CIMISS縣級綜合氣象業(yè)務平臺應用研究

文立恒，馮冼，賈霓云

（湖南省氣象信息中心，湖南 長沙 410118）

CIMISS縣級綜合氣象業(yè)務平臺應用研究

文立恒，馮冼，賈霓云

（湖南省氣象信息中心，湖南 長沙 410118）

本文詳細介紹了湖南省縣級綜合氣象業(yè)務平臺的架構設計和功能模塊，分析了基于CIMISS數據環(huán)境的業(yè)務流程，詳細闡述了CIMISS統(tǒng)一服務接口的服務功能和調用方法，并針對縣級綜合氣象業(yè)務平臺接入后的應用效果，測試了CIMISS系統(tǒng)響應時間，測試結果表明基于CIMISS接口調取數據可以滿足平臺的時效性要求。同時對CIMISS中獲取的各類資料進行了部分校驗工作，包括及時性和準確性的校驗，比對結果表明從CIMISS中獲取的資料準確無誤。

CIMISS；MUSIC；氣象；API；接口

隨著氣象信息化建設的全面推進，我省大力建設基于CIMISS系統(tǒng)的省級集約化數據環(huán)境，初步形成以省為中心的數據環(huán)境，對氣象數據進行集約化管理，并提供氣象數據統(tǒng)一服務接口（MUSIC：Meteorological Unified Service Interface Community），面向氣象業(yè)務和科研用戶，提供全國統(tǒng)一、標準、豐富的數據訪問服務和應用編程接口（API），向省市縣各級用戶提供標準規(guī)范的數據服務，實現唯一權威數據來源，解決數據一致性問題。目前MUSIC接口每周訪問數達200萬次，訪問量達500G，隨著MUSIC接口越來越豐富，本地業(yè)務應用需求也越來越龐大。 近年來，縣級氣象業(yè)務轉變?yōu)榘ü矚庀蠓?、氣象預警預報、綜合氣象觀測等在內的綜合業(yè)務，2015年按照中國氣象局“信息化、集約化、標準化”的要求，湖南省氣象局進行了“湖南省縣級綜合氣象業(yè)務平臺V2．0版”建設，其中最重要的部分就是對接基于CIMISS的省級集約化數據環(huán)境，實現氣象業(yè)務的扁平化。

1 平臺設計

1.1 總體設計

縣級綜合氣象業(yè)務平臺總體框架基于MICAPS4．0架構的“MICAPS縣級預報預警業(yè)務平臺2．0”，采用B/S、C/S混合架構和嵌入開發(fā)方式，運用WebGIs、分布式數據庫、接口和組件化等技術，集成綜合氣象觀測、氣象預警預報、公共氣象服務以及綜合業(yè)務管理等模塊，實現觀測系統(tǒng)集約化、預警預報系統(tǒng)流程化、服務系統(tǒng)個性化和信息發(fā)布快速化，基本改變縣級氣象部門觀測、預報、服務系統(tǒng)互不銜接的現狀，為縣級各類氣象業(yè)務服務提供綜合支撐平臺。這種架構的優(yōu)勢如下。

（1）基于CIMISS省級數據環(huán)境，可實現唯一權威數據來源，解決數據一致性問題。（2）提供WEB方式訪問，界面直觀，可適應于局域網、廣域網及遠程操作。（3）實現軟、硬件及數據源由省級組織統(tǒng)一運維，實現了市、縣級零維護。

1.2 數據業(yè)務架構

依托CIMISS、LWFD和省級共享服務器以及資料推送與補調平臺，以湖南省縣級綜合氣象業(yè)務平臺作為載體，優(yōu)化省市縣一體業(yè)務流程，構建我省縣級綜合平臺的數據環(huán)境基礎，解決基層臺站資料調閱不暢的問題，逐步形成扁平化省市縣一體業(yè)務體系，其數據業(yè)務架構如圖1所示。

圖1 縣級氣象綜合業(yè)務平臺結構圖

2 CIMISS接口應用

從2015年3月開始，縣級氣象綜合業(yè)務平臺實現與CIMISS系統(tǒng)的對接，完成了國家自動站、區(qū)域自動站、土壤水分站、大氣成分站、雷達PUP產品、MICAPS數據等資料的接入。8月份開始通過省內廣域網，在韶山、汨羅、臨湘等縣局開展業(yè)務試用， 9月在中國局對湖南省CIMISS系統(tǒng)更新完善后，縣級綜合氣象業(yè)務平臺實現了與CIMISS衛(wèi)星產品、雷達產品、歷史資料庫的對接。12月，升級完善后的“縣級綜合氣象業(yè)務平臺V2．0版”在全省所有縣級氣象臺站推廣應用。

2.1 接口的服務功能

表1 接口應用情況說明

表2 CIMISS系統(tǒng)響應測試結果

氣象數據統(tǒng)一訪問接口針對氣象應用系統(tǒng),提供多種不同的服務方式，包括客戶端調用服務、WebService、REST服務和腳本服務。其中，客戶端調用主要面向大數據量的獲取，提供高效的數據傳輸，支持主流的操作系統(tǒng)，包括Linux 32/64bit、AIX、HPUX、Windows 32/64bit等，提供多種語言的客戶端開發(fā)包，包括C#、Java、C/C++、Fortran、PHP、Python等；WebService和 REST服務支持所有平臺和語言的調用，主要針對前臺交互應用，提供便捷的編程體驗；腳本調用主要服務于非編程人員，無需編程即可獲取數據，如科研用戶。返回格式包括內存對象（結構體/類對象）、序列化字符串（XML/JSON/HTML/TEXT等）、數據文件（XML/JSON/HTML/TEXT等）以及GIS數據格式（KML）等。其中內存對象和數據文件，只在客戶端開發(fā)包中提供，適用于大數據量的獲取和計算；序列化字符串，適用于數據的快速解析和前端顯示應用；GIS數據格式，適用于GIS疊加顯示分析。

2.2 接口的應用情況

縣級綜合氣象業(yè)務平臺通過統(tǒng)一的API接口對接省級CIMISS系統(tǒng)，為全省縣級氣象臺業(yè)務人員提供包含國家自動站、區(qū)域自動站、土壤水分站、雷達PUP產品、衛(wèi)星云圖等資料接入，并實現歷史資料統(tǒng)計分析功能，見表1。

2.3 響應測試

為評估縣級綜合氣象業(yè)務平臺接入后的應用效果，對CIMISS進行了一次系統(tǒng)響應時間測試。測試環(huán)境選用一臺臺式計算機，四核2．0G/4GB/1TB、Win2012、網絡環(huán)境為內部局域網，1000Mbps。模擬100個用戶并發(fā)訪問CIMISS系統(tǒng)，調取全省自動站（國家站和區(qū)域站）1小時資料，包含站號、經度、緯度、降水、氣溫、氣壓、相對濕度、能見度、2分鐘平均風向風速等。測試結果表明，基于CIMISS接口調取數據可以滿足平臺的時效性要求。具體測試結果詳見表2。

2.4 資料校驗

接入CIMISS系統(tǒng)后，對CIMISS中獲取的各類資料進行了部分校驗工作，包括及時性和準確性的校驗。實際測試與應用情況表明，在整點過后3分鐘左右，即可從CIMISS中獲取相關站點數據，數據及時性高，基本能滿足目前縣級綜合氣象業(yè)務平臺需求。對地面資料的準確性進行校驗，將縣級綜合氣象業(yè)務平臺從CIMISS獲取的國家自動站、區(qū)域自動站資料，與湖南省中小尺度天氣資料應用系統(tǒng)進行了比對，結果表明從CIMISS中獲取的資料準確無誤。

3 結語

湖南省綜合氣象業(yè)務平臺基于CIMISS省級數據環(huán)境，通過統(tǒng)一服務接口調取數據，數據及時性、準確性、權威性得到保障。實現了觀測系統(tǒng)集約化、預警預報系統(tǒng)流程化、服務系統(tǒng)個性化和信息發(fā)布快速化，為縣級各類氣象業(yè)務服務提供綜合支撐。

[1]王宏記，楊代才．基于CIMISS的長江流域氣象水文信息共享系統(tǒng)設計與實現研究．安徽農業(yè)科學，2014．42(32)：11565—11570．

[2]張正陽，朱倩麗．基于CIMISS環(huán)境的氣象數據統(tǒng)一訪問接口簡介．沙漠與綠洲氣象，2015年8月．

[3]李靜，陳安，李志宏．縣級氣象信息綜合業(yè)務系統(tǒng)的設計開發(fā)．吉林氣象，2014年02期．

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1671-0711（2017）08（下）-0212-02