基于ArcGISServer的自動氣象站數據查詢與分析研究

程艷芳+趙坤+欒彩霞+申繼文

【摘 要】本系統研究基于ArcGIS Server 和Silverlight技術，實現了各類氣象要素信息查詢、檢索，完成了數據圖形化顯示，并將其有效疊加至地圖上，使其更加直觀地顯示各氣象要素分布情況，最終實現區域自動氣象站資料多種方式處理和展示、同時根據需求實現氣象要素分析結果輸出，以便在氣象業務及

服務工作中發揮重要作用。

【關鍵詞】自動氣象站；氣象要素；Silverlight； ArcGISServer

0 引言

目前，無人值守自動觀測站正以更密集布設和更加實時數據采集傳輸方式在氣象預報預警和氣象服務中發揮著重要作用。太原市氣象局已建成區域自動氣象站和山洪站112個，其中六要素站15個，五要素站7個，四要素站20個，兩要素站56個，雨量站14個，形成覆蓋全市各鄉鎮和部分重點、敏感區域的地面氣象探測網，基本實現地面高時空分辨率、無縫隙、準確、實時、連續自動監測。自動站資料已經在中小尺度天氣監測、短時臨近預報預警、決策氣象服務、災害評估、人工增雨效果檢驗等方面具有廣泛應用。

1 系統功能介紹

本系統研究主要解決自動氣象站數據查詢顯示和統計分析問題，系統采用IIS7.0作為web服務器，用SQL Server 2008數據庫存儲自動氣象站觀測數據，結合ArcGIS Server10.1地圖顯示和等值面繪制功能，通過網頁形式實現觀測數據直觀顯示和統計分析結果的圖形呈現。

數據實時顯示功能包括實時數據和降雨量顯示，實時數據顯示將自動站各氣象要素實時顯示在地圖上，如出現災害性天氣，頁面將出現預警提示，系統還提供各站點1、3、6、12及24小時降雨量顯示。

數據查詢功能分為原始數據查詢和統計查詢。原始數據查詢可查詢不同站點、不同時刻整點數據和加密數據。統計查詢可根據日期時間、站點、氣象要素、統計方法等對各氣象要素平均值、最大值、最小值等統計，結果用表格形式和地圖形式顯示并導出成Excel格式，繪制色斑圖并以圖片格式保存。

2 數據庫訪問

自動氣象站數據存儲采用Microsoft SQL Server 2008數據庫，數據表分為小時數據表、分鐘數據表，每個氣象站點各擁有一個小時數據表和一個分鐘數據表。系統實現了八個存儲過程，分別完成實時數據讀取、預警信息讀取、原始數據查詢、降雨量查詢、統計查詢、日統計、月統計、年統計功能。

系統對數據庫訪問采用WCF RIA Services方式，這是由微軟開發的一系列支持數據通信的應用程序框架。對數據庫訪問采用分布式架構，分為表示層、業務邏輯層和數據處理層。表示層和中間業務邏輯層不能直接訪問數據庫，訪問過程如圖1所示：

具體訪問過程：

（1）創建實體模型

WCF RIA Service通過創建數據模型來綜合從數據訪問層得到的不同實體數據。我們用數據模型來訪問數據庫，而不必將數據直接公開給客戶端。系統創建了名為CAWS300XModel的ADO.Net實體數據模型，模型中建立了八個存儲過程映射，分別對應：tysj_GetRealtimeData、tysj_GetWarning、tysj_GetOriginalData、tysj_GetRainfallData、tysj_StatisticsData、tysj_Analysis_Day、tysj_Analysis_Month、tysj_Analysis_Year這八個存儲過程。

（2）創建域服務

域服務是封裝WCF RIA Services應用程序業務邏輯的WCF服務。域服務中定義了客戶端能夠進行的數據操作。本系統定義了CAWS300XService域服務，并在其中定義了GetRealtimeData、GetOriginalData、GetStatisticsData、GetAnalysis_Day_Result、GetAnalysis_Month_Result、GetAnalysis_ Year_Result、GetRainfallData_Result、GetWarning_Result這八個方法分別用于調用實體模型中的八個存儲過程。

（3）在客戶端使用域服務

設置了域服務我們就可以調用域服務中的操作來訪問服務器端的數據。通過創建域上下文DomainContext的實例_CAWS300XContext調用域服務中公開的操作。通過使用異步加載操作LoadOperation，調用GetRealtimeDataQuery方法來檢索實時數據，GetRealtimeDataQuery方法調用結束后，執行 OnGetRealtimeDataCompleted方法對返回的實時數據進行處理。

3 等值面圖的制作

本系統通過調用ArcGISServer服務器端GP服務實現對氣溫、氣壓、降雨量、濕度、風速等值面圖的繪制。Geoprocessing包含一系列地理數據處理功能。在ArcGISMap中制作繪制等值面的GP服務模型StatisticsIDWModel，將該服務發布到ArcGIS Server服務器上，we客戶端通過調用StatisticsIDWModel服務生成等值面圖層。

4 結語

本系統的研究，解決了自動氣象站數據的查詢、顯示、分析和統計等問題，并采用地圖、表格、曲線圖等多種形式直觀展示各類氣象要素查詢及統計結果，為預報員及服務人員建立了基于網頁形式的數據查詢處理系統，有助于自動站氣象數據在氣象業務及服務工作中發揮更大作用。

【參考文獻】

[1]崔楊. 基于Flex的氣象信息發布平臺關鍵技術研究與實現[D].南京：南京信息工程大學，2014.

[2]朱濤.基于C#.NET的遠程智能管理系統設計與實現[D].北京：北京郵電大學，2015.endprint