基于WebGIS的人工影响天气业务平台设计与实现

摘要

人工影响天气是在适当条件下通过科技手段对局部大气的物理、化学过程进行人工影响,使天气现象朝着人们预定的方向转化,实现增雨雪、防雹、消雨、消雾、防霜等目的的活动,可以有效地避免或者减轻气象灾害,合理利用气候资源。目前全世界有40多个国家和地区开展了人工影响天气业务,我国的人工影响天气规模和投入力度均居世界首位。自1956年以来,气象工作者们一直致力于该项工作理论和装备的研究,特别是“十五”期间,国家科技攻关项目“人工增雨技术研究及示范”研究成果以推广,“十一五”期间,国家科技支撑计划重点项目“人工影响天气关键技术与装备研发”也取得了阶段性成果,新颁布的气象发展规划(2012-2015)对人工影响天气业务工作又提出了新的要求。
　　本文以人工影响天气综合业务系统这一复杂大系统为研究对象,对其中的一些关键问题进行研究,提出一种基于SOA的框架方案,开发设计一种能够以实时监测、信息加工、作业决策和效果评估为核心的人工影响天气综合业务平台。主要工作如下:1.分析当前人工影响天气业务体系的业务需求,给出系统功能设计和工艺流程。利用面向服务架构(SOA)和Web Service技术,设计基于面向服务架构的人工影响天气作业综合业务平台基础框架,进行该框架在WebGIS平台上开发与集成,完成大系统的体系结构、业务流程设计,探讨了系统数据管理与表达的方法,进行了系统详细功能模块和WebService设计。2.利用ArcGIS9.3系列软件,在.NET下使用Visual Studio2008开发工具进行系统实现:①研究实时气象资料适用于人工影响天气业务的处理策略与方法,提出实时与非确定时和多线程优化处理的方法,完成对常规台站资料、雷达资料、探空资料进行高效综合处理,设计开发了实时资料处理子系统;②研究省级人工影响天气业务系统中地理信息表达、数据分析、作业派车调度、通信指挥等关键问题,设计了开发省级决策指挥子系统;③研究总结了统计检验回归试验的要点,设计开发基于统计检验的效果评估子系统;④研究制定各子系统基于WebGIS平台开发集成方案,实现了某省人工影响天气综合业务平台原型系统。文中的部分研究成果和子系统已投入到国内部分气象部门试运行,实际运行效果良好。本系统的设计思路和方法对省级人工影响天气业务现代业务技术体系建设具有一定的参考和应用价值。

目录

中文摘要

Abstract

第一章 前言

1.1 课题研究的背景

1.2 课题研究的内容

1.3 论文结构安排

第二章 人工影响天气业务系统关键理论技术介绍

2.1 人工影响天气技术

2.2 WebGIS技术

2.2.1 GIS与WebGIS

2.2.2 WebGIS的原理和实现方法

2.2.3 WebGIS开发平台

2.3 SOA和Web Service

2.4. NET下Web Service开发

2.5 本章小结

第三章 人工影响天气综合业务系统框架分析与设计

3.1 系统业务需求分析

3.2 系统功能设计

3.3 系统设计工艺

3.4 基于SOA的人工影响天气平台框架分析与集成

3.5 WebGIS平台下基础框架设计

3.6 本章小结

第四章 人工影响天气实时气象资料处理研究

4.1 实时气象资料处理研究

4.1.1 实时与非确定时处理策略

4.1.2 实时资料多线程优化处理

4.2 气象常规报文资料处理

4.2.1 常规报文资料格式

4.2.2 常规报文资料处理方法

4.3 气象多普勒雷达资料处理

4.3.1 多普勒雷达数据格式

4.3.2 多普勒雷达资料处理方法

4.4 探空资料处理

4.4.1 探空资料格式

4.4.2 探空资料处理方法

4.5 本章小结

第五章 基于WebGIS某省人工影响天气综合业务平台设计与实现

5.1 系统总体设计

5.1.1 系统体系结构设计

5.1.2 系统业务流程设计

5.1.3 系统数据管理与表达

5.2 系统详细设计

5.2.1 系统逻辑结构

5.2.2 系统功能设计

5.2.3 系统的WebService设计

5.2.4 系统数据库设计

5.3 系统实现

5.3.1 实时资料处理子系统

5.3.2 决策指挥子系统

5.3.3 效果评估子系统

5.3.4 WebGIS平台系统集成

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 进一步工作

参考文献

作者简介

致谢