WebGIS在氣象業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)中的應(yīng)用研究

萬文慧，陳維華，劉 敏

(南京軍區(qū)氣象水文中心，江蘇 南京 210016)

0 引言

隨著社會信息化的快速發(fā)展，單純地將地理信息技術(shù)應(yīng)用于氣象業(yè)務(wù)已經(jīng)不能滿足公眾人群的需要，網(wǎng)絡(luò)化的需求越來越迫切。本文針對目前現(xiàn)狀，將網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)WebGIS引入到氣象業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)中，將GIS從C/S模式應(yīng)用到B/S模式［1］，只要終端能通過瀏覽器連上服務(wù)器所在網(wǎng)絡(luò)，用戶就能夠登錄WebGIS，查詢相關(guān)氣象業(yè)務(wù)系統(tǒng)信息。本文探討和研究了系統(tǒng)建設(shè)的方法和研發(fā)過程中涉及的關(guān)鍵問題。

1 WebGIS簡介

網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)WebGIS是基于Internet平臺，客戶端應(yīng)用軟件采用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議運(yùn)行在網(wǎng)絡(luò)上的地理信息系統(tǒng)［2］，是利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來擴(kuò)展和完善地理信息系統(tǒng)的一項(xiàng)新技術(shù)，其核心是在GIS中加載HTTP和TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用體系，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的空間信息管理等地理信息系統(tǒng)功能［3］。

在B/S模式下，如圖1所示，瀏覽器正常顯示W(wǎng)ebGIS前，需要通過網(wǎng)絡(luò)從服務(wù)器端獲取地圖數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)和可能要安裝的第三方插件等，然后調(diào)用客戶端軟件進(jìn)行顯示，因此WebGIS對網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)時(shí)延、服務(wù)器端性能都提出了很高的要求［4］。所以服務(wù)器的響應(yīng)速度及網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度是WebGIS應(yīng)用的一個(gè)瓶頸，為了改進(jìn)服務(wù)器和瀏覽器之間的交互，近年來出現(xiàn)了許多新技術(shù)，AJAX就是一個(gè)［5］，其工作原理是在瀏覽器和服務(wù)器之間加了個(gè)中間層，使用戶操作與服務(wù)器響應(yīng)異步化［6］，這一中間層所做的工作都通過AJAX引擎來完成。實(shí)際上，AJAX引擎就是一些復(fù)雜的 JavaScript［7］程序。

圖1 B/S三層體系結(jié)構(gòu)示意圖

2 WebGIS在氣象業(yè)務(wù)建設(shè)中的應(yīng)用

2.1 WebGIS 平臺選擇

目前，各主要地理信息軟件公司都研發(fā)了各自的WebGIS軟件，如 MapInfo的 MapXtreme、ESRI的 Ar-cIMS、AutoDesk的 MapGuild、SuperMap的 IS.NET 和GeoStar的GeoSurf［8］。各平臺的比較如表1所示，這些平臺功能都比較齊全，系統(tǒng)穩(wěn)定，操作性強(qiáng)［9］。從實(shí)用性或性價(jià)比來說，北京超圖公司SuperMap的IS.NET與開源的GeoServer略勝一籌。

表1 WebGIS平臺比較

2.2 氣象業(yè)務(wù)系統(tǒng)的需求分析與組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

氣象業(yè)務(wù)系統(tǒng)的用戶包括普通業(yè)務(wù)操作人員和系統(tǒng)管理人員。普通業(yè)務(wù)操作人員主要是應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢和分析，系統(tǒng)管理人員主要是進(jìn)行用戶授權(quán)、日常維護(hù)、備份恢復(fù)數(shù)據(jù)等［10］。

基于WebGIS的氣象業(yè)務(wù)系統(tǒng)的功能需求有:

(1)GIS相關(guān)功能:如地圖的縮放、漫游、距離及面積量算、圖層控制、鷹眼等。

(2)氣象數(shù)據(jù)的查詢與分析功能:以地理要素為背景，實(shí)現(xiàn)時(shí)間序列的氣象信息與地理空間疊加顯示，可查詢實(shí)時(shí)氣象信息，歷史天氣及氣象預(yù)報(bào)等。

(3)其它氣象業(yè)務(wù)相關(guān)功能:包括數(shù)據(jù)分析、特殊天氣預(yù)警、衛(wèi)星圖片的處理等。

(4)系統(tǒng)功能:提供幫助信息、路徑設(shè)置、用戶密碼管理、系統(tǒng)維護(hù)等。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用四層B/S體系，分別為用戶層、應(yīng)用層、服務(wù)器層和數(shù)據(jù)庫層。如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

用戶層和應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)信息的前端顯示，將信息以可視化形式展示給用戶。數(shù)據(jù)庫層負(fù)責(zé)地理數(shù)據(jù)與氣象數(shù)據(jù)的存儲、獲取和維護(hù)。服務(wù)器層是系統(tǒng)關(guān)鍵部分，完成各種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理。

2.3 氣象業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫建設(shè)

系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫包括氣象信息數(shù)據(jù)和地理空間數(shù)據(jù)。

氣象數(shù)據(jù)根據(jù)不同業(yè)務(wù)需求，存放不同類型數(shù)據(jù)，一般情況下，包括固定數(shù)據(jù)和可變數(shù)據(jù)，固定數(shù)據(jù)包含中長期氣象統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù);可變數(shù)據(jù)存放近期氣象采集數(shù)據(jù)，需及時(shí)進(jìn)行更新、編輯［11］。

地理空間數(shù)據(jù)主要是遙感影像圖、矢量化地圖或其它專題地圖等。空間數(shù)據(jù)矢量化的過程［12］如圖3所示。

圖3 空間數(shù)據(jù)庫建立

業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫建設(shè)要求數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分明，易于管理，以最佳方式組織數(shù)據(jù)，使數(shù)據(jù)庫在邏輯上劃分合理，同時(shí)減少數(shù)據(jù)冗余，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。數(shù)據(jù)庫的組織必須可靠性高、便于維護(hù)、擴(kuò)充、更新和信息查詢和分析［13］。

3 結(jié)束語

WebGIS的應(yīng)用開發(fā)已經(jīng)成為地理信息系統(tǒng)的主要研究領(lǐng)域［14］。研發(fā)基于WebGIS的氣象業(yè)務(wù)系統(tǒng)是氣象信息大眾化發(fā)展的必然趨勢。本文對研發(fā)過程中的具體方法和關(guān)鍵問題進(jìn)行了分析探討，提出了初步的建設(shè)方案，在下一步實(shí)踐工作中，將不斷地加以完善。

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