海量氣象數(shù)據(jù)計(jì)算處理及可視化在決策氣象服務(wù)移動平臺上的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2021-11-08 13:00
針對高效智能的決策氣象服務(wù)需求及海量氣象數(shù)據(jù)在移動端應(yīng)用瓶頸,國家氣象中心氣象大數(shù)據(jù)處理及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)研發(fā)了中央氣象臺決策氣象服務(wù)移動平臺,本文介紹了該平臺服務(wù)器和移動終端總體結(jié)構(gòu),及其在氣象實(shí)況監(jiān)測、基于位置服務(wù)的精細(xì)化網(wǎng)格預(yù)報(bào)、預(yù)報(bào)預(yù)警、決策服務(wù)產(chǎn)品快速推送、災(zāi)害性天氣智能提醒等方面的功能特點(diǎn),并通過分布式實(shí)時(shí)計(jì)算處理框架、HTML5和移動GIS等關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對海量氣象數(shù)據(jù)高效處理計(jì)算、移動網(wǎng)絡(luò)傳輸、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、移動端實(shí)時(shí)渲染和交互操作等。該平臺在國家、省級決策氣象服務(wù)業(yè)務(wù)應(yīng)用中運(yùn)行穩(wěn)定,在臺風(fēng)登陸、暴雨災(zāi)害、重大活動等氣象服務(wù)保障中發(fā)揮了重要作用,為決策氣象服務(wù)人員提供了基于位置服務(wù)的氣象實(shí)況、預(yù)報(bào)預(yù)警、決策服務(wù)產(chǎn)品推送、災(zāi)害性天氣智能提醒等綜合服務(wù)功能,對建設(shè)智慧型氣象服務(wù)系統(tǒng)具有重要意義。
【文章來源】:氣象科技. 2020,48(05)
【文章頁數(shù)】:8 頁
【部分圖文】:
平臺首頁功能和降水實(shí)況報(bào)警
平臺總體上劃分為服務(wù)器和客戶端;服務(wù)器主要提供決策氣象服務(wù)移動平臺需要的數(shù)據(jù)、地圖、功能及算法服務(wù)等,其業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)主要來源于全國綜合氣象信息共享平臺(簡稱CIMISS)和中央氣象臺產(chǎn)品庫,移動客戶端主要實(shí)現(xiàn)基于位置服務(wù)的災(zāi)害性天氣監(jiān)測、預(yù)報(bào)預(yù)警、氣象災(zāi)害應(yīng)急決策服務(wù)等各類氣象資料的綜合顯示、分析和快速推送等,如下圖1所示:(1)數(shù)據(jù)源。數(shù)據(jù)源是決策氣象服務(wù)移動平臺所需的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的主要來源,包括來源于中國氣象局CIMISS數(shù)據(jù)環(huán)境[7]中的精細(xì)化網(wǎng)格預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)、自動站和雷達(dá)數(shù)據(jù),基礎(chǔ)地理信息服務(wù)數(shù)據(jù),中央氣象臺產(chǎn)品庫中的預(yù)報(bào)預(yù)警(臺風(fēng)、降水、氣溫、環(huán)境、強(qiáng)對流天氣等)數(shù)據(jù)、決策氣象服務(wù)產(chǎn)品和衛(wèi)星產(chǎn)品等。平臺使用統(tǒng)一數(shù)據(jù)訪問接口和引擎,實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)層的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、分布式數(shù)據(jù)文件及傳統(tǒng)文件等數(shù)據(jù)的統(tǒng)一訪問和快速解碼、內(nèi)存數(shù)據(jù)組織、索引管理等一系列處理,進(jìn)入決策氣象服務(wù)移動平臺服務(wù)器。
(2)基于HTML5技術(shù)的移動終端可視化。基于HTML5Canvas、WebGL兩種方式對高時(shí)空分辨率氣象數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的動態(tài)可視化進(jìn)行了研究,平臺對臺風(fēng)監(jiān)測預(yù)報(bào)、精細(xì)化網(wǎng)格預(yù)報(bào)顯示、基于位置的城市天氣預(yù)報(bào)服務(wù)、決策氣象服務(wù)產(chǎn)品顯示等提供了一套高效的移動終端可視化技術(shù)流程,如圖2所示;贑anvas和WebGL兩種渲染技術(shù)實(shí)現(xiàn)了一套統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)渲染繪圖接口,該繪圖接口可以按照用戶自定義配置渲染方式、顏色模板、氣象符號等樣式文件對氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行繪制。對于臺風(fēng)監(jiān)測預(yù)報(bào)路徑的顯示,平臺提供了豐富的氣象符號,在移動前端采用Canvas方式實(shí)現(xiàn)臺風(fēng)監(jiān)測和預(yù)報(bào)路徑在可縮放地圖模式下的渲染繪制;對于精細(xì)化網(wǎng)格預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)繪制顯示,因其分辨率高、數(shù)據(jù)量大,因此選擇WebGL渲染加速方式,提高精細(xì)化網(wǎng)格預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)繪圖顯示效率,平臺服務(wù)器對精細(xì)化網(wǎng)格預(yù)報(bào)進(jìn)行等值線分析,然后在瀏覽器端向服務(wù)端發(fā)送請求后保存在客戶端的內(nèi)存,采用格點(diǎn)圖層實(shí)現(xiàn)格點(diǎn)值,等值線繪制、等值面填色顯示等。以上基于HTML5技術(shù)渲染繪制的模塊,可以通過移動端的控件封裝顯示來集成進(jìn)移動客戶端主框架。例如,Android操作系統(tǒng)下采用WebView,iOS操作系統(tǒng)下采用UIWebView進(jìn)行封裝集成。對于以上所有數(shù)據(jù),為提高氣象數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸、移動端顯示效率,同樣在移動平臺服務(wù)器端對氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行了壓碼、緩存處理,并在移動終端采用了解碼和緩存處理技術(shù)。4.2 STORM框架下的海量氣象數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)計(jì)算處理技術(shù)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]CIMISS數(shù)據(jù)存儲管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化及應(yīng)用[J]. 向筱銘,徐曉莉,楊雪,高峰,胡曉潤. 氣象科技. 2019(02)
[2]基于微信“小程序”的公眾氣象服務(wù)應(yīng)用[J]. 張鋒,鄧闖,李建,劉敏,陳錦慧. 氣象科技. 2019(02)
[3]MICAPS4網(wǎng)絡(luò)平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 胡爭光,高嵩,薛峰,于連慶. 應(yīng)用氣象學(xué)報(bào). 2018(01)
[4]Spark Streaming框架下的氣象自動站數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)[J]. 趙文芳,劉旭林. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2018(01)
[5]天氣通5.4版本上線 接入微博同城信息流[J]. 馬漢. 計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò). 2017(04)
[6]基于Android平臺開發(fā)氣象雷達(dá)“小助手”APP軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 韓志平,李穎,歐陽雙. 氣象科技. 2016(04)
[7]基于移動互聯(lián)網(wǎng)的交通氣象服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J]. 楊忠恩,魏晨,馬琰鋼,鄭偉才. 氣象科技. 2016(03)
[8]基于Redis內(nèi)存數(shù)據(jù)庫的快速查找算法[J]. 郎泓鈺,任永功. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件. 2016(05)
[9]面向大數(shù)據(jù)的Storm框架研究與應(yīng)用[J]. 趙菲,林穗,高西剛. 微型機(jī)與應(yīng)用. 2016(06)
[10]“智慧氣象”內(nèi)涵及特征分析[J]. 沈文海. 中國信息化. 2015(01)
本文編號:3483747
【文章來源】:氣象科技. 2020,48(05)
【文章頁數(shù)】:8 頁
【部分圖文】:
平臺首頁功能和降水實(shí)況報(bào)警
平臺總體上劃分為服務(wù)器和客戶端;服務(wù)器主要提供決策氣象服務(wù)移動平臺需要的數(shù)據(jù)、地圖、功能及算法服務(wù)等,其業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)主要來源于全國綜合氣象信息共享平臺(簡稱CIMISS)和中央氣象臺產(chǎn)品庫,移動客戶端主要實(shí)現(xiàn)基于位置服務(wù)的災(zāi)害性天氣監(jiān)測、預(yù)報(bào)預(yù)警、氣象災(zāi)害應(yīng)急決策服務(wù)等各類氣象資料的綜合顯示、分析和快速推送等,如下圖1所示:(1)數(shù)據(jù)源。數(shù)據(jù)源是決策氣象服務(wù)移動平臺所需的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的主要來源,包括來源于中國氣象局CIMISS數(shù)據(jù)環(huán)境[7]中的精細(xì)化網(wǎng)格預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)、自動站和雷達(dá)數(shù)據(jù),基礎(chǔ)地理信息服務(wù)數(shù)據(jù),中央氣象臺產(chǎn)品庫中的預(yù)報(bào)預(yù)警(臺風(fēng)、降水、氣溫、環(huán)境、強(qiáng)對流天氣等)數(shù)據(jù)、決策氣象服務(wù)產(chǎn)品和衛(wèi)星產(chǎn)品等。平臺使用統(tǒng)一數(shù)據(jù)訪問接口和引擎,實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)層的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、分布式數(shù)據(jù)文件及傳統(tǒng)文件等數(shù)據(jù)的統(tǒng)一訪問和快速解碼、內(nèi)存數(shù)據(jù)組織、索引管理等一系列處理,進(jìn)入決策氣象服務(wù)移動平臺服務(wù)器。
(2)基于HTML5技術(shù)的移動終端可視化。基于HTML5Canvas、WebGL兩種方式對高時(shí)空分辨率氣象數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的動態(tài)可視化進(jìn)行了研究,平臺對臺風(fēng)監(jiān)測預(yù)報(bào)、精細(xì)化網(wǎng)格預(yù)報(bào)顯示、基于位置的城市天氣預(yù)報(bào)服務(wù)、決策氣象服務(wù)產(chǎn)品顯示等提供了一套高效的移動終端可視化技術(shù)流程,如圖2所示;贑anvas和WebGL兩種渲染技術(shù)實(shí)現(xiàn)了一套統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)渲染繪圖接口,該繪圖接口可以按照用戶自定義配置渲染方式、顏色模板、氣象符號等樣式文件對氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行繪制。對于臺風(fēng)監(jiān)測預(yù)報(bào)路徑的顯示,平臺提供了豐富的氣象符號,在移動前端采用Canvas方式實(shí)現(xiàn)臺風(fēng)監(jiān)測和預(yù)報(bào)路徑在可縮放地圖模式下的渲染繪制;對于精細(xì)化網(wǎng)格預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)繪制顯示,因其分辨率高、數(shù)據(jù)量大,因此選擇WebGL渲染加速方式,提高精細(xì)化網(wǎng)格預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)繪圖顯示效率,平臺服務(wù)器對精細(xì)化網(wǎng)格預(yù)報(bào)進(jìn)行等值線分析,然后在瀏覽器端向服務(wù)端發(fā)送請求后保存在客戶端的內(nèi)存,采用格點(diǎn)圖層實(shí)現(xiàn)格點(diǎn)值,等值線繪制、等值面填色顯示等。以上基于HTML5技術(shù)渲染繪制的模塊,可以通過移動端的控件封裝顯示來集成進(jìn)移動客戶端主框架。例如,Android操作系統(tǒng)下采用WebView,iOS操作系統(tǒng)下采用UIWebView進(jìn)行封裝集成。對于以上所有數(shù)據(jù),為提高氣象數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸、移動端顯示效率,同樣在移動平臺服務(wù)器端對氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行了壓碼、緩存處理,并在移動終端采用了解碼和緩存處理技術(shù)。4.2 STORM框架下的海量氣象數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)計(jì)算處理技術(shù)
【參考文獻(xiàn)】:
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[5]天氣通5.4版本上線 接入微博同城信息流[J]. 馬漢. 計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò). 2017(04)
[6]基于Android平臺開發(fā)氣象雷達(dá)“小助手”APP軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 韓志平,李穎,歐陽雙. 氣象科技. 2016(04)
[7]基于移動互聯(lián)網(wǎng)的交通氣象服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J]. 楊忠恩,魏晨,馬琰鋼,鄭偉才. 氣象科技. 2016(03)
[8]基于Redis內(nèi)存數(shù)據(jù)庫的快速查找算法[J]. 郎泓鈺,任永功. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件. 2016(05)
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[10]“智慧氣象”內(nèi)涵及特征分析[J]. 沈文海. 中國信息化. 2015(01)
本文編號:3483747
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