CN115470308A - 一种基于gis系统的气象信息管理平台构建方法及系统 - Google Patents

一种基于gis系统的气象信息管理平台构建方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种基于GIS系统的气象信息管理平台构建方法及系统，属于信息管理的技术领域。构建方法为：搭建服务器虚拟化运行环境；在虚拟机上部署软件集群环境；部署网络安全环境；根据配置策略构建数据解析存储模块；构建危险天气告警模块对数据解析存储模块中的数据进行监测分析；构建数据信息可视化模块对解析存储模块中的数据，以及危险天气告警模块的综合分析结果进行显示；结合多种气象数据，构建信息交互模块对航飞所需数据进行整合；根据权限需求，构建平台管理维护模块；通过接口调用，整合不同模块之间的功能，实现管理平台的构建。本发明基于GIS系统的气象信息管理平台，使多层面信息可以更好的融合显示，提高数据管理能力。

Description

一种基于GIS系统的气象信息管理平台构建方法及系统
技术领域
本发明属于信息管理的技术领域，特别是涉及一种基于GIS系统的气象信息管理平台构建方法及系统。
背景技术
GIS作为一种空间信息管理技术，在气象预报、气象灾害监测预报预警、公共气象服务、短期气候预测、应对气候变化、气象预报预测等方面都有广阔的应用空间，能够为海量气象数据管理和共享、气象数据分析展现、精细化气象预测预报、公共气象服务和气象应急指挥等应用领域提供基础科技支撑和决策支持。
GIS可以把地图独有的视觉化效果和地理分析功能与气象数据结合并进行操作，使气象数据具备空间查询和分析功能，GIS系统能够迅速整合分析卫星、雷达资料，降雨、地形资料，并且可以获取相关区域的地理信息。
现有技术中，气象数据具备离散性高、非线性强的特点，而当前的气象管理平台普遍存在着缺少数据管理模型、操作流程复杂、自动化程度不高等缺点，因此如何有效将气象数据、监测预警产品和地理信息更好融合，建立高效的数据管理模型，简化操作流程、提升平台自动化程度，实现数据调用、产品显示、产品发布一体化管理，进一步达到提高气象保障预警能力的目的，成为当前亟待解决的问题之一。
发明内容
发明目的：提出一种基于GIS系统的气象信息管理平台构建方法及系统，以解决现有技术存在的上述问题。通过气象数据、检测预警产品以及地理信息的有效融合，提高气象保障预警服务能力。
技术方案：第一方面，提出了一种基于GIS系统的气象信息管理平台构建方法，包括以下步骤：
步骤1、搭建服务器虚拟化运行环境；
步骤2、基于搭建好的运行环境，在虚拟机上部署软件集群环境；
步骤3、部署网络安全环境；
步骤4、根据配置策略构建数据解析存储模块；
步骤5、构建危险天气告警模块对数据解析存储模块中的数据进行监测分析；
步骤6、构建数据信息可视化模块对解析存储模块中的数据，以及危险天气告警模块的综合分析结果进行显示；
步骤7、结合至少两种层面的气象数据，构建信息交互模块对航飞所需数据进行整合；
步骤8、根据权限需求，构建平台管理维护模块；
步骤9、通过接口调用，整合不同模块之间的功能，实现管理平台的构建。
在第一方面的一些可实现方式中，数据解析存储模块作为平台统一的数据入口，为整个平台系统提供数据支撑；构建数据解析存储模块的过程中，进一步构建数据收集处理组件集成框架，用于实现入口数据的质量控制以及标准化处理操作。
构建数据解析存储模块实现入口数据的质量控制过程具体包括以下步骤：
步骤4.1、读取待分析的数据；
步骤4.2、对读取到的数据进行完整性检查，当检查结果为合格时，添加数据完整性检查合格标记，跳转至步骤4.3；反之，跳转至步骤4.8；
步骤4.3、对符合完整性检查结果的数据进行界限值检查，当检查结果为合格时，添加数据界限值检查合格标记，跳转至步骤4.4；反之，跳转至步骤4.8；
步骤4.4、对符合界限值检查结果的数据进行变化范围检查，当检查结果为合格时，添加数据变化范围检查合格标记，跳转至步骤4.5；反之，跳转至步骤4.8；
步骤4.5、对符合界变化范围检查结果的数据进行空间一致性检查，当检查结果为合格时，添加数据空间一致性检查合格标记，跳转至步骤4.6；反之，跳转至步骤4.8；
步骤4.6、对符合界空间一致性检查结果的数据进行时间一致性检查，当检查结果为合格时，添加数据时间一致性检查合格标记，跳转至步骤4.7；反之，跳转至步骤4.8；
步骤4.7、将合格产品添加至合格产品表，跳转至步骤4.9；
步骤4.8、设置质量检查结果不合格标记，并计入不合格产品表；
步骤4.9、对产品表进行数据质量标识；
步骤4.10、对完成数据质量标识的数据进行人工审核，当审核结果为异常时，跳转至步骤4.11；反之，跳转至步骤4.12；
步骤4.11、采用人工修正与进一步审核判断；
步骤4.12、并将人工审核作业执行结果写入作业状态信息表；
步骤4.13、将数据质量控制过程中产生的作业数据生成日志，并记录。
构建所述数据解析存储模块的过程中，在面向处理海量数据时，进一步构建一个高性能批处理分布式并行计算编程框架，将所有计算转换为流式操作的方式，实现大量数据的并行处理。
构建所述数据信息可视化模块的过程具体包括以下步骤：
步骤6.1、基于二维和三维的联动技术构建不同维度的可视化模块；
步骤6.2、根据可视化图层的编辑需求，构建信息图层管理模块；
步骤6.3、根据所需的天气图填图要素，构建气象实况数据填图模块；
步骤6.4、根据气象数据查看需求，构建交互模块。
在第一方面的一些可实现方式中，构建所述危险天气告警模块时，基于航空气象保障的差异化特点，以及气象要素和天气现象对不同航线的航班产生影响的程度，通过对民航中心发布的预警信息引接显示、对实况数据的采集监测、对数值预报模式中的气象产品进行综合分析和监测，实现民航中心官方发布的预警信息显示、实况数据和模式计算所得的危险天气提醒显示、实现航空分区恶劣天气现象警告显示、影响机场天气警报显示，以及极端天气的监测告警。
利用所述危险天气告警模块实现强对流天气监测预报的过程中，利用静止气象卫星产品识别中尺度对流系统，获取中尺度对流系统的范围大小、形状和持续时间特征参数，并基于获取到特征参数利用慢特征方法第强对流云团进行跟踪，从而实现强对流天气监测。
利用所述危险天气告警模块实现空中积冰监测的过程中，通过对FY-2F的可见光通道和中红外通道的数据资料作双通道反演得到云光学厚度和有效粒子半径，然后用云反演得到的云微物理参数对云层的积冰潜势和强度时行判断，从而识别出积冰区的空间范围、积冰发生的概率和积冰强度。
在第一方面的一些可实现方式中，构建所述信息交互模块的过程具体包括以下步骤：
步骤7.1、构建状态监控模块；
步骤7.2、构建任务调度模块；
步骤7.3、构建日志审计模块。
第二方面，提出一种基于GIS系统的气象信息管理平台构建系统，用于实现平台构建方法，该系统具体包括以下模块：
环境搭建模块，被设置为根据软硬件的作业需求，搭建运行环境；
功能构建模块，被设置为根据功能任务搭建对应的功能模块；
整合模块，被设置为通过接口调用，整合不同的功能模块，实现管理平台的构建。
有益效果：本发明提出了一种基于GIS系统的气象信息管理平台构建方法及系统，基于GIS系统的气象信息管理平台，使气象数据、监测预警产品和地理信息更好融合显示，有效提高了气象保障预警服务能力。
附图说明
图1为本发明的数据处理流程图。
图2为本发明数值质量控制流程图。
图3为本发明于MapReduce的多源海量大数据自动化批处理流程图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
实施例一
在一个实施例中，提出一种基于GIS系统的气象信息管理平台构建方法，如图1所示，该方法具体包括以下步骤：
步骤1、搭建服务器虚拟化运行环境；
步骤2、基于搭建好的运行环境，在虚拟机上部署软件集群环境；
步骤3、部署网络安全环境；
步骤4、根据配置策略构建数据解析存储模块；
步骤5、构建危险天气告警模块对数据解析存储模块中的数据进行监测分析；
步骤6、构建数据信息可视化模块对解析存储模块中的数据，以及危险天气告警模块的综合分析结果进行显示；
步骤7、结合至少两种层面的气象数据，构建信息交互模块对航飞所需数据进行整合；
步骤8、根据权限需求，构建平台管理维护模块；
步骤9、通过接口调用，整合不同模块之间的功能，实现管理平台的构建。
本实施例在满足软件运行的环境中，构建气象数据管理平台，通过数据模块之间的整合，完成数据之间的融合和显示，有效增加离散气象数据之间耦合性，提高数据管理能力，提升气象保障预警服务的能力。
实施例二
在实施例一的基础上，构建的数据解析存储模块作为平台统一的数据入口，为整个平台系统提供数据支撑，同时通过数据收集处理组件集成框架，完成入口数据的质量控制以及标准化处理等操作。
具体的，作为数据提供基础，在数据处理的过程中常会因为数据源的多方面以及海量，导致数据解析的过程存在延迟高、吞吐能力不足的缺陷，按照现有技术中I/O队列机制，难以满足实际应用的需求。本实施例通过守护进程实时监听感知各引接数据源数据到报情况，并驱动触发并发式实时数据引接程序，以多进程、多线程的方式执行系列引接汇集任务，结合线程池控制线程的创建、执行和撤销功能，并根据引接汇集任务作业数据量和单任务负荷动态调整线程数量，实现多任务并发的负载均衡，从而提高实时数据引接汇集的吞吐量和运行效率。数据质量控制处理过程包括：完整性检查、界限值检查、变化范围检查、空间一致性检查、时间一致性检查以及数据质量标识等。
实现入口数据质量控制的过程，如图2所示，具体包括以下步骤：
步骤1、读取待分析的数据；
步骤2、对读取到的数据进行完整性检查，当检查结果为合格时，添加数据完整性检查合格标记，跳转至步骤3；反之，跳转至步骤8；
步骤3、对符合完整性检查结果的数据进行界限值检查，当检查结果为合格时，添加数据界限值检查合格标记，跳转至步骤4；反之，跳转至步骤8；
步骤4、对符合界限值检查结果的数据进行变化范围检查，当检查结果为合格时，添加数据变化范围检查合格标记，跳转至步骤5；反之，跳转至步骤8；
步骤5、对符合界变化范围检查结果的数据进行空间一致性检查，当检查结果为合格时，添加数据空间一致性检查合格标记，跳转至步骤6；反之，跳转至步骤8；
步骤6、对符合界空间一致性检查结果的数据进行时间一致性检查，当检查结果为合格时，添加数据时间一致性检查合格标记，跳转至步骤7；反之，跳转至步骤8；
步骤7、将合格产品添加至合格产品表，跳转至步骤9；
步骤8、设置质量检查结果不合格标记，并计入不合格产品表；
步骤9、对产品表进行数据质量标识；
步骤10、对完成数据质量标识的数据进行人工审核，当审核结果为异常时，跳转至步骤11；反之，跳转至步骤12；
步骤11、采用人工修正与进一步审核判断；
步骤12、并将人工审核作业执行结果写入作业状态信息表；
步骤13、将数据质量控制过程中产生的作业数据生成日志，并记录。
优选实施例中，在数据均一性检查的过程中，通过计算信噪比SBN来判断2个相邻子序列的均值是否有显著差异，以此对突变进行检验。X1(S1)和X2(S2)分别是突变点2端的2个时期的平均值均方根差。做比较的时段n1和n2可根据需要设定,它们的取值影响SBN的显著水平,一般对一连续随机变量均匀分段,即n取等值。对于研究对象着眼于百年内的年代际突变可取n＝10，则SBN>1时达到95％的信度水平，确定为突变；SBN>2时，确定为强突变。
SBN＝|X1+X2|/S1+S2
在对造成虚假突变的原因进行分析的基础上，对产生虚假突变的卫星产品进行订正，从而在没有改变资料变化趋势的情况下有效消除虚假突变，保证资料的连续准确。
空间一致性检查的过程中，采用利用正态分布概率模型确定小概率事件的控制参数，识别出观测样本中的可疑值。该方法可以给出明确的误判率，控制参数的选择以统计模型为基础，较为客观简便。利用正态分布概率模型，判断被检点与参考点全月逐日差值序列中某值出现的概率，若该值出现的概率小于预期中的小概率口，则认为这是一个小概率事件，认定该值有误。优选实施例中，为了减少抽样随机性及大范围异常天气对资料质量控制结果的影响，选择多个参考点进行检测。若被检点观测值的异常是由某种非天气因素导致的，将表现为被检点与各个参考点的差值，将被检点做被减数，同为异常大值，即观测记录高于实际值，或异常小值，即观测记录低于实际值。由差值稳定性的原理可知当两相邻两点某要素的相关度越高时，两点同一要素差值越稳定。由于不同卫星产品的空间相关程度不尽相同，因此同一被检点不同待检要素所选的参考点可能不同。
在进一步的实施例中，面向气象数据的种类、数据量、格式等处理问题，现有技术很难满足长时间序列、大规模的气象要素资料处理需求，因此本实施例进一步构建一个高性能批处理分布式并行计算编程框架，通过将所有计算转换为流式操作的方式，实现大量数据的并行处理。
具体的，利用并行计算编程框架实现批处理并行计算工作的过程如图3所示，包括以下步骤：
步骤1、接收不同文件格式的数据；
步骤2、构架文件格式转换函数，并对不同格式的数据进行格式转换；
步骤3、构建数据输入块并将数据块映射到对应的任务中，实现数据分块；
步骤4、利用记录读取器对数据块实现键值对的转换，令任务得到适合读取的键值对；
步骤5、在数据映射的过程中，通过并行处理实现数据块的处理，并将计算结果构成数据集合；
步骤6、对数据集合进行分区与排序，获得不同的子集合；
步骤7、将子集合组成的迭代器作为输入源，通过用户自定义规约功能进行数据的规约与合并；
步骤8、通过构建的文件格式转换函数设置输出数据的格式；
步骤9、根据设置的数据数据格式在预设的数据文件路径中，将数据输出。
优选实施例中，基于MapReduce框架将所有计算过程组织成流式操作，根据并行处理的实际处理要求，对框架中的数据格式、数据分块、并行化处理、中间结果分区与排序、数据块合并等功能进行实现，适用TB、PB级海量数据的离线处理能力。
MapReduce作业调度和执行的过程中，任务作为基本单位，每个MapReduce任务都被初始化为一个Job，每个Job又可以分为两个阶段：map阶段和reduce阶段。运作在MapReduce框架中的数据均以<key,value>的形式组织，框架中的数据均被转化为<key,value>键值对，并以键值对的形式进入该框架的map任务和reduce任务中，直至最终处理生成结果。其中，map函数接收一个<key,value>形式的输入，然后同样产生一个<key,value>形式的中间输出，Hadoop函数接收一个如<key,(list of values)>形式的输入，然后对这个value集合进行处理，每个reduce产生0或1个输出，reduce的输出也是<key,value>形式的。
本事实例中构建的数据解析存储模块在现有空间数据库基础上，充分运用RS，GPS和GIS技术，根据配置策略调用相应的参数及算法进行多源异构气象数据的引接、处理、解析存储，为实现后续的数据交互提供健全的交换机制。
实施例三
在实施例一的基础上，构建的数据信息可视化模块基于三维和二维的联动技术，实现不同层面的气象数据呈现。构建数据信息可视化模块的过程具体包括以下步骤：
步骤1、基于二维和三维的联动技术构建不同维度的可视化模块，用于实现各类气象数据不同维度上的可视化；其中二维信息对宏观信息进行综合展现，三维信息对局部精细化细节进行展现；优选实施例中，启动三维平台同时将二维平台与三维平台同步联动，在二维或三维平台上拖动或移动位置，另一平台的显示位置也会同步进行更改。
步骤2、根据可视化图层的编辑需求，构建信息图层管理模块，该模块可实现信息图层增加、信息图层删除、信息图层编辑和信息图层保存的管理功能；
步骤3、构建气象实况数据填图模块，用于根据气象业务规定相关填图标准，制作天气图填图要素，为气象图的展示提供基本元素；
步骤4、根据用户交互需求构建交互模块，实现用户对数据的不同层面可视化的需求。
本实施例提出的数据信息可视化模块可实现气象实况、航班信息和预报产品等各类数据、信息及产品的综合显示功能，并对气象数据、航班信息进行查询检索。
实施例四
在实施例一的基础上，危险天气告警模块基于航空气象保障的差异化特点，以及高影响气象要素和天气现象对对不同航线的航班产生影响的不同程度，通过对民航中心发布的预警信息引接显示、对实况数据的采集监测、对数值预报模式中的气象产品进行综合分析和监测，实现民航中心官方发布的预警信息显示、实况数据和模式计算所得的危险天气提醒显示、实现航空分区恶劣天气现象警告显示、实现影响机场天气警报显示，重点对强对流天气、低空风切变、低能见度、强降水、空中积冰等高影响天气监测告警。
具体的，危险天气告警模块实现强对流天气监测预报的过程包括以下步骤：
步骤1、根据监测需求，获取中尺度对流系统的周边界限，并通过计算获得特征区域面积S特征：
Figure BDA0003875118030000081
式中，Si,j表示像元面积；n表示中尺度对流系统包含的像元个数。
步骤2、获得中尺度对流系统的重心特征：
Figure BDA0003875118030000082
Figure BDA0003875118030000091
式中，(x0,y0)表示中尺度对流系统的重心坐标；xi表示第i个像元的经度；yi表示第i个像元的纬度；ti表示第i个像元的黑体亮度温度值。
步骤3、获得偏心率特征：
e＝b/a
式中，a表示拟合椭圆的长轴；b表示拟合椭圆的短轴。令拟合椭圆的中心位于中尺度对流系统的重心，通过最小二乘拟合可得其长轴和短轴的数值：
Figure BDA0003875118030000092
Figure BDA0003875118030000093
式中，p和q的获取过程为：
Figure BDA0003875118030000094
Figure BDA0003875118030000095
式中，xi表示中尺度对流系统的周边界限第i个观测点的经度值；yi表示中尺度对流系统的周边界限第i个观测点的纬度值；n表示中尺度对流系统包含的像元个数。
步骤4、综合获得的特征采用慢特征方法第强对流云团进行跟踪，从而实现强对流天气监测。
危险天气告警模块实现空中积冰监测的过程为：通过对FY-2F的可见光通道和中红外通道的数据资料作双通道反演得到云光学厚度和有效粒子半径，然后用云反演得到的云微物理参数对云层的积冰潜势和强度时行判断，从而识别出积冰区的空间范围、积冰发生的概率和积冰强度。
具体包括以下步骤：
步骤1、获取卫星监测数据，并返回数据内的所有数据集；
步骤2、将数据集中所需的可见光通道数据存储预设数组；
步骤3、根据需求依次读取数据集中不同数据表存取相应的数组；
步骤4、将积冰强度和概率计算的函数整合到一个文件中，并对所需要的所有直接可得数据进行读取；
步骤5、根据读取到的可见光通道和中红外通道的计数值调用不同的转化函数得到可见光通道的实际反照率和中红外的实际散射福射值；
步骤6、在不同通道反演插值函数所需的参数，插值得到光学厚度和有效粒子半径，继而求得液水路径；
步骤7、根据有效云温、云顶温度、光学厚度、有效粒子半径计算出每个像元上积冰概率和积冰强度值。
危险天气告警模块实现浅层风分析预报的过程包括平均风廓线和阵风预报方法，首先对每月的地面风和浅层风统计各高度平均风速的差值，并对大风个例进行逐一分析，建立基于相关性的回归预报方程，随后依据地面风来预报近地面层各高度的平均风速。其中，回归方程的表达式为：
ΔV＝B0+B1X1+B2X2+B3X3+B4X4
式中，ΔV表示待预报变量；Bi表示回归系数；X1表示地面风冷暖性质；X2表示量级；X3表示影响时段；X4表示影响方式。过程天气下，发射场浅层风各层平均风速差异ΔV与大风性质有关，热力性质和冷暖结合性质的大风风速切变大，北路冷锋大风风速切变小，西路冷锋大风、西北路冷锋大风、动量下传大风的风速切变介于两者之间；西路、西北路冷锋大风风速切变主要与影响方式相关性较好，风速切变以冷暖交替型冷锋最大，扩散型冷锋次之，冷冷交替型冷锋和渗透型冷锋最小；冷锋大风和动量下传大风相比，则以冷锋大风的风速切变大。由于风速的剧烈变化会形成阵风，出现瞬时风速明显大于平均风速的现象，
根据一个待定的参数，采用幂次律实现一个高度风速推算另一个高度风速的目的，在强风的情况下，大气处于中性层结状态，恰好能满足幂次律要求。其中幂次律的表达式为：
Figure BDA0003875118030000101
式中，U表示预测风速；U1表示一直高度的风速；z1表示U1对应的高度；z表示U对应的高度；a表示幂指数。
危险天气告警模块实现高空风分析预报的过程中，采用格点预报法利用周围台站的实时气象资料，加上数值预报资料，进行上游能量输入的量化计算，从而计算出场区高空风场的变化率得出高空风定量预报值。针对高度分析过程中存在的季节特性，对场区的高空风变化情况进行气候统计分析，利用高空风变化规律，结合气候特征得到高空风预报的订正值。
为了提高预报精度，进一步采用卡尔曼滤波方法，通过利用前一时刻预报误差反馈到原来的预报方程，并及时修正预报方程的系数，以此实现下一时刻预报精度的提高。场区通过多元回归方程建立了未来24h高空风最大风速的预报回归方程，进而利用卡尔曼滤波方法进行最大高空风速的定量预报。
实施例五
在实施例一的基础上，信息交互模块结合引接的多源异构气象数据以及航班类信息，通过技术手段，实现并提供大气环境威胁图、航路天气剖面图、航线上重要天气预报图等分析工具，在航空气象保障过程中，显示航路或终端区关键位置信息，同时提供测距、绘图等工具，便于业务人员进行操作和计算。
具体的，构建信息交互模块的过程具体包括以下步骤：
步骤1、构建状态监控模块；
状态监控模块在作业过程中，采用轮询检测的方式实时监控主机的硬件情况及应用系统的日志情况，在监测到异常时向用户发出警示信息，并同步记录产生的日志信息。具体的实现过程包括以下步骤：
步骤1.1、服务器资源性能采集程序采集CPU、磁盘和内存信息，生成硬件性能数据文件；
步骤1.2、数据发送代理读取硬件性能数据通过网络传输到数据接收代理；
步骤1.3、接收代理将性能数据存入硬件性能数据表中；
步骤1.4、故障数据分析定时监控硬件性能数据表中的数据，检测是否有报警数据；
步骤1.5、故障数据分析程序将报警数据存入硬件报警记录表中；
步骤1.6、用户登录系统，查询是否有新报警信息；
步骤1.7、数据展现单元提取报警日志记录表和应用程序日志记录表中的数据展现到前台；
步骤1.8、用户设置配置参数；
步骤1.9、配置管理单元将用户输入的数据存入数据库中。
步骤2、构建任务调度模块；
任务调度模块在作业过程中，充分利用计算资源，对需要进行处理的作业任务进行优化调度和监控管理，有效提高作业效率以及资源利用率。优选实施例中，在面对任务调度的对象为订单信息时，具体的任务调度过程包括以下步骤：
步骤2.1、接收三种不同来源的订单，他们分别是：用户编制的数据获取任务或产品制作任务的订单文件；自动任务定时器根据自动任务配置库中的配置内容生成的自动分析任务的订单文件；业务数据传输与存储下达的数据处理任务的订单文件；
步骤2.2、对接收到的订单进行标准化处理，转换成统一的订单对应并存入标准订单库中；
步骤2.3、根据订单包含的任务类型对应的校验规则对订单进行校验，通过校验的标准订单会交由任务计划编排功能更具编制策略和优先级规则对订单进行编制；若校验不通过，则记录订单校验失败的相关日志；
步骤2.4、计划编制后将订单包含的任务及任务的启动时间编制成任务计划并存入任务计划库中，这些任务计划会在它们的启动时间到达时通过任务启动功能启动相应的任务；在任务启动时，从任务流程配置库中取出任务类型对应的流程模板ID，并将流程模板ID及相关的任务参数发送给遥感数据任务单处理的任务单管理子模块；
步骤2.5、当任务单管理接收到任务启动发送的流程模板ID并提取到相应的任务参数后，根据流程模板的配置将任务参数转换成标准的流程参数；
步骤2.6、根据流程模板ID及转换后标准的流程参数创建流程实例，并依次执行流程实例的每一个作业步，在作业步的执行过程中需要进行数据调取，从文件系统或数据库中提取各类数据和产品，并需要调取计算资源对数据进行相关的处理；
步骤2.7、在每一个作业步完成之后都需要通知任务调度模块，更新任务执行状态；
步骤2.8、在流程全部完成之后，告知用户任务执行完成；同时，告知任务调度监控，并记录监控文件。
步骤3、构建日志审计模块；
在实际应用中，日志审计模块用于记录和跟踪各种作业状态的变化，以及对各种安全事故的定位，同时针对作业过程中产生的作业数据进行保存和管理。为了提高日志信息的可信度，在存储日志信息的过程中，对日志信息进行加密存储，且仅将查询管理权限授予管理员一人。
实施例六
在一个实施例中，提出一种基于GIS系统的气象信息管理平台构建系统，用于实现气象信息管理平台构建方法，该系统具体包括以下模块：
环境搭建模块，被设置为根据软硬件的作业需求，搭建运行环境；
功能构建模块，被设置为根据功能任务搭建对应的功能模块；
整合模块，被设置为通过接口调用，整合不同的功能模块，实现管理平台的构建。
在进一步的实施例中，构建气象信息管理平台的过程中，首先采用环境搭建模块搭建服务器虚拟化运行环境，并基于搭建好的运行环境，在虚拟机上部署软件集群环境。为了提高气象信息管理平台的数据安全性，环境搭建模块进一步对网络安全环境进行部署。其次，根据用户功能需求利用功能构建模块搭建数据解析存储模块、危险天气告警模块、数据信息可视化模块、信息交互模块以及平台管理维护模块。最后，利用整合模块对功能构建模块构建出的功能该模块进行整合，通过接口调用，整合不同模块之间的功能，实现管理平台的构建。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。

Claims (10)

1.一种基于GIS系统的气象信息管理平台构建方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤1、搭建服务器虚拟化运行环境；
步骤2、基于搭建好的运行环境，在虚拟机上部署软件集群环境；
步骤3、部署网络安全环境；
步骤4、根据配置策略构建数据解析存储模块；
步骤5、构建危险天气告警模块对数据解析存储模块中的数据进行监测分析；
步骤6、构建数据信息可视化模块对解析存储模块中的数据，以及危险天气告警模块的综合分析结果进行显示；
步骤7、结合至少两种层面的气象数据，构建信息交互模块对航飞所需数据进行整合；
步骤8、根据权限需求，构建平台管理维护模块；
步骤9、通过接口调用，整合不同模块之间的功能，实现管理平台的构建。
2.根据权利要求1所述的一种基于GIS系统的气象信息管理平台构建方法，其特征在于，所述数据解析存储模块作为平台统一的数据入口，为整个平台系统提供数据支撑；
构建数据解析存储模块的过程中，进一步构建数据收集处理组件集成框架，用于实现入口数据的质量控制以及标准化处理操作。
3.根据权利要求1所述的一种基于GIS系统的气象信息管理平台构建方法，其特征在于，构建数据解析存储模块实现入口数据的质量控制过程具体包括以下步骤：
步骤4.1、读取待分析的数据；
步骤4.2、对读取到的数据进行完整性检查，当检查结果为合格时，添加数据完整性检查合格标记，跳转至步骤4.3；反之，跳转至步骤4.8；
步骤4.3、对符合完整性检查结果的数据进行界限值检查，当检查结果为合格时，添加数据界限值检查合格标记，跳转至步骤4.4；反之，跳转至步骤4.8；
步骤4.4、对符合界限值检查结果的数据进行变化范围检查，当检查结果为合格时，添加数据变化范围检查合格标记，跳转至步骤4.5；反之，跳转至步骤4.8；
步骤4.5、对符合界变化范围检查结果的数据进行空间一致性检查，当检查结果为合格时，添加数据空间一致性检查合格标记，跳转至步骤4.6；反之，跳转至步骤4.8；
步骤4.6、对符合界空间一致性检查结果的数据进行时间一致性检查，当检查结果为合格时，添加数据时间一致性检查合格标记，跳转至步骤4.7；反之，跳转至步骤4.8；
步骤4.7、将合格产品添加至合格产品表，跳转至步骤4.9；
步骤4.8、设置质量检查结果不合格标记，并计入不合格产品表；
步骤4.9、对产品表进行数据质量标识；
步骤4.10、对完成数据质量标识的数据进行人工审核，当审核结果为异常时，跳转至步骤4.11；反之，跳转至步骤4.12；
步骤4.11、采用人工修正与进一步审核判断；
步骤4.12、并将人工审核作业执行结果写入作业状态信息表；
步骤4.13、将数据质量控制过程中产生的作业数据生成日志，并记录。
4.根据权利要求1所述的一种基于GIS系统的气象信息管理平台构建方法，其特征在于，构建所述数据解析存储模块的过程中，在面向处理海量数据时，进一步构建一个高性能批处理分布式并行计算编程框架，将所有计算转换为流式操作的方式，实现大量数据的并行处理。
5.根据权利要求1所述的一种基于GIS系统的气象信息管理平台构建方法，其特征在于，构建所述数据信息可视化模块的过程具体包括以下步骤：
步骤6.1、基于二维和三维的联动技术构建不同维度的可视化模块；
步骤6.2、根据可视化图层的编辑需求，构建信息图层管理模块；
步骤6.3、根据所需的天气图填图要素，构建气象实况数据填图模块；
步骤6.4、根据气象数据查看需求，构建交互模块。
6.根据权利要求1所述的一种基于GIS系统的气象信息管理平台构建方法，其特征在于，构建所述危险天气告警模块时，基于航空气象保障的差异化特点，以及气象要素和天气现象对不同航线的航班产生影响的程度，通过对民航中心发布的预警信息引接显示、对实况数据的采集监测、对数值预报模式中的气象产品进行综合分析和监测，实现民航中心官方发布的预警信息显示、实况数据和模式计算所得的危险天气提醒显示、实现航空分区恶劣天气现象警告显示、影响机场天气警报显示，以及极端天气的监测告警。
7.根据权利要求6所述的一种基于GIS系统的气象信息管理平台构建方法，其特征在于，利用所述危险天气告警模块实现强对流天气监测预报的过程中，利用静止气象卫星产品识别中尺度对流系统，获取中尺度对流系统的范围大小、形状和持续时间特征参数，并基于获取到特征参数利用慢特征方法第强对流云团进行跟踪，从而实现强对流天气监测。
8.根据权利要求6所述的一种基于GIS系统的气象信息管理平台构建方法，其特征在于，利用所述危险天气告警模块实现空中积冰监测的过程中，通过对FY-2F的可见光通道和中红外通道的数据资料作双通道反演得到云光学厚度和有效粒子半径，然后用云反演得到的云微物理参数对云层的积冰潜势和强度时行判断，从而识别出积冰区的空间范围、积冰发生的概率和积冰强度。
9.根据权利要求1所述的一种基于GIS系统的气象信息管理平台构建方法，其特征在于，构建所述信息交互模块的过程具体包括以下步骤：
步骤7.1、构建状态监控模块；
步骤7.2、构建任务调度模块；
步骤7.3、构建日志审计模块。
10.一种基于GIS系统的气象信息管理平台构建系统，用于实现如权利要求1-9任意一项所述的平台构建方法，其特征在于，具体包括以下模块：
环境搭建模块，被设置为根据软硬件的作业需求，搭建运行环境；
功能构建模块，被设置为根据功能任务搭建对应的功能模块；
整合模块，被设置为通过接口调用，整合不同的功能模块，实现管理平台的构建。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN116303747A (zh) * 2023-03-30 2023-06-23 太极计算机股份有限公司 一种基于航空气象四维数据集的可视化系统

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