航空气象信息服务系统的设计与实现
发布时间：2020-07-24 13:47
【摘要】：民航运行需要及时掌握准确、可靠、全面的气象信息,从而减少甚至避免由于天气因素引起的各类飞行事故。因此,提高航空气象信息服务能力一直以来是航空和气象服务界的研究热点。本文从我国民航运输业对航空气象信息服务的实际需求出发,针对气象数据多源异构的特点,以及传统航空气象信息服务系统建设运维成本高、资源利用率低,以及表现形式单一等问题,研究满足需求的航空气象信息服务系统所涉及的关键技术,并进行进行原型系统的设计与开发。论文首先总结了构建完善气象服务系统所需气象数据的特点,并设计实现了多源异构气象数据的同化处理模块,使系统可以接入及时、准确、全面的气象信息;然后深入研究了云计算技术,并使用云计算技术管理项目中的计算机硬件资源,以提高系统的资源利用率与可靠性;最后通过分析气象要素的可视化规则,完成了基于Web GIS技术的气象数据可视化表达。论文主要工作和内容如下:(1)根据实际需求,完成了系统的总体架构设计、体系结构设计、功能设计、数据库设计等。系统采用四层B/S架构实现,将系统模块划分为后台数据处理、气象产品加工与展示、航空数据展示、飞行跟踪等几个主要模块。并在开源Web GIS软件与云平台管理软件的基础上完成了航空气象信息服务原型系统的开发。(2)研究设计高效快速的多源异构气象数据同化处理程序。分析了平台所用气象数据具有分布性与异构性等特点,研究了各类气象数据的格式,结合原始气象数据的存储规则,提出气象数据在航空气象信息服务系统中的组织与同化处理方法。同时,对系统中用到的其它类型的数据,如航空数据、基础地理信息数据等的组织与处理方法也进行了相应的研究与设计。(3)将云计算技术应用于航空气象信息服务系统。研究了云计算技术的概念与特点,并分析总结了航空气象信息服务系统应用云计算所具有的优势,包括提高系统资源利用率与可靠性,降低系统构建成本等。最终,完成了应用云计算技术的系统整体架构设计与私有云平台的搭建。(4)研究设计基于Web GIS技术的气象数据可视化表达方法。着重分析了各类气象数据的可视化规则,包括大小形状保持不变的点状气象要素,会根据气象要素属性的不同而改变的点状气象要素,线状气象要素以及以栅格形式存在的气象数据,并根据这些可视化规则基于Web GIS技术实现了各类气象数据的可视化表达。
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V321.2;P208
【图文】：
Aviation Weather Information Service System Drganizing and Processing航空气象信息服务系统中包含多种多样的空间数据，这些数据的格式与相同。对这些空间数据进行高效与合理的组织与处理，是设计与实现效率性强、功能完善的航空气象信息服务系统的基础之一；是将系统中的空用 GIS 平台有机的整合在一起，完成系统数据可视化表达的前提。1 航空气象信息服务系统数据的内容与特点（The ContentsCharacteristics of The Aviation Weather Information SerSystem Data）1.1航空气象信息服务系统数据的内容航空气象信息服务系统包含了多种类型、多种时态及多种尺度的空间数数据内容的不同，可将这些数据分为两类，包括气象数据和地理信息数 2-1 所示。
图 2-2 气象数据处理流程图Figure 2-2 Meteorological Data Processing Process系统定时从数据源（数据库服务器和 FTP 服务器）中抓取所需的气象数据，然后根据气象数据的类型选择相应的数据处理程序进行气象数据的处理，并将处理后的气象数据保存到系统中的数据存储服务器或数据库服务器中。2.2.1BUFR 数据组织与处理BUFR 码是具有很强表现能力与具体电脑硬件无关的一种压缩二进制编码方法[45-47]。它主要用于记录展示气象观测资料，同时它还适合记录海洋、环境、水文等方面观测的具有时间序列资料。它不仅能记录原始观测资料，而且还可以同时记录这些资料的相关质量控制信息与缺测时相应的替代值。一份 BUFR 编码的报文由 6 个部分组成，各个部分的含义、所占存储空间大小等信息如表 2-1 所示。
10图 2-3 BUFR 数据处理流程Figure 2-3 BUFR Data Processing Process2.2.2卫星云图数据组织与处理卫星云图是通过气象卫星拍摄并传送回地面接收站的空中云的图片[48-50]。在云图上定有根据经、纬度绘制的细线，通过分析卫星云图数据，可以发现各地上空存在的各种天气系统以及它们的移动和发展情况，并可以从连续拍摄的卫星云图数据上推导出高空风的大致分布情况。卫星云图是当前天气预报的重要参考依据之一。
本文编号：2768925
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V321.2;P208
【图文】：
Aviation Weather Information Service System Drganizing and Processing航空气象信息服务系统中包含多种多样的空间数据，这些数据的格式与相同。对这些空间数据进行高效与合理的组织与处理，是设计与实现效率性强、功能完善的航空气象信息服务系统的基础之一；是将系统中的空用 GIS 平台有机的整合在一起，完成系统数据可视化表达的前提。1 航空气象信息服务系统数据的内容与特点（The ContentsCharacteristics of The Aviation Weather Information SerSystem Data）1.1航空气象信息服务系统数据的内容航空气象信息服务系统包含了多种类型、多种时态及多种尺度的空间数数据内容的不同，可将这些数据分为两类，包括气象数据和地理信息数 2-1 所示。
图 2-2 气象数据处理流程图Figure 2-2 Meteorological Data Processing Process系统定时从数据源（数据库服务器和 FTP 服务器）中抓取所需的气象数据，然后根据气象数据的类型选择相应的数据处理程序进行气象数据的处理，并将处理后的气象数据保存到系统中的数据存储服务器或数据库服务器中。2.2.1BUFR 数据组织与处理BUFR 码是具有很强表现能力与具体电脑硬件无关的一种压缩二进制编码方法[45-47]。它主要用于记录展示气象观测资料，同时它还适合记录海洋、环境、水文等方面观测的具有时间序列资料。它不仅能记录原始观测资料，而且还可以同时记录这些资料的相关质量控制信息与缺测时相应的替代值。一份 BUFR 编码的报文由 6 个部分组成，各个部分的含义、所占存储空间大小等信息如表 2-1 所示。
10图 2-3 BUFR 数据处理流程Figure 2-3 BUFR Data Processing Process2.2.2卫星云图数据组织与处理卫星云图是通过气象卫星拍摄并传送回地面接收站的空中云的图片[48-50]。在云图上定有根据经、纬度绘制的细线，通过分析卫星云图数据，可以发现各地上空存在的各种天气系统以及它们的移动和发展情况，并可以从连续拍摄的卫星云图数据上推导出高空风的大致分布情况。卫星云图是当前天气预报的重要参考依据之一。
【参考文献】
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本文编号：2768925
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