專利名稱：一體化專業氣象服務集成系統的制作方法
一體化專業氣象服務集成系統技術領域
本發明屬于專業氣象服務領域，涉及一種一體化專業氣象服務集成系統。
技術背景
我國氣象觀測初具規模，已建成31573個自動氣象站，各種移動觀測系統198套， 高空氣象觀測、專業氣象觀測功能越來越完備。隨著社會經濟的發展和人民生活水平的提高，催生了專業氣象服務的發展。
現有專業服務系統已遠遠不能滿足人們的要求，表現在其用戶數量日益龐大，用戶類型眾多，氣象服務信息更加豐富和精細，需要的專業服務產品越來越多，用戶在內容、 時效、手段上要求高。當前專業氣象產品少，質量低；產品采用手工制作其周期長，特別是基于GIS的產品制作難度大；服務機構勞動強度大，人員激增，生產效率低；存在客戶資料發布或發送遺漏，管理落后；在發展新用戶后需要人工修改程序或添加功能才能滿足要求。實際訪問量大時，系統無法實時響應，甚至導致服務器崩潰，現有系統在統一性、通用性、智能性、自動化程度均無法滿足實際需要。
目前專業氣象服務需要產品直觀、可視化和可交互性。這要求預報產品除文本、表格、圖片外，還需要以更多形式表現，注重直觀、可視化和可交互性。服務產品及時、準確。產品多、時次多，要能及時發布，就必須要有產品的自動包裝、生成技術。
專業氣象服務系統的基礎是氣象信息。氣象信息庫的數據來源于各種氣象觀測數據。現有條件下，氣象數據共享也是不平衡的，沒有統一的規范，以至于氣象數據分布在不同的系統或服務器上，這樣給系統使用就帶來了不便。因而必須整合這些氣象數據，形成本系統的基礎數據庫。
基于上述原因，專業氣象服務或多或少存在著氣象服務的專業化、現代化程度不夠，科技含量不高的現象，滿足各級黨委政府防災減災和應對氣候變化決策，以及生產、生活、生態等各方面日益增長的氣象服務需求，還有很長的路要走。發明內容
本發明的目的是克服現有技術所存在的上述不足，提供一種集氣象數據采集、專業氣象服務產品制作、加工、發布、專業氣象服務監控、管理等多環節于一體的專業氣象服務集成系統，該系統將顯著提高專業氣象服務水平，方便拓展服務領域，增加服務項目，提高服務產品的針對性和精細化水平，最大程度地滿足各類用戶的需求。
其技術方案為
一種一體化專業氣象服務集成系統包括數據采集與共享單元；產品加工單元； 產品發布與顯示單元；業務管理單元。
(1)數據采集與共享單元
在整個系統中實現數據自動化處理，需要將氣象格式數據如實況數據、預報數據， 產品數據、特種觀測數據的采集，采用目前氣象部門的文件共享方式進行讀取，并進行轉化，利用數據庫存取技術提高處理和訪問效率。
在項目實現中對不同類型的數據文件進行分析，將站點信息、數據信息對應，采用數據分解技術和存儲技術轉存到對應的數據庫表中，為后期文檔產品、表格產品、曲線產品、柱狀圖產品、GIS底圖、產品模板、GIS專題圖等產品制作和發布等功能做好數據準備。
a.數據采集與數據監控。采用可配置式方式自動獲取來源于不同服務器的氣象數據，并對所采集數據進行監控。
b.數據分解入庫。按照一定規則氣象數據進行解包并作相應質量控制后，將正確數據自動放入數據庫。
c.數據共享。將非結構化數據向服務器或其它系統發送產品數據，放入產品庫中。
(2)產品加工單元
a.產品自動化制作模塊。氣象服務的一般數據流程為，獲取原始數據(或報文數據)，然后用軟件處理獲取的數據并得到氣象產品，通過網頁、短信、廣播等形式發布產品， 對產品的效益進行評估。然而，對于獲取數據，獲取氣象產品這個中間環節，對人工的干預依賴性很強，一般都是用micaps、arcgis等軟件(或者基于這些軟件二次開發的產品制作軟件)手工制作產品，然后通過網頁上傳等方式發布產品。顯然，自動化程度低，降低了工作效率和產品的發布過程，而且不能對用戶進行產品定制。基于此情況，建設高效的后臺數據處理、產品加工程序顯得非常必要。系統自動獲取數據并導入Oracle數據庫，對各種實況、預報等數據生成多種填充圖，以供ftp程序自動、定時傳輸到web系統發布。
b.數據、文件傳輸模塊。系統需要的數據及文件主要包括一周天氣趨勢、中長期預報、重大天氣預報、專題氣象服務、森林火險、城市精細化預報、火險指數預報、健康指數、 交通氣象指數、凝凍指數預報、農業氣象情報、、本數值預報、逐小時溫度預報、逐小時濕度預報、雨量天氣預報、鄉鎮雨量實況等。可見，WEB系統需要的數據種類繁多，據此，系統開發了自動數據傳輸軟件，用戶可以通過軟件設定數據文件的源位置、目標計算機對應的位置和每種數據自動傳輸時間點即可，系統可在設定的時間將各種原始數據文件傳輸到對應位置。該軟件可以隨時添加新的數據種類，以供業務增加數據的需求。
(3)產品發布與顯示單元
軟件平臺對自動化制作并傳輸到本地服務器的服務產品進行自動發布與顯示。
產品詳細歸類。根據氣象產品特征將產品按照預報服務產品、實況服務產品、專題服務產品、天氣總結進行歸類劃分，方便用戶使用。
產品顯示動態更新。動態網頁技術實現實時資料動態刷新服務產品可自動刷新顯示。顯示系統通過從數據庫中獲取對應氣象數據以表格形式、曲線形式、webgis形式、色斑圖形式、多源文本形式或按照相應分類從指定產品存放位置獲取并展示產品，產品精細化后臺技術支持充分體現用戶需求。
針對不同類型數據分別設計查詢處理方式。ArcGis默認顯示最新，可根據需求選擇年-月-日-時，上下午及旬等方式查詢瀏覽；曲線可按照站點查詢；表格可展示所有站點信息；文本數據可根據數據特征提供按年，按月，按日查詢；webgis可根據具體需求查詢。
對于結構化數據提供地圖(GIS)顯示、曲線顯示、填色圖、等值線、表格等瀏覽功能，對于非結構化數據，可提供的方式有圖形顯示(圖形格式文件)、多源文本瀏覽(文本格式文件)或下載附件(二進制文件)等。
(4)業務管理單元
專業氣象服務機構承擔的主要工作就是氣象信息的傳輸、存儲及部分加工處理和應用服務的工作，為電力、保險、鐵路、森林、報社、煙草等行業提供服務。隨著氣象科技服務中心業務服務領域不斷拓寬，涉及的服務行業和服務單位越來越多，但是，缺乏一個統一的、通用的滿足實際需要的管理系統，因此在現有專業氣象服務系統基礎上，建立B/S架構的，能對省級氣象局氣象服務業務管理中心的業務進行統一管理的專業氣象服務管理系統，實現系統用戶管理、特約用戶管理、發布管理、留言管理等業務管理功能。
發布內容與數據的可分離。氣象信息發布需要對資料進行在線添加、更新、刪除操作，保障發布信息的可管理性、安全性、可擴展性和穩定性。
兼顧普通用戶和特殊用戶的需求，采用定義角色和模塊的權限配置，實現了對各類用戶權限的動態管理。為系統的二次開發提供良好的開放接口。網站欄目的動態配置， 實現了用戶對界面的自定義要求。不同行業的用戶或定制不同服務的用戶能看到的模塊列表不同，能共享或使用的氣象產品列表也有所不同。所有用戶必須申請并通過系統管理員的審核，并進行權限配置才能獲取系統的不同權限。
本發明系統制作自動化服務產品與發布的方法，包括以下步驟
1)原始氣象數據，通過ftp掃描或共享掃描方式收集，并傳輸到系統數據服務器指定目錄，按照類別分類存儲；
2)結構化數據采用可配置式自動解析程序，將原始氣象數據文件分解并存儲到數據庫中，按照產品分類，從數據庫中獲取自動生成表格、曲線、柱狀3)入庫的結構化數據，采用可配置式自動制作ArcGIS色斑圖、填色圖、等值線、可交互式WebGIS填充圖和數據檢索氣象產品；
4)非結構化數據則采用ftp程序按照分類傳輸到Web服務器指定目錄，形成產品庫，以靜態產品方式轉換文件格式為Pdf，再轉換為swf格式的多源文本；
5)在前臺將氣象產品展示，對動態更新服務產品詳細歸類，針對不同類型數據分別設計查詢處理方式。
進一步優選，步驟2、所述按照產品分類主要包括預報服務產品、實況服務產品、 專題服務產品、天氣。
進一步優選，步驟幻所述展示方式主要以ArcGIS圖片、交互式W^ebGIS、多源氣象產品通用閱讀器的方式。
本發明的有益效果
與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下優點
本發明是一種集氣象數據采集、專業氣象服務產品制作、加工、發布、專業氣象服務監控、管理等多環節于一體的專業氣象服務集成系統平臺。系統將顯著提高專業氣象服務水平，方便拓展服務領域，增加服務項目，提高服務產品的針對性和精細化水平，最大程度地滿足各類用戶的需求。
圖1為軟件平臺總體架構圖2為氣象信息處理流程圖3為服務產品制作與發布流程圖4多源文本通用閱讀器處理流程圖。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明的技術方案作進一步詳細地說明。
在具體實施方式
中，以省級一體化專業氣象服務集成系統為實例，對本發明軟件系統平臺進行詳細說明。
圖1為本發明的原理圖，下面參見該圖對本發明軟件平臺總體架構圖進行詳細說明。
從專業氣象服務業務流程和業務交付現狀出發，本軟件平臺系統基于C/S和B/S 相結合的模式構架。
在氣象業務規范和計算機網絡系統的支撐下，整個系統由數據采集與共享系統、 數據庫系統、專業氣象服務系統來構建一體化的專業氣象服務集成系統，在Web技術支持下向各種專業用戶提供專業氣象服務。
a.數據采集與共享系統。氣象業務工作強烈依賴于氣象數據(信息)。早期的氣象數據主要是以電傳(碼)方式收集，發展到現在，各種格式并存，有編碼格式、文本格式、 圖形圖像格式、文檔格式等，可以說氣象數據來源廣、結構復雜、實時性強、數據量大。另一方面，各地(省、市、縣)氣象局在氣象數據的管理上也千差萬別，出現數據散放在不同服務器上，存儲格式和方式各式各樣，數據共享的方式也多種多樣，因此，數據采集系統就是按照一定的格式要求，按照一定的規范把各種數據統一組織管理，為系統高效應用提供基礎。
b.數據庫系統。本身氣象數據就非常龐大和復雜了，但從專業氣象服務業務流程看來，涉及到不僅有氣象觀測實時數據、氣象歷史數據，還有服務行業業務數據、氣象服務產品數據、客戶數據、GIS數據等，尤其以GIS和氣象數據最為龐大，必須有效地管理和組織好這些數據，傳統的以文件方式管理數據已經不能適應現代專業氣象服務的要求，必須采用商用的大型數據庫技術來管理、組織和協調這些數據，使它們能融合到相應的功能和產品中去，從而提高系統的效率。
c.專業氣象服務系統。它是整個系統的核心組成部分，客戶通過網絡客戶端或網頁瀏覽器等形式與系統進行交互，對客戶而言是一個典型的基于Web的業務應用系統。另一方面，也是專業氣象服務機構的業務工作平臺和管理平臺。在實際業務中，由于氣象服務與時間和空間都有密切的關系，在構建系統時充分考慮系統的建設需要，按照業務流程的要求組織功能模塊，按照用戶的習慣部署系統功能，從而構建滿足要求的專業氣象服務系統。
圖2為系統氣象信息處理流程，下面結合該圖對本發明的氣象信息處理過程進行詳細說明
氣象信息處理流程分為數據采集、數據預處理、數據共享與服務三個主要環節。即首先從不同數據服務器(存儲設備)上獲得專業氣象服務所需的數據，然后做質量控制后進行數據解析，并按統一的格式和標準入庫，進而提供給服務產品或在產品制作、管理和發布環節上使用，保持系統高效運行。
其中氣象信息是專業氣象服務系統的基礎。氣象信息庫的數據來源于各種氣象觀測數據。現有條件下，氣象數據共享也是不平衡的，沒有統一的規范，以至于氣象數據分布在不同的系統或服務器上，這樣給系統使用就帶來了不便。因而必須整合這些氣象數據，形成本系統的基礎數據庫。
如圖2所示，數據采集環節首先通過可視化配置方式，對所要采集數據來源進行配置，包括數據來源，服務方式、工P地址，服務名，帳號，密碼，數據文件路徑等。
通過數據采集單元將站點信息與數據信息對應，實現從異構系統或服務器采用 FTP文件掃描和共享文件掃描方式，定時獲取自動氣象站數據、雷達數據及產品、GPS/NET 數據、高空觀測數據及利用各種途徑收集、存檔的各種載體形式的氣象資料及其整編、分析成果形成的“氣象數據”等類型數據存儲在本地服務器。
以圖形界面方式提供數據采集監控功能，對成功采集的數據和未成功采集數據監控，并記錄相關信息包括接收數據時間，接收數據大小，作成功或未成功標記。
進入數據預處理階段，對采集到本地的數據按照不同規則，對各種類型數據文件的解析，按照指定的數據格式，利用可視化界面配置按區域、分類型、按時間等要素進行配置式數據分解。其中配置文件解析處理所設置的軟件配置信息，可配置選擇各種數據文件自動解析的定時器或手動啟動解析，比如設定為每小時啟動定時器一次或每天晚上10:30 啟動定時器等，完成結構復雜的各種數據解包處理。
質量控制是數據預處理的重要環節，需要對解析后的氣象數據按照不同分類、區域、時間等要素進行數據過濾篩選處理，將不符合常理的數據處理掉，比如地面溫度達到 80°C，南方溫度達到-20°C等，類似9999錯誤數據都需要做技術處理，提取正確數據。
數據共享與服務環節將種類豐富的氣象數據，包括地面高空氣象資料、數值預報、 雷達數據、衛星資料、大氣成分、閃電定位、GPS/MFT資料、遙感資料等，按照氣象服務特性實時高效的將不同氣象數據格式化如jpg、txt等格式數據信息放入數據庫或采用FTP方式將文件歸類傳輸到指定共享目錄，通過各種技術手段將數據以多種形式展示和共享出來。
圖3為自動化服務產品制作與發布流程，下面結合該圖對本發明的制作和發布過程進行詳細說明。
自動化服務產品制作與發布處理包括了產品自動化制作，產品自動化發布與顯7J\ ο
對于結構化數據比如預報數據、實況數據等，按照一定規則解析后并作入庫處理后，一部分數據作為數據來源進行單表或多表按特定的查詢方式獲取氣象數據，在頁面上進行轉換展示。曲線和表格的處理均需經過收集數據源->數據解析->數據入庫-> SSH數據處理-> Javascript畫曲線或表格-> jsp頁面展示曲線或表格的處理流程。
結構化數據的另一部分數據采用ArcGIS技術進行自動化處理，提供可配置定時自動生成按業務數據、站點屬性信息定點查詢、等值線、填色圖渲染的地圖(GIS)以及采用 GeoServer和Oper^cale技術創新性實現可交互式W^ebGIS產品，用戶可根據自己關心的地理信息進行選擇性顯示。
非結構化數據比如doc、docx、pdf、ppt、bgy、xsl、jpg等多源類型數據文件通過 FTP掃描或共享掃描傳輸方式存儲到本地服務器空間后，采用創新性多源氣象文本通用閱讀器在前臺展示，并提供下載功能。
自動化產品發布與顯示處理主動從數據庫或系統中調取產品數據庫，包括規則數據及非規則數據。針對不同類型數據分別設計查詢處理方式。ArcGis默認顯示最新，可根據需求選擇年-月-日-時，上下午及旬等方式查詢瀏覽；曲線可按照站點查詢；表格可展示所有站點信息；文本數據可根據數據特征提供按年，按月，按日查詢；WebGIS可根據具體需求查詢。
圖4為多源文本通用閱讀器處理流程圖，下面結合該圖詳細說明多源文本通用閱讀與識別。
在本發明中將多源文本文件包括doc、doCX、pdf、ppt、excel等格式文本文件轉換為通用格式在頁面上供用戶查詢瀏覽，并提供符合用戶要求的相關附加功能。
多源文本通用閱讀器處理中首先掃描預設的服務器的產品庫，并根據專業氣象服務需求過濾文件，按照時間歸類算法將各類文件分別形成一個列表，在顯示頁面以列表形式按照時間先后順序提供選擇，根據不同類型文件特性將列表分成三種不同展現方式
其一是年-月-日三級關聯，首先選擇年份，關聯列出該年份下存在文件的月份， 選擇月份后列出該月份下存在的文件。
其二是針對在每月中文件不太多的情況，采用年-月日二級關聯，選擇年份后直接列出該年下所有的月份及日期存在的文件。
其三是針對年度總結一類的即一年才出現一個文件的情況，則直接把所有文件形成一個列表直接展示出來，供用戶選擇。
在選擇文件后，后臺程序會自動去判斷該文件是否已經被轉換為多源文本閱讀器播放格式，如果沒有轉換則將文件首先采用封裝在DocConverter中的openoffice轉換為 Pdf，再采用封裝DocConverter類中的swftools轉換為swf并對文件重新命名刪除pdf文件，在前臺頁面顯示出來，并提供文檔放大縮小及下載功能。
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，本發明的保護范圍不限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術范圍內，可顯而易見地得到的技術方案的簡單變化或等效替換均落入本發明的保護范圍內。
權利要求
1.一種一體化專業氣象服務集成系統，其特征在于，包括數據采集與共享單元、產品加工單元、產品發布與顯示單元、業務管理單元所述數據采集與共享單元，包括數據采集與數據監控、數據分解入庫和數據共享，以氣象局為中心，從氣象數據源服務器采用ftp或共享掃描方式主動收集，并傳輸到系統數據服務器，監控傳輸過程中文件掉包、成功、失敗、網絡異常的狀況，采用可配置式自動分解入庫程序對不同分類氣象數據文件進行分解，在質量控制后存放到數據庫不同數據表，提供數據共享；所述產品加工單元，包括產品自動化制作，數據、文件傳輸模塊，以數據服務器為中心，按照一體化專業氣象服務集成系統規定需求，對氣象數據分為結構化和非結構化進一步加工處理，結構化數據按照需求采用ArcGIS自動生成色斑圖，采用WfebGIS基于Gec^erver和OpeMcales自動提供WMS、WFS等服務，非結構化數據按分類采用ftp數據共享方式傳輸到Web服務器指定目錄；所述產品發布與顯示單元，對自動化制作并傳輸到本地服務器的服務產品進行自動發布與顯示，采用Java技術結合DIV、CSS、JavaScript和S2SH框架，根據欄目展示和查詢檢索要求，以文本方式，通用閱讀器方式，圖片形式，WebGIS形式，表格形式，柱狀圖形式，曲線圖形式，Flash形式，視頻形式的自動展示自動化制作的氣象產品，提供按照年-月-日，年-月， 上下午，旬的氣象特性查詢檢索產品，體現共享數據服務；所述業務管理單元，對業務管理、發布管理、用戶管理，實現部門管理、個人資料管理、用戶管理的系統管理；實現對客戶管理、角色管理、權限管理；實現信息發布管理，流域信息管理。
2.根據權利要求1所述的一體化專業氣象服務集成系統，其特征在于，所述氣象數據源主要包括自動氣象站、雷達數據及產品、高空觀測。
3.根據權利要求1所述的一體化專業氣象服務集成系統，其特征在于，所述質量控制是對異常數據檢測并自動化處理。
4.根據權利要求1所述的一體化專業氣象服務集成系統，其特征在于，所述結構化數據為bgy格式文件。
5.根據權利要求1所述的一體化專業氣象服務集成系統，其特征在于，所述非結構化數據主要為d0c、txt、d0cx、ppt、xsl、jpg、pdf的格式氣象數據。
6.權利要求1所述的系統制作自動化服務產品與發布的方法，其特征在于，包括以下步驟1)原始氣象數據，通過ftp掃描或共享掃描方式收集，并傳輸到系統數據服務器指定目錄，按照類別分類存儲；2)結構化數據采用可配置式自動解析程序，將原始氣象數據文件分解并存儲到數據庫中，按照產品分類，從數據庫中獲取自動生成表格、曲線、柱狀圖；3)入庫的結構化數據，采用可配置式自動制作ArcGIS色斑圖、填色圖、等值線、可交互式WebGIS填充圖和數據檢索氣象產品；4)非結構化數據則采用ftp程序按照分類傳輸到Web服務器指定目錄，形成產品庫，以靜態產品方式轉換文件格式為Pdf，再轉換為swf格式的多源文本；5)在前臺將氣象產品展示，對動態更新服務產品詳細歸類，針對不同類型數據分別設計查詢處理方式。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，步驟2)所述按照產品分類主要包括預報服務產品、實況服務產品、專題服務產品、天氣。
8.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，步驟5)所述展示方式主要以ArcGIS圖片、交互式WebGIS、多源氣象產品通用閱讀器的方式。
全文摘要
本發明公開了一種一體化專業氣象服務集成系統，包括數據采集與共享單元、產品加工單元、產品發布與顯示單元、業務管理單元。是一種集氣象數據采集、專業氣象服務產品制作、加工、發布、專業氣象服務監控、管理等多環節于一體的專業氣象服務集成系統，該系統將顯著提高專業氣象服務水平，方便拓展服務領域，增加服務項目，提高服務產品的針對性和精細化水平，最大程度地滿足各類用戶的需求。
文檔編號G06Q10/06GK102521716SQ20111045561
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月31日 優先權日2011年12月31日
發明者李超, 甘建紅, 郭本俊 申請人:成都信息工程學院