1系统的总体设计
根据县级气象部门的业务需求，系统需要实现以下四个基本任务：一是要实现应用平台集成化，需要将现有各种业务系统、预警发布方式无缝集成到本系统中。二是要实现气象监测实时化，在最短的时间内获取辖区内各类气象要素的实时数据，区域站数据每10分钟更新一次，自动站数据每1小时更新一次。三是要实现预报服务便捷化，就是能够方便快捷地获取省、市各级的指导预报，并对本地各类预报服务材料进行统一管理。四是要进一步提高灾害性天气的预警能力，能够将预报预警等服务产品自动转换成语音文件，通过短信、96121、DAB、电话主叫等方式及时发布给指定区域的预警服务人员，增强对外预警发布能力。整个系统包括前台可视化业务平台部分和后台自动化数据采集部分。前台可视化业务平台部分包含现有业务平台集成、实况数据查询、指导产品查询、预报服务产品制作、预警信息发布等多个功能。后台自动化数据采集包含实况数据的采集入库、指导预报产品采集和数据的简单维护。从而实现多个业务平台的集成、区域自动站资料实况监视与查询、服务产品制作及预警信息的发布，即建立了一个集数据采集、存储、开发、管理、分析和信息发布等系统功能于一体的县级综合信息平台。系统功能丰富、数据量大，需要一个庞大的数据基础，针对县级台站软硬件资源相对较弱的特点，系统采用分布式数据结构，即将数据库设置在不同的服务器中。公用数据调用市局数据库数据，如区域站实况数据，系统通过2M内网专线调取数据。其他数据则存放在台站本地的数据库，既整合了资源，提高了数据利用率，又有效地解决了县级台站资源不足，技术保障能力较弱的问题。根据数据内容的不同，数据的存放形式也有所区别，对于区域站数据、灾情信息数据、人员信息数据等以SQL数据库的形式保存，而对于预报预警等服务产品则以TXT、WORD等文本形式保存。数据采集程序自动采集实时数据存放到相应的数据库，业务平台根据需要调取数据信息，并且对部分数据进行修改、删除等操作。
2系统主要功能模块的具体实现
系统在VisualStudio2008平台中采用C#语言开发，系统数据库使用的是SQLServer2008数据库。根据系统的功能需求，设计了业务平台、实况资料、指导产品、预报制作、服务对象管理、预警信息发布、灾情信息检索、气象灾害防御等8大模块23个子模块，以菜单形式分布在平台主界面上。
2.1实况查询模块设计
实况查询模块主要功能是查询自动站和区域站的实时观测数据，包括表格方式查询和图形方式查询两个子模块。本模块融合了GIS技术、信息技术、数据挖掘技术、OLAP技术、分布式存储计算技术、Internet技术、网络传输技术、WebService技术、信息流模型技术等一系列先进技术，为推动气象部门全方位信息化而提供的整体应用系统和全程解决方案。表格查询模块利用2个comboBox控件获取查询区域和查询要素，2个dateTimePicker控件获取查询的起止时间，使用ADO.NET访问组件远程连接市局区域站数据库，执行SQL查询命令，查询满足条件的数据记录，按照程序设定的格式，填充到dataGridView表格控件中。为了便于用户操作，程序提供了多个筛选条件，用于查询指定级别的要素数据，并设置了快捷查询按钮。同时模块中还增加了数据导出功能，能够将查询结果导出到word文档，使用户能够方便快速地制作气象服务产品。实况数据图形方式查询模块采用C#+SQL2005+MapInfo2005应用开发模式，在.NET框架下开发组件式GIS，遵循气象数据信息采集→气象数据处理→数据处理→建立气象数据→GIS空间分析→地图形式显示的流程来实现。根据气象自动站所采集到的数据经过质量控制以及分析处理后，建立气象数据仓库，利用C#开发工具与Mapinfo控件提供的各类数据接口，用SQL命令从基础气象数据仓库中查询出经过筛选的满足空间数据条件的结果，其中包括区域选择、经纬度、要素选择时间段和雨量或者温度等级筛选条件等，从而获取到创建地理信息管理系统所需要的数据，然后建立相应的空间数据集；利用MapControl控件加载图形信息，首先加载湖南的shape地图库，然后利用GIS地理信息系统，把各个气象要素结果作为一个个layer分层叠加在地理信息系统图上，用图形的方式显示查询各个气象站点的实时数据。这样，就实现了用图形的方式显示查询的各个气象站点实时数据。在某种程度上可以说，把气象数据作为一个图层导入GIS系统，就可以轻而易举地建立基于对该类气象数据进行分析处理的气象业务系统。
2.2服务对象管理模块设计
服务对象管理模块用于对预报预警服务对象的信息进行添加、删除、修改和电话号码导出等管理。系统开发初期，采集了辖区内各乡镇（含村组）、水库、学校等部门负责人姓名、电话、工作单位、所在乡镇等联系信息，输入到本地服务器中新建的服务对象信息库，利用SQL查询命令查询指定乡镇、指定部门的负责人联系信息。随后建立filestream文件对象，并指定字符编码方式，就能够将查询的电话号码导出到TXT文件中，便于利用各种发布方式对不同乡镇、工作单位的人员发布与之相应的预警信息。
2.3预警信息发布模块设计
预警信息发布模块包含发布系统集成和语音合成两大部分4个子模块，发布系统集成部分就是将现有的短信发布平台、DAB发布平台、电话主叫平台等信息发布系统集成到本平台中，用户点击菜单选项就可以直接打开相应的信息发布平台。语音合成模块是利用TTS语音合成技术将预警信息转换为音频文件，用于电话主叫服务。TTS技术本身原理十分复杂，但是微软的Mi－crosoftSpeechSDK5.1开发包提供了TTS语音引擎接口，这些SDK主要包括语音应用程序编程接口SAPI和微软语音识别引擎及微软语音合成引擎；可以通过编程语言灵活将其中的“类”应用到编制的程序中。SAPI的TTS都是通过SpVoice对象来完成的。SpVoice类是支持语音合成(TTS)的核心类，通过SpVoice对象调用TTS引擎，然后按SpVoice的Speak（）方法中指定的两参数Text和Flages方式进行朗读，最后只将语音输出到一个音频文件，这样就完成了文本文件到音频文件的转换。
2.4灾情检索模块设计
灾情信息检索模块包括历史灾情资料检索和灾情资料入库2个子模块，系统设计建立了灾情信息数据库，将全市历史灾情普查数据导入数据库中，灾情检索子模块根据指定的年份和灾情种类，查询满足条件的灾情信息。灾情资料入库子模块用于输入灾情发生的时间、地点、种类、天气实况、灾情损失等信息，将灾情信息添加到数据库中。系统提供了两种入库方式，一是将灾情普查数据EXCEL文件批量导入数据库，需要创建一个DataSet对象，先获取EXCEL的数据导入到DataSet中，再把dataset中的数据库insert到数据库；二是手工输入单条灾情信息各项内容，用in－sert命令直接插入数据库中。
3小结
“县级气象信息综合业务系统”是集气象信息监测、服务产品制作和预警信息发布为一体的综合性县级气象应用平台，系统设计充分考虑到县级气象部门的业务运行实际情况和县级台站软硬件资源环境。系统设计初期就对县级气象监测预警工作开展了详细的调研和考察，系统开发整个过程在县级业务平台完成，采用了边开发边试用边完善的系统开发模式，使系统能够更好地满足基层台站业务需求。系统于2013年汛期在赫山区气象局投入业务试运行，运行稳定、操作简单，实现了MICAPS系统、WOSIS系统、人影指挥系统等业务平台的集成，能够调取各业务平台的气象资料；能够及时监控区域站、自动站实时数据；能够及时查询上级和周边区域的预报产品；实现了预报预警文件自动转化为语音文件，通过短信、96121、DAB大喇叭等多渠道对外发布，提高了县级气象信息监测预警水平，有效增强了基层台站气象服务能力，为做好地方气象防灾减灾工作发挥了重要作用。
作者：李静 陈安 李志宏 单位：湖南省益阳市气象局
