基于Flex和ArcGIS的陜西電網區域精細化預報系統研究

摘要 根據Flex 技術體系與特點，分析了基于Flex 的WebGIS的系統結構，充分利用Flex 創建Web 應用上的技術優勢，結合ArcGIS Server技術，設計并實現了陜西電網區域精細化預報系統，并從系統框架設計、多源數據采集、功能設計、系統特點等方面說明了基于Flex 的WebGIS 設計過程；實踐證明，使用Flex 能夠有效地提高WebGIS客戶端的交互能力，且系統在實際應用中發揮了很好的經濟效益和環保效益。

關鍵詞 Flex；ArcGIS；電網；漢江流域；精細化預報；系統

中圖分類號 S161 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）17-05592-02

Abstract According to the technology system and characteristics of Flex， the system structure of WebGIS based on Flex was analyzed. Taking sufficient advantage of Flex’s technology superiority in establishing Web application，

combined ArcGIS Server technology， the area refined weather forecast system of Shaanxi power grid was designed and realized， and the WebGIS’s design process based on Flex was illustrated from design of system frame， ultisorce data acquisition， unction design， system characteristics. Practice proved that application of Flex could enhance effectively the intercourse capability of WebGIS’s client， and the system brings evident economic and environmental benefits in practical application.

Key words Flex； ArcGIS； Power grid； Hanjiang Basin； Refined forecast； System

漢江流域水量豐沛，水能蘊藏量大，降水量數值預報對陜西電網水調決策意義重大。目前常規預報主要針對降水量級的預報，且只預報到市縣，針對漢江流域的精細化預報還尚未研究。因此，建立“陜西電網短期區域精細化氣象服務系統”是十分必要的，主要針對漢江流域降水量值進行預報，且精細化到鄉鎮甚至到村。該系統建成后將為漢江流域水庫大壩的蓄水、發電、調度、防洪等合理利用水資源提供科學的決策依據，最大限度地降低甚至避免極端天氣對電網的破壞，減少不必要損失。

WebGIS是Internet技術應用于GIS開發的產物，GIS通過萬維網功能得以擴展，真正成為一種大眾使用的工具[1] 。WebGIS出現后發展迅速，其結構體系也得到了很大的發展[2]，經歷了C/S（客戶端/服務器）的二層結構，B/S（瀏覽器/服務器）的二層結構，瀏覽器/Web服務器/數據庫服務器的三層結構和近年的富互聯網應用程序（Rich Internet Application，RIA）幾個階段。RIA是指將桌面應用程序的交互用戶體驗與傳統的Web應用的部署靈活性和低成本結合起來并提供互動多媒體通信的實時快捷的新一代網絡應用程序[3]。目前的RIA實現技術有Adobe公司的Flex、微軟的Silverlight和Sun公司的Java FX等。Flex 作為目前最為流行的RIA 技術，集完善的系統開發環境、優秀的客戶交互體驗以及跨平臺跨瀏覽器等優點于一身，成為當前互聯網上富客戶端技術在各個應用領域的研究重點。筆者根據Flex技術體系和特點，分析了基于Flex的WebGIS的系統結構，結合ArcGIS Server技術，設計并實現了陜西電網短期區域精細化預報系統，并從系統框架設計、多源數據采集、功能設計、系統特點等方面說明了基于Flex的WebGIS設計過程。

1 系統框架設計

系統采用基于Flex的WebGIS應用框架設計，整個框架分為3層，將數據與業務邏輯和表現形式分離。分層式結構一般分為3層，從下至上分別為數據訪問層（持久層）、業務邏輯層（領域層）、表現層，實現了“高內聚，低耦合”，使系統結構更加明確。

1.1 表現層 表現層采用RIA技術，以Flex為開發語言， 從而實現比基于HTML的響應速度更快且數據往返于服務器的次數更少的用戶界面。在很大程度上跳出了瀏覽器的限制，具有豐富美觀的界面和交互能力，但它又是地地道道的網絡程序，具有快速修改和部署的能力。它基于XML、腳本語言和WebService，可以產生豐富而強大的應用。

1.2 應用層 這是負責響應Flex富客戶端請求的核心層。它接收來自客戶端的請求，并根據用戶請求類型做出相應響應。通過J2EE/.NET應用服務器與ArcGIS Server服務器響應空間數據和屬性數據請求，對空間數據進行分析和控制。同時利用應用網關、遠程服務與業務數據庫進行交互，完成業務數據的查詢。

1.3 數據層 它是系統的底層，負責空間數據和屬性數據的存取機制，維護各種數據之間的關系，并提供數據備份、數據存檔、數據安全機制，為整個系統提供數據源的保障[4]。

2 多源數據采集

系統的主要數據源包括數值預報數據、實況數據、短期及中長期預報數據、預警信息、衛星云圖、雷達圖等數據。系統所需要的數據通過專業接口過濾采集后，再對數據進行處理、分析后存儲在后臺數據庫。通過人機界面系統形成實況數據查詢、統計、預報查詢、應用計算、數據分析等應用，多源數據采集流程如圖1所示。數據采集程序通過各種數據接口（數據庫、Socket、FTP、HTTP、WebService、Hessian、網絡路徑等）將各種氣象數據根據分類采集到基礎數據庫中。根據數據采集策略，可以設置定時、實時、每天一次等不同的采集周期進行數據采集。動態設置采集參數，實時監控采集過程。

監測模塊實現了對自動站、區域站實況采集和基于GIS地圖的監測、告警，可以對實況分析，快速生成服務產品，且可以對歷史氣象要素進行統計；預警信息模塊顯示最新重要天氣報告、天氣預警信息等，同時可以查詢歷史的重要天氣報告和預警信息，支持下載WORD格式數據；精細化預報

模塊實現快速查看全省天氣預報、漢江流域精細化預報以及年、季、

月、旬預報、雷電預報、短期臨近預報，生成數值預報等值線

圖，下載預報

產品；衛星云圖模塊實時查看最新衛星云圖、雷達圖并可以動畫播放；查詢統計模塊提供不同的數據查詢統計，以圖表相結合的方式顯示結果；預報檢驗模塊預報評分數據查詢、電網實況自動評分、預報手動評分、評分結果導出；氣象知識模塊能夠在WEB上顯示各種氣象知識， 用戶可以根據知識類別進行過濾。

4 系統特點

4.1 精細化數值預報的應用

將WRF模式數值預報引入陜西電力精細化預報子系統，經過預報員對預報值人工訂正最終得到漢江流域48個站點的逐3 h、12 h、48 h和72 h的降水預報值，根據這些降水預報值形成對應的shp格式的矢量圖層降水預報等值面，并可以連續播放形成動畫效果。

4.2 多數據源的綜合應用

此系統是Oracle、SqlServer等多種數據庫的交叉使用，以及自動站、區域站、預警信號、重要天氣報、云圖、雷達圖、GIS數據、影像圖層數據等多種數據的綜合應用。

4.3 WebService接口技術的應用

該系統使用基于WebService 技術的異構數據庫數據同步的技術，通過在各數據庫應用系統中放置基于WebService技術的數據同步客戶端程序以及在服務器端部署WebService服務程序實現數據的同步，有效地解決了在異構數據庫之間數據同步，此技術對各需要同步的應用系統的正常業務處理幾乎沒有影響，對應用系統的改動工作量也很小。

4.4 基于Flex和WebGIS技術的應用

此系統前臺全部采用Flex技術制作完成，并在WebGIS 的應用中引入瓦片與雙緩存技術和矢柵混合地圖服務，既節省了客戶端與服務器端通信傳輸的時間，又減輕了服務器端的負荷，提高了系統的運行效率。

5 小結

2013年，水庫調度人員應用“陜西電網短期區域精細化氣象預報服務系統”，結合漢江流域特點及水電站的生產實際，合理制定水庫運用計劃，積極落實洪水資源化理念，動態控制汛限水位，采取分期控制水位、攔蓄洪尾，在全年來水偏枯的情況下，水能利用提高率達6.59%。同時，減少火電機組發電量，減少了二氧化硫和二氧化碳的排放量，環保效益明顯。

參考文獻

[1]朱江，宋關福，鐘耳順，等.基于Web Services和.NET技術的新一代Web GIS研究與開發[J].地理信息世界，2004，2（2）：17-20.

[2] 余志文.四層分布式WebGIS結構體系[J].測繪通報，2003（5）：23-25.

[3] 鄒小軍，李昌華.富客戶端技術使用前景分析[J].電腦知識與技術，2009，5（13）：3443-3445.

[4] 劉俊，譚建軍，邵長高.基于Flex的WebGIS框架設計與實現[J].計算機工程，2010（10）：242-244.