李爽爽

(浙江省氣象信息網(wǎng)絡(luò)中心,浙江 杭州 310017)

0 引 言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,人民生活水平提高,與大自然接觸越發(fā)增多,導(dǎo)致氣象災(zāi)害更為頻繁地影響社會(huì)生產(chǎn)、人類活動(dòng)甚至是生命財(cái)產(chǎn),其中暴雨是一種較為常見的災(zāi)害性天氣,尤其是在東南沿海地區(qū),水網(wǎng)密集,縱橫交錯(cuò),加之地處熱帶、亞熱帶季風(fēng)區(qū),受西南急流、南支槽、切變線、臺(tái)風(fēng)等系統(tǒng)影響,容易造成洪澇災(zāi)害和嚴(yán)重的水土流失,導(dǎo)致工程失事、堤防潰決和農(nóng)作物被淹等重大的經(jīng)濟(jì)損失,對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人民生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅[1-2]。面對(duì)這些與人們利益息息相關(guān)的災(zāi)害性天氣,氣象部門紛紛開展了災(zāi)害性天氣預(yù)報(bào)預(yù)警等相關(guān)業(yè)務(wù)的研究和建設(shè)工作,但存在的問題日益突出,如強(qiáng)天氣及時(shí)監(jiān)測(cè)捕捉能力偏弱,對(duì)突發(fā)性、局地性強(qiáng)對(duì)流天氣無法監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào);短時(shí)臨近暴雨預(yù)報(bào)預(yù)警能力較弱,尤其是強(qiáng)降水的定時(shí)、定點(diǎn)、定量精細(xì)化預(yù)報(bào)水平不足;氣象災(zāi)害預(yù)警信息覆蓋面有限,預(yù)警信息發(fā)布尚未做到全天候、無縫隙和全覆蓋,突發(fā)氣象災(zāi)害預(yù)警信息快速全網(wǎng)發(fā)布機(jī)制尚未形成;公眾科學(xué)應(yīng)用氣象預(yù)警信息的能力不足,預(yù)警信息在防災(zāi)抗災(zāi)中的作用尚未充分發(fā)揮[3-5]。

為此,近年來浙江省各市、縣(市、區(qū))積極開展當(dāng)?shù)鼐?xì)化暴雨監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警工程,有力推動(dòng)精細(xì)化暴雨監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)及風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)建設(shè),實(shí)現(xiàn)了實(shí)況監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)網(wǎng)格精度更高、更新更快;氣象預(yù)報(bào)更精細(xì)、體系更完善;風(fēng)險(xiǎn)災(zāi)害判別更科學(xué),落區(qū)預(yù)報(bào)更準(zhǔn)確;監(jiān)測(cè)告警更及時(shí),預(yù)警發(fā)布更流暢。為保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人民生命財(cái)產(chǎn)安全發(fā)揮巨大作用[6-9]。

1 系統(tǒng)架構(gòu)

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)遵循平臺(tái)化、組件化的設(shè)計(jì)思想,基于B/S的應(yīng)用模式和靈活模塊應(yīng)用模式,采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換、統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一的安全保障。各種服務(wù)按多層模式組織,這種多層架構(gòu)可以搭建松散耦合、易于復(fù)用、可擴(kuò)展性強(qiáng)的應(yīng)用,除了方便軟件開發(fā)的組織和實(shí)施外,亦便于日后系統(tǒng)的維護(hù)和擴(kuò)展。

如圖1所示,業(yè)務(wù)處理模塊、報(bào)表模塊、系統(tǒng)自動(dòng)提醒模塊、系統(tǒng)管理模塊采用基于Web應(yīng)用程序框架,采用B/S方式運(yùn)行。Web應(yīng)用程序框架具有可伸縮、事務(wù)處理能力強(qiáng)、可擴(kuò)展且安全可靠等特點(diǎn),其應(yīng)用程序組件分為表示層、邏輯層和數(shù)據(jù)層,這使得系統(tǒng)具有清晰的結(jié)構(gòu),便于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開發(fā)、測(cè)試和維護(hù),能夠提高代碼重用率。基于Web的應(yīng)用程序可以向用戶提供一致的、及時(shí)的、方便的訪問。另外,Web應(yīng)用程序框架是一種開放、標(biāo)準(zhǔn)、高效、可靠的技術(shù),采用此技術(shù)構(gòu)建的系統(tǒng)容易實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)間的集成。

圖1 系統(tǒng)組成示意圖

1.2 技術(shù)架構(gòu)

系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)遵循平臺(tái)化、組件化的設(shè)計(jì)思想,采用SOA(Service-Oriented Architecture,面向服務(wù)架構(gòu))模型實(shí)現(xiàn)靈活應(yīng)用管理,形成統(tǒng)一數(shù)據(jù)交換、統(tǒng)一接口標(biāo)準(zhǔn)及統(tǒng)一安全保障,技術(shù)架構(gòu)如圖2。

圖2 技術(shù)架構(gòu)圖

1.2.1 基于Spring MVC開發(fā)平臺(tái)

Spring MVC是一個(gè)基于Java實(shí)現(xiàn)了MVC設(shè)計(jì)模式的請(qǐng)求驅(qū)動(dòng)類型的輕量級(jí)Web框架,通過把Model、View、Controller分離,將Web層進(jìn)行職責(zé)解耦,把復(fù)雜的Web應(yīng)用分成邏輯清晰的幾部分,簡化開發(fā),減少出錯(cuò)。

實(shí)現(xiàn)快速搭建一個(gè)高性能、高可靠性、高擴(kuò)展性的企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng),降低施工成本和風(fēng)險(xiǎn)。

1.2.2 基于SOA架構(gòu)

系統(tǒng)建設(shè)遵循面向服務(wù)體系(SOA)的架構(gòu)原則,以Web Services技術(shù)為支撐,采用XML技術(shù)進(jìn)行集成。

在這種體系結(jié)構(gòu)下,由獨(dú)立可復(fù)用的服務(wù)構(gòu)成系統(tǒng)功能,此類服務(wù)對(duì)外公布意義明確的接口,軟件開發(fā)通過接口調(diào)用來完成相應(yīng)的應(yīng)用功能。

1.2.3 基于3層架構(gòu)模型

3層架構(gòu)將整個(gè)業(yè)務(wù)應(yīng)用劃分為:表現(xiàn)層(UI)、業(yè)務(wù)邏輯層(BLL)、數(shù)據(jù)訪問層(DAL)。區(qū)分層次的目的是為了“高內(nèi)聚、低耦合”。

1)數(shù)據(jù)訪問層:對(duì)原始數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)庫或者文本文件等存放數(shù)據(jù)的形式)的操作層,不是指原始數(shù)據(jù),也就是說,是對(duì)數(shù)據(jù)的操作,而不是數(shù)據(jù)庫,具體為業(yè)務(wù)邏輯層或表示層提供數(shù)據(jù)服務(wù)。

2)業(yè)務(wù)邏輯層:針對(duì)具體問題的操作,可理解成對(duì)數(shù)據(jù)層的操作,對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)邏輯處理。

3)表示層:位于最外層(最上層),最接近用戶;用于顯示數(shù)據(jù)和接收用戶輸入的數(shù)據(jù),為用戶提供一種交互式操作的界面。

平臺(tái)通過3層架構(gòu)降低層與層之間的依賴,開發(fā)過程中利于各層的邏輯復(fù)用，有利于標(biāo)準(zhǔn)化;在后期維護(hù)的時(shí)候,極大地降低了維護(hù)成本和維護(hù)時(shí)間。

2 系統(tǒng)功能

如圖3所示,以義烏市精細(xì)化暴雨監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)及風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)為例,該系統(tǒng)分成義烏市本地化氣象數(shù)據(jù)支撐子系統(tǒng)、突發(fā)暴雨監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、精細(xì)化暴雨預(yù)報(bào)子系統(tǒng)、暴雨次生災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警和評(píng)估子系統(tǒng)及暴雨預(yù)警服務(wù)發(fā)布子系統(tǒng)5大模塊,下文一一闡述。

圖3 精細(xì)化暴雨監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)及風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

2.1 本地化氣象數(shù)據(jù)支撐子系統(tǒng)

本地化氣象數(shù)據(jù)支撐子系統(tǒng)以省級(jí)CIMISS(China Integrated Meteorological Information Service System,全國綜合氣象信息數(shù)據(jù)共享平臺(tái))環(huán)境為基礎(chǔ),建立本地化的應(yīng)用加速節(jié)點(diǎn),對(duì)于氣象通用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和資料,通過MUSIC接口進(jìn)行數(shù)據(jù)直接訪問,對(duì)該地域生成的各類數(shù)據(jù)和產(chǎn)品按照CIMISS的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行文件目錄管理或數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)管理,實(shí)現(xiàn)氣象資料和業(yè)務(wù)產(chǎn)品的統(tǒng)一、高效和完整的存儲(chǔ)、服務(wù)和管理功能,為省級(jí)業(yè)務(wù)和科研用戶提供各類氣象數(shù)據(jù)和產(chǎn)品的綜合數(shù)據(jù)共享服務(wù)。

數(shù)據(jù)分為自動(dòng)站監(jiān)測(cè)、雷達(dá)、衛(wèi)星遙感、閃電定位及水文數(shù)據(jù)等5大類數(shù)據(jù),其中自動(dòng)站數(shù)據(jù)涵蓋縣(市、區(qū))級(jí)國家站和區(qū)域自動(dòng)站實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)每5 min更新,數(shù)據(jù)內(nèi)容包括氣溫、氣壓、降水量、風(fēng)向風(fēng)速及能見度等常規(guī)要素;雷達(dá)數(shù)據(jù)包括周邊單站雷達(dá)數(shù)據(jù)接入和雷達(dá)組網(wǎng)展示,數(shù)據(jù)每10 min更新,展示內(nèi)容有基本反射率、組合反射率;衛(wèi)星遙感接入FY2F、FY2G和葵花8系列數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)每30 min更新,展示內(nèi)容為紅外、水汽和可見光數(shù)據(jù);閃電定位數(shù)據(jù)是通過閃電定位儀監(jiān)測(cè)到的閃電發(fā)送相關(guān)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),通過外推方法進(jìn)行預(yù)警,結(jié)合雷達(dá)產(chǎn)品計(jì)算臨時(shí)雷暴概率,數(shù)據(jù)每1 min更新,展示內(nèi)容包括閃電發(fā)生位置、閃電強(qiáng)度、發(fā)生時(shí)間等;水文數(shù)據(jù)每5 min更新,展示內(nèi)容包括水文站降水量、水位和徑向流速等信息。

2.2 突發(fā)暴雨監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)

突發(fā)暴雨監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)充分利用CIMMIS接口以及浙江省、市、縣(市、區(qū))共享數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的系統(tǒng)接口實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)資源的實(shí)時(shí)調(diào)用和當(dāng)?shù)貧庀髷?shù)據(jù)進(jìn)一步挖掘處理;實(shí)現(xiàn)了以縣(市、區(qū))區(qū)域、小流域、山洪溝、主要水庫庫區(qū)、洪水漬澇以及城鎮(zhèn)積澇災(zāi)害區(qū)域等為單位,包括面雨量降水產(chǎn)品,雷達(dá)降水產(chǎn)品以及衛(wèi)星降水產(chǎn)品的生成與顯示,實(shí)現(xiàn)生成降水例子識(shí)別產(chǎn)品功能。

系統(tǒng)提供預(yù)警類別、閾值設(shè)置判斷;各流域、山洪溝、主要水庫庫區(qū)及城鎮(zhèn)積澇區(qū)域等范圍的(面)雨量和過程面雨量分析;預(yù)警管理和動(dòng)畫、聲訊及短信等方式告警展示;同時(shí)設(shè)計(jì)了歷史降水量和報(bào)警查詢庫,完成歷史降水過程和告警過程的回溯查詢。

2.3 精細(xì)化暴雨預(yù)報(bào)子系統(tǒng)

精細(xì)化暴雨預(yù)報(bào)子系統(tǒng)建設(shè),實(shí)現(xiàn)多時(shí)段預(yù)報(bào)無縫連接、預(yù)報(bào)和服務(wù)統(tǒng)一數(shù)據(jù)源的智能網(wǎng)格暴雨“一張網(wǎng)”。

1)短臨預(yù)報(bào):系統(tǒng)使用QPF逐小時(shí)的預(yù)報(bào)結(jié)果,以QPF為初始場(chǎng)進(jìn)行格點(diǎn)訂正,訂正完成以后,系統(tǒng)自動(dòng)插值到每個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn)、街道)代表站和面雨量計(jì)算(未來1 h降水累計(jì)、未來2 h降水累計(jì)、未來3 h降水累計(jì)),形成每個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn)、街道)和全縣(市、區(qū))范圍的面雨量預(yù)報(bào)產(chǎn)品和每個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn)、街道)代表站的累計(jì)降水預(yù)報(bào)產(chǎn)品。

2)短期預(yù)報(bào):基于ZJWARRS(Zhejiang WRF-ADAS Rapid Refresh System,浙江省快速更新同化數(shù)值天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng))雨量預(yù)報(bào)產(chǎn)品和模式雷達(dá)精細(xì)化融合降水預(yù)報(bào),同時(shí)結(jié)合EC、GFS、T639及JMA等模式結(jié)果,根據(jù)客觀預(yù)報(bào)結(jié)果分析取最優(yōu)的模式作為初始場(chǎng),進(jìn)行格點(diǎn)訂正、系統(tǒng)自動(dòng)插值到每個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn)、街道)代表站和面雨量計(jì)算(提供未來12 h累計(jì)降水量預(yù)報(bào)),以WebGIS的方式顯示未來12 h暴雨落區(qū)及網(wǎng)格化數(shù)據(jù)。

3)中長期預(yù)報(bào):基于Doswell提出的“基于構(gòu)成要素的預(yù)報(bào)方法”,以NCEP歷史再分析資料、高空地面觀測(cè)資料等為基礎(chǔ),建立業(yè)務(wù)模型方程,給出12～360 h暴雨預(yù)報(bào);基于DERF2.0模式的解釋應(yīng)用技術(shù),形成逐旬滾動(dòng)發(fā)布的強(qiáng)降水過程預(yù)報(bào)、逐候滾動(dòng)發(fā)布的降水趨勢(shì)預(yù)報(bào)、逐日滾動(dòng)發(fā)布的降水量預(yù)報(bào)3種產(chǎn)品有機(jī)結(jié)合的15～30 d延伸期預(yù)報(bào)整體業(yè)務(wù)體系。

4)診斷預(yù)報(bào):針對(duì)短時(shí)強(qiáng)降水、冰雹、雷雨大風(fēng)、龍卷、雷電等強(qiáng)對(duì)流天氣,系統(tǒng)根據(jù)雷達(dá)回波演變和移動(dòng)趨勢(shì),結(jié)合地面站的溫度、濕度、壓強(qiáng)和風(fēng)等觀測(cè)要素,對(duì)雙偏振雷達(dá)資料識(shí)別得到的暴雨、冰雹、軟雹、濕雪和干雪的落區(qū)及發(fā)展演變趨勢(shì)進(jìn)行分析診斷,形成逐10 min更新的高時(shí)空分辨率相態(tài)識(shí)別產(chǎn)品,應(yīng)用于預(yù)報(bào)服務(wù)。

2.4 暴雨次生災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警評(píng)估子系統(tǒng)

突發(fā)性強(qiáng)降水和持續(xù)性局地暴雨是引發(fā)山洪災(zāi)害、造成中小河流漫堤潰堤、中小水庫出險(xiǎn)的主要因素。通過子系統(tǒng)建設(shè),打通風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)管理、模型搭建、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和預(yù)警各個(gè)環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)暴雨次生災(zāi)害全流程氣象服務(wù)保障。

1)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)管理:針對(duì)中小河流、山洪溝、地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的普查信息的完善和加工,結(jié)合根據(jù)國土等部門的各類地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)等山洪地質(zhì)資料,完善全縣(市、區(qū))6-7級(jí)小流域的劃分、命名等基礎(chǔ)信息,建立和完善災(zāi)害點(diǎn)數(shù)據(jù)庫。

2)風(fēng)險(xiǎn)模型:研究中小河流洪水、山洪、地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)報(bào)模型,得到動(dòng)態(tài)臨界雨量并進(jìn)行檢驗(yàn)修正;地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的預(yù)報(bào)模型主要基于前期災(zāi)害發(fā)生的歷史資料,統(tǒng)計(jì)得到臨界雨量,最終分別建立次生災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型。

3)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估:通過在代表性強(qiáng)和易發(fā)洪水山洪地質(zhì)災(zāi)害的中小流域、山洪溝、地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn),加密布點(diǎn)雨量站、自動(dòng)土壤水分觀測(cè)站,動(dòng)態(tài)開展洪水山洪地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估,完善試驗(yàn)區(qū)臨界(面)雨量和預(yù)警指標(biāo)評(píng)價(jià)和確定體系。

4)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警:對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的各類報(bào)警預(yù)警信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、系統(tǒng)展示、集中管理,并提供歷史檢索、分類統(tǒng)計(jì)、地圖標(biāo)注等管理功能。

2.5 暴雨預(yù)警服務(wù)發(fā)布子系統(tǒng)

暴雨預(yù)警服務(wù)發(fā)布子系統(tǒng)首先通過預(yù)警信息采集,將預(yù)警信息采集至發(fā)布管理平臺(tái),發(fā)布管理平臺(tái)通過預(yù)警信息審核等環(huán)節(jié)發(fā)布預(yù)警信息,并通過發(fā)布手段將預(yù)警信息發(fā)送到受眾用戶。過程分為預(yù)警信息收集存儲(chǔ)、發(fā)布審核、信息發(fā)布、運(yùn)行監(jiān)控及系統(tǒng)管理等多個(gè)環(huán)節(jié)。

1)預(yù)警信息管理:實(shí)時(shí)收集各類預(yù)警信息,包括像災(zāi)害預(yù)警信號(hào)、臺(tái)風(fēng)報(bào)告單、決策服務(wù)材料(一周天氣、重要?dú)庀髨?bào)告、氣象信息內(nèi)參、氣象呈閱件、天氣公報(bào)、天氣專報(bào)、重大氣象災(zāi)害評(píng)估)、旬報(bào)及月報(bào)等,平臺(tái)提供多種數(shù)據(jù)接入方式,達(dá)到傳輸一次,多渠道發(fā)布的目標(biāo)。

2)預(yù)警發(fā)布管理:系統(tǒng)構(gòu)建從預(yù)警信息制作、初審、復(fù)審、終審到發(fā)布的預(yù)警信息發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)化業(yè)務(wù)流程,并基于工作流引擎,構(gòu)建預(yù)警信息發(fā)布審核業(yè)務(wù)平臺(tái);建立短信、網(wǎng)站、傳真、郵件、國突平臺(tái)等多種發(fā)布渠道的終端集成,通過統(tǒng)一的“信息發(fā)布”后臺(tái)來實(shí)現(xiàn)發(fā)布功能,實(shí)現(xiàn)信息“一鍵式”發(fā)布;同時(shí),系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控發(fā)布渠道,通過定時(shí)的方式對(duì)各發(fā)布渠道進(jìn)行連通性檢測(cè),當(dāng)某個(gè)渠道無法正常連接時(shí),生成報(bào)警信息,及時(shí)地通知值班人員。

3)系統(tǒng)管理:實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)用戶管理、權(quán)限管理、服務(wù)對(duì)象管理(包括聯(lián)系方式、發(fā)送渠道的精細(xì)化管理)、短信通知管理等管理設(shè)置。

3 系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

3.1 多租戶技術(shù)

如圖4所示,該系統(tǒng)采用高并發(fā)和高容錯(cuò)能力的多租戶分布式架構(gòu),新建租戶時(shí),只需在可視化界面上配置,更加方便快捷,主要技術(shù)優(yōu)勢(shì)如下。

圖4 多租戶技術(shù)架構(gòu)示意圖

1)減少成本。多租戶技術(shù)可以讓多個(gè)租戶共用一個(gè)應(yīng)用程序或運(yùn)算環(huán)境,可以有效地降低環(huán)境建置的成本;同時(shí)通過不同的數(shù)據(jù)管理手段,多租戶技術(shù)的數(shù)據(jù)可以用不同的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)隔離,降低供應(yīng)商的維護(hù)成本。

2)易于更新和開發(fā)。多租戶架構(gòu)下所有用戶都共用相同的軟件環(huán)境,因此在軟件改版時(shí)可以只發(fā)布一次,就能在所有租戶的環(huán)境上生效。

3)方便管理。通過使用了多租戶架構(gòu)能減少物理資源和軟件資源,由有經(jīng)驗(yàn)的云供應(yīng)商統(tǒng)一進(jìn)行運(yùn)營,簡化了系統(tǒng)管理。

3.2 WebGIS技術(shù)

WebGIS是Internet技術(shù)應(yīng)用于GIS開發(fā)的產(chǎn)物[10],本文的系統(tǒng)是浙江省氣象信息網(wǎng)絡(luò)中心數(shù)據(jù)中心自主研發(fā)的一套WebGIS系統(tǒng),與以往的GIS系統(tǒng)相比大大提高了系統(tǒng)兼容和響應(yīng)速度,具備以下優(yōu)點(diǎn)。

1)擴(kuò)大訪問范圍。用戶可以同時(shí)訪問多個(gè)位于不同地方的服務(wù)器上的最新數(shù)據(jù),而這一Internet/Intranet所特有的優(yōu)勢(shì)大大方便了GIS的數(shù)據(jù)管理,使分布式的多數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)管理和合成更易于實(shí)現(xiàn)。

2)增強(qiáng)平臺(tái)獨(dú)立性。無論服務(wù)器/客戶機(jī)是何種機(jī)器,無論WebGIS服務(wù)器端使用何種GIS軟件,由于使用了通用的Web瀏覽器,用戶就可以透明地訪問WebGIS數(shù)據(jù),在某個(gè)服務(wù)器或該機(jī)上進(jìn)行分布式部件的動(dòng)態(tài)組合和空間數(shù)據(jù)的協(xié)同處理與分析,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程異構(gòu)數(shù)據(jù)的共享。

3)降低系統(tǒng)成本。普通GIS在每個(gè)客戶端都要配備昂貴的專業(yè)GIS軟件,而用戶使用的經(jīng)常只是一些最基本的功能,這實(shí)際上造成了極大的浪費(fèi)。WebGIS在客戶端通常只需要使用Web瀏覽器(有時(shí)還要加一些插件)即可。其軟件成本與全套專業(yè)GIS相比明顯要節(jié)省得多。另外,由于客戶端的簡單性而節(jié)省的維護(hù)費(fèi)用也不容忽視。

4)平衡高效的計(jì)算負(fù)載。傳統(tǒng)的GIS大都使用文件服務(wù)器結(jié)構(gòu)的處理方式,其處理能力完全依賴于客戶端,效率較低。省局自主研發(fā)的WebGIS能充分利用網(wǎng)絡(luò)資源,將基礎(chǔ)性、全局性的處理交由服務(wù)器執(zhí)行,而對(duì)數(shù)據(jù)量較小的簡單操作則由客戶端直接完成。這種計(jì)算模式能靈活高效地尋求計(jì)算負(fù)荷和網(wǎng)絡(luò)流量負(fù)載在服務(wù)器端和客戶端的合理分配,是一種較理想的優(yōu)化模式。

4 應(yīng)用實(shí)例

如圖5所示,系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)層對(duì)數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理,接入阿里巴巴自主研發(fā)的分布式關(guān)系型數(shù)據(jù)庫服務(wù)DRDS(Distributed Relational Database Service)和開放的表格存儲(chǔ)服務(wù)OTS(OpenTableService)接口,實(shí)現(xiàn)各類數(shù)據(jù)讀取。再利用模型算法服務(wù)器、Web網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和GIS應(yīng)用服務(wù)器,實(shí)現(xiàn)氣象數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)的后臺(tái)計(jì)算、查詢、索引和調(diào)度等。系統(tǒng)經(jīng)過專業(yè)的軟件測(cè)試程序,符合各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),驗(yàn)證合格,目前已交付運(yùn)行。

圖5 應(yīng)用實(shí)例圖

數(shù)據(jù)展示頁面呈現(xiàn)相應(yīng)義烏市的實(shí)況信息、預(yù)報(bào)信息、雷達(dá)定量降水預(yù)測(cè)、省級(jí)指導(dǎo)產(chǎn)品以及各家模式預(yù)報(bào)產(chǎn)品數(shù)據(jù)等;監(jiān)測(cè)預(yù)警頁面主要是對(duì)相應(yīng)區(qū)域內(nèi)的所有鄉(xiāng)(鎮(zhèn)、街道)進(jìn)行區(qū)域預(yù)警和災(zāi)害預(yù)警;實(shí)況展示頁面實(shí)現(xiàn)各類氣象監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)點(diǎn)線面圖形展示,同時(shí)支持各種氣象要素的統(tǒng)計(jì)和導(dǎo)出功能;歷史統(tǒng)計(jì)頁面提供所有基本要素的歷史信息,支持可查詢?nèi)我鈺r(shí)間段的基本要素排名信息;模式預(yù)報(bào)頁面提供精細(xì)化預(yù)報(bào)、數(shù)值預(yù)報(bào)和省級(jí)指導(dǎo)產(chǎn)品的可視化展示,并提供定制化快報(bào)展示、查詢。

5 結(jié) 語

暴雨監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警是市、縣(市、區(qū))級(jí)氣象局重要關(guān)注點(diǎn)。系統(tǒng)依靠實(shí)況監(jiān)測(cè)、遙感、預(yù)報(bào)、診斷分析、災(zāi)害點(diǎn)及部門共享等數(shù)據(jù)作為支撐,依靠先進(jìn)的多租戶技術(shù)和WebGIS技術(shù),提供市、縣(市、區(qū))域精細(xì)化目標(biāo)區(qū)的暴雨監(jiān)測(cè)、無縫隙預(yù)報(bào)、輔助決策、預(yù)警與服務(wù)的數(shù)字化、網(wǎng)格化、定量化的系統(tǒng)工程,有效地提高了氣象部門預(yù)警信息發(fā)布的時(shí)效性、便捷性和覆蓋率。隨著科技和氣象現(xiàn)代化發(fā)展水平的不斷提高,各級(jí)氣象臺(tái)將提供更加及時(shí)、準(zhǔn)確的輔助決策支持服務(wù)產(chǎn)品,氣象系統(tǒng)對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)必將更加巨大。