省级气象信息共享系统的设计与实现

针对省级气象业务对气象信息管理与共享服务的需求,提出了一套气象信息管理与共享服务系统建设模型。该模型实现了对海量气象信息的有效管理,能够提供气象信息的高效定位、检索,以及要素级的数据服务等功能。系统采用消息型中间件技术,为二次开发提供了便捷的接口,一方面使数据库的安全性和访问效率得到保障,另一方面支持各种不同开发环境和编程语言对数据库的访问,由此实现了开放式的气象信息共享服务。基于该模型开发了省级气象信息共享服务系统,并投入业务应用,对省级业务提供信息支撑作用。     

气象数据文件快速下载服务系统的设计与实现

有效地为专业和业务用户提供快速批量下载气象数据服务,需要一种新型数据服务系统,以弥补现有气象数据共享服务系统的不足。该文在分析气象资料服务系统发展阶段和技术特点的基础上,根据业务需求设计了一个基于元数据技术的、针对专业和业务用户的、能快速批量下载数据的新型气象资料服务系统。该系统基于前台应用系统和后台管理系统实现了批量下载、文件目录导航、数据同步更新、多线程断点续传、安全管理和灵活配置等功能。该系统是对气象资料服务方式的一种全新设计,系统发布后得到专业用户的肯定,具有广泛的推广价值,对气象数据服务系统的技术开发有较好的参考作用。     

省级外网气象大数据服务平台研究与实现

随着社会经济发展，气象大数据已成为国家大数据基础性战略资源的重要组成部分。然而各省市集约化气象大数据环境均建设于气象业务内网，面向社会的气象数据服务则存在集约化程度低、时效性差、数据量少、安全隐患多等问题，因此，建立外网环境的统一、高效、安全的气象大数据中心是气象业务社会化服务发展的迫切需求。本文建立了外网气象大数据服务平台,采用GoldenGate和sersync+rsync技术实现内网与DMZ区(Demilitarized Zone,两个防火墙之间区域)实时稳定的触发式秒级数据同步；跨平台、多语言开发，标准化调用的统一访问接口设计，可实现高并发、稳定的数据响应请求；分时分类的用户数据访问控制，可实现数据权限的安全控制。该平台通过防火墙双网段控制，向互联网环境用户提供高效、安全、权威的气象大数据服务。     

数据湖技术在气象卫星资料业务共享中的应用

文章依托大数据云平台·天擎系统的共享NAS存储,通过省级气象通信系统的文件分发策略,将气象卫星广播数据迁移到共享NAS上进行统一存储。基于B/S系统构架搭建气象数据湖对大数据云平台·天擎系统的共享NAS存储上的数据进行统一管理。数据湖提供了前端图形界面对目录权限和账户权限统一管理,一方面规范了数据访问权限,保障了数据和账户的安全性。另一方面解决了因数据反复迁移、多处存储而造成的资源浪费,符合气象业务的发展需求。     

全国综合气象信息共享系统的设计与实现

为满足对海量气象数据管理和服务的需求,国家气象信息中心设计开发了全国综合气象信息共享系统 (CIMISS)。该文描述了系统基本设计思路、功能结构、基础平台体系结构、信息流程,阐述了系统为用户提供的基础数据使用环境。系统由数据收集与分发系统、数据加工处理系统、数据存储管理系统、数据共享服务系统、业务监控系统5个业务子系统组成,承担数据收集、加工处理、存储管理、共享服务和业务监控任务。系统设计和开发采用了一系列现代信息技术,包括基于消息和文件共享的平台内信息交换、气象数据标准化分类、数据处理作业调度和算法的动态扩展、元数据的设计和应用、公共配置信息管理、全流程业务监视和调度控制、面向服务的多维度数据存储策略、全局数据访问视图和统一访问接口设计等。该系统为我国国家级和省级气象业务提供了统一规范的气象数据使用环境。     

江西省CIMISS降级备份系统的设计与实现

为提高CIMISS数据服务能力,研究CIMISS系统数据处理和服务流程,梳理分析了CIMISS数据处理入库积压原因,针对可能出现因软、硬件异常导致CIMISS数据服务性能大幅下降的情况,根据系统结构特点和数据服务需求,设计了CIMISS降级备份系统。通过运行测试发现,该降级备份系统可稳定提供气象业务所需的基本气象资料,能有效应对CIMISS数据服务终止等极端事件,同时显著提高CIMISS中本地化数据的入库处理效率。     

国家气象业务内网WebGIS数据服务系统设计与应用

气象数据服务应当以用户需求为导向,从"我们有什么数据"向"用户需要什么数据"的现代服务方式转变。文章分析了气象数据服务过程中存在的服务效率有待提高、服务方式有待转变等问题,从当前气象数据服务的发展和WebGIS的功能特点入手,提出了WebGIS技术与MUSIC接口相结合的气象数据服务方式。在气象数据服务的过程中,用户不必在多种工具软件间进行复杂的操作,WebGIS技术与气象数据统一服务接口(MUSIC)的结合,实现了集空间位置查找、地理空间分析、浏览器端作图、数据检索、数据下载一站式气象数据服务,该方式简化了气象数据服务过程的复杂度,极大地提高了气象数据服务效率,真正实现了气象数据的"所见即所得,所见可分析"效能,有效提升了国家气象业务内网的用户体验。     

标准化气象数据服务接口设计与实现

为统一气象应用系统数据对接方式,规范气象数据使用环境,以国省两级气象信息化行动方案为纲领,采用Spring Boot和Spring Cloud微服务框架,设计和开发了标准化气象数据服务接口。标准化气象数据服务接口遵循气象信息化标准体系,采集和加工各类气象数据后汇入气象数据资源池,统一通过RESTful API发布数据,为全宁波市气象应用系统提供标准化数据对接服务。该接口改变了应用程序直接读取数据库的旧模式,降低了应用系统的开发成本,同时加强了运维部门对各类气象数据访问的监控和管理。文章主要介绍了气象数据服务接口的设计和开发过程,并详细描述了开发过程中涉及的接口规范、业务流程和关键技术。     

软件设计模式在农业气象系统开发中的应用

通过分析当前农业气象业务服务发展与变化的需求, 农业气象业务系统架构、数据管理、产品制作等方面仍然存在不统一、不规范的问题,应用先进的软件设计模式与开发技术,该文提出了农业气象业务服务系统采用的以策略模式为主、工厂方法模式为辅的设计方式,以适应运行时用户不同功能选择和功能不断扩充的需求,提高软件的复用效率, 进一步形成通用、规范的应用系统,实现资源共享、集约化的系统设计模式。文章重点讨论了该模式下的总体框架模型、数据控制模型、数据服务模型、数据组件封装模型、插件管理与专业模块复用模型几方面的关键技术, 并通过基于ArcMap的农业气象评价系统和Oracle的农业气象数据库应用系统研发的两个实例,说明以动态库插件技术和数据组件封装技术的开发与业务应用效果。     

全国综合气象信息共享平台架构设计技术特征

全国综合气象信息共享平台（CIMISS）是依托天气雷达数据共享平台工程项目建成的国省统一数据环境,实现各类气象数据的规范管理,直接支撑气象业务应用。该文介绍了CIMISS架构设计及核心内容,结合业务应用效果的实例分析,阐述架构设计如何有效提升数据和应用的集约高效。借鉴企业架构（EA）方法,建立了业务架构、数据架构、应用架构、技术架构和标准规范体系。采用一系列架构优化设计,包括实现元数据统一管理同步、数据质量控制、统一业务监控、异构数据库统一数据服务、优化信息流程、分层设计和集群技术应用等,满足CIMISS标准性、扩展性、稳定性等需求,获得良好的全流程数据服务时效,核心资料接收入库总耗时均小于3 min,数据访问效率较国家级气象资料存储检索系统提升2~5倍。继承现有CIMISS架构设计成果,正在设计中的气象大数据平台整体技术架构将向云平台、分布式存储等新技术升级。     

基于虚拟化云网盘的气象数据共享和交换应用实现

从气象数据共享和交换应用的现状和需求、基于虚拟化云网盘的气象数据交换共享应用实现的技术体现和应用部署中,体现应用特点和实施效果:达到提高现有资源的利用效率和可用性,高效实现市级气象资源的动态利用,气象共享和交换数据的集中存储、应用和灾备恢复功能等目的。提供多平台、多手段数据交换共享支持,在对各用户访问权限安全控制的前提下,开辟气象办公、气象数据共享和交换新途径,达到提升市-县气象局间和市级气象局-市防灾减灾决策部门、气象用户间数据交换与共享效率的有效尝试。     

国家气象网络计算应用节点门户系统的设计与实现

作为对外共享高性能计算资源的主要通道,门户系统是国家气象网络计算应用节点项目的首要开发任务之一。门户系统从设计上划分为服务中心门户、用户接入门户、气象模式应用门户等3个子系统。服务中心门户是整个项目平台的对外Web入口,提供项目规划、进展汇报、资源信息、用户支持、使用帮助等方面信息。用户接入门户完成用户登录进入气象网络节点的用户认证和访问控制功能,同时提供用户进入系统后共享资源的主要页面。气象模式应用门户,以Web方式来共享使用承载于高性能计算机系统上的气象模式。系统的开发中采用了J2EE的Servlet/JSP Web组件技术,在“Eclipse lomboz插件”集成环境进行开发调试。目前已经完成了3个门户子系统主要模块的开发,并已集成打包为一整体,运行于中国气象局国家园区网内。     

基于综合监控和负载调控的中国天气网网站弹性架构

中国天气网是中国气象局面向公众提供气象信息服务的核心门户。为适应其日益增长的访问量,并保障网站可用性及访问体验等要求,网站已建立包含可用性、用户体验、网站访问、网络、安全、系统和应用等多方面的综合监控系统。实现了可根据体验、可用性、成本、安全等多方面因素,可面向多种具体业务场景的灵活多样的负载调控手段。基于监控和调控,构建了经内容本地加速的多源站弹性架构。在访问体验、可用性、带宽容量、安全、成本、业务特性需求等多方面提升了网站能力。     

基于医疗联盟链的数据安全保护方法

随着互联网的飞速发展,医疗数据爆炸性增长,大量的医疗数据面临着安全共享问题.本文提出了一种基于医疗联盟链的数据安全保护方法,其中包括提出了一种安全认证与访问控制模型,并将查询逻辑分离存储技术引入该模型中,同时描述了基于医疗联盟链的认证凭据和访问权限数据的存储和访问.基于医疗联盟链的安全认证与访问控制模型包含了三个角色,第一角色是患者,第二角色是医护人员,第三角色是医疗联盟链.通过查询逻辑分离存储技术保护患者数据隐私,查询逻辑分离技术与医疗联盟链技术紧密结合,满足了不同医院之间医疗数据共享的需求,保障了患者的数据隐私和医护人员查阅数据的权限.     

私有云在市级气象业务平台的实现与应用

为了简化终端管理,提高业务人员工作效率,宁波气象部门基于vSphere架构部署了气象私有云,私有云以创新的服务模式为气象业务人员提供标准化业务环境而不受其位置、设备和时间的影响。通过共享资源池提高了资源利用率,支持各种终端以更加安全的方式访问内部资源,将终端管理集约到数据中心,有助于业务人员专注于气象核心业务。该文介绍了私有云的架构设计,详细阐述了系统部署与应用中涉及的桌面虚拟化、软件虚拟化、安全设计、优化用户体验等关键技术。并以私有云在宁波气象业务中的应用为例展示了私有云在气象领域的巨大潜力。     

国家气象计算网格的设计与建立

气象部门内高性能计算资源与支持能力具有地域分布不均匀的特点,地方部门与国家级单位相比,在资源丰富程度和开发应用水平上都存在较大差距。针对气象部门国家级、地方单位的资源整合、共享和管理的需求,该文提出了一个国家气象计算网格的设计方案。设计方案采用国家级、区域、省级三级节点布局,通过跨广域范围的气象宽带网互联,基于整合的资源平台设置了资源管理、应用服务和用户接口等功能层模块。利用UNICORE等关键技术,开发实现了气象计算网格软件模块。建成了一个全国分布的6个网格节点,提供网格中间件和定制业务运行两种资源共享服务方式。业务运行以来,为资源匮乏地区的气象用户共享分发预报服务产品,为当地的减灾防灾工作做出了贡献。     

河南省气象观测数据综合服务平台的设计与实现

概述了河南省气象观测数据综合服务平台整合、集约的设计原则及总体框架,介绍了平台的数据收集、质量控制、站网管理和平台展示等主要功能及SqlServer存储视图、SOA架构、Android定位、WebGIS及等值线等关键技术的实现。该平台以用户为中心,坚持集约、统一、智能、易扩展、易维护的原则,采用分层架构进行科学设计和布局,分四个层次、五类用户对整个平台进行开发。气象部门、外部门共享数据业务人员均可通过河南省气象观测数据服务平台获取需要的数据,提高了业务人员的工作效率。该系统业务化后,实现了自动气象站、区域站、土壤墒情、雷达回波、卫星云图等实时观测资料及外部门(环保、水利)数据在全省实时共享,充分发挥了这些数据的效益,促进了河南省气象信息化能力进一步提升。同时,气象业务人员及外部门决策用户可随时通过手机APP获取气象数据,为各级政府防灾减灾科学决策提供参考。     

MARS软件在数值预报模式产品数据管理中的应用

该文简单介绍MARS (Meteorological Archival and Retrieval System) 软件的架构及组成部分,并基于MARS软件,介绍了数值预报产品数据管理系统设计与实现。通过在GRIB2数据段对应描述层次类型和气象要素的表格文件中定义新的层次类型和气象要素,在MARS软件解析GRIB2数据所需要查找的相关模板表格文件中定义气象要素对应的产品类型号、要素类别号、要素号、要素名称和要素名称缩写,说明GRIB2数据模板和代码表创建方法。以GRAPES模式产品GRIB2数据为例,实现应用MARS软件管理GRAPES模式产品GRIB2数据。结合存储管理TSM (Tivoli Storage Manager) 软件,研究开发MARS软件和TSM软件连接接口程序,实现数据的直接迁移和回调。以T639L60模式产品为例,通过测试检索性能,MARS软件检索数值预报产品速度超过当前国家级气象数据管理系统数据检索速度1倍,说明MARS软件检索数值预报产品数据具有时效优势。