海量气象数据计算处理及可视化在决策气象服务移动平台上的应用
发布时间：2021-11-08 13:00
针对高效智能的决策气象服务需求及海量气象数据在移动端应用瓶颈,国家气象中心气象大数据处理及网络应用团队设计研发了中央气象台决策气象服务移动平台,本文介绍了该平台服务器和移动终端总体结构,及其在气象实况监测、基于位置服务的精细化网格预报、预报预警、决策服务产品快速推送、灾害性天气智能提醒等方面的功能特点,并通过分布式实时计算处理框架、HTML5和移动GIS等关键技术实现了对海量气象数据高效处理计算、移动网络传输、网络服务、移动端实时渲染和交互操作等。该平台在国家、省级决策气象服务业务应用中运行稳定,在台风登陆、暴雨灾害、重大活动等气象服务保障中发挥了重要作用,为决策气象服务人员提供了基于位置服务的气象实况、预报预警、决策服务产品推送、灾害性天气智能提醒等综合服务功能,对建设智慧型气象服务系统具有重要意义。
【文章来源】：气象科技. 2020,48(05)
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
平台首页功能和降水实况报警
平台总体上划分为服务器和客户端；服务器主要提供决策气象服务移动平台需要的数据、地图、功能及算法服务等，其业务数据主要来源于全国综合气象信息共享平台（简称CIMISS）和中央气象台产品库，移动客户端主要实现基于位置服务的灾害性天气监测、预报预警、气象灾害应急决策服务等各类气象资料的综合显示、分析和快速推送等，如下图1所示：(1）数据源。数据源是决策气象服务移动平台所需的业务数据的主要来源，包括来源于中国气象局CIMISS数据环境[7]中的精细化网格预报数据、自动站和雷达数据，基础地理信息服务数据，中央气象台产品库中的预报预警（台风、降水、气温、环境、强对流天气等）数据、决策气象服务产品和卫星产品等。平台使用统一数据访问接口和引擎，实现对数据层的关系型数据库、分布式数据文件及传统文件等数据的统一访问和快速解码、内存数据组织、索引管理等一系列处理，进入决策气象服务移动平台服务器。
(2）基于HTML5技术的移动终端可视化。基于HTML5Canvas、WebGL两种方式对高时空分辨率气象数据和基础地理信息数据的动态可视化进行了研究，平台对台风监测预报、精细化网格预报显示、基于位置的城市天气预报服务、决策气象服务产品显示等提供了一套高效的移动终端可视化技术流程，如图2所示。基于Canvas和WebGL两种渲染技术实现了一套统一的标准渲染绘图接口，该绘图接口可以按照用户自定义配置渲染方式、颜色模板、气象符号等样式文件对气象数据进行绘制。对于台风监测预报路径的显示，平台提供了丰富的气象符号，在移动前端采用Canvas方式实现台风监测和预报路径在可缩放地图模式下的渲染绘制；对于精细化网格预报数据绘制显示，因其分辨率高、数据量大，因此选择WebGL渲染加速方式，提高精细化网格预报数据绘图显示效率，平台服务器对精细化网格预报进行等值线分析，然后在浏览器端向服务端发送请求后保存在客户端的内存，采用格点图层实现格点值，等值线绘制、等值面填色显示等。以上基于HTML5技术渲染绘制的模块，可以通过移动端的控件封装显示来集成进移动客户端主框架。例如，Android操作系统下采用WebView,iOS操作系统下采用UIWebView进行封装集成。对于以上所有数据，为提高气象数据的网络传输、移动端显示效率，同样在移动平台服务器端对气象数据进行了压码、缓存处理，并在移动终端采用了解码和缓存处理技术。4.2 STORM框架下的海量气象数据实时计算处理技术
【参考文献】：
期刊论文
[1]CIMISS数据存储管理系统结构优化及应用[J]. 向筱铭,徐晓莉,杨雪,高峰,胡晓润. 气象科技. 2019(02)
[2]基于微信“小程序”的公众气象服务应用[J]. 张锋,邓闯,李建,刘敏,陈锦慧. 气象科技. 2019(02)
[3]MICAPS4网络平台设计与实现[J]. 胡争光,高嵩,薛峰,于连庆. 应用气象学报. 2018(01)
[4]Spark Streaming框架下的气象自动站数据实时处理系统[J]. 赵文芳,刘旭林. 计算机应用. 2018(01)
[5]天气通5.4版本上线 接入微博同城信息流[J]. 马汉. 计算机与网络. 2017(04)
[6]基于Android平台开发气象雷达“小助手”APP软件的设计与实现[J]. 韩志平,李颖,欧阳双. 气象科技. 2016(04)
[7]基于移动互联网的交通气象服务系统设计与应用[J]. 杨忠恩,魏晨,马琰钢,郑伟才. 气象科技. 2016(03)
[8]基于Redis内存数据库的快速查找算法[J]. 郎泓钰,任永功. 计算机应用与软件. 2016(05)
[9]面向大数据的Storm框架研究与应用[J]. 赵菲,林穗,高西刚. 微型机与应用. 2016(06)
[10]“智慧气象”内涵及特征分析[J]. 沈文海. 中国信息化. 2015(01)
本文编号：3483747
【文章来源】：气象科技. 2020,48(05)
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
平台首页功能和降水实况报警
平台总体上划分为服务器和客户端；服务器主要提供决策气象服务移动平台需要的数据、地图、功能及算法服务等，其业务数据主要来源于全国综合气象信息共享平台（简称CIMISS）和中央气象台产品库，移动客户端主要实现基于位置服务的灾害性天气监测、预报预警、气象灾害应急决策服务等各类气象资料的综合显示、分析和快速推送等，如下图1所示：(1）数据源。数据源是决策气象服务移动平台所需的业务数据的主要来源，包括来源于中国气象局CIMISS数据环境[7]中的精细化网格预报数据、自动站和雷达数据，基础地理信息服务数据，中央气象台产品库中的预报预警（台风、降水、气温、环境、强对流天气等）数据、决策气象服务产品和卫星产品等。平台使用统一数据访问接口和引擎，实现对数据层的关系型数据库、分布式数据文件及传统文件等数据的统一访问和快速解码、内存数据组织、索引管理等一系列处理，进入决策气象服务移动平台服务器。
(2）基于HTML5技术的移动终端可视化。基于HTML5Canvas、WebGL两种方式对高时空分辨率气象数据和基础地理信息数据的动态可视化进行了研究，平台对台风监测预报、精细化网格预报显示、基于位置的城市天气预报服务、决策气象服务产品显示等提供了一套高效的移动终端可视化技术流程，如图2所示。基于Canvas和WebGL两种渲染技术实现了一套统一的标准渲染绘图接口，该绘图接口可以按照用户自定义配置渲染方式、颜色模板、气象符号等样式文件对气象数据进行绘制。对于台风监测预报路径的显示，平台提供了丰富的气象符号，在移动前端采用Canvas方式实现台风监测和预报路径在可缩放地图模式下的渲染绘制；对于精细化网格预报数据绘制显示，因其分辨率高、数据量大，因此选择WebGL渲染加速方式，提高精细化网格预报数据绘图显示效率，平台服务器对精细化网格预报进行等值线分析，然后在浏览器端向服务端发送请求后保存在客户端的内存，采用格点图层实现格点值，等值线绘制、等值面填色显示等。以上基于HTML5技术渲染绘制的模块，可以通过移动端的控件封装显示来集成进移动客户端主框架。例如，Android操作系统下采用WebView,iOS操作系统下采用UIWebView进行封装集成。对于以上所有数据，为提高气象数据的网络传输、移动端显示效率，同样在移动平台服务器端对气象数据进行了压码、缓存处理，并在移动终端采用了解码和缓存处理技术。4.2 STORM框架下的海量气象数据实时计算处理技术
【参考文献】：
期刊论文
[1]CIMISS数据存储管理系统结构优化及应用[J]. 向筱铭,徐晓莉,杨雪,高峰,胡晓润. 气象科技. 2019(02)
[2]基于微信“小程序”的公众气象服务应用[J]. 张锋,邓闯,李建,刘敏,陈锦慧. 气象科技. 2019(02)
[3]MICAPS4网络平台设计与实现[J]. 胡争光,高嵩,薛峰,于连庆. 应用气象学报. 2018(01)
[4]Spark Streaming框架下的气象自动站数据实时处理系统[J]. 赵文芳,刘旭林. 计算机应用. 2018(01)
[5]天气通5.4版本上线 接入微博同城信息流[J]. 马汉. 计算机与网络. 2017(04)
[6]基于Android平台开发气象雷达“小助手”APP软件的设计与实现[J]. 韩志平,李颖,欧阳双. 气象科技. 2016(04)
[7]基于移动互联网的交通气象服务系统设计与应用[J]. 杨忠恩,魏晨,马琰钢,郑伟才. 气象科技. 2016(03)
[8]基于Redis内存数据库的快速查找算法[J]. 郎泓钰,任永功. 计算机应用与软件. 2016(05)
[9]面向大数据的Storm框架研究与应用[J]. 赵菲,林穗,高西刚. 微型机与应用. 2016(06)
[10]“智慧气象”内涵及特征分析[J]. 沈文海. 中国信息化. 2015(01)
本文编号：3483747
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