新一代天眼防汛抗旱水文氣象綜合業(yè)務(wù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

王 琳，鄭 文，戚建國(guó)

（水利部水文局，100053，北京）

作為支持國(guó)家防汛抗旱工作的重要業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)之一，天眼防汛抗旱水文氣象綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng)獲得了2002年度國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，并推廣到多個(gè)流域機(jī)構(gòu)和省、市防汛抗旱業(yè)務(wù)部門(mén)應(yīng)用，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。10年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，國(guó)家對(duì)防汛抗旱事業(yè)提出了更細(xì)、更嚴(yán)、更高的要求，為應(yīng)對(duì)這些新要求、新挑戰(zhàn)，水文氣象業(yè)務(wù)服務(wù)的內(nèi)容、方式和服務(wù)水平需要有極大的提高。水利部水文局（水利信息中心）從業(yè)務(wù)應(yīng)用需求出發(fā)，聯(lián)合多家科研院校和高新技術(shù)企業(yè)，吸收引進(jìn)國(guó)內(nèi)外水文氣象新科技成果，并緊跟計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，持續(xù)進(jìn)行科技開(kāi)發(fā)和系統(tǒng)升級(jí)改造，建立了新一代天眼防汛抗旱水文氣象綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

一、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

新一代天眼系統(tǒng)在繼承原有系統(tǒng)各模塊應(yīng)用功能的基礎(chǔ)上，從業(yè)務(wù)需求出發(fā)，重新設(shè)計(jì)了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，對(duì)數(shù)據(jù)處理、產(chǎn)品制作加工各功能模塊進(jìn)行了全面開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)接收處理、產(chǎn)品制作各環(huán)節(jié)的自動(dòng)監(jiān)控運(yùn)行，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.數(shù)據(jù)傳輸

數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了天眼系統(tǒng)各類(lèi)數(shù)據(jù)的輸入輸出管理，既能完成各類(lèi)原始資料數(shù)據(jù)的接收、解碼、格式轉(zhuǎn)換、質(zhì)量控制、入庫(kù)及數(shù)據(jù)打包轉(zhuǎn)存等預(yù)處理功能，又能為外部系統(tǒng)用戶(hù)提供數(shù)據(jù)傳輸下載的FTP服務(wù)功能,即為水利系統(tǒng)天眼系統(tǒng)用戶(hù)和云圖廣播客戶(hù)端用戶(hù)提供數(shù)據(jù)下載服務(wù)，同時(shí)為中國(guó)氣象局提供實(shí)時(shí)水文數(shù)據(jù)共享下載服務(wù)。

2.數(shù)據(jù)管理

數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)天眼系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)各類(lèi)資料數(shù)據(jù)的維護(hù)管理。天眼系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)是整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，庫(kù)內(nèi)各類(lèi)資料數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和特征統(tǒng)計(jì)分析、歷史資料整編維護(hù)等工作，直接決定了業(yè)務(wù)系統(tǒng)運(yùn)行的質(zhì)量。數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)了對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的維護(hù)管理（增、刪、改）、特征統(tǒng)計(jì)分析、歷史數(shù)據(jù)整編轉(zhuǎn)存以及數(shù)據(jù)庫(kù)用戶(hù)管理、安全檢測(cè)、實(shí)時(shí)和定時(shí)備份等管理維護(hù)功能。

3.產(chǎn)品處理

圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

產(chǎn)品處理子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)產(chǎn)品的后臺(tái)制作處理，是系統(tǒng)各類(lèi)產(chǎn)品后臺(tái)加工處理中心，通過(guò)多臺(tái)計(jì)算機(jī)的全年連續(xù)不間斷運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢(xún)雨量、天氣、熱帶氣旋等原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，自動(dòng)加工制作成各類(lèi)雨情、溫度、干旱及熱帶氣旋等服務(wù)產(chǎn)品，并將各類(lèi)產(chǎn)品存入數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)一管理，同時(shí)打包轉(zhuǎn)存至FTP服務(wù)器，滿足水利系統(tǒng)天眼系統(tǒng)用戶(hù)傳輸下載各類(lèi)產(chǎn)品的需要；同時(shí)系統(tǒng)于2012—2013年開(kāi)發(fā)了定量降水預(yù)報(bào)產(chǎn)品制作軟件，預(yù)報(bào)員可以實(shí)時(shí)人工交互制作未來(lái)多日降水預(yù)報(bào)圖和預(yù)報(bào)降水定量分析表，并將產(chǎn)品存放在數(shù)據(jù)庫(kù)中。

4.應(yīng)用服務(wù)

應(yīng)用服務(wù)子系統(tǒng)為水利系統(tǒng)各類(lèi)用戶(hù)提供了查詢(xún)應(yīng)用水文氣象各類(lèi)產(chǎn)品的Web應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)，采用了全新的Microsoft.NET體系結(jié)構(gòu)，以ArcGIS10.0空間應(yīng)用服務(wù)為WebGIS應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)，以Microsoft的IE瀏覽器結(jié)合ArcGIS的SilverLight為用戶(hù)應(yīng)用終端，通過(guò)方便簡(jiǎn)捷的操作，將查詢(xún)應(yīng)用的各類(lèi)水文氣象產(chǎn)品以統(tǒng)一美觀的風(fēng)格展現(xiàn)給用戶(hù)。應(yīng)用服務(wù)子系統(tǒng)的用戶(hù)包括水利部局域網(wǎng)用戶(hù)、水利廣域網(wǎng)用戶(hù)和其他相關(guān)防汛部門(mén)的用戶(hù)。

二、關(guān)鍵技術(shù)改進(jìn)

1.全新應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)

為滿足當(dāng)前防汛抗旱業(yè)務(wù)工作發(fā)展的需要，天眼系統(tǒng)需要提供更廣泛、全面、高效、精準(zhǔn)的水文氣象信息查詢(xún)應(yīng)用服務(wù)。為此，新一代天眼系統(tǒng)應(yīng)用較為成熟的先進(jìn)計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)，全面改造了應(yīng)用系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，取消了文件系統(tǒng)，消除了客戶(hù)端應(yīng)用軟件，將應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)從基于Client/Server體系結(jié)構(gòu)改造為基于Microsoft.NET體系結(jié)構(gòu)的Web應(yīng)用系統(tǒng)，從而擴(kuò)大了應(yīng)用服務(wù)范圍。

新一代天眼應(yīng)用系統(tǒng)建立在微軟NetframeWork4.0的Web應(yīng)用服務(wù)框架中，采用COM+組件應(yīng)用服務(wù)技術(shù)和ArcGIS10.0空間應(yīng)用服務(wù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了Web用戶(hù)—HTTP服務(wù)管理器—組件應(yīng)用服務(wù)/空間應(yīng)用服務(wù)—數(shù)據(jù)庫(kù)的多層應(yīng)用服務(wù)體系，最大限度地發(fā)揮每一應(yīng)用層次的優(yōu)勢(shì)，在繼承以往C/S應(yīng)用系統(tǒng)技術(shù)成果基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)新的應(yīng)用服務(wù)，高效利用應(yīng)用服務(wù)資源，實(shí)現(xiàn)了擴(kuò)充應(yīng)用產(chǎn)品種類(lèi)，提高應(yīng)用產(chǎn)品質(zhì)量，提升應(yīng)用服務(wù)水平的目的。

2.海量高效數(shù)據(jù)庫(kù)

隨著防汛抗旱氣象業(yè)務(wù)工作的深入發(fā)展，系統(tǒng)數(shù)據(jù)種類(lèi)逐年豐富，降水氣溫等水文氣象要素的歷史資料也得到大量收集，數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)容量大幅度上升，為保證數(shù)據(jù)安全和數(shù)據(jù)應(yīng)用效率，2009—2010年系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)逐步由MsSQLServer數(shù)據(jù)庫(kù)遷移至ORACLE數(shù)據(jù)庫(kù)。

數(shù)據(jù)庫(kù)遷移后，實(shí)現(xiàn)了五個(gè)方面的顯著改進(jìn)：

①實(shí)現(xiàn)了海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)庫(kù)表由原來(lái)的80個(gè)擴(kuò)充至300個(gè)，到2013年10月數(shù)據(jù)總量已由遷移前的50GB漲至4.5TB，并仍以每年1.5 TB的速度逐年增長(zhǎng)。②數(shù)據(jù)庫(kù)表分類(lèi)更合理，形成了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)、熱帶氣旋數(shù)據(jù)、雷達(dá)數(shù)據(jù)和致洪暴雨數(shù)據(jù)7大類(lèi)數(shù)據(jù)庫(kù)。③優(yōu)化數(shù)據(jù)特征統(tǒng)計(jì)觸發(fā)器，提高了數(shù)據(jù)入庫(kù)和特征統(tǒng)計(jì)效率。④實(shí)現(xiàn)了雙機(jī)并行數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，在提高數(shù)據(jù)庫(kù)穩(wěn)定性的同時(shí)，能夠支持更多用戶(hù)的并發(fā)訪問(wèn)，滿足了業(yè)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)展的需要。⑤數(shù)據(jù)備份方式由定期磁帶機(jī)備份升級(jí)至采用策略的磁帶庫(kù)備份，進(jìn)一步保證了數(shù)據(jù)安全。

3.WebGIS應(yīng)用支撐

2011—2013年，天眼應(yīng)用服務(wù)子系統(tǒng)進(jìn)一步升級(jí)改造，在WebGIS平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了水文氣象產(chǎn)品應(yīng)用服務(wù)，應(yīng)用系統(tǒng)在以下6個(gè)方面有了較大的改進(jìn)，顯著提升了系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)水平和效果。

①并行服務(wù)快捷高效。應(yīng)用服務(wù)子系統(tǒng)一方面充分利用目前服務(wù)器多核處理器的優(yōu)勢(shì)，在IIS服務(wù)器和空間數(shù)據(jù)服務(wù)器中都采用了并行服務(wù)方式，能夠同時(shí)啟動(dòng)多個(gè)進(jìn)程并行處理多個(gè)數(shù)據(jù)服務(wù)請(qǐng)求，提高了Web應(yīng)用服務(wù)的效率；另一方面利用ArcGIS的SilverLight客戶(hù)端能夠?qū)崿F(xiàn)多線程并行計(jì)算的特點(diǎn)，對(duì)于用戶(hù)提交的復(fù)雜應(yīng)用請(qǐng)求可以分解為多線程計(jì)算處理任務(wù)，分步提交顯示計(jì)算結(jié)果，滿足了用戶(hù)Web查詢(xún)快捷高效的應(yīng)用要求。

②產(chǎn)品展示形象生動(dòng)。以GIS地圖作為展示應(yīng)用平臺(tái)，各類(lèi)氣象信息產(chǎn)品由圖片轉(zhuǎn)變?yōu)镚IS圖層展現(xiàn)應(yīng)用，在Web瀏覽器中實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品圖像的透明化處理及放大、漫游、定位、測(cè)距、地理信息查詢(xún)等空間查詢(xún)應(yīng)用功能，并實(shí)現(xiàn)了展現(xiàn)內(nèi)容隨圖像放大逐步細(xì)化顯示的功能。

③操作應(yīng)用靈活便捷。WebGIS應(yīng)用服務(wù)是將GIS的Client/Server技術(shù)與基于Web的Internet技術(shù)相結(jié)合的成果，即保留了Client/Server技術(shù)交互便捷、事務(wù)處理嚴(yán)謹(jǐn)完整的優(yōu)點(diǎn)，又利用了Web技術(shù)分布式布設(shè)、簡(jiǎn)便靈活的特點(diǎn)，從而使天眼Web應(yīng)用服務(wù)更加靈活，用戶(hù)交互操作更加便捷，即實(shí)現(xiàn)了在同一窗口中的多類(lèi)圖像產(chǎn)品展示應(yīng)用，便于防汛抗旱會(huì)商匯報(bào)，又將圖像、數(shù)據(jù)表、氣象要素柱狀圖（折線圖）等不同風(fēng)格產(chǎn)品多窗口展示應(yīng)用，便于專(zhuān)業(yè)人員分析應(yīng)用。

④查詢(xún)分析高效準(zhǔn)確。應(yīng)用服務(wù)子系統(tǒng)針對(duì)雨量氣溫等水文氣象要素重新規(guī)范了數(shù)據(jù)查詢(xún)?cè)瓌t和方法，各類(lèi)要素的實(shí)時(shí)產(chǎn)品在后臺(tái)全天候定時(shí)自動(dòng)加工為GIS圖層數(shù)據(jù)并存放在數(shù)據(jù)庫(kù)中，便于用戶(hù)快速查詢(xún)應(yīng)用；各類(lèi)要素的任意時(shí)段產(chǎn)品根據(jù)查詢(xún)目的進(jìn)行了查詢(xún)數(shù)據(jù)范圍和查詢(xún)SQL語(yǔ)句的規(guī)范，并利用ArcGIS的強(qiáng)大空間計(jì)算能力，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品圖層制作與統(tǒng)計(jì)分析計(jì)算的并行處理，使用戶(hù)能夠在極短時(shí)間內(nèi)查詢(xún)出點(diǎn)面圖像產(chǎn)品、數(shù)據(jù)列表和分行政或流域統(tǒng)計(jì)分析列表，滿足了防汛抗旱會(huì)商對(duì)各類(lèi)水文氣象信息產(chǎn)品高效準(zhǔn)確查詢(xún)展示應(yīng)用的需要。

⑤多類(lèi)信息疊加應(yīng)用。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了在GIS地圖上衛(wèi)星云圖、實(shí)況雨量、氣溫和熱帶氣旋路徑等多類(lèi)水文氣象信息以圖層形式疊加顯示應(yīng)用，用戶(hù)可以通過(guò)業(yè)務(wù)圖層數(shù)據(jù)顯示控制面板，靈活控制每一類(lèi)數(shù)據(jù)的顯示和消隱，滿足用戶(hù)綜合分析應(yīng)用水文氣象各類(lèi)信息的需要。

⑥擴(kuò)展應(yīng)用前景巨大。Web技術(shù)基于的標(biāo)準(zhǔn)是開(kāi)放的、非專(zhuān)用的，是經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化組織IETF和W3C為Internet應(yīng)用制定的，這為WebGIS的進(jìn)一步擴(kuò)展提供了極大的擴(kuò)展空間，使得WebGIS很容易與Web中其他信息服務(wù)進(jìn)行無(wú)縫集成，建立功能豐富的具體GIS應(yīng)用。因此，隨著水文氣象業(yè)務(wù)拓展和計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)進(jìn)步，天眼WebGIS應(yīng)用服務(wù)功能仍有著巨大的發(fā)展空間。

4.智能計(jì)算管理

隨著水文氣象業(yè)務(wù)工作的發(fā)展，天眼系統(tǒng)接收處理數(shù)據(jù)量成倍增長(zhǎng)，目前系統(tǒng)每日通過(guò)專(zhuān)線網(wǎng)絡(luò)接收到的水文氣象原始資料數(shù)據(jù)量已由10年前的200 MB增長(zhǎng)到14 GB、通過(guò)衛(wèi)星天線接收到的靜止氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)量由10年前的1 GB增長(zhǎng)到3 GB。系統(tǒng)后臺(tái)各類(lèi)數(shù)據(jù)處理和產(chǎn)品制作計(jì)算程序由10年前的不足20個(gè)增長(zhǎng)到目前的70多個(gè)。支撐天眼系統(tǒng)后臺(tái)計(jì)算處理的計(jì)算機(jī)已由10年前4、5臺(tái)微機(jī)升級(jí)至目前的6臺(tái)服務(wù)器、5臺(tái)高性能微機(jī)，這些機(jī)器全年不間斷自動(dòng)運(yùn)行。

為協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)后臺(tái)計(jì)算處理任務(wù)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源的最大化利用，并及時(shí)處理計(jì)算過(guò)程中出現(xiàn)的各類(lèi)錯(cuò)誤，天眼系統(tǒng)在分析3年多人工積累的各類(lèi)后臺(tái)計(jì)算處理程序日志資料基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了后臺(tái)處理系統(tǒng)調(diào)度管理軟件，實(shí)現(xiàn)了以下管理功能。

①合理調(diào)度計(jì)算任務(wù)。實(shí)現(xiàn)了全部后臺(tái)處理任務(wù)在6臺(tái)服務(wù)器、5臺(tái)高性能微機(jī)上的合理分配，并在其中一臺(tái)出現(xiàn)故障時(shí)，自動(dòng)將該機(jī)器上的處理任務(wù)分配至其他計(jì)算機(jī)處理。

②智能監(jiān)控處理進(jìn)程。實(shí)現(xiàn)了對(duì)每一個(gè)后臺(tái)處理程序的實(shí)時(shí)監(jiān)控，一方面控制其運(yùn)行的時(shí)間、頻次，另一方面在程序出現(xiàn)錯(cuò)誤或程序進(jìn)程掛起時(shí)，自動(dòng)停止該進(jìn)程、記錄錯(cuò)誤日志、發(fā)出告警信息、并根據(jù)已設(shè)置的時(shí)間表重新啟動(dòng)程序運(yùn)行。

③及時(shí)發(fā)布錯(cuò)誤告警。實(shí)現(xiàn)了對(duì)監(jiān)控到的程序運(yùn)行錯(cuò)誤信息，在記錄日志的同時(shí)，以短信的形式，按照已設(shè)置好的值班表，發(fā)送到當(dāng)前系統(tǒng)運(yùn)維值班人員的手機(jī)上，以保證系統(tǒng)運(yùn)行錯(cuò)誤信息能夠以最快的方式告知值班人員。

④查詢(xún)分析程序信息。后臺(tái)處理系統(tǒng)的每一個(gè)處理程序在運(yùn)行過(guò)程中都實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)記錄日志的功能，記錄內(nèi)容包括各類(lèi)錯(cuò)誤信息，每一關(guān)鍵環(huán)節(jié)處理結(jié)果，程序運(yùn)行中占用的系統(tǒng)資源情況，日志信息實(shí)時(shí)寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)，值班人員通過(guò)天眼應(yīng)用服務(wù)子系統(tǒng)中的后臺(tái)程序信息查詢(xún)功能，可以查詢(xún)分析每一個(gè)后臺(tái)處理程序運(yùn)行狀況，便于分析掌握后臺(tái)處理系統(tǒng)存在的問(wèn)題，不斷改進(jìn)后臺(tái)處理系統(tǒng)。

三、主要應(yīng)用功能

1.實(shí)時(shí)監(jiān)視直觀全面

在系統(tǒng)的WebGIS應(yīng)用服務(wù)軟件平臺(tái)上，用戶(hù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)衛(wèi)星云圖、雨量、雨量距平、天氣雷達(dá)、數(shù)值預(yù)報(bào)、熱帶氣旋、氣溫、氣象傳真、干旱監(jiān)視、人工降水預(yù)報(bào)等10余類(lèi)60多種水文氣象實(shí)時(shí)信息產(chǎn)品的監(jiān)視應(yīng)用。各類(lèi)監(jiān)視產(chǎn)品均為系統(tǒng)在后臺(tái)已加工處理好的實(shí)時(shí)產(chǎn)品，以點(diǎn)圖（數(shù)值分布圖）、面圖（數(shù)據(jù)空間插值分級(jí)充色圖）和數(shù)據(jù)表、柱狀圖（折線圖）等多種形式展現(xiàn)。其中圖像產(chǎn)品充分應(yīng)用了GIS平臺(tái)強(qiáng)大的圖像展現(xiàn)能力，與行政區(qū)域、流域分區(qū)、河流、湖泊、水庫(kù)等地理信息結(jié)合，以透明圖層、分量級(jí)著色、任意縮放漫游的顯示方式實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品信息與地理信息的形象直觀展現(xiàn)。

2.多類(lèi)信息交互查詢(xún)

在系統(tǒng)的WebGIS應(yīng)用服務(wù)軟件平臺(tái)上，用戶(hù)能夠?qū)崟r(shí)在線交互式查詢(xún)?nèi)我鈺r(shí)段累積降水量、累積降水量距平、任意時(shí)刻氣溫、任意時(shí)間特征氣溫（最高、最低、平均）或氣溫距平、歷史熱帶氣旋信息、熱帶氣旋特征統(tǒng)計(jì)信息、多家降水?dāng)?shù)值預(yù)報(bào)任意時(shí)段累積值、多家氣溫?cái)?shù)值預(yù)報(bào)特征值等多類(lèi)水文氣象歷史實(shí)時(shí)信息，查詢(xún)結(jié)果能夠按照用戶(hù)要求在Web服務(wù)器中實(shí)時(shí)加工處理成數(shù)據(jù)表、點(diǎn)圖、面圖或柱狀圖（折線圖）等多種產(chǎn)品快捷地返回到用戶(hù)瀏覽器中展現(xiàn)。

由于系統(tǒng)Web應(yīng)用服務(wù)采用了多CPU核心并行服務(wù)技術(shù)，后臺(tái)負(fù)責(zé)查詢(xún)處理計(jì)算的COM組件應(yīng)用了多線程并行計(jì)算處理技術(shù)，使WebGIS應(yīng)用服務(wù)軟件一方面能夠滿足多用戶(hù)同時(shí)查詢(xún)的業(yè)務(wù)需求，另一方面能夠滿足用戶(hù)實(shí)時(shí)在線交互式查詢(xún)的時(shí)效要求。

3.特征分析快捷準(zhǔn)確

系統(tǒng)分析計(jì)算了水文氣象雨量基本站的歷史雨量均值、各?。ê厥校┖土饔颍ê患?jí)子流域）的歷史面雨量均值，分析計(jì)算了氣象基本站的歷史氣溫特征值，分析統(tǒng)計(jì)了熱帶氣旋生成、路徑、移速、強(qiáng)度變化和登陸等多項(xiàng)指標(biāo)的歷史特征值，并將這些特征值存放在數(shù)據(jù)庫(kù)中，能夠?yàn)橛脩?hù)提供快捷準(zhǔn)確的雨量距平、氣溫距平、熱帶氣旋特征分析等查詢(xún)應(yīng)用服務(wù)。

4.定量預(yù)報(bào)制作應(yīng)用

系統(tǒng)在2012—2013年設(shè)計(jì)建立了定量降水預(yù)報(bào)產(chǎn)品制作軟件，該軟件建立在ArcGIS10.0地理信息系統(tǒng)平臺(tái)上，預(yù)報(bào)員可以通過(guò)這個(gè)軟件人工交互制作未來(lái)逐日降水預(yù)報(bào)面圖和過(guò)程降水預(yù)報(bào)面圖，并能夠根據(jù)降水預(yù)報(bào)面圖定量分析計(jì)算各省 （地市、縣）或各流域（一級(jí)、二級(jí)子流域）預(yù)報(bào)面平均降水量表和降水量籠罩面積表，圖表產(chǎn)品存放在數(shù)據(jù)庫(kù)中，通過(guò)Web應(yīng)用系統(tǒng)可以查詢(xún)顯示，實(shí)現(xiàn)了定量降水預(yù)報(bào)制作和應(yīng)用。

5.防汛抗旱信息并重

系統(tǒng)在滿足衛(wèi)星云圖、雨情、雷達(dá)、數(shù)值預(yù)報(bào)、氣象傳真、熱帶氣旋、降水預(yù)報(bào)等防汛信息應(yīng)用服務(wù)的基礎(chǔ)上，集成了實(shí)時(shí)氣溫（最高、最低和平均）、氣溫距平、少雨日、高溫日、蒸發(fā)能力和氣象干旱指數(shù)、水文干旱指數(shù)、遙感干旱指數(shù)等大量水文氣象干旱信息產(chǎn)品應(yīng)用服務(wù)，真正實(shí)現(xiàn)了防汛抗旱信息并重。

6.服務(wù)水利遠(yuǎn)程應(yīng)用

系統(tǒng)的Web應(yīng)用服務(wù)子系統(tǒng)在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，充分考慮了與Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)、Web應(yīng)用服務(wù)器和 ArcGIS空間應(yīng)用服務(wù)器之間數(shù)據(jù)交換傳輸?shù)男剩軌驖M足在較低網(wǎng)絡(luò)帶寬（1Mbps左右）條件下的查詢(xún)應(yīng)用服務(wù)。因此，系統(tǒng)能夠通過(guò)水利廣域網(wǎng)，為各流域機(jī)構(gòu)和各省防汛抗旱水利部門(mén)提供遠(yuǎn)程應(yīng)用服務(wù)。

系統(tǒng)在2008年單獨(dú)為水利系統(tǒng)遠(yuǎn)程用戶(hù)布設(shè)了查詢(xún)應(yīng)用防汛抗旱水文氣象信息的天眼Web應(yīng)用網(wǎng)站（10.1.18.101），到目前一直不間斷全年提供應(yīng)用服務(wù)，至2013年汛期已達(dá)到日均近200個(gè)用戶(hù)、10多萬(wàn)次點(diǎn)擊的訪問(wèn)量，用戶(hù)來(lái)自20多個(gè)流域和省水利部門(mén)。

四、展 望

隨著國(guó)家對(duì)防汛抗旱業(yè)務(wù)工作要求的逐年深入，服務(wù)于國(guó)家防汛抗旱事業(yè)的天眼系統(tǒng)將不斷發(fā)展，未來(lái)兩三年將在天氣雷達(dá)信息深入應(yīng)用、氣候特征監(jiān)測(cè)信息應(yīng)用、降水過(guò)程定量化描述和降水預(yù)報(bào)質(zhì)量評(píng)估應(yīng)用等方面將有進(jìn)一步發(fā)展。

1.天氣雷達(dá)信息深入應(yīng)用

隨著國(guó)家防汛抗旱指揮系統(tǒng)二期工程的建設(shè)應(yīng)用，水利部門(mén)將能接收到來(lái)自氣象部門(mén)的158部天氣雷達(dá)數(shù)據(jù)和產(chǎn)品信息，能夠建立雷達(dá)反演降水與地面觀測(cè)降水相融合的多元融合定量估算降水業(yè)務(wù)系統(tǒng)和基于雷達(dá)信息的暴雨監(jiān)視預(yù)警應(yīng)用系統(tǒng)，這些業(yè)務(wù)系統(tǒng)的建成將促進(jìn)天眼系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)天氣雷達(dá)信息在實(shí)時(shí)監(jiān)視、定量估算、臨近預(yù)報(bào)等方面的深入應(yīng)用。

2.氣候特征監(jiān)測(cè)信息應(yīng)用

目前的天眼系統(tǒng)主要側(cè)重于防汛抗旱水文氣象監(jiān)測(cè)信息和中短期降水預(yù)報(bào)信息的應(yīng)用，缺乏氣候特征監(jiān)測(cè)信息應(yīng)用。未來(lái)兩三年內(nèi)系統(tǒng)將陸續(xù)收集歷史和實(shí)時(shí)氣候特征監(jiān)測(cè)信息，建立氣候特征數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)氣候特征監(jiān)測(cè)信息查詢(xún)應(yīng)用和中長(zhǎng)期降水預(yù)測(cè)的制作應(yīng)用。

3.降水過(guò)程定量化描述應(yīng)用

目前防汛抗旱業(yè)務(wù)工作中，對(duì)實(shí)況和預(yù)報(bào)降水過(guò)程都缺少定量化描述。天眼系統(tǒng)將在未來(lái)兩三年內(nèi)，定量化分析歷史降水過(guò)程，結(jié)合氣象部門(mén)對(duì)降水過(guò)程強(qiáng)度等級(jí)劃分的相關(guān)規(guī)定，研究確定降水過(guò)程定量化描述方法，逐步實(shí)現(xiàn)實(shí)況和預(yù)報(bào)降水過(guò)程的定量化描述應(yīng)用，為防汛抗旱業(yè)務(wù)工作提供更好地指導(dǎo)作用。

4.降水預(yù)報(bào)質(zhì)量評(píng)估應(yīng)用

在定量降水預(yù)報(bào)產(chǎn)品應(yīng)用服務(wù)的基礎(chǔ)上，天眼系統(tǒng)還將結(jié)合防汛抗旱工作對(duì)定量降水預(yù)報(bào)的應(yīng)用要求，研究確定預(yù)報(bào)質(zhì)量評(píng)估方法，在天眼系統(tǒng)中逐步實(shí)現(xiàn)定量降水預(yù)報(bào)質(zhì)量評(píng)估業(yè)務(wù)應(yīng)用，促進(jìn)定量降水預(yù)報(bào)水平的不斷提高。

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