综合气象信息共享系统的设计与实现

综合气象信息共享系统的设计与实现

唐洪君

新疆焉耆回族自治县气象局新疆维吾尔自治区841100

摘要：随着国家信息化建设力度的不断加强，有越来越多的气象综合观测系统得以建立和完善。全国各地观测收集了大量的气象信息。而随着国民经济的不断发展，社会对于气象信息系统的需求不断提高，因此现有的气象信息系统越来越难以满足社会不同层面的需求。文章对全国综合气象信息共享系统的设计与实现进行了研究分析，以供参考。

关键词：全国性；气象信息；系统设计与实现

1前言

随着气象现代化深入推进，气象信息系统一方面规模越来越大功能越来越强，另一方面结构越来越精细形式越来越丰富。与此同时现代计算机技术快速发展，移动应用大量普及，网络计算能力空前提高。使得建立在气象信息系统基础上的气象业务和气象服务中的信息活动变得极为频繁和宽泛，机器语言之间、应用模组之间、服务设备之间的快速数据交换成了气象信息系统建设的非常关切的需求。在众多新技术中JSON数据技术提供了便捷数据交互能力。JSON是一种轻量级的数据交换格式，采用完全独立于编程语言的文本格式来存储和表示数据。简洁和清晰的层次结构使得JSON成为理想的数据交换语言，易于人阅读和编写，同时也易于机器解析和生成，并有效地提升网络传输效率，在数据传输方面具有明显优点：数据格式比较简单，易于读写，格式都是压缩的，占用带宽小。气象数据有别于其他数据，结构复杂种类多样，实时性强动态多变，具有极强的专业特征。气象信息系统承载各类气象数据传输处理加工等业务功能，在系统建设与运行中各种数据信息关联紧密交流活跃。在气象信息系统建设中各个场合与界面中需要完成各种数据交互工作，JSON提供了极强的技术支撑，应用好JSON技术能为业务带来极大便利。

2气象计量信息系统功能需求分析

根据国家气象计量站现有业务、未来扩展业务和管理情况，设计技术路线和软件架构，要求软件系统符合安全可靠性、高集成性、可扩展性、可管理性以及数据的完整性和数据接口的通用性。能够实现系统的灵活可配，初步实现质量控制流程，基本完成自动化管理并具备完整的业务流程。同时，系统应满足相应的时间性能要求，软件界面与相关配置应具备易操作性。

2.1检测业务自动化

相比于企业和省级气象计量单位，国家气象计量站计量标准、被检仪器及检测要素多，相同要素仪器种类多的特点，使得检测业务的自动化复杂多变。但实现微型计算机自动控制设备完成检测业务是存在客观基础的，因为我们具备完善自控通信接口的计量标准及各类用于辅助检测计量的设备。结合国家气象计量站检测要素多的特点，自动化检测系统由气压自动检测系统、温度自动检测系统、湿度自动检测系统、风速风向自动检测系统、雨量自动检测系统、辐射自动检测系统等组成。自动检测系统采用成熟的C/S技术，用户可以完成各种复杂的管理操作，既保证了不同要素检测的相对独立，又实现了强大的数据维护、统计分析、报表打印等功能。自动检测系统主要包括输入、控制处理和输出三个部分：（1）输入部分将自动检测系统所有标准设备、被检设备乃至环境监测设备的协议、命令接入控制与处理部分，为了适应相同要素仪器种类繁多的情况，在输入部分需要设置开放通信接口模块，实现管理员对新型设备自动检测的自扩展，大大增加系统的实用性和可扩展性；（2）控制与处理部分首先通过串口通信模块导入输入部分的通信协议，然后在检测过程控制模块严格按照计量检定规程、校准规范的要求进行检测，并且按照规程、规范的要求在数据处理模块实现所需数据的处理；（3）输出部分包括合格判据模块和报表的打印与导出模块，即自动检测系统遵照规程、规范对被检仪器测试数据进行合格判据，且能实现所有测试数据报表的打印与导出。

2.2业务管理信息化

随着信息技术的发展和国家气象计量站业务的不断扩展，统计繁琐易错、计量检测工作时长量大及管理的滞后已无法满足现代计量器具所需的维修养护和全面管理需求，进一步提高工作效率和管理水平，必须实现计量业务管理的信息化。这也是气象计量信息系统的核心内容。信息化业务管理平台主要功能为：（1）被检仪器和检定证书发放的工作实现流程化，平台统一管理被检仪器的送检登记、检定测试状态、领取登记等信息，并自动存取原始检测记录信息、测试报告、检定证书等信息，被检仪器。（2）平台对国家气象计量站的检定设备、辅助设备进行统筹管理，生成便于执行的自动检定计划，具体管理内容包括设备的数量、质量、使用情况和状态。平台建立计量相关标准单位、规程、法规的后台增量索引，以供查询使用。平台对计量器具的信息变更进行实时更新，包括该器具使用状态、检定周期、使用部门人员等信息，若有维修或报废的器具，平台跟踪记录，并生成报告提交相关责任人。（3）平台需具备一定物质管理功能：如固定资产管理、检定仪器及辅助设备管理、消耗材料及低值易耗品的管理。平台建立检定仪器设备的完备档案信息，提供时动态的设备数据分析，并可监控和统计各科室的物质消耗情况，在中心相关财会及物质管理的制度规范基础上提交报告。

3全国综合气象信息共享系统的设计

3.1系统结构设计分析

20世纪80年代诞生了一种新的设计模式即C/S模式，这种模式也是伴随着网络数据库和桌面图形交互窗口及软件开发技术的发展而逐渐成长起来。在这种模式下，网络中的计算机简单的可以认为由客户机和服务器两部分组成。在C/S结构中，装在客户本地计算机上的客户端与装在远程计算机的数据库服务器通过计算机网络连接，而服务器的职责在于对用户数据处理。客户端的主要职责就是负责与用户直接交互，将用户的操作转换成相应的指令而后通过网络向远程的服务器发送用户请求。

3.2系统性能分析

在对现有其他类似系统进行分析后，本系统具有如下显著特点：跨平台特性：面对目前不同用户使用软件的操作系统不同，硬件条件不同，所以如果对每个系统下都要开发出同一款软件而言，不论从经济，还是从时效性上都是不允许的。因此软件的跨平台的运行，使得开发的周期和开发的成本降低，这样就可以在最短时间占领一定的市场份额。针对以往气象系统的弊端，本系统在设计之初就考虑到这一点。在编程语言的选择上，选取了具有跨平台特性的QT，前期在一种环境下开发，调试，测试。当软件成型之后，通过代码的简单调整，就可以轻松的在其他系统，其他硬件上正常运行，确保软件在用户体验方面能够取得良好的效果。移动终端是目前比较火热的一种使用方式，而QT编写的程序也可以在移动端上运行，这样从桌面电脑到移动终端的覆盖，可以让用户在软件的使用上多了些选择。模块化的设计：将系统功能自上而下的进行划分，将复杂的问题层层抽取，层层剥离，将系统划分成若干个独立的小模块，模块之间通过一定的数据接口，状态组合成不同的系统。这样给用户的感觉是系统不是简单的功能上的堆砌，而是可以给用户留有一定的选择空间，可以让用户根据自己的需要随时的定制软件。与此同时设计之初还应该兼具未来软件的成长空间，留有一定的内部扩展接口，为未来软件的升级做准备。良好的版面布局：软件的数量多可以让用户在使用的时候多了几分选择，而如果要让用户选择一款软件，具有完善的功能只是一个方面，更为重要的是软件的整体设计是否符合一个用户的使用习惯。为了让用户可以拥有统一的操作体验，在吸取以前软件无良好的交互页面的教训之后，能够在编码之前，对页面的布局有个大体的规划，可以通过对其他软件设计进行参考，将优点吸取作为自己所用。在软件设计时需要注意用户的使用习惯，突出重要的内容和设置选项，将最常用的一些按钮，设置项放在较为醒目的位置。系统整体的颜色设置上要合理搭配，注意用户第一眼的感受。与此同时，该软件还应该兼具和其他软件交互的能力，方便用户将数据信息从其他的数据库转移到此软件之上。

3.3系统需求分析

在下面的用例图中，显示了用户能直接操作的软件模块，以及各个模块之间的依赖关系，直观的表现了系统的框架。2.4数据库设计从系统易用性的角度进行考虑，本系统最终将数据表设计成4张，在这四张表中，数据与数据之间存在着1对1关联，1对N关联。在下文中笔者将以地点信息表为例对数据库表格进行介绍。该表主要用于存放收藏的地点基本信息，如包含了地点名称、经度值、纬度值等数据字段。

4结束语

综上所述，随着信息时代的不断加强，气象信息对社会发展及生产生活扮演着越来越重要的作用。因此开发简单易用，便于普及的气象信息管理系统具有十分重要的现实意义。

参考文献

[1]姜宇.JSON在电子政务信息系统数据交换中的研究与应用.科技创新导报.2012，5

[2]刘志雄.基于B／S模式的气候资料处理系统的设计与实现.农业网络信息.2008，12

[3]付会明.长江流域气象服务综合业务平台延伸服务探讨.长江流域中下游大气探测、通信与信息技术交流会文集，2014，11