摘要

從現(xiàn)階段長江流域氣象水文信息共享系統(tǒng)的不斷發(fā)展和完善出發(fā)，針對(duì)流域氣象水文信息共享平臺(tái)建設(shè)方面存在的諸多問題，結(jié)合2014年湖北省氣象信息與技術(shù)保障中心成功開發(fā)的基于CIMISS的長江流域氣象水文信息共享平臺(tái)（YZMISS），指出了長江流域氣象水文數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)和技術(shù)路線，在闡明YZMISS總體結(jié)構(gòu)與功能的基礎(chǔ)上，從總體數(shù)據(jù)流程、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、信息收集與處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理、信息共享服務(wù)等方面，對(duì)YZMISS的設(shè)計(jì)內(nèi)容及其實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行了介紹。

關(guān)鍵詞 基于CIMISS;長江流域;共享系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào) S126 "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A "文章編號(hào) 0517-6611（2014）32-11565-06

The Yangtze River Basin Meteorological and Hydrological Information Sharing Platform Design and Implementation Based on CIMISS

WANG Hongji， YANG Daicai

（Meteorological Information and Technology Support Center of Hubei Province， Wuhan， Hubei 430074）

Abstract Starting from the continuous development and improvement of Yangtze River basin meteorological and hydrological information sharing platform in current stage， aiming at the existing problems， combined with YZMISS developed by Hubei Meteorological Information and Technical Support Center in 2014， the design objectives and technical routines of Yangtze River basin meteorological and hydrological information sharing platform were pointed out. On the basis of elaborating general structure and functions of YZMISS， the content and implementation ways were introduced from aspects of data flow， system structure， information collection and processing， data storage and management， information sharing services.

Key words "CIMISSbased; Yangtze River Basin; Sharing platform design

長江流域是全國7大江河流域中最大的流域，涵蓋全國12個(gè)?。ㄖ陛犑校?，其國民生產(chǎn)總值約占全國的36%，同時(shí)也是我國降水變率比較大、旱澇災(zāi)害頻繁發(fā)生的地區(qū)之一。中國氣象局一直高度重視長江流域水文氣象業(yè)務(wù)的發(fā)展，為提升長江流域氣象防災(zāi)減災(zāi)和應(yīng)對(duì)氣候變化的服務(wù)能力與水平，加強(qiáng)流域內(nèi)跨省區(qū)、跨部門的合作和信息共享，2009年底中國氣象局在湖北成立了以華中區(qū)域氣象中心牽頭，由長江流域12個(gè)省（直轄市）氣象局組成的長江流域氣象中心。依托信息共享平臺(tái)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)流域內(nèi)信息的共享，是做好流域內(nèi)監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)服務(wù)工作的基礎(chǔ)，對(duì)提高長江流域氣象部門的公共氣象服務(wù)能力有十分重要的意義。

長江流域氣象中心建成以來在數(shù)據(jù)共享方面已經(jīng)取得了一定進(jìn)展，楊代才等開發(fā)了長江流域氣象中心實(shí)時(shí)資料共享平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了常規(guī)自動(dòng)站資料、區(qū)域自動(dòng)氣象站資料、水文資料、雷達(dá)基數(shù)據(jù)和預(yù)報(bào)產(chǎn)品的實(shí)時(shí)共享[1]。但隨著業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展和數(shù)據(jù)的不斷擴(kuò)充，該共享系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足用戶的需求，在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)采集和共享方式上都存在著弊端。此外，伴隨著CIMISS系統(tǒng)的推廣和應(yīng)用，更加迫切地需要數(shù)據(jù)集約化、一體化管理，從而保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，也便于維護(hù)和升級(jí)，廣東省氣象局開發(fā)的“廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)支撐平臺(tái)”率先實(shí)現(xiàn)了與CIMISS的對(duì)接。

1 現(xiàn)狀與存在的問題

通過近幾年的技術(shù)研究和業(yè)務(wù)建設(shè)，長江流域氣象中心已初步形成了水文氣象業(yè)務(wù)服務(wù)能力，已建立了由自動(dòng)氣象站、區(qū)域站、新一代天氣雷達(dá)等新型氣象探測(cè)設(shè)備組成的現(xiàn)代化氣象觀測(cè)網(wǎng)，開展了長江流域雷達(dá)拼圖業(yè)務(wù)和定量降水估算研究，建立了中尺度暴雨數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)和水文氣象耦合模式預(yù)報(bào)系統(tǒng)。

雖然長江流域水文氣象服務(wù)已經(jīng)取得了一定成效，但作為數(shù)據(jù)支撐的氣象信息收集、處理、存儲(chǔ)、共享系統(tǒng)還保持著流域各省（市）氣象部門相對(duì)獨(dú)立的方式運(yùn)行。隨著氣象觀測(cè)技術(shù)的進(jìn)步、氣象資料種類的增加以及部門內(nèi)外對(duì)氣象服務(wù)需求的不斷提升，相對(duì)獨(dú)立和分散的數(shù)據(jù)應(yīng)用方式已成為制約長江流域水文氣象服務(wù)進(jìn)一步發(fā)展的重要因素之一。

相比流域水文氣象預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)業(yè)務(wù)發(fā)展，長江流域氣象信息匯集和共享業(yè)務(wù)發(fā)展相對(duì)滯后。因此，有必要在現(xiàn)有業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上，系統(tǒng)梳理流域內(nèi)氣象水文監(jiān)測(cè)產(chǎn)品、預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)、災(zāi)情、決策、應(yīng)急服務(wù)等綜合信息，建立長江流域氣象信息共享平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)信息的匯集和共享，為長江流域水文氣象服務(wù)提供更有力的業(yè)務(wù)支撐。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)

通過建立流域信息匯集和共享的機(jī)制和渠道，實(shí)現(xiàn)流域內(nèi)氣象資料、水文資料及決策服務(wù)、應(yīng)急服務(wù)等信息的匯集和共享，建立基于CIMISS的長江流域氣象水文信息共享平臺(tái)（the "YangtZe river basin Meteorological Information Sharing System，簡(jiǎn)稱 YZMISS），為全面提高長江流域暴雨洪澇災(zāi)害預(yù)報(bào)水平，提升水文氣象科研能力，為長江流域防汛抗旱和重大水電工程建設(shè)運(yùn)行的氣象保障服務(wù)提供安全、可靠、穩(wěn)定的信息支撐。其設(shè)計(jì)目標(biāo)具體包括：

①通過共享平臺(tái)的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)長江流域12個(gè)省市之間的水文氣象信息的互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)共享產(chǎn)品的互相主動(dòng)推送，包括流域各省將各自的產(chǎn)品主動(dòng)推送至共享平臺(tái)，共享平臺(tái)將處理后的共享產(chǎn)品推送到流域各省。

②基于新一代氣象通信系統(tǒng)和全國綜合氣象信息共享平臺(tái)（China Integrated Meteorological Information Service System，以下簡(jiǎn)稱CIMISS），建立一套完整的水文氣象信息收集、處理、共享及應(yīng)用的流程，為用戶提供各類數(shù)據(jù)訪問接口，提供數(shù)據(jù)共享服務(wù)。

③面向氣象部門用戶提供信息共享服務(wù)，實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)的整合，為MICAPS、SWAN等業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供應(yīng)用接口，為預(yù)報(bào)人員提供方便快捷的氣象數(shù)據(jù)支持服務(wù)，實(shí)現(xiàn)預(yù)報(bào)人員流域水文氣象信息的桌面共享。

④面向氣象部門外的決策用戶和行業(yè)用戶提供流域氣象信息服務(wù)，圍繞長江流域防汛抗旱工作對(duì)氣象服務(wù)的需求，長江流域水資源的合理利用和科學(xué)調(diào)度需要，提供與流域信息結(jié)合的氣象數(shù)據(jù)及預(yù)報(bào)產(chǎn)品查看、檢索、下載等服務(wù)功能，為長江流域防汛抗旱和重大水電工程建設(shè)運(yùn)行提供氣象資源支撐。

⑤基于長江流域水文氣象服務(wù)業(yè)務(wù)需要，建立科學(xué)合理、具有流域特色的長江流域水文氣象業(yè)務(wù)規(guī)范和業(yè)務(wù)流程，并在流域內(nèi)應(yīng)用并進(jìn)行推廣。

2.2 設(shè)計(jì)原則

系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則是業(yè)務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之一，長江流域氣象信息共享平臺(tái)的設(shè)計(jì)主要遵循以下原則：①要結(jié)合新一代通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息互聯(lián)互通：依托氣象部門新一代通信網(wǎng)絡(luò)及現(xiàn)代化的通信技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)流域各?。ㄖ陛犑校庀缶种g的信息互相聯(lián)通、互相推送，實(shí)現(xiàn)氣象觀測(cè)、預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)、水文信息以及流域氣象服務(wù)產(chǎn)品的快速傳輸;②要結(jié)合CIMISS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)環(huán)境及存儲(chǔ)資源利用：以CIMISS系統(tǒng)為基礎(chǔ)，建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、資料處理、存儲(chǔ)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)流域氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)利用，以及流域氣象服務(wù)產(chǎn)品的存儲(chǔ)管理，并為流域氣象部門及行業(yè)用戶提供各種資料及產(chǎn)品的發(fā)布共享服務(wù);③結(jié)合MICAPS、SWAN等業(yè)務(wù)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)流域水文氣象預(yù)報(bào)預(yù)警數(shù)據(jù)的桌面應(yīng)用：針對(duì)流域各省定量降水估測(cè)、預(yù)報(bào)等重點(diǎn)水文氣象業(yè)務(wù)，提供流域各類水文氣象監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)、預(yù)警產(chǎn)品，為業(yè)務(wù)人員提供桌面應(yīng)用服務(wù);④結(jié)合長江流域中心已建系統(tǒng)和現(xiàn)有的業(yè)務(wù)成果，建設(shè)長江流域氣象信息共享平臺(tái)，滿足長江流域中心及所轄各省中心氣象部門用戶、長江流域防汛抗洪指揮部的決策用戶，以及水利、國土資源、水電、航運(yùn)等相關(guān)行業(yè)用戶對(duì)流域氣象信息共享服務(wù)的不同需求;⑤結(jié)合虛擬存儲(chǔ)及云平臺(tái)等新興技術(shù)，建立以云平臺(tái)為支撐的長江流域氣象信息共享平臺(tái)，合理分配利用計(jì)算及存儲(chǔ)資源，為系統(tǒng)提供可靠穩(wěn)定的運(yùn)行平臺(tái)。

2.3 系統(tǒng)組成

氣象信息共享平臺(tái)作為氣象業(yè)務(wù)體系的4大戰(zhàn)略平臺(tái)之一[2]，在整個(gè)氣象業(yè)務(wù)中具有重要作用。因此，在云平臺(tái)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)建設(shè)滿足長江流域各省（直轄市）氣象信息共享服務(wù)要求的長江流域氣象信息共享平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)長江流域水文、氣象信息的匯集和共享。

長江流域氣象信息共享系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

長江流域氣象信息共享平臺(tái)采用分層次、組件化的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，平臺(tái)的支撐環(huán)境由基礎(chǔ)硬件層、基礎(chǔ)軟件層組成，并且由基于以業(yè)務(wù)、技術(shù)、管理等方面的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系、安全保障體系和運(yùn)維管理體系作為整體架構(gòu)上的支撐和保障[3-5]。整個(gè)平臺(tái)構(gòu)建于由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、安全系統(tǒng)、服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備組成的基礎(chǔ)硬件平臺(tái)之上，通過云平臺(tái)構(gòu)建虛擬化服務(wù)器資源池、存儲(chǔ)資源池，使用多種操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、系統(tǒng)安全軟件作為基礎(chǔ)軟件支撐，構(gòu)建支撐業(yè)務(wù)系統(tǒng)的虛擬機(jī)。系統(tǒng)所涉及的數(shù)據(jù)包括流域基本信息、氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)、水文信息數(shù)據(jù)、氣象預(yù)報(bào)產(chǎn)品、服務(wù)產(chǎn)品等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，以及地理信息數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)、用戶信息數(shù)據(jù)等支撐數(shù)據(jù)，另外還包括平臺(tái)在運(yùn)行過程中需要使用的配置信息、產(chǎn)生的日志文件等。系統(tǒng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用層包括支撐業(yè)務(wù)應(yīng)用的信息

收集與處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理系統(tǒng)和信息發(fā)布服務(wù)系統(tǒng)。接口層包括用戶界面和對(duì)外接口，

平臺(tái)提供平臺(tái)管理界面及信息發(fā)布服務(wù)網(wǎng)站門戶;對(duì)外接口包括對(duì)數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)收集接口、提供數(shù)據(jù)服務(wù)的Web Service接口、MICAPS系統(tǒng)應(yīng)用的接口、SWAN系統(tǒng)應(yīng)用接口、FTP服務(wù)接口以及供氣象部門內(nèi)用戶直接調(diào)用數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)訪問API接口。

2.4 流程設(shè)計(jì) 長江流域氣象信息共享平臺(tái)的系統(tǒng)流程如圖2所示。

2.4.1

信息收集與處理系統(tǒng)。根據(jù)收集策略對(duì)各種來源的產(chǎn)品和數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)收集，對(duì)實(shí)時(shí)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類判斷，根據(jù)數(shù)據(jù)形式進(jìn)行文件解包、解壓縮處理、文件名檢查、數(shù)據(jù)格式檢查，需要以文件方式保存的數(shù)據(jù)保存到相應(yīng)的目錄下，對(duì)需要入關(guān)系數(shù)據(jù)庫的要素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)解碼和要素提取，輸出經(jīng)過預(yù)處理的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理系統(tǒng)準(zhǔn)備入庫;數(shù)據(jù)加工處理根據(jù)加工處理策略對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行產(chǎn)品綜合處理、MICAPS格式轉(zhuǎn)換處理，接收來自信息發(fā)布服務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析請(qǐng)求，從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理系統(tǒng)獲取需要分析的數(shù)據(jù)進(jìn)行排序、求極值、求平均、求總量等統(tǒng)計(jì)分析處理，將統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果返回給信息發(fā)布服務(wù)系統(tǒng);根據(jù)推送策略，通過新一代通信系統(tǒng)建立的省與省之間的信息傳輸通道，進(jìn)行流域氣象服務(wù)產(chǎn)品分發(fā);實(shí)時(shí)監(jiān)控各種數(shù)據(jù)、產(chǎn)品的采集、分發(fā)情況。

2.4.2

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理系統(tǒng)。根據(jù)數(shù)據(jù)入庫策略對(duì)來自信息收集整理系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)及加工制作產(chǎn)品進(jìn)行入庫處理，存儲(chǔ)至產(chǎn)品庫中指定存儲(chǔ)位置;根據(jù)數(shù)據(jù)備份策略，定期啟動(dòng)進(jìn)程進(jìn)行數(shù)據(jù)備份;當(dāng)數(shù)據(jù)丟失或被損壞時(shí)，根據(jù)預(yù)先配置的數(shù)據(jù)恢復(fù)策略進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù);根據(jù)數(shù)據(jù)清除策略，定期啟動(dòng)進(jìn)程進(jìn)行數(shù)據(jù)清除;實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)入庫、存儲(chǔ)資源使用情況。

2.4.3

信息發(fā)布服務(wù)系統(tǒng)。為氣象部門或行業(yè)相關(guān)用戶提供信息查詢、下載、統(tǒng)計(jì)分析服務(wù)，同時(shí)提供FTP下載服務(wù)，統(tǒng)一接口服務(wù);用戶可以訪問信息共享服務(wù)網(wǎng)站，通過目錄導(dǎo)航選擇查看以圖形、表格及文件列表等方式顯示長江流域氣象監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)、預(yù)測(cè)以及水文信息，并可以進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索、下載、統(tǒng)計(jì)分析;系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)資源使用情況。

圖2 長江流域水文氣象信息共享系統(tǒng)流程

2.5 安全設(shè)計(jì)

長江流域信息共享平臺(tái)的安全設(shè)計(jì)需要滿足3個(gè)方面的安全需求：①用戶的安全：提供用戶認(rèn)證系統(tǒng)，來保證用戶的身份安全和訪問安全;②數(shù)據(jù)的安全：提供對(duì)數(shù)據(jù)庫自身內(nèi)容的安全備份和恢復(fù)功能，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、可恢復(fù)性;③應(yīng)用程序的安全：通過用戶認(rèn)證系統(tǒng)、信息資源目錄系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)訪問進(jìn)行安全保護(hù)。

長江流域信息共享平臺(tái)采用安全認(rèn)證系統(tǒng)，為參與服務(wù)的氣象部門業(yè)務(wù)人員和行業(yè)用戶提供統(tǒng)一的權(quán)限管理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)登錄、全局訪問。安全認(rèn)證是和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、信息服務(wù)接口系統(tǒng)緊密捆綁的系統(tǒng)。按照用戶角色不同設(shè)置不同的訪問權(quán)限，使系統(tǒng)對(duì)每一個(gè)進(jìn)入系統(tǒng)的用戶的合法性進(jìn)行檢驗(yàn)，防止未經(jīng)授權(quán)的用戶進(jìn)入，對(duì)合法用戶在網(wǎng)上數(shù)據(jù)庫的訪問權(quán)限和內(nèi)容進(jìn)行控制，保證用戶在權(quán)限范圍內(nèi)最大限度地共享信息。數(shù)據(jù)庫備份恢復(fù)功能方面，提供數(shù)據(jù)庫備份和恢復(fù)功能。服務(wù)產(chǎn)品庫存儲(chǔ)的所有內(nèi)容都進(jìn)行安全備份，備份數(shù)據(jù)保存時(shí)間按照數(shù)據(jù)重要性和使用時(shí)效性等規(guī)劃;數(shù)據(jù)恢復(fù)功能可以及時(shí)恢復(fù)因誤操作等原因丟失的數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、完整性和可恢復(fù)性。使用防火墻過濾不安全的服務(wù)，保護(hù)脆弱的服務(wù)，保護(hù)應(yīng)用和數(shù)據(jù)安全;控制外部用戶對(duì)系統(tǒng)的訪問行為，阻攔非法訪問行為;增強(qiáng)系統(tǒng)的保密性。

3 系統(tǒng)功能

長江流域信息共享系統(tǒng)的主要業(yè)務(wù)功能包括信息收集與處理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理子系統(tǒng)和信息發(fā)布服務(wù)子系統(tǒng)，對(duì)各子系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。

3.1 信息收集與處理子系統(tǒng)

信息收集與處理子系統(tǒng)依托各?。ㄖ陛犑校庀缶珠g的地面寬帶網(wǎng)絡(luò)的行業(yè)部門資料交換，實(shí)現(xiàn)流域各?。ㄖ陛犑校┑乃臍庀笮畔⒌氖占?，主要包括數(shù)據(jù)收集與分類、數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)加工處理、數(shù)據(jù)推送、數(shù)據(jù)傳輸監(jiān)控統(tǒng)計(jì)等模塊。其功能設(shè)計(jì)如圖3所示。

3.2 "數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理子系統(tǒng)

長江流域氣象信息共享系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫包含實(shí)時(shí)庫和歷史庫，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)基于CIMISS數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行擴(kuò)展設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。實(shí)時(shí)庫針對(duì)實(shí)時(shí)氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)管理，并對(duì)實(shí)時(shí)氣象業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)氣象數(shù)據(jù)資源共享服務(wù)的專用氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，滿足高響應(yīng)速度需求。歷史庫用于存儲(chǔ)所有的氣象歷史資料，從實(shí)時(shí)庫中定時(shí)追加更新[6-8]。子系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)處理入庫、數(shù)據(jù)出庫管理、數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)、數(shù)據(jù)清除、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)監(jiān)控統(tǒng)計(jì)5個(gè)功能模塊。子系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)如圖4所示。

3.3 "信息共享服務(wù)子系統(tǒng)

長江流域信息發(fā)布服務(wù)子系統(tǒng)采用統(tǒng)一訪問接口、FTP共享服務(wù)、WEB網(wǎng)站等方式，發(fā)布和管理長江流域各種監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)和預(yù)警服務(wù)綜合信息，為流域氣象部門、決策用戶及相關(guān)行業(yè)提供針對(duì)性共享服務(wù)。信息發(fā)布服務(wù)系統(tǒng)需要通過信息共享服務(wù)網(wǎng)站，以圖形、表格及文件列表等方式顯示長江流域氣象監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)、預(yù)測(cè)以及水文信息，為用戶提供信息查詢、下載、統(tǒng)計(jì)分析服務(wù)，同時(shí)提供FTP下載服務(wù)，統(tǒng)一接口服務(wù)。其功能設(shè)計(jì)如圖5所示。

圖5 流域信息發(fā)布服務(wù)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4 "系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

2014年5月，依托氣象部門新一代通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了長江流域各省之間的水文氣象信息傳輸，充分吸取前期氣象部門信息共享系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)的成功經(jīng)驗(yàn)[9-12]，實(shí)現(xiàn)了長江流域氣象觀測(cè)、預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)、水文信息以及流域氣象服務(wù)產(chǎn)品的快速收集;結(jié)合CIMISS系統(tǒng)初步實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)環(huán)境及存儲(chǔ)資源利用，建立了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、資料處理、存儲(chǔ)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了流域氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)利用，以及流域氣象服務(wù)產(chǎn)品的存儲(chǔ)管理[14];結(jié)合MICAPS、SWAN等業(yè)務(wù)化系統(tǒng)初步實(shí)現(xiàn)了流域水文氣象預(yù)報(bào)預(yù)警數(shù)據(jù)的共享應(yīng)用，提供流域各類水文氣象監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)、預(yù)警產(chǎn)品，為業(yè)務(wù)人員提供桌面應(yīng)用服務(wù);結(jié)合長江流域中心已建系統(tǒng)和現(xiàn)有的業(yè)務(wù)成果，初步建立了長江流域氣象信息共享系統(tǒng)。系統(tǒng)界面如圖6所示。

圖6 基于CIMISS的長江流域氣象水文信息共享系統(tǒng)主界面

4.1 CIMISS實(shí)況數(shù)據(jù)采集實(shí)現(xiàn)

長江流域氣象信息共享系統(tǒng)的實(shí)況數(shù)據(jù)主要來源于CIMISS系統(tǒng)，通過CIMISS數(shù)據(jù)共享（GDS）子系統(tǒng)提供的WebService接口獲取數(shù)據(jù)，具體實(shí)現(xiàn)方式為：

①引入CIMISS提供的基礎(chǔ)jar包文件，包括Client.jar、 commons-codec-1.3.jar、commons-httpclient-3.1.jar、commons-logging-1.1.1.jar;

②使用HttpClientRequest類模擬HTTP請(qǐng)求，參數(shù)以xml字符串的形式傳入requestStart方法，具體參數(shù)及詳細(xì)API可以參考《CIMISS應(yīng)用檢索接口（API）用戶手冊(cè)》;

③調(diào)用sendData（）發(fā)送請(qǐng)求;④調(diào)用requestEnd（）方法來獲取數(shù)據(jù)返回，返回結(jié)果根據(jù)參數(shù)設(shè)置可以為JSON格式或XML格式。獲取返回?cái)?shù)據(jù)后本地程序依照業(yè)務(wù)邏輯進(jìn)行數(shù)據(jù)解析。

4.2 "定時(shí)任務(wù)調(diào)度實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)中所有數(shù)據(jù)的獲取和發(fā)布需要通過定時(shí)任務(wù)調(diào)度進(jìn)行統(tǒng)一管理，該模塊主要是定時(shí)向一個(gè)服務(wù)地址發(fā)送HTTP請(qǐng)求，后臺(tái)服務(wù)執(zhí)行相應(yīng)的命令來完成處理。

定時(shí)采集的實(shí)現(xiàn)核心是Quartz，Quartz是OpenSymphony開源組織在Job scheduling領(lǐng)域又一個(gè)開源項(xiàng)目，它可以與J2EE、J2SE應(yīng)用程序相結(jié)合，也可以單獨(dú)使用。Quartz可以用來創(chuàng)建簡(jiǎn)單或運(yùn)行10個(gè)甚至是好幾萬個(gè)Jobs這樣復(fù)雜的程序。

定時(shí)任務(wù)工程里核心類FtpDownLoadTask是Quartz的一個(gè)任務(wù)實(shí)現(xiàn)，它實(shí)現(xiàn)了Quartz的TaskInterface接口，并在execute接口方法里通過Apache httpclient模擬一個(gè)HTTP請(qǐng)求發(fā)送給采集程序的控制器，將FTP連接串（param）、文件夾名稱（remoteDir）、文件通配符（remoteFileNameFormator）、文件本地存儲(chǔ)位置（localDir）、文件本地重命名后名稱（localFileFormator）、回調(diào)處理函數(shù)接口名稱（cbk）傳遞給后臺(tái)控制器。

后臺(tái)服務(wù)程序是單獨(dú)開發(fā)的一個(gè)MVC控制器，能夠接收HTTP請(qǐng)求，在接受到請(qǐng)求后根據(jù)請(qǐng)求內(nèi)的參數(shù)（param 、remoteDir、remoteFileNameFormator、localDir、localFileFormator）可以得知需要訪問的FTP服務(wù)的ip地址、端口、用戶名、密碼以及文件夾。

5 結(jié)語

系統(tǒng)在CIMISS的基礎(chǔ)上通過二次開發(fā)，增加部分特殊功能來滿足長江流域水文氣象資料共享的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)需求。

系統(tǒng)于2014年6月開始在長江流域內(nèi)各省氣象部門投入業(yè)務(wù)試運(yùn)行，運(yùn)行效果良好，目前已為長江流域氣象中心所屬各業(yè)務(wù)單位提供了各種資料及產(chǎn)品的共享服務(wù)，同時(shí)結(jié)合虛擬存儲(chǔ)及云平臺(tái)等新興技術(shù)，初步建立了以云平臺(tái)為支撐的硬件平臺(tái)，達(dá)到了合理分配和利用計(jì)算及存儲(chǔ)資源的目的，為系統(tǒng)運(yùn)行提供了可靠穩(wěn)定的運(yùn)行平臺(tái)?；陂L江流域水文氣象共享業(yè)務(wù)需要，初步建立了具有流域特色的長江流域水文氣象共享業(yè)務(wù)規(guī)范。

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