基于SWAN的省市縣短臨預警業務一體化 平臺設計與實現研究

李有朋 何沁遙 曾衛忠

摘?要：基于SWAN系統基礎開發具有便捷分析山地特色資料的系統，有效幫助省市縣三級預報服務人員開展短臨預警資料分析，提高短臨預警業務能力。

關鍵詞：SWAN;短臨;預警平臺

1 系統設計

1.1 總體設計

災害性天氣短臨預報預警系統（Severe Weather Automatic Nowcast System，以下簡稱SWAN）是中國氣象局于2008年組織開發的對災害性天氣監測、分析、預警的軟件系統。該系統的推廣使用，為各級氣象臺站開展災害天氣監測和氣象服務工作提供了強有力的保障。近年來，災害性天氣多發頻發，特別是在貴州等地，特殊的山地地形所需氣象服務產品使得SWAN提供的基礎功能已無法滿足目前業務需求。

本系統以SWAN1.0為開發基礎，主要使用C#編程語言，對接全國綜合氣象信息共享平臺（China integrated meteorological information service system，以下簡稱CIMISS）數據庫，實現省市縣區域站資料查詢、統計以及顯示;雷達基本反射率、組合反射率、回波頂高、降水估測等資料查詢顯示;衛星可見光云圖、紅外云圖等資料查詢顯示;閃電資料查詢顯示;省級氣象臺產品共享;市級氣象臺產品共享;對接國家突發事件預警信息發布系統實現預警信號發布;上級臺站對下級臺站的指導產品等功能。

1.2 數據來源

本系統主要涉及數據有：CIMISS數據接口中的自動站數據（包括逐年、月、日、時以及分鐘級國家站和區域站數據）、SWAN處理的雷達數據（包括組合反射率、回波頂高、TREC風場資料等）、基于分布式數據庫的云圖數據（包括風云4A可見光、水汽、紅外和中紅外數據等）、CIMISS數據接口中的閃電數據、基于文件共享協議的省市氣象臺主觀產品以及CIMISS數據接口中的預警信號數據等。

2 主要功能實現

2.1 自動站數據查詢功能

基于CIMISS數據環境，使用客戶端模式，利用getSurfEleInRectByTimeRange等方法檢索各項資料。實現自動站氣溫（最高、最低、平均和實時溫度）、雨量、濕度、風向、風速、能見度、露點溫度等資料的查詢和顯示功能，將資料在表格和地圖中精準表達。該功能主要滿足貴州省市縣氣象臺在汛期氣象服務中快捷、準確提供產品。針對貴州主要災害性天氣之一的暴雨災害深度定制了逐小時（分鐘）雨量柱狀圖、一鍵式雨情快報制作和雨量分布色斑圖等功能，此功能涉及的Aspose.Words文檔處理、chart圖表制作以及Surfer色斑圖制作技術在本文中不作詳細介紹。

2.2 雷達資料查詢功能

SWAN本身具備豐富的雷達資料輸出功能，本系統直接采用調用SWAN接口在地圖中顯示下載的BZ2格式雷達資料。主要涉及組合反射率拼圖、回波頂高拼圖、VIL拼圖、滾動一小時QPE、TREC風場等資料（見下表）。

2.3 衛星云圖資料查詢功能

主要實現從分布式數據庫中調用表述性狀態傳遞（Representational

State

Transfer，以下簡稱REST）接口，下載各類衛星云圖資料，使用SWAN自帶讀取云圖功能，在地圖中顯示云圖數據。

2.4 閃電數據資料查詢功能

CIMISS中已實現歷史和實時閃電資料獲取和查詢接口，采用REST方式調用，在表格和地圖中展示即可。

2.5 其他功能

考慮系統使用對象為省市縣三級氣象臺站，根據實際情況，我們還增加了基于文件共享協議的省市氣象臺主觀產品以及CIMISS數據接口中的預警信號數據等功能，以方便臺站間資料共享和服務人員開展預警服務，本文不再贅述。

3 結語

本系統為貴州省氣象局主要打造的汛期氣象服務關鍵系統，特別是CIMISS數據環境切換以來，其雨量查詢統計功能、雨情快報一鍵式制作功能和預警信號發布功能已成為各級氣象臺汛期氣象服務最便利工具之一，為氣象防災減災工作提供了強有力的科技支撐。同時，SWAN系統采用接口調用方式，基礎架構設計開放，下一步還具備更多的開發和完善空間。

參考文獻：

[1]韓豐，沃偉峰.SWAN2.0系統的設計與實現[J].應用氣象學報，2018，29（1）：25-34.

[2]李叢英，王彪，金石聲，等.貴州省自有數據接入CIMISS流程介紹[J].陜西氣象，2018（1）：38-41.