中亞地區(qū)積雪產(chǎn)品業(yè)務(wù)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

李嬋等

摘要：基于多種衛(wèi)星資料聯(lián)合反演中亞地區(qū)高時(shí)空分辨率積雪參數(shù)（雪蓋和雪水當(dāng)量）算法，滿足對(duì)歷史資料批量處理和后續(xù)實(shí)時(shí)產(chǎn)品延續(xù)的需求。構(gòu)建長(zhǎng)時(shí)間序列中亞地區(qū)積雪數(shù)據(jù)集，建立中亞地區(qū)積雪氣候數(shù)據(jù)集網(wǎng)站，實(shí)現(xiàn)中亞地區(qū)積雪多源遙感產(chǎn)品的全球中英文發(fā)布。該文對(duì)中亞地區(qū)積雪產(chǎn)品業(yè)務(wù)化運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)性的設(shè)計(jì)研究，對(duì)提升現(xiàn)有的中亞地區(qū)遙感監(jiān)測(cè)積雪業(yè)務(wù)能力具有重要的作用。

關(guān)鍵詞：中亞；積雪；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）05-0080-02

System Design of the Business for Central Asia Accumulated Snow Product

LI Chan1，HUANG Duan2，ZHOU Xue-cheng3

（1. Xinjiang Academy of Surveying and Mapping， Urumqi 830002 China； 2. Architectural and Surveying & Mapping Engineering，Jiangxi University of Science and Technology School ， Ganzhou 341000 China；3.Sichuan Institute of Nuclear Geology，Chengdu 610061 China）

Abstract：Based on a variety of satellite data joint inversion in Central Asia high space-time resolution snow parameters （snow cover and snow water equivalent） algorithm， it will meet the continuation of historical data batch processing and subsequent real-time product demand. Constructing the long time series data sets， building the Central Asian region of the snow climate data set website to achieve the products released of global in both English and Chinese. In this paper， the system design and Research on the operational system of snow products in Central Asia has been studied， which has an important role in improving the existing remote sensing monitoring of snow cover in Central Asia.

Key words：Central Asia；Accumulated Snow ；System design

陸地積雪是全球變化的敏感因子，是冰凍圈中季節(jié)性變化最為快速的因子之一。中亞地區(qū)積雪變化不僅對(duì)本身，乃至全球的氣候、環(huán)境、水資源等產(chǎn)生重大影響，因此，準(zhǔn)確獲取不同尺度、不同范圍的高精度積雪信息具有重大現(xiàn)實(shí)意義。

針對(duì)中亞地區(qū)開發(fā)專門的積雪遙感算法，研制可準(zhǔn)實(shí)時(shí)延續(xù)的高時(shí)空分辨率的長(zhǎng)時(shí)間序列雪水當(dāng)量數(shù)據(jù)集。進(jìn)而提升現(xiàn)有的中亞地區(qū)遙感監(jiān)測(cè)積雪信息服務(wù)能力。

基于多元遙感數(shù)據(jù)集的建設(shè)，將生產(chǎn)大量的積雪數(shù)據(jù)產(chǎn)品，為此必須建立青多源遙感產(chǎn)品業(yè)務(wù)化運(yùn)行系統(tǒng)，有效科學(xué)管理數(shù)據(jù)產(chǎn)品，同時(shí)為用戶提供方便的檢索下載平臺(tái)。

1系統(tǒng)需求分析

基于中亞地區(qū)遙感積雪氣候數(shù)據(jù)集建設(shè)的需求，收集了大量的原始數(shù)據(jù)，生成了對(duì)科研者以及其他用戶很高價(jià)值的積雪數(shù)據(jù)產(chǎn)品。

在全面評(píng)估現(xiàn)有各種算法基礎(chǔ)上，針對(duì)中亞地區(qū)特點(diǎn)，借助地基觀測(cè)，改進(jìn)光學(xué)和微波儀器積雪算法。通過(guò)收集多元積雪源數(shù)據(jù)以及地面積雪觀測(cè)資料，處理生成30年左右的長(zhǎng)時(shí)間序列多源積雪產(chǎn)品數(shù)據(jù)，包括MODIS、AVHRR光學(xué)遙感積雪產(chǎn)品數(shù)據(jù)和SMMR、SSM/I、AMSR-E、 FY-3/MWRI等微波遙感積雪產(chǎn)品數(shù)據(jù)以及協(xié)同光學(xué)和微波儀器的綜合積雪數(shù)據(jù)產(chǎn)品。綜合各種積雪遙感產(chǎn)品，生成數(shù)據(jù)集。

針對(duì)收集的原始數(shù)據(jù)、生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)復(fù)雜多樣，數(shù)據(jù)量巨大，高安全可靠性，生產(chǎn)者必須科學(xué)生產(chǎn)、管理數(shù)據(jù)集以及用戶能夠方便檢索下載需要的數(shù)據(jù)產(chǎn)品服務(wù)的需求，必須引入信息化的生產(chǎn)、管理手段，將更安全的高效的實(shí)現(xiàn)對(duì)海量的影像數(shù)據(jù)的導(dǎo)入、存儲(chǔ)、檢索、導(dǎo)出等功能，向用戶提供及時(shí)可靠的各級(jí)產(chǎn)品；同時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)為青藏高原多源遙感產(chǎn)品業(yè)務(wù)化運(yùn)行系統(tǒng)重要的組成部分。

為此，中亞地區(qū)多源遙感產(chǎn)品業(yè)務(wù)化運(yùn)行系統(tǒng)的建立非常的必要。

2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

中亞地區(qū)多源遙感產(chǎn)品業(yè)務(wù)化運(yùn)行系統(tǒng)是一個(gè)中亞地區(qū)積雪遙感產(chǎn)品信息服務(wù)系統(tǒng)，集科研與業(yè)務(wù)化運(yùn)行為一體，利用多源數(shù)據(jù)，生產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的中亞地區(qū)中英文發(fā)布，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見下圖1。

1）產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)主要功能：從數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)獲取多源原始數(shù)據(jù)生產(chǎn)相應(yīng)各級(jí)產(chǎn)品。

2）數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)主要功能：管理入庫(kù)的原始數(shù)據(jù)和產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)的各級(jí)產(chǎn)品，通過(guò)產(chǎn)品在線發(fā)布系統(tǒng)向用戶提供及時(shí)可靠的各級(jí)產(chǎn)品。

3）產(chǎn)品在線發(fā)布系統(tǒng)主要功能：向用戶提供數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)存檔的各級(jí)產(chǎn)品的查詢及下載。

中亞地區(qū)多源遙感產(chǎn)品業(yè)務(wù)化運(yùn)行系統(tǒng)，采用三層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，由外層（用戶交互面層）、中間層（應(yīng)用數(shù)據(jù)訪問(wèn)層）、核心層（業(yè)務(wù)產(chǎn)品邏輯層）組成。

系統(tǒng)運(yùn)行邏輯：數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)向積雪產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)提供原始數(shù)據(jù)并存檔產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)的產(chǎn)品。用戶通過(guò)在線發(fā)布系統(tǒng)查詢相關(guān)產(chǎn)品，提交訂單由數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)審核。通過(guò)時(shí)，返回訂單產(chǎn)品下載地址；未通過(guò)時(shí)，返回用戶修改。系統(tǒng)設(shè)計(jì)見下圖2。

3系統(tǒng)開發(fā)和實(shí)現(xiàn)

3.1中亞地區(qū)雪水當(dāng)量（SWE）產(chǎn)品生產(chǎn)子系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中亞地區(qū)雪水當(dāng)量（SWE）產(chǎn)品生產(chǎn)子系統(tǒng)（如圖3所示）可分為如下三個(gè)模塊：中亞地區(qū)積雪日雪水當(dāng)量產(chǎn)品模塊、中亞地區(qū)積雪五日雪水當(dāng)量產(chǎn)品模塊、中亞地區(qū)積雪月雪水當(dāng)量產(chǎn)品模塊。

中亞地區(qū)積雪日雪水當(dāng)量產(chǎn)品模塊：負(fù)責(zé)接受用戶輸入的每日的AMSR-E L2A數(shù)據(jù)和輔助數(shù)據(jù)，生產(chǎn)日雪水當(dāng)量產(chǎn)品及對(duì)應(yīng)的文檔。其中本模塊生產(chǎn)的日雪水當(dāng)量產(chǎn)品是后兩個(gè)模塊進(jìn)行生產(chǎn)的數(shù)據(jù)來(lái)源。

中亞地區(qū)積雪五日雪水當(dāng)量產(chǎn)品模塊：接收五日到六日的日雪水當(dāng)量產(chǎn)品，生產(chǎn)五日雪水當(dāng)量產(chǎn)品及對(duì)應(yīng)的文檔。

中亞地區(qū)積雪月雪水當(dāng)量產(chǎn)品模塊：接收一個(gè)月的日雪水當(dāng)量產(chǎn)品，生產(chǎn)月雪水當(dāng)量產(chǎn)品及對(duì)應(yīng)的文檔。

3.2中亞地區(qū)積雪數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中亞地區(qū)積雪數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（如圖4所示）的主要功能主要分為兩塊：一塊是針對(duì)遙感數(shù)據(jù)文件的操作，一塊是與產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)和產(chǎn)品在線發(fā)布系統(tǒng)交互。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)產(chǎn)品在線發(fā)布系統(tǒng)，處理訂單請(qǐng)求；實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)，新產(chǎn)品的入庫(kù)；實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)原始數(shù)據(jù)發(fā)布網(wǎng)站，原始數(shù)據(jù)的入庫(kù)。

3.3中亞地區(qū)積雪產(chǎn)品在線發(fā)布系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于中亞地區(qū)積雪遙感數(shù)據(jù)庫(kù)和WebGIS技術(shù)，建立中亞地區(qū)積雪遙感數(shù)據(jù)集專業(yè)服務(wù)網(wǎng)站，實(shí)現(xiàn)中亞地區(qū)積雪多源遙感產(chǎn)品的全球中英文發(fā)布。

圖 5 產(chǎn)品在線發(fā)布系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)（如圖5所示）特點(diǎn)：提供一個(gè)數(shù)據(jù)訂購(gòu)下載以及項(xiàng)目信息和最新信息的服務(wù)平臺(tái)；本站的定位是業(yè)務(wù)和科研兼有的站點(diǎn)，信息的更新都采用動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的方式；站點(diǎn)提供快視圖功能，方便用戶從主頁(yè)上快速地查看檢索數(shù)據(jù)。

4結(jié)論

通過(guò)專業(yè)化的中亞地區(qū)積雪產(chǎn)品業(yè)務(wù)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)中亞地區(qū)積雪遙感數(shù)據(jù)集的集成、評(píng)價(jià)和共享服務(wù)。同時(shí)，開展中亞地區(qū)積雪的時(shí)空特征分析和氣候效應(yīng)分析，研究積雪通過(guò)地氣之間通量交換影響區(qū)域大氣的過(guò)程和機(jī)制，及其對(duì)周邊的環(huán)流、降水和東亞季風(fēng)的影響。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李小蘭，張飛民，王澄海.中國(guó)地區(qū)地面觀測(cè)積雪深度和遙感雪深資料的對(duì)比分析[J].冰川凍土，2012， 34（4）：755-764.

[2] 張廷軍，鐘歆玥.歐亞大陸積雪分布及其類型劃分[J].冰川凍土，2014，36（3）：481-490.