制、专业服务点播、差异化气象服务模块等功能向用户主动推送有偿气象信息服务。巩固传统气象信息服务成果，拓展新媒体气象服务领域。

五、结束语

气象信息显示系统 篇12

MICAPS是指气象信息综合分析处理系统, 它在应用过程中主要是与卫星通讯和数据库相结合, 并且为天气预报制作提供一种人机交互系统。因此, 它具有的功能是能够检索到某一区域、某一时刻的天气数据, 并且能够将天气气象数据以图形与图像的方式展现气象工作者眼前。此外, 该系统还能编辑、加工收集到的有关气象图形, 方便天气预报人员能够迅速的掌握短时间或是中短期时间范围内的天气状况, 从而将信息数据向外界输出。

MICAPS基于上述的便利特点, 因而广泛的使用在现代气象工作中。MICAPS系统中采集到的信息资料, 需要借助相关的MICAPS软件才能全面的展示。一般的人工翻阅查看需要一定的时间, 因此, 在最短的时间内获取足够的信息量, 以此提高获取信息的效率是有必要的。

MICAPS系统可以凭借自身具有在后台生成图像文件的特点以及数据接口作用, 迅速使采集到的资料变成JPEG或是BMP等格式的气象图形, 从而有助于MICAPS系统再开始实现二次开发。在二次开发过程中, MICAPS系统可以根据初始化的文件内容, 显示图像中包含的底图与图形, 并且保证现实的图形特征与窗口处的相同。将气象资料进行实时收集并建立相应的数据库, 研发B/S版有助于气象工作人员翻阅、调阅以及查询内容不同的图形与图像的系统。

2 实施整体结构设计

该项系统结构主要的构成部分包含的功能具有将图形进行转换与对收集到的数据实时存储以及气象人员可以浏览图形。

2.1 图形转换功能

将图形进行转换借鉴了MICAPS系统可以对收集到的资料进行处理的特点。结合所具有的的运行程序的功能将各项资料进行转变成图形的格式, 并储存在文件服务器中, 服务 (主要是网络服务) 于天气预报人员。系统按照给定产品与时间要求, 充分利用MICAPS将图形实行转换, 在过程中系统也会控制生成文件产生的路径与相应的名称, 保证其与统一的网站资料链接路径相同。系统会结合气象资料存在的差别而将图形文件放置在相应的目录中, 有利于气象部门工作者及时快捷使用资料文件, 并进行统一化管理。

在生成文件的时间与要求的时间有差异, 系统会自动利用数据库中与当前时间相隔不久的资料, 将气象图形进行重新下载, 并替换之前产生的文件资料, 顺便保持数据库及时更新。而生成文件的时间与要求时间保持一致时, 系统能够将此时的气象图形进行及时下载, 并改变文件名称时间, 使之与该时间段的时间相一致。之后系统还会将文件图形放置在符合要求的目录里面进行储存, 再在数据库中插入图形文件资料。

2.2 数据储存

储存数据是在气象资料与有关的图形文件在被系统储存过程中, 都是按照数据库与文件的方式进行的。要保证系统能够顺利连网与有关气象业务处理以及信息数据实现共享, 必须使资料数据能被工作人员快捷使用, 并被及时的储存。

2.3 信息检索与浏览

在浏览相关数据信息资料时, 一般是将资料类别作为主要的依据。导航用户依据不同的资料类别浏览图形资料时, 系统能够结合用户的不同需求类别提供符合时间要求的图形资料。

基于Web技术设计的数据检索查询, 在应用中所选择的模式结构主要是浏览器与Web服务器以及数据库与文件相配套的服务器。如果有用户通过浏览器界面来访问Web服务器, 在搜索页面栏中输入关键词后, 系统将会将其发送到服务端, 收到检索命令的服务端将根据要求, 将需要查询的语句迅速传输到后台的数据库服务器中。数据库服务器在数据库中进行搜索相关的资料, 并将服务器中搜索到的有关图形资料显示在浏览器页面中。

3 相关模块具有的功能

借助MICAPS命令行带参数, MICAPS图形转换下载处理功能能够是实现自动生成图形, 并按照JPG的格式将气象资料进行转换成图形资料后, 将转换成功的图形文件按照不同的类别, 在文件服务器找出相配套的文件目录并进行储存。在数据库相应的位置插入有关的信息, 并进行及时的更新。

3.1 信息监控功能

MICAPS具有的图形下载信息监控功能, 顾名思义是将下载的图形资料进行监管与控制, 并且以动态的方式将下载信息进行展现, 比如, 图形的名称。

3.2 快速浏览功能

MICAPS具有的浏览功能在生成文件名时, 一般是按照一定的时间顺序进行的, 比如, 年月日方式。按照统一的时间顺序有利于系统快速系统搜索到符合要求的图形资料。图形资料的显示需要借助浏览器, 并以用户的需求为导向, 导航用户所需的图形资料。按照气象产品代码信息, 可以快速便捷的在数据库中找出与之相对应的气象图形资料。一般情况下, 在文件服务器中搜索到的图形资料往往是在浏览器的页面显示。

3.3 图形随时放大或变小功能

MICAPS系统还有使下载的图形随时保持放大或是变小的功能, 这项功能主要是将Javascript加入到HTML代码中, 通过脚本方式来设置需要的显示比例大小, 并通过相应的按钮展现图形的放大或是变小。

4 系统运行方式

在实际的不同需求中, 系统具有两种运行方式, 第一种是后台自动运行方式, 第二种是人机交互运行方式。前者是按照数据表中显示的时间, 自行使用MICAPS图形转换功能, 并按照文件的类别不同, 将文件进行自动的生成与储存。后者是徐使用该系统的用户自行通过有关的按钮促进系统完成运行过程。

5 气象数据库设计

系统在为综合气象工作人员提供相关服务的过程中, 主要的服务内容是气象数据, 离开气象数据这一要素将很难文有关人员观测并了解某一时刻, 某一区域的气象, 甚至导致气象天气预报的工作也难以展开。气象数据的数据库建立需要将Windows作为其中的操作系统平台, 并结合SQL Server数据库系统的应用。

气象数据数据库能够将收集到的有关气象数据通过某种方式生成节目表, 并且还可以将气象数据生成基本的气象数据信息表, 同时伴随着将气象数据转换成相对应的图形表。其中生成的节目表能够将生成文件的具体时间以及路径进行储存, 而生成的信息表能够对平常生活中收集到气象资料以及自动站收集的信息资料甚至是其他国外国家的降水量、预报图等一些基本气象资料进行储存, 尤其是对于图形的名称以及综合类型的图形文件等能够快速进行储存。图形信息表是将系统下载后的图形包含的各项资料信息进行储存, 比如, 生成时间、类别等。

在实际的使用气象数据库过程中, 应该将检索信息进行准确锁定, 最好是与主要的关键字段保持相同, 以便有效节省数据库在平时的服务工作中所需的维护时间以及降低相应工作量。

6 结语

通过研究设计基于Web综合气象信息分析系统, 并结合MICAPS系统在其中的运用, 有利于气象部门采集到更多有价值的气象资料与数据。借助系统具有图形转换功能、图形图像显示功能等优点, 促进MICAPS系统能够高效且稳定的运行, 并在实际的综合气象中心为天气预报以及相关人员提供快捷便利的服务。现代社会中, 各行各业的人们都在关注天气气象, 而这种系统将在很大程度上促进气象信息服务平台的构建, 使气象部门向外界公布的气象信息更加准确。

参考文献

[1]周雪莹, 钱昊.气象信息综合处理系统web应用[J].气象水文海洋仪器, 2009 (04) .

[2]吕终亮, 罗兵, 吴焕萍, 郑卫红等.MESIS信息检索及可视化产品制作平台实现[J].应用气象学报, 2012 (05) .