自动气象站质量控制系统中覆盖软件的设计与实现

区域气象自动站收集降水数据的质量,直接决定着气象预警的漏警与虚假概率,但是仅依靠自动站间采集数据的时空相关性难以准确验证数据的有效性。通过天气雷达对降水滴谱的分析可以对自动站数据进行校验。但是,雷达站的系统异构性和地理环境的复杂性使其难以判定所覆盖的气象站,易产生错误校验。结合天气雷达的层体扫模式和雷达波束的遮挡模型,构建了雷达站与自动气象站点的覆盖匹配算法,基于该算法实现的自动站与雷达站匹配软件可有效的实现雷达站与自动站配对,从而为对自动站降水数据进行校验提供基础保障。     

水电站气象要素实时监测预警系统设计与实现

基于对乌东德水电站建设期的气象风险分析,为了更好进行水电站气象保障,设计了水电站气象要素实时监测预警系统,对气象观测数据进行实时采集、存储、分析,同时对极端灾害性天气进行预警.通过两年的业务运行,系统的功能设计合理、系统运行稳定可靠,并在多次重大气象保障中发挥了重要作用.     

输电线路微气象低功耗实时监测系统设计

针对气候变化对电力系统输电线路安全运行及电网稳定运行的影响,设计了一种基于通用分组无线服务(GPRS)的远程实时微气象低功耗监测系统,以监测风速、风向、太阳辐射和温度。该系统以MSP430f149为核心,配合信号调理电路,对采集到的传感器进行数据处理和本地存储后,将数据通过GPRS传送到上位机服务器。服务器软件采用.NET Framework 4.0开发。通过电路实现及现场应用,验证了该系统能够在低温恶劣天气下可靠工作,满足长期稳定监测要求。微气象低功耗监测系统为分析气象变化和预防自然灾害提供了有力的数据支撑,对保障电网的安全稳定运行有着十分重要的意义。     

地市级灾害天气监测预警系统设计与实现

针对目前气象业务对突发灾害性天气监测与预警的需要,探索研发了以CIMISS平台为数据源的灾害天气监测预警平台,该系统实现了实时监测灾害性天气的发生和发展情况,有助于提高防灾减灾服务的能力。本文从系统设计、功能设计、运行情况等方面进行了简要介绍。     

安徽省决策气象服务支撑系统的实现与应用

准确、及时、高效的气象信息是地方党政领导和决策指挥部门指挥工农业生产、防汛抗旱和防灾减灾等工作的重要科学依据。以提高决策气象服务中气象资料查询检索与分析能力为目的,研发了安徽省决策气象服务支撑系统。该系统由数据库、数据接入、Web网页客户端和后台数据处理系统等4个部分组成,实现了气象数据快速检索查询与绘图、气候资料极值分析、气象灾害查询以及历史灾害性天气个例资料查询等功能。该系统已业务应用两年,在决策气象服务工作中发挥了重要的支撑作用。     

无线远程气象数据采集系统设计

提出了一种采用无线方式远程采集大气温度、湿度、气压等数据的气象数据采集系统的设计方案。通过在元器件选型及软硬件设计上的精心考虑,以相对较低的成本实现了一个高精度、远传输距离、低功耗、宽工作温度范围的远程气象数据采集系统。     

基于STM32的海洋气象要素采集系统设计

随着海洋发展战略受到国家的不断重视,为解决海洋气象要素采集问题,设计了一种以Cortex-M4内核为核心的STM32F407ZGT6处理器的海洋气象数据采集系统。该系统搭载于海洋浮标中,能够按照设计好的程序指令自主完成对所处的海洋气象数据的采集、传输、转换和处理。由于浮标要投入海洋中随着洋流漂流,本系统采用北斗通信的方式与外界进行信息交换。系统把采集到的信息存储在Flash中并将采集到的数据上传至岸上的服务器,地面工作人员用上位机软件提取服务器数据再通过人机界面进行数据分析。     

基于GIS的远程雷达预警气象系统的开发与设计

远程雷达预警气象系统是结合北海多普勒天气雷达的气象要素数据,借助GIS、人工智能技术,根据报警条件定制提供个性化气象服务方案,达到直观、便捷、高效、智能的目的。本文探讨了远程雷达预警气象系统如何为短时临近预报人员、雷达监测人员、需要短临服务的单位、业务主管领导、人工影响天气作业人员提供其最为关心的气象灾害预警服务提供依据,在手机上浏览所有气象原始、加工处理后的天气图、雷达资料,称之为“掌上的雷达站”,手机版的预警系统,提供个性化服务,把雷达气象信息运用得淋漓尽致,发挥气象服务到极致。     

一种气象数据采集传输系统的设计

针对气象检测的需求,提出了一种基于手机和无线传感器网络的数据采集和传输方案,详述了系统设计的原理与软硬件的实现方法。系统以无线通信模块CC2430为采集节点,利用传感器采集数据,通过ZigBee实现对采集数据的无线发送和接收,并通过J2ME编程在手机上实现了气象参数的实时显示、存储和远程上传。本设计具有组网灵活、低成本、功耗小、可靠性高等特点.     

茶园可视化农业气象信息动态监测预警系统研制及试验

为降低农业气象灾害对茶叶生产带来的不利影响,提高茶叶生产气象服务及灾害预警的业务能力和效率,利用微电子测量技术、3G无线通信与控制技术、气象和农情信息可视化技术等,并通过远程服务器端监控和管理软件的搭建,自主设计和研制了一套茶园可视化农业气象信息动态监测预警系统。该系统实现茶园图像信息、温湿度、降水数据的一体化采集和综合显示的功能。通过2014—2016年近三年的外场试验,结果表明：系统运行稳定,能及时采集和上传气象要素和图像信息,数据传输从不丢帧;解决了常规茶园自动气象站无法采集图像和微弱降水的短板和难题;外场试验中计算的平均传输速率为41.2 KB?s-1,能满足实际业务需求;借助该系统即可实时知悉茶叶长势、茶园气象信息和气象灾害等。该系统的部署及试验,为开展茶叶气象服务提供理论和技术支撑。     

南美空间天气信息系统设计与初步实现

作为“中国-巴西空间天气联合实验室/中国科学院南美空间天气实验室”的重要组成部分,南美实验室数据中心负责中国-巴西联合实验室台站观测数据的传输、处理、存储、管理和对外共享。分析了服务于南美实验室数据中心的南美空间天气信息系统数据全生命周期应用需求,结合空间天气数据特点,系统特色和系统建设面临的技术难题,进行了系统框架方案设计。方案满足所有系统功能要求,能有效解决系统技术难题。依据建设方案,初步实现了南美空间天气信息系统的数据传输、预处理和缓存管理功能,数据中心可准实时接收台站观测数据,并对数据进行可视化等应用管理。为南美空间天气信息系统建设和南美空间天气数据处理与管理综合应用迈出了坚实的一步。     

Distributed,multi-user,multi-application,and multi-sensor data fusion over named data networks

Named Data Networking (NDN) routes data based on their application-layer content names enabling location independence, in-network caching, and enhanced security. A proof-of-concept solution is presented that demonstrates the applicability of NDN for multi-user, multi-application, and multi-sensor data-fusion systems. The system consists of a collaborative network of weather radars name data based on their geographic location and weather feature (e.g., reflectivity of clouds and wind velocity). This enables end users to specify an area of interest for a particular weather feature while being oblivious to the placement of radars and associated computing facilities. Conversely, the data-fusion system can also use its knowledge about the underlying system to decide the best sensing and data processing strategies. Such sensor-independent names also enhance resilience, enable processing data close to the source, and benefit from NDN features such as in-network caching and duplicate query suppression, consequently reducing the bandwidth requirements of the entire data-fusion system. The solution is implemented as an overlaid NDN enabling the benefits of both the NDN and overlay networks. Simulation-based analysis using reflectivity data from an actual weather event showed 84% reduction in peak bandwidth consumption of radars and 95% reduction in peak query resolution latency.     

长江中游短时天气预警系统

海量高频度的天气雷达资料获取、处理及快速显示分析是短时天气预报中非常重要的环节。该文从系统需求、设计和实现等方面描述开发一个完整的短时预警报服务系统的方法。介绍通信系统设计、图像工作站的开发和数据压缩技术等的应用。通过自主开发的GIS系统,解决了图像动画和对准问题,运用多线程调度满足海量资料的实时分析要求。实际应用表明,系统具有很强的实时性,可以满足业务上的需求。     

Automatic processing, quality assurance and serving of real-time weather data

Recent advances in technology have produced a significant increase in the availability of free sensor data over the Internet. With affordable weather monitoring stations now available to individual meteorology enthusiasts, a reservoir of real time data such as temperature, rainfall and wind speed can now be obtained for most of the world. Despite the abundance of available data, the production of usable information about the weather in individual local neighbourhoods requires complex processing that poses several challenges.This paper discusses a collection of technologies and applications that harvest, refine and process this data, culminating in information that has been tailored toward the user. In this instance, this allows a user to make direct queries about the weather at any location, even when this is not directly instrumented, using interpolation methods provided by the INTAMAP project. A simplified example illustrates how the INTAMAP web processing service can be employed as part of a quality control procedure to estimate the bias and residual variance of user contributed temperature observations, using a reference standard based on temperature observations with carefully controlled quality. We also consider how the uncertainty introduced by the interpolation can be communicated to the user of the system, using UncertML, a developing standard for uncertainty representation.     

海量气象数据实时解析与存储系统的设计与实现

气象数据是一种典型的非结构化数据,在实际应用中其日增量达数十TB,基于关系数据库和传统文件系统的解析、存储与访问模式已成为制约天气预报系统信息化发展的瓶颈之一。为满足全国天气预报平台MICAPS用户对实时数据的及时、快速查询,介绍了能够7*24小时稳定工作、支撑数十TB/天的数据实时解析系统。根据气象数据的多维模型和用户行为,采用非关系型分布式Key-Value数据库,设计实现了高性能海量数据存储系统。实践证明,数据实时解析系统和基于分布式非关系型KeyValue数据库的存储系统能有效满足海量实时气象数据存储、查询和应用需求。该系统已成为中国天气预报业务流程中的核心系统,体现了优异的功能和性能。     

基于阿里云的气象资料查询服务系统研究

针对浙江气象证明业务中缺乏客观、统一的资料查询工具问题,搭建基于阿里云的气象资料查询服务系统,实现气象要素查询、气象证明生成等功能,为气象证明业务提供数据支持服务,提高气象为民服务效率和质量。该系统充分利用阿里云的高可靠性、高扩展性等特点,实现系统资源的弹性动态调整,解决了系统在灾害性天气期间的突发访问量问题。     

气象大数据跨平台分析与应用技术研究

为了更好处理和应用诸如气象数值预报产品等非结构化的气象大数据,基于NetCDF技术实现了全序列气象数值预报产品原始格式解码、数据的格式转换以及生成符合各类数值预报产品特征的NetCDF格式的存储库,并将转换和重新组织的数值预报产品数据实时存储到相应的NetCDF库文件中;基于NCL（The NCAR Command Language）编程语言读取NetCDF库文件中的数据生成精度高、内容展现丰富的数值预报图形产品,并提供给业务用使用,业务运行结果表明大数据处理技术的引入对气象大数据在业务中的应用具有一定的促进作用。     

分布式数据库数据同步技术及其在气象行业中的应用

本文采用.NET Remoting分布式远程对象处理方法,建立了一种在分布式数据库系统上能够使用的数据同步模型,并将该模型成功应用于自动气象站数据管理系统中,解决了网络环境中分布式数据库的数据同步传输问题。经过一年来的业务应用表明,采用.NET Remoting技术可以简化分布式远程处理的开发过程,是一种可取的分布式数据同步应用解决方案。     

公共气象服务产品制作系统

随着新媒体技术的不断进步,制作时效性强、形式美观、信息丰富的气象产品图已成为气象服务人员迫切需要解决的问题之一。目前各类气象业务平台主要集中于气象数据的分析与展现,公共气象服务产品制作系统综合运用GIS、计算机图形学、大气科学等领域知识,旨在为气象业务人员提供操作简捷的业务平台,提高气象业务人员的生产力。公共气象服务制作系统提供的功能囊括完整的气象产品制作流程,并注重在气象服务热点事件挖掘、图形质量等处改善用户体验。     

基于双核嵌入式系统及ALN算法的智能气象站系统

现代工业控制领域和能源行业往往需要气象数据的支持,这些数据不仅包括实时采集的气象数据,而且包含了未来一段时间内的气象预测数据.提出一种基于OMAP-L138的ARM+DSP芯片并使用自适应线性逻辑网络(ALN)算法来实现具有预测功能的气象站系统.该系统可以通过三个月以上的历史数据训练出预测模型,并使用当前采集的气象数据作为预测模型的输入即可预测得到未来一段时间内的预测数据.