莫云音，李 勛，葉彩榮，吳盛洪，李超寧

(1.海南省氣象服務中心，海南 海口 570100；2.海南省氣象臺，海南 ?？?570100)

0 引 言

根據(jù)海南省氣象局減災處提供的20090925海南省氣象局公共氣象服務產(chǎn)品清單，目前海南省局各業(yè)務單位具有的公共氣象服務產(chǎn)品共計5大類126種產(chǎn)品。產(chǎn)品種類繁多，涉及部門廣，內(nèi)容豐富，覆蓋范圍廣。而產(chǎn)品存放的位置散亂無序，不利于獲取、共享、查找、檢索、統(tǒng)計和監(jiān)控。文件命名不規(guī)范，產(chǎn)品格式不一致，內(nèi)容要素也不規(guī)范。產(chǎn)品大多以目錄文件共享方式[1]供業(yè)務人員獲取，安全性差，文件的訪問權限有很大的局限性，容易受到病毒的攻擊。為了實現(xiàn)對氣象服務產(chǎn)品的集中存儲管理，實現(xiàn)產(chǎn)品的實時共享及監(jiān)控，海南省氣象局制定了海南省公共氣象服務產(chǎn)品統(tǒng)一的命名規(guī)范、存儲規(guī)范及共享規(guī)范，設計開發(fā)了海南省公共氣象產(chǎn)品庫，集中存儲、管理海南省氣象局各個業(yè)務單位的多類氣象預報、公共氣象產(chǎn)品。該系統(tǒng)以要素為基本單位，統(tǒng)一入口出口，采用分層管理、分類集成共享的產(chǎn)品管理模式，集產(chǎn)品的制作、采集、存儲、監(jiān)控、發(fā)布、分發(fā)和服務為一體，實現(xiàn)“一次制作，全網(wǎng)共享”[2]。

海南省公共氣象服務產(chǎn)品庫存儲管理的公共氣象產(chǎn)品包括短時臨近預報、短期預報、中短期預報、精細化預報、災害性天氣預報及預警、臺風預報監(jiān)測、海洋等各類專業(yè)預報、重大氣象信息專報、快報、重大活動專項預報、氣候診斷與預測產(chǎn)品、雷電監(jiān)測、災情直報與旬月報等預報服務產(chǎn)品；同時包含用于公共服務的歷史資料庫等常規(guī)專題庫。

該系統(tǒng)實現(xiàn)了天氣、氣候、農(nóng)氣、人影和生態(tài)等多業(yè)務服務產(chǎn)品的整合，實現(xiàn)了海南省氣象局內(nèi)省氣象臺、省氣候中心、省氣象科學研究所、省氣象服務中心和人影中心、19個市縣氣象局等主要業(yè)務部門服務類產(chǎn)品的集約化，能夠有效解決服務過程中數(shù)據(jù)流程重復、業(yè)務協(xié)調(diào)復雜等問題，可以提高面向災害預警公共服務能力，提高決策服務、公眾服務、專業(yè)服務等業(yè)務的響應速度。

此外，海南省公共氣象產(chǎn)品庫不僅提供了產(chǎn)品歸集，還提供了再加工能力，可以進一步挖掘業(yè)務產(chǎn)品的服務特色，不斷提供新的服務方式。

1 系統(tǒng)設計

1.1 系統(tǒng)設計原則

(1)集約化。不搞重復建設，利用現(xiàn)有建設成果，基于國家公共服務中心的產(chǎn)品庫進行設計粒度細化[3]和個性化系統(tǒng)[4]開發(fā)；考慮業(yè)務的銜接性，在數(shù)據(jù)和產(chǎn)品的設計，處理流程的規(guī)劃方面，利用現(xiàn)有的成熟業(yè)務系統(tǒng)產(chǎn)品，并考慮與現(xiàn)有的各類數(shù)據(jù)庫、信息庫、交互平臺的銜接。公共氣象產(chǎn)品庫歸集的服務產(chǎn)品主要都是基于各業(yè)務中心的現(xiàn)有成熟業(yè)務產(chǎn)品，不存在重新設計和開發(fā)產(chǎn)品的問題，各業(yè)務單位只需對自己的服務產(chǎn)品進行梳理、整理，并按照統(tǒng)一的命名格式和規(guī)范要素發(fā)送到公共氣象產(chǎn)品庫。

(2)規(guī)范性。系統(tǒng)建立公共氣象產(chǎn)品命名規(guī)范，對于公共服務產(chǎn)品庫的產(chǎn)品分類和數(shù)據(jù)組織進行嚴格分類、統(tǒng)一管理，制定規(guī)范的數(shù)據(jù)命名、產(chǎn)品格式等規(guī)范。

(3)開放性。公共氣象產(chǎn)品庫以接口、服務等多種技術手段[5]滿足公共氣象服務的需求，也能夠滿足決策氣象服務的需求，包括對決策服務平臺的支持功能；也能夠提供全省各市縣氣象局使用。

1.2 系統(tǒng)功能設計

海南省公共氣象服務產(chǎn)品庫利用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)從省級直屬業(yè)務單位的預報系統(tǒng)、服務系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及國家級產(chǎn)品庫中獲取數(shù)據(jù)源，各類產(chǎn)品經(jīng)過檢查、處理、入庫，部分原始產(chǎn)品經(jīng)服務產(chǎn)品再加工平臺處理后入庫，所有入庫的產(chǎn)品由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進行管理。業(yè)務訪問平臺、分發(fā)系統(tǒng)則為省局的業(yè)務單位、決策服務部門和公共氣象產(chǎn)品庫提供訪問機制。系統(tǒng)結構如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結構

1.2.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是“海南省公共氣象服務產(chǎn)品庫”的數(shù)據(jù)前處理系統(tǒng)，負責完成對各業(yè)務的公共氣象產(chǎn)品的采集處理、數(shù)據(jù)規(guī)范化處理，并提供數(shù)據(jù)裝填和歸檔功能。主要體現(xiàn)產(chǎn)品庫中的產(chǎn)品命名規(guī)范和統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集入口。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由服務產(chǎn)品數(shù)據(jù)接收子系統(tǒng)、服務產(chǎn)品數(shù)據(jù)檢查子系統(tǒng)、服務產(chǎn)品數(shù)據(jù)入庫子系統(tǒng)組成。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)流程如圖2所示。

圖2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)流程

服務產(chǎn)品數(shù)據(jù)接收子系統(tǒng)負責實時監(jiān)測各業(yè)務單位上傳的公共服務產(chǎn)品數(shù)據(jù)，并將新接收到的產(chǎn)品數(shù)據(jù)調(diào)用相關功能模塊進行處理。

服務產(chǎn)品數(shù)據(jù)檢查子系統(tǒng)負責把抽取子系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的各類產(chǎn)品數(shù)據(jù)進行規(guī)范化處理，完成業(yè)務產(chǎn)品的文件名解析，同時還要檢測業(yè)務產(chǎn)品是否完整等。

服務產(chǎn)品數(shù)據(jù)入庫子系統(tǒng)將解析成功后的產(chǎn)品數(shù)據(jù)寫入產(chǎn)品庫中對應的數(shù)據(jù)表。

1.2.2 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是維護數(shù)據(jù)庫及系統(tǒng)環(huán)境設置，安排日常的數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)恢復、數(shù)據(jù)清除、數(shù)據(jù)歸檔等任務和策略；采用分類存儲策略，規(guī)劃各類公共服務產(chǎn)品，決策服務產(chǎn)品的數(shù)據(jù)存儲的表空間、表對象等數(shù)據(jù)庫參數(shù)和實體；為公共服務產(chǎn)品庫開發(fā)的一套集服務產(chǎn)品的數(shù)據(jù)瀏覽、檢索、編輯、刪除、提交功能在內(nèi)的數(shù)據(jù)管理工具。主要體現(xiàn)產(chǎn)品庫中的數(shù)據(jù)存儲規(guī)范。

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)由系統(tǒng)管理子系統(tǒng)、服務產(chǎn)品數(shù)據(jù)存儲子系統(tǒng)、服務產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)和業(yè)務數(shù)據(jù)系統(tǒng)監(jiān)視子系統(tǒng)四部分組成。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)流程如圖3所示。

系統(tǒng)管理子系統(tǒng)維護數(shù)據(jù)庫及系統(tǒng)環(huán)境設置，安排日常的數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)恢復、數(shù)據(jù)清除、數(shù)據(jù)歸檔等任務和策略，為系統(tǒng)的業(yè)務模塊安全穩(wěn)定的運行提供技術支持。

服務產(chǎn)品數(shù)據(jù)存儲子系統(tǒng)采用分類存儲策略，規(guī)劃各類公共服務產(chǎn)品，決策服務產(chǎn)品的數(shù)據(jù)存儲的表空間、表對象等數(shù)據(jù)庫參數(shù)和實體。

服務產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)是為公共服務產(chǎn)品庫開發(fā)的一套集服務產(chǎn)品的數(shù)據(jù)瀏覽、檢索、編輯、刪除、提交功能在內(nèi)的數(shù)據(jù)管理工具。

圖3 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)流程

業(yè)務數(shù)據(jù)系統(tǒng)監(jiān)視子系統(tǒng)則提供一套從數(shù)據(jù)采集、入庫、分發(fā)、歸檔、修改、刪除等一系列業(yè)務操作流程的行為跟蹤和業(yè)務報警機制。

1.2.3 業(yè)務訪問管理平臺

業(yè)務訪問管理平臺主要是提供WebService接口程序，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享訪問能力；以網(wǎng)站方式提供省級、市縣的兩級業(yè)務內(nèi)部系統(tǒng)提供查詢和檢索支持[6-7]。體現(xiàn)數(shù)據(jù)共享訪問規(guī)范和統(tǒng)一的出口。業(yè)務訪問管理平臺由應用共享接口子系統(tǒng)和Web管理平臺子系統(tǒng)兩部分組成。

應用共享接口子系統(tǒng)提供WebService接口程序[8-9]，為氣象業(yè)務內(nèi)部系統(tǒng)提供檢索支持。應用共享接口子系統(tǒng)主要包括文件型產(chǎn)品訪問接口及要素型產(chǎn)品訪問接口。文件型產(chǎn)品接口主要是針對各種公報、警報、圖像等文件型數(shù)據(jù)提供的檢索接口，此項接口能夠實現(xiàn)按照時間、類型、區(qū)域范圍等特征進行數(shù)據(jù)數(shù)量和數(shù)據(jù)內(nèi)容獲取等操作。要素型產(chǎn)品接口主要是針對各種城市預報、精細化預報、預警信號、災情旬月報等要素型數(shù)據(jù)提供的檢索接口，此項接口能夠按照站點(區(qū)域)、時間(起報時間、時效、預報間隔)、及其他字段特征作為檢索條件，返回結果集。

Web管理平臺子系統(tǒng)以網(wǎng)站方式提供省級、市縣的決策服務產(chǎn)品數(shù)據(jù)共享訪問，具體欄目包括：實況監(jiān)測產(chǎn)品、預報預警產(chǎn)品、決策服務產(chǎn)品、災情信息產(chǎn)品等，每個欄目均提供產(chǎn)品的顯示、檢索和交互功能。Web管理平臺系統(tǒng)首頁如圖4所示。

2 系統(tǒng)信息流程

海南省公共氣象服務產(chǎn)品庫的總體信息流程如圖5所示。左側代表省級業(yè)務單位，如：省氣象臺、省氣候中心、省氣象科學研究所、省氣象服務中心和人影中心等，是產(chǎn)品庫的上游數(shù)據(jù)源。中間部分是公共氣象服務產(chǎn)品庫，包括國家公共服務產(chǎn)品庫、省級公共服務產(chǎn)品庫、海南省19個市縣局的公共氣象服務產(chǎn)品庫，省級公共服務產(chǎn)品庫和海南省19個市縣局的公共氣象服務產(chǎn)品庫構成該系統(tǒng)。省級公共氣象產(chǎn)品庫整合省氣象局各直屬業(yè)務單位的服務產(chǎn)品，以及省級災害預警服務產(chǎn)品；市縣級公共氣象產(chǎn)品庫整合本區(qū)與內(nèi)服務產(chǎn)品。兩級產(chǎn)品庫將依托氣象寬帶網(wǎng)，實現(xiàn)安全快速的數(shù)據(jù)上下傳輸和共享。其中市縣級公共氣象產(chǎn)品庫采用FTP[10]或WBEM協(xié)議[11-13]實現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳，省級平臺采用Web Services[14-15]和文件目錄共享模式實現(xiàn)全省范圍內(nèi)的公共服務產(chǎn)品交換和共享。右側是諸如業(yè)務、決策、網(wǎng)站、手機、手機服務等服務節(jié)點，是產(chǎn)品庫的下游用戶端。

圖5 系統(tǒng)信息流程

3 系統(tǒng)產(chǎn)品的相關規(guī)范

3.1 產(chǎn)品的命名規(guī)范

借鑒中國氣象局公共氣象服務中心的做法，公共氣象服務產(chǎn)品的文件名由數(shù)據(jù)分類屬性、產(chǎn)品制作單位、產(chǎn)品內(nèi)容編碼、產(chǎn)品生成系統(tǒng)書信、產(chǎn)品要素屬性、產(chǎn)品區(qū)域屬性、產(chǎn)品層次定位屬性、產(chǎn)品圖類標識、預報產(chǎn)品的起報時間(實況監(jiān)測產(chǎn)品的觀測時間)和產(chǎn)品預報時效、數(shù)據(jù)存儲格式等信息編碼組成。各個屬性之間用下劃線“_”分隔[16]。文件命名表達式為：MSP_制作單位_產(chǎn)品編碼_生成系統(tǒng)_要素_區(qū)域_層次_圖類_「起報時間/觀測時間」預報時效．數(shù)據(jù)存儲格式[17]。

3.2 產(chǎn)品的存儲規(guī)范

海南省公共氣象服務產(chǎn)品庫對產(chǎn)品存放目錄進行統(tǒng)一的規(guī)劃，分級分類進行存放。規(guī)劃各類公共服務產(chǎn)品，決策服務產(chǎn)品的數(shù)據(jù)存儲的表空間、表對象等數(shù)據(jù)庫參數(shù)和實體，對每個類別的服務產(chǎn)品的處理模式、存儲模式以及需要的參數(shù)進行設定，同時對各類實體、表空間、數(shù)據(jù)文件和回退段等存儲方面的參數(shù)進行管理和設定。

3.3 產(chǎn)品訪問共享規(guī)范

海南省公共氣象服務產(chǎn)品庫主要是以WebService接口程序的方式實現(xiàn)服務產(chǎn)品的訪問共享。系統(tǒng)將為業(yè)務系統(tǒng)、網(wǎng)站、氣象服務等服務系統(tǒng)提供檢索和訪問接口[18]，主要包括以下兩類接口。

(1)數(shù)據(jù)檢索接口。

Int elemsea(char *cpar[STR_LEN]，long lpar[]，char *cdata[CF_LEN]，float fdata[]，long ciden[],long fiden[]);

主要是針對各種城市預報、精細化預報、預警信號、災情旬月報等要素型數(shù)據(jù)提供的檢索接口，此項接口能夠按照站點(區(qū)域)、時間(起報時間、時效、預報間隔)及其他字段特征作為檢索條件，返回結果集。

(2)文件檢索接口。

Int getproduct(long lpar[],char *cpar[STR_LEN],char *cresult[CF_LEN],long lresult[])；

主要是針對各種公報、警報、圖像等文件型數(shù)據(jù)提供的檢索接口，此項接口能夠實現(xiàn)按照時間、類型、區(qū)域范圍等特征進行數(shù)據(jù)數(shù)量和數(shù)據(jù)內(nèi)容獲取等操作。

4 結束語

海南省公共氣象服務產(chǎn)品庫整合規(guī)范了海南省氣象局內(nèi)省氣象臺、省氣候中心、省氣象科學研究所、省氣象服務中心和人影中心、19個市縣氣象局等主要業(yè)務部門共24類服務產(chǎn)品，制定了三個規(guī)范，兩個統(tǒng)一，即：產(chǎn)品的命名規(guī)范、產(chǎn)品的存儲規(guī)范、產(chǎn)品的訪問共享規(guī)范，統(tǒng)一命名的數(shù)據(jù)采集入口，統(tǒng)一規(guī)范的數(shù)據(jù)共享接口，實現(xiàn)了海南省公共氣象服務產(chǎn)品“一次制作，全網(wǎng)共享”，并實現(xiàn)了與國家公共氣象服務產(chǎn)品庫的對接。中國天氣網(wǎng)海南站、海南省氣象局門戶網(wǎng)站、海南省氣象信息服務網(wǎng)、海南省決策手機客戶端等多個業(yè)務系統(tǒng)已經(jīng)通過海南省公共氣象服務產(chǎn)品庫提供的Web Service接口訪問其服務產(chǎn)品。海南省公共氣象服務產(chǎn)品庫投入業(yè)務運行后，運行穩(wěn)定，產(chǎn)品都能及時到達，產(chǎn)品瀏覽查詢方便快捷，為各級氣象部門的領導及業(yè)務人員獲取各類氣象服務產(chǎn)品提供了極大的方便，成為業(yè)務服務的重要平臺。