基于Web Service移動端氣象業務系統設計與實現

楊明 陳晴 高祝宇 朱旻翔 魏爽 胡永亮

摘要：對基于Web Service技術在移動端氣象業務系統開發設計中的關鍵技術進行了研究，介紹了移動端氣象業務系統的系統框架和功能設計，實現了移動端氣象業務系統。應用效果表明Web Service實現的數據服務無需考慮移動客戶端的開發方式，具有良好的異構性，為移動客戶端提供了跨平臺、跨系統和高可用的數據服務，具有較好的應用效果，提高了氣象業務服務能力。

關鍵詞：Web Service技術；移動端；氣象業務系統

中圖分類號：TP393文獻標志碼：A文章編號：1008-1739（2018）14-68-3

Design and Implementation of Mobile Weather Service System Based on Web Service Technology

YANG Ming， CHEN Qing， GAO Zhuyu， ZHU Minxiang， WEI Shuang， HU Yongling

（Zhejiang Meteorological Information Network Center， Hangzhou Zhejiang 310017， China）

0引言

隨著移動端技術研究及應用的不斷深入發展，其應用領域不斷擴展[1-2]。移動端技術在氣象業務應用的范圍越來越廣泛，關注度越來越高[3-4]。目前，氣象業務系統大部分采用桌面版，已經不能滿足隨時隨地開展氣象業務的需求，尤其是決策服務和人工影響天氣作業等。為了利用智能移動終端更方便快捷地進行氣象服務工作，需要開展智能移動終端氣象業務平臺技術的研究。

Web Service是基于SOAP、XML、WDSL和UDDI等標準，通過描述、發布、發現、協調和配置的跨平臺、低耦合、可調用的分布式Web應用程序。Web Service具有跨平臺的互操作性及數據重用性等優勢，利用Web Service技術可以有效解決移動端與數據的跨平臺、網絡異構和數據重用等問題。

以氣象業務需求為牽引，結合Web Service技術和移動端應用的特點，研發了一套基于Web Service的移動端氣象業務系統，為氣象業務用戶提供方便、高效、快捷的氣象業務服務能力，提高氣象業務工作效率。

1系統總體框架設計

為了保證系統的共享性、擴展性和可重用性，系統采用了層次化的設計思路，系統總體框架由數據層、數據支撐層、核心氣象應用層和表現層4部分組成，系統的總體框架如圖1所示。

①數據層：指基礎數據環境，主要存儲了移動端氣象業務系統所涉及的4類數據：氣象業務數據（如監測數據、預報數據及服務產品等）、基礎地理信息數據、系統配置與管理數據文件和其他數據。所有數據均采用數據中心的方式進行統一存儲和管理，其中基礎地理信息數據的存儲采用地圖切片及XML的方式。系統配置與管理數據主要采用數據庫存儲，系統配置文件采用XML的文件方式存儲，氣象業務數據按照數據結構的不同采用數據庫和文件相結合的方式存儲。

②數據支撐層：指數據的二次處理加工、數據庫的訪問、數據轉發傳輸、數據支撐服務接口、系統配置及管理配置，實現對各種類型數據文件進行加工處理成移動端容易實現顯示的數據類型，實現訪問數據層數據模塊、移動端的系統管理及配置接口、地圖服務接口、氣象業務數據庫的接口及對數據文件的傳輸。其中，涉及的接口主要采用Web Service方式提供服務，管理系統主要是對用戶及系統進行配置和管理。

③核心氣象應用層：主要提供了地圖顯示和查詢、氣象要素空間插值及氣象分析等主要功能，為業務服務平臺提供了應用層支持。

④表現層：主要通過移動端提供數據顯示、數據分析、制圖分享和地圖顯示等。

2系統功能設計

2.1屬性功能設計及制圖分享功能

①常用設置功能分布：地圖顯示方式（行政圖、谷歌圖、交通圖和流域圖）、屬性選擇（根據各種產品種類自動顯示所需功能）及行政區設置（點擊某個行政區，地圖自動定位到該行政區）。

②制圖分享功能分布：常用制圖區（畫筆、標尺、回撤、取消作圖、選擇圖片、保存和分享到微博微信）、天氣現象圖標區及圖片的縮放和旋轉。

2.2基礎地圖及定位功能設計

在地理空間數據庫的基礎上，制作發布了省、市、縣和流域等地理數據的氣象地圖服務接口，為移動端氣象業務系統提供地圖服務。地圖采用分級顯示的方式，當用戶縮放到一定比例時，才顯示更詳細的地理信息和氣象業務分析數據。

地圖定位功能分為自動定位和手動定位，自動定位是根據GPS和WIFI自動定位設備的地理位置；手動定位是在地圖上常按某個地理位置定位，系統顯示該位置的詳細氣象信息。

2.3核心氣象應用組件

移動端氣象業務系統由一系列松耦合的組件組成，在邏輯上大致可以分為氣象專業分析組件、通用GIS氣象應用組件和基于Web Service的數據組件3類：①氣象專業分析組件封裝對氣象數據的顯示和分析等功能操作；②通用GIS氣象應用組件封裝基本的GIS功能，包括地圖操作、查詢操作及氣象要素空間分析顯示等功能，為氣象業務數據的顯示分析提供基礎；③基于Web Service的數據組件提供訪問解析Web Service的氣象數據接口通用模塊，方便系統各模塊調用，避免了重復勞動，更好地滿足氣象業務需求。

3關鍵技術

Web Service應用在氣象數據提供端，定義了一套標準的數據調用方式和接口，為移動氣象業務系統提供氣象業務數據和系統管理數據等標準化的數據支撐。利用Web Service技術可以有效地解決網絡異構問題，通過發布基于Web Service的氣象數據接口，移動端或其他系統在異構的網絡環境下方便快捷地調用氣象數據服務，同時，不需要考慮移動端與數據服務端的開發工具、網絡或者系統等問題，這樣節省了大量的工作，使得開發與應用更加集約和方便簡潔。

Web Service體系結構中的角色包括[5]：①服務提供者：包括服務的所有者和托管被訪問服務的平臺；②服務請求者：尋找并調用服務或啟動與服務交互的應用程序；③服務注冊中心：可搜索的服務描述注冊中心，服務提供者在此發布它們的服務描述。

在Web Service的系統結構中，服務處于核心地位，移動端氣象業務系統數據提供端的數據服務是服務的一個實例，它發布、發現和綁定都是以服務為中心，實現移動端氣象業務系統的數據服務主要包括了3個部分：①創建Web Service的Web數據服務應用程序；②部署Web Service的Web數據服務應用程序；③發布Web Service的Web數據服務到注冊中心，供移動端氣象業務系統請求查找。

3.1創建Web Service的Web數據服務

Web Service向外部程序提供了可調用的Web服務接口及其描述，創建Web Service的Web數據服務應用程序的關鍵是實現數據操作接口，使其滿足數據服務的需求。利用.Net平臺實現了移動端氣象業務系統數據服務接口，實現的體系如圖2所示。系統主要由移動客戶端、數據服務和數據庫3部分組成，在數據服務層，由.Net平臺實現了移動端氣象業務系統數據服務接口、服務集成平臺和UDDI注冊中心，通過數據訪問模塊訪問數據庫服務，取得氣象數據、系統管理數據和地理信息數據等。

3.2部署Web Service的Web數據服務

Web Service是通過SOAP、WDSL和UDDI等標準協議實現跨平臺、低耦合及可調用等特征。.Net平臺為Web Service提供了集成開發環境，本文采用.Net平臺開發，并部署在IIS應用服務器。

3.3注冊Web Service的Web數據服務

Web數據服務部署到應用服務器，移動端氣象業務系統通過訪問服務地址，調用發布的Web Service數據服務，獲取數據。為了讓更多的氣象業務系統獲取到Web數據服務的基本信息和服務地址，可以將Web數據服務注冊到UDDI注冊中心。UDDI注冊中心為Web數據服務提供了綁定、動態發布和搜索功能，本文采用UDDI.NET SDK包實現Web Service的Web數據服務的注冊服務。

4應用實例

采用Object-C語言[6]在IPad上實現了基于Web Service的移動端氣象業務系統，《浙江氣象APP》。目前該系統已經在業務中得到實際的應用，應用結果顯示，Web Service實現的數據服務無需考慮移動客戶端的開發方式，具有良好的異構性，為移動客戶端提供了跨平臺、跨系統、高可用的數據服務，具有較好的效果，應用效果如圖3所示。

5結束語

基于Web Service的移動端氣象業務系統建設方案在業務應用中，不僅提供了高可用的氣象業務數據，而且能提供豐富的功能，對Web Service技術應用于移動端氣象業務系統的總體系統框架、功能設計和關鍵技術進行深入討論與分析，為移動端氣象業務系統提供一種建設思路和手段，提高了氣象業務服務能力。但是隨著氣象業務產品不斷更新和功能需求的增加，該系統仍有不完善之處，待未來不斷完善和提高，以滿足氣象業務應用的更高需求。

參考文獻

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[4]錢崢，趙科科，許皓皓.基于Android的移動氣象信息服務系統設計與實現[J].氣象科技，2014，42 （1）：99-103.

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[6]李佳琳.基于Objective-C的軟件開發方法探討[J].中國科教創新導刊，2010（28）：189.