基于GIS的人工影响天气系统设计与实现

综合分析与总结了人工影响天气终端软件在框架结构和GIS应用方面的现状及存在的问题,针对人影的特定业务需求,提出了基于开源GIS的插件式人工影响天气指挥系统的设计方案.以.NET为开发平台,采用插件式GIS应用框架的二次开发方式设计系统架构,同时结合GDAL与SharpMap实现系统的GIS功能需求.在此基础上,详细阐述了插件模块和各GIS功能模块的实现,并给出了人工影响天气指挥系统的具体设计方法.实际运行效果表明,该指挥系统极大地提高了人影业务功能扩展以及后期维护的效率.     

基于OSGi.NET的公共气象服务平台设计与实现

采用插件式开发技术,开发了基于OSGi. NET插件框架的公共气象服务平台。根据OSGi. NET插件框架提供的模块化与插件化、面向服务架构和模块扩展三大功能,系统设计时将平台按照功能进行模块化划分;系统开发时,每个模块就是一个插件,作为独立的项目进行单独开发,各个模块之间通过"服务"的方式进行通讯和交互;当平台的功能需要变更时,在不修改原有插件代码的情况下,通过1对基于XML格式的扩展点、扩展来实现一个插件对另外一个插件的扩展。实现了平台的快速开发,解决了在实际项目中可重用、可扩展的问题。     

多普勒天气雷达三维数字组网系统开发及应用

为充分发挥多普勒天气雷达网的联网观测优势,依托已有科研成果,开发了多普勒天气雷达三维数字组网软件系统。介绍了该系统的整体设计、系统框架、主要功能模块、数据处理流程和相关算法,分析了系统性能及组网结果的实用性、可靠性,讨论了实际应用中影响组网效果的两个重要因素。业务运行测试及实例分析结果表明:该系统运行稳定;在微机上可实现约15部雷达、频率为6min左右的高时间频率的三维组网;算法合理,组网结果可靠;为中小尺度天气分析提供了便利,为临近天气预报开发等工作提供了数据基础;有必要对软件系统进行升级,以便更好地满足应用需求, 提高组网结果质量。     

基于MICAPS3.2的灾害性天气个例库与预报训练系统的设计与应用

采用C/S(客户端/服务器)架构,基于MICAPS3.2操作平台,开发了河北省灾害性天气个例库与预报训练系统。该系统在Microsoft.NET Framework 3.5框架和MICAPS3.2的基础程序集下以插件形式进行二次开发。本文详细介绍该系统的架构、系统集成方式以及个例数据库的设计方案,并且对其功能、应用以及开发前景做了介绍。     

机载测雨雷达两种反演方法的优化和综合利用的模拟研究

由于机载雷达的天线不能做得太大，如果想获得一个较好的束向分辨率，就不得不使用X波段的频率，而该波段的电磁波穿过雨区时会受到衰减，直接利用视反射率进行降水反演就会产生很大的误差，因此，衰减效应必须进行校正。两种降水反演方法——立体雷达方法和双束算法，在实际的反演中各有优缺点。立体雷达方法对边界条件要求高，而双束算法在雨团中心雨强大处会有较大的误差。引入权重因子后的立体雷达方法－双束算法(综合算法)能充分发挥两种方法的优点，从而更具适用性和准确性。     

改进的多边形合并算法及其在天气预报业务中的应用

本文根据国家气象中心分类强对流预报业务需求,基于当前比较成熟的多边形裁剪算法(Weiler-Ather-ton算法)的思路,开发了一种改进的多边形合并算法(PM算法)。该算法的优点是无需考虑输入序列的方向性、设计思路简单,运行高效,更符合天气预报业务的需求。此外,该算法也可用于多边形裁剪。2013年4—9月的业务试运行表明该算法准确、运算速度快且性能稳定。该算法在灾害性天气预报,环境气象预报、专业气象预报等天气预报业务领域具有较好的应用前景。     

俄罗斯雷达—火箭人工防雹自动化系统

雷达—火箭人工防雹自动化系统，是俄罗斯水气象局高山地球物理研究所自1992年至2004年间，经研究、开发、应用改进、完善而研制成的比较先进的人工防雹自动化系统。该系统不仅能自动跟踪观测冰雹天气，分析确定冰雹云的强弱，     

全国天气雷达数据处理系统

根据《全国天气雷达终端更新》和《全国天气雷达定标》项目的技术规定,研制了一套完整的雷达业务数据处理系统,实现了全国布网天气雷达数据格式统一、产品生成、产品分发和图像回显的全自动化业务,提高了我国天气雷达网的业务质量、以及数据处理和产品应用水平,收效显著。在研发过程中,充分考虑了业务条件、实际要求和探测技术的发展,系统功能丰富,算法先进,接口开放,设计精美,投入业务两年来系统运行稳定。该系统放弃了传统对话框和工具栏的设计方式,创新设计了操作面板控制。文中的研发思路,设计方法,系统特点对我国业务软件的研制具有很好的借鉴作用。     

基于雷达组网拼图和XGBoost的雷达定量降水估测

针对传统方法采用天气雷达进行强降水的定量估测存在较大偏差问题,论文以1 h累计雨量为估测对象,基于雷达组网拼图资料,采用XGBoost(eXtreme Gradient Boosting)算法,建立新的雷达估测降水模型。该模型设计以前1 h的雷达组合反射率因子作为输入,进一步采用若干个剔除异常样本的策略有效清除建模样本中的部分噪声,更好地构建了雷达组合反射率与估测对象之间的非线性映射关系。在32万个独立检验样本的估测结果中,其均方根误差(RMSE)为6.04 mm、平均绝对误差(MAE)为3.50 mm、预报偏差(BIAS)为1.05;与目前业务系统上使用的ZR(300,1.4)关系方法相比,前者的RMSE和MAE分别下降了20.6%和10.3%,而BIAS指标则显示后者对降水量级的估测明显低估。进一步对小时雨强大于10 mm样本的统计结果表明,新方案的RMSE、MAE以及TS评分均大幅优于ZR(300,1.4)关系方法,可进行实际业务应用。     

多普勒天气雷达原始资料索引数据库设计

针对我国现阶段多普勒天气雷达网建设过程中雷达原始资料状况及气象业务发展、教学、科研工作对该类资料的管理需求．尝试设计了适于我国日前布网多普勒天气雷达原始资料的索引数据库管理系统，该系统同样可供由不同类型雷达构成的区域雷达网、全国雷达网雷达原始资料管理作参考。该数据库系统的建立采用结构化程序设计，用Visual C^ 6．0作为应用程序的开发工具，用Microsoft Access 2000做数据库。实现了雷达资料信息入库，修改，查询，资料导出，资料转换，资料回放，数据库备份等功能。     

台风及海洋气象一体化预报平台的开发与应用

台风及海洋气象一体化预报平台为面向台风和海洋气象业务的预报预警服务的支撑系统,集数据采集、转换、预报、分析、产品制作、发布等功能于一体。该平台基于人机交互气象信息处理和天气预报制作系统MICAPS4（Meteorological Information Comprehensive Analysis and Processing System Version 4）框架开发,结合台风、海洋气象新型的观测和预报数据,实现台风、海洋气象数据的集约化检索与显示、精细化格点编辑、台风和海洋气象产品制作、产品发布等功能。台风及海洋气象一体化预报平台设计基于面向服务和分层体系结构,采用组件化设计方法,涵盖数据解析、分析处理、产品制作、交互工具、配置管理等核心组件,形成可扩展的业务功能模块和二次开发接口,目前已作为中央气象台台风海洋气象预报预警业务的主要平台投入使用。     

农业气象产量预测业务系统的研制

农业气象产量预测业务系统（The Agrometeorological Yield Forecasting Operational System，简称AYFOS）使用Quick BASIC、MS-C和汇编语言混合编写而成，采用下拉式和弹出式中文菜单提示、彩色光（亮）条选择的人机界面，提供在线帮助。系统软件结构合理，操作方便、灵活，容错性好，产品图文并茂。系统功能齐全，包括数据管理、组建预测模型、预测模型思路记忆、模型实时预测与预测集成、产品输出管理和系统维护等主要功能模块。系统在某些方面具有自己的软件特色     

EOS/MODIS遥感数据与应用前景

提出了一种利用Vis5d软件实现T213数值预报产品多维立体显示的方法。详细介绍了grib编码和Vis5d的数据格式，提供了建立把T213产品转换为Vis5d格式的软件的具体思路和技巧，介绍了这些软件的使用方法和显示效果，可以在业务中实际应用。     

基于触控操作方式的大气科学数据可视化系统技术研究与实现

设计并实现了一种基于触控操作方式,运行于移动计算设备上的大气科学数据可视化软件系统MeteoExplorer Touch,它是世界上首款提供触控操作方式体验,运行于Windows8和Windows RT操作系统上的大气科学数据可视化软件.该软件系统的技术特色有:1)针对Windows 8和Windows RT操作系统所带来的崭新特性进行设计,实现了诸如使用手指滑动、捏掐伸展完成底图的缩放和漫游,在操作系统从低功耗运行状态下再次激活后恢复用户会话状态等功能,从而为广大气象科研和业务人员在平板电脑上分析、处理气象数据提供了全新的体验;2)MeteoExplorer Touch不仅仅是一个图片查看器,它还实现了主流桌面版专业气象软件所提供的大部分功能,包括数据资料解析、观测场客观分析、物理量计算、图形产品生成、地理信息和图层管理等;3)MeteoExplorer Touch注重程序性能和用户体验.为实现这一目标,软件采用C++语言开发功能,使用XAML标记语言设计用户界面,使用DirectX 11硬件加速渲染技术进行图形显示,因此,它具有原生程序所特有的性能高、速度快、系统资源需求低的优点.     

基于Android系统的智能电视盒气象服务软件设计与实现

随着智能电视盒硬件技术、Android系统以及互联网技术的不断发展,基于Android系统的智能电视盒已成为国内发展最快的朝阳产业之一,智能电视盒应用软件领域也随之孕育而生。为了丰富移动气象信息服务手段,使用Android、Nginx、Web service等技术手段,研发一种智能电视盒气象服务软件:天气盒子。阐述了该软件的系统结构、网络拓扑、服务功能,通过负载均衡技术和网络架构优化,确保系统可快速适应高并发用户以及网络安全;根据智能电视盒的用户操作特性,在客户端的设计上简化了操作流程,提升了用户的体验。该软件填补了气象部门在智能电视盒气象服务领域的缺失。     

分布式开放型多普勒天气雷达产品系统设计

随着我国多普勒天气雷达网建设的深入发展, 雷达气象产品系统开发和资料应用越来越迫切。文章介绍了开放软件系统模型, 分析了新一代天气雷达特点和发展需求。结合新一代天气雷达网和我国气象业务网发展状况, 提出和研究了可供新一代天气雷达使用的开放系统的分布式业务模式, 研究和设计了雷达气象产品开放系统的结构和运行方式。文中的分布式开放型雷达产品系统的结构和模型, 对其他类业务和科研系统的开发和发展具有参考价值。     

基于MODIS云宏微观特性的卫星云分类方法

利用MODIS云光学厚度、云粒子有效半径、云顶高度、云相态等产品,以及表征6种云类的云光学厚度、云粒子有效半径、云顶高度、云相态的特征值,采用最小距离分类法和多阈值判识法相结合,对卫星观测像元的云进行分类,包括层云、层积云、积云、积雨云、雨层云、高积云/高层云、卷云以及卷云伴随高积云或高层云的多层云、卷云伴随层云或层积云的多层云、高积云或高层云伴随层积云或层云的多层云10类。2008年、2013年卫星分类结果与地面站云类观测对比,达到60%的一致性;将相同时间的地面小时降水量与分类结果叠加显示,出现降水处多为雨层云或积雨云。     

基于WebGIS的气象服务产品制作系统及关键技术

基于WebGIS技术采用服务即是软件、软件即是服务的建设思路,结合可扩展框架技术,实现基于服务集成的气象服务产品在线制作系统的建设,从一定程度上解决了系统产品制作面临的不能集中部署、规范不统一、效率低下、更新复杂等问题。系统分为服务器端和客户端两部分,服务器端负责服务接口的开发和发布,客户端负责各级调度管理和运行。该系统解决了服务的注册、标准化、流水线化、参数序列化、多级任务调度等多个关键技术,系统具备可扩展性、产品标准化、流程规范化、跨平台等特点,系统建设的完成增加了气象服务产品制作的规范性、接口化,产品制作时间由原来的1~2 min降至10 s以内。     

地面气象资料一体化统计加工系统设计与实现

地面气象资料一体化统计加工系统是基于国省统一的CIMISS数据环境,准实时生成日、候、旬、月、年值等统计产品的业务系统,能够满足用户对准实时质控后地面气象资料统计值的业务需求。本文主要介绍地面气象资料实时历史一体化统计加工系统的开发,从软件的需求分析、统计方法、功能实现、关键技术等方面阐述了如何在技术上实现地面气象资料一体化统计加工系统。通过运行策略配置,实现了系统定时自动运行,进一步丰富了CIMISS系统地面气象资料的产品库。