摘要:陕西省气象信息服务系统以全国综合气象信息共享平台(CIMISS)作为数据源,采用B/S模式开发,实现了气象要素检索下载、温度、降水量曲线绘制、气温色斑图显示等功能。应用实践表明,以CIMISS作为数据源,解决了气象信息数据源不统一的问题,且可为用户提供丰富多样的基础气象数据服务产品。
关键词:CIMISS;B/S;陕西;气象信息服务系统
近年来,我国气象综合探测系统建设日趋完善,气象部门已经形成了地基和空基相结合的大气及其相关环境探测体系,包括常规地面、高空、辐射、酸雨、农业气象观测、大气本底观测站和其它许多特种观测站网在内的观测体系[1-2],这些气象信息为社会和公众服务奠定了良好的基础。但传统气象资料以文件的方式存储,数据分散在网络的不同的设备中,缺乏统一的、方便使用的气象信息共享平台,因此,急需建立以一个以统一数据平台作为气象数据服务系统数据源的具有较强数据处理能力和管理能力的气象信息共享平台。2009年由中国气象局统一组织开发的全国综合气象信息服务平台(ChinaIntegratedMete-orologicalInformationSharingSystem,下简称“CIMISS”)建设是气象信息核心业务系统建设工程[3-4],该服务平台整合现有的气象科学数据共享服务网和国家级、省级本地共享服务系统,涵盖14大类、498个子类、1500个细目的气象观测数据和产品数据,包括实时观测数据,产品数据和整编后的历史数据。本文基于CIMISS开发构建了一个气象服务信息系统。
1系统结构设计
采用.net技术,构建基于B/S的气象服务信息系统,开发具有资料检索下载、色斑图显示、曲线绘制,降水排名等在内的一系列功能模块的气象服务信息系统。系统以CIMISS作为数据源,应用CIMISS提供的数据访问接口获取数据,采用B/S模式构建,客户机不需要安装任何客户端软件,简化了客户端的使用;所有的应用和数据库在服务器端,把数据从客户端分离出来,从而增强系统的健壮性;基于浏览器进行信息交流,使用者可以在任何具有网络环境的地方使用本系统[5],系统结构图如图1:
2系统功能设计
2.1单(多)要素检索下载
可实现对全国自动站、区域站所需单(多)要素的检索下载,由用户输入需要查询的自动站或区域站站号,在日期框内选择需要查询的日期,在要素栏选择需要查询的要素类型,即可查询到所需数据,并进行下载。
2.2单要素曲线绘制
可以进行全省99个国家站任意站点24h气温和降水曲线图绘制,用户可以在站点选择框内选择站点名称,在时间选择框内选择需要的日期,查看该站点在指定日内的24h温度走势图或降水趋势图。
2.3色斑图/等值线绘制
主要实现全省99个国家站任意时次的小时气温色斑图/等温线的显示,用户可以在日期选择区对日期进行选择,在时次选择栏选择需要显示的时次,提交后即可实现所需时次小时气温色斑图/等温线的显示。2.4单要素排名主要实现全省99个国家级自动站任意小时雨量的排名情况,用户可以通过选择查询日期、时次和台站数目,提交后即可查看需求时次的全省小时雨量排名。
3系统关键技术
3.1单(多)要素检索下载
系统以CIMISS作为数据源,应用CIMISS提供的数据访问接口获取数据。CIMISS共提供了客户端调用服务、WEBService、REST服务和脚本服务四种获取数据的服务方式对数据进行获取。本系统通过编写WEBService客户端程序调用数据共享服务系统的WEBService服务来获取数据,WEBService方式具有跨平台的可互操作性,为其他的应用系统提供服务(访问、查询等),实现异构系统在应用层的集成。通过配置,设置其参数,匹配适用的资料种类,根据需要匹配好参数后,即可根据WEBService服务接口的返回值,登录到对应的FTP服务器的相应目录下,每调用一次该接口,就在该目录下生成一个以当日日期命名的目录,该目录存放了所生成的包含所检索数据的TXT文本文件,根据返回值中的文件名下载该文件,即可解析数据并做展示。3.2单要素曲线绘制应用Jquery的提供的highchart控件完成图形的绘制,jquery是一个快速、简单、易用的JavaScript库,它简化了HTML文件的事件处理、动画、Ajax互动,由于其强大的功能,已经成为最流行的JavaScript框架[6]。Highcharts是一个用纯JavaScript编写的一个图标库,能够简单便捷的在Web网站或是Web应用程序添加有交互性的图表,Highcharts界面美观,由于使用JavaScript编写,所以不需要像Java那样需要插件才可以运行,而且运行速度快[7]。Highcharts动态图形的生成,主要是通过图形数据列选项Seriers动态生成,其中,name为数据列名称,data为数据列数据值,格式为JSON格式,如下所示。Series:[{name:’......’,data:[......]},......]
3.3色斑图
/等值线显示CIMISS后台的共享服务系统提供了多种可视化专题产品的发布,如逐小时温度色斑图/等值线图等。生成的专题产品(一般为PNG格式的图片,可按需定制)保存在数据存储系统中,以FTP的方式提供下载和共享。使用时可不需关注CIMISS封装好的专题产品生成方法,直接调用生成的产品文件即可。该功能实现时,将用户前台提交的日期、时次、产品类型等信息格式化为字符串,通过拼接字符串构造对应时次专题产品的文件名。然后利用写好的FTP文件下载方法,进行参数传递,将专题产品的PNG文件下载到本地,并在浏览器页面上进行加载。如果文件不存在或下载失败,将抛出异常,提示用户专题产品获取失败,否则进行正常展示。当页面关闭时,删除本地临时保存的专题产品文件。
3.4单要素排名
使用WebService接口获取前台提交的所需日期、时次的小时降水信息,将所有数据进行预处理,包括将缺测数据标识999999定义为0,将不观测站的数据标识999998定义为0,避免接下来进行排序时产生干扰。处理后的数据存储于一个二维数组,然后使用冒泡排序算法进行排序,并将排序结果通过TableRow控件形成所需站数的表格在页面上进行呈现。由于只提供选定站数(前N个站)的小时降水量排名,因此在临界处需做特殊处理,如第N个站和第N+1个站降水量相同(特别地,当第N个站和后面所有站的小时降水量时皆为0),此处选用的策略是优先排定国家站站号数值较小值,即临界处小时降水量相同时的各站,按站号再进行一次排序。其他气象要素,如气温、相对湿度、能见度等,可按照类似小时降水量的设计思路进行排名即可。
4系统成果实现
基于全国综合气象信息共享平台(CIMISS)的陕西省气象信息服务系统,为广大科研和业务用户提供了统一的数据平台和丰富的数据产品。系统界面友好,操作简单便捷,采用B/S架构,使用户可以在任何地方通过互联网使用本系统。
5结论与讨论
基于B/S体系结构开发的陕西省气象服务信息系统,能够实现气象要素检索下载,温度,降水曲线绘制,气温色斑图显示等功能,采用CIMISS作为数据源可解决用户在提取气象要素信息时来源不统一的问题且可提供丰富多样的基础气象数据服务产品。实践表明,以CIMISS作为数据源以良好的设计界面,快捷的查询方式,丰富多样的数据产品为用户提供了方便快捷的操作环境,使用户可以在任何具备网络环境的地方通过互联网使用本系统获取气象数据。但同时,系统在数据统计分析功能方面显得较为单一,比如针对地面资料缺乏距平医学论文发表分析、历史排位等功能,并且系统所提供资料种类相对较少,应当根据用户需求增加雷达资料、大气成分等数据的分析展示功能。这些是系统需要改进和完善的地方,同时也是今后工作的努力方向。
作者:贺音 何林 单位:陕西省气象局信息中心