發(fā)布時間：2020-05-27 21:32

【摘要】：隨著氣象預報精細化要求的不斷提高,氣象預報服務制作需要采集的數(shù)據(jù)量與數(shù)據(jù)種類也隨之增加,而傳統(tǒng)氣象預報處理方式既不能滿足氣象預報系統(tǒng)對大數(shù)據(jù)量的需求,也延緩了氣象預報制作的周期,本文針對氣象預報系統(tǒng)面臨的有關數(shù)據(jù)處理的難題,提出改進后的氣象數(shù)據(jù)處理方案并隨之設計與實現(xiàn)氣象預報數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng),解決氣象數(shù)據(jù)采集、存儲和調用的問題,子系統(tǒng)的實現(xiàn)為氣象預報系統(tǒng)的研發(fā)與運行提供了有力支持。論文的主要工作包括:(1)提出了氣象報文自動化解析的優(yōu)化方案,使用動態(tài)文件目錄監(jiān)聽與消息隊列存儲技術解決了傳統(tǒng)報文數(shù)據(jù)采集存在的人工干預過多、效率低下等問題,使用文件內存映射策略與NIO文件流解析技術提高了報文解析程序的處理效率。(2)針對傳統(tǒng)省級CIMISS系統(tǒng)有關數(shù)據(jù)采集存在的數(shù)據(jù)傳輸率低、耗時長、不支持大數(shù)據(jù)量等問題,提出在氣象預報制作前預先將氣象數(shù)據(jù)采集到本地關系型數(shù)據(jù)庫的處理思路,加快氣象數(shù)據(jù)的調用。(3)依據(jù)氣象數(shù)據(jù)的入庫頻率,使用MySQL集群存儲氣象數(shù)據(jù),通過MySQL的分表分區(qū)功能實現(xiàn)了氣象數(shù)據(jù)的有序管理,加快氣象數(shù)據(jù)的檢索速度,通過MySQL的主從復制架構實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫中有關數(shù)據(jù)操作的讀寫分離,降低氣象網(wǎng)站的負載壓力。相關數(shù)據(jù)庫的功能設計從數(shù)據(jù)存儲角度提高了子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理效率。(4)開發(fā)基于NC文件的數(shù)據(jù)解碼程序與基于SSM框架的氣象數(shù)據(jù)調度程序,分別解析非結構化氣象數(shù)據(jù)與結構化氣象數(shù)據(jù),并完成氣象原始數(shù)據(jù)到氣象數(shù)據(jù)資料的轉化,為氣象預報系統(tǒng)提供了豐富的氣象數(shù)據(jù)衍生資料。(5)在上述工作的基礎上,根據(jù)改進后的氣象數(shù)據(jù)處理方案并結合軟件設計的基本思想,研發(fā)并實現(xiàn)了氣象預報數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng),通過國�？萍加邢薰镜臍庀髢染W(wǎng)對氣象數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)資料的生成分別進行測試,驗證本文提出的技術方案不僅能夠高效采集大數(shù)據(jù)量的氣象數(shù)據(jù),而且具備將采集到的數(shù)據(jù)進行快速分析與調用以生成氣象數(shù)據(jù)資料的能力,基本滿足了子系統(tǒng)的預期設計需求。
【圖文】：

圖 1-1 AccuWeather 氣象數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)架構圖AccuWeather 系統(tǒng)架構由數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)預處理模塊、數(shù)據(jù)分類處理模塊和數(shù)據(jù)調用模塊組成，其中數(shù)據(jù)采集模塊直接采集各種探測設備的原始數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)預處理模塊按照氣象數(shù)據(jù)處理規(guī)則[9]進行規(guī)格化處理；數(shù)據(jù)分類處理模塊將各類數(shù)據(jù)信息按照功能需求不同進行分類處理并生成不同時效的氣象數(shù)據(jù)；統(tǒng)一應用程序訪問接口生成不同格式的氣象數(shù)據(jù)資料，供氣象公司采集并制作氣象預報業(yè)務。AccuWeather 系統(tǒng)不僅從各種探測設備上采集實時觀測數(shù)據(jù)，而且還使用高精度的氣象預報模型與氣象隨機算法，比如 ECMEF、美國的 GFS 氣象模型和 CFSv2 氣象模型等，旨在提高氣象預報的準確率。AccuWeather 系統(tǒng)使用專有的通用預報數(shù)據(jù)庫(UFDB)，可以存儲近幾十年內的氣象數(shù)據(jù)信息并根據(jù)預測模型生成預測結果，系統(tǒng)的預報范圍也從美國逐步拓展到全球。AccuWeather 系統(tǒng)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、預處理、計算和發(fā)布的一整套的氣象數(shù)據(jù)處理方案，為全美境內的氣象公司提供了精確和全面的數(shù)據(jù)服務，AccuWeather 系統(tǒng)還使用了基于美國和全球范圍內的專利技術與數(shù)據(jù)處理解決方案，，使得系統(tǒng)模塊間銜接流暢。

第一章 緒論，數(shù)據(jù)覆蓋范圍廣，滿足氣象預報制作的基本數(shù)據(jù)需求。二、支持不同語言和操作的數(shù)據(jù)采集。包括主流的 Linux 和 Window 操作的各個版本，并提供不同編程語言據(jù)調用，包括 C++、C、Python、Fortan 等。三、支持返回多種數(shù)據(jù)格式，滿足調對氣象數(shù)據(jù)的格式需求。省級 CIMISS 系統(tǒng)不僅可以檢索出 XML、HTML、JSOXT 等格式文件，還可以根據(jù)調用語言的不同直接返回結構體或類。由于省MISS 系統(tǒng)的優(yōu)秀特性和國家氣象數(shù)據(jù)中心的大力支持，氣象公司可以直接從省級MISS 系統(tǒng)直接檢索源數(shù)據(jù)到氣象預報系統(tǒng)中，然后使用 B/S 或 C/S 架構完成氣象。這種氣象數(shù)據(jù)采集方式具有數(shù)據(jù)權威性強的優(yōu)點，采集到的數(shù)據(jù)可以通過 We直觀的展示。圖 1-2 是國家氣象信息數(shù)據(jù)共享平臺的架構分析圖。
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP311.52

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本文編號：2684168