一種可快速構建的氣象決策服務平臺

劉雨露 吳杰

摘要：本文介紹了一種可快速構建的氣象決策服務平臺，平臺的主要功能分為兩類，基礎數據查詢統計和決策模型的生成。在設計算法模型時，利用策略模式，將軟件界面和算法模型解耦，使得軟件界面和算法模型的需求變化不再互相影響。方便了今后模型的擴展，也減小需求變更對系統的影響。并且利用代碼生成技術進行系統的快速構建，按照氣象領域規則，生成規范的可配置的氣象決策服務平臺源代碼，提高了開發效率、延長了系統的生命周期。

關鍵詞：快速構建;代碼生成器;線性擬合;自動生成;氣象決策服務

中圖分類號：TP311? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）21-0250-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

1引言

改革開放以來，我國社會和經濟的快速發展，與此同時，氣象與國民經濟和人民生活的關系越來越密切，氣象服務的需求不斷提升，氣象工作為國家經濟建設和社會發展，為防災減災和應對氣候等環境變化，為提髙人民生活水平發揮作用。

現代氣象服務業務主要內容主要包括的決策氣象服務、公共氣象服務、專業氣象服務三個類別。本項目從氣象服務業務的體系結構、業務內容、業務流程及其特點分析入手，采用軟件開發中的中間件技術、代碼生成引擎等設計方法，開發一種通用、可配置的信息化平臺產品，實現市、縣級氣象局的氣象服務業務的可定制和自動化生成。生成模塊主要包括：全國綜合氣象信息共享系統數據本地化采集處理、氣象模型管理集成、氣象指數預報、天氣預報產品制作等系統。

國家氣象信息中心于2009年啟動建設了CIMISS系統（即全國綜合氣象信息共享系統），于2017年投入業務運行，預期在2020年CIMISS實現全國氣象數據互聯。該系統為氣象服務構建了統一數據環境，也為氣象業務的通用信息管理平臺提供了發展契機。本平臺采用Java語言作為開發語言，前端頁面使用了jQuery、EasyUI 技術，后端采用SSH框架，SqlServer作為底層數據庫，使用了Freemarker技術作為代碼生成技術，數據采集調用了CIMISS中的MUSIC接口。

2主要技術

2.1 代碼生成器

本平臺代碼生成器詳細設計流程描述如下：

2.1.1新建功能

點擊新建按鈕，系統會調用ManualConfigGenAction中的create（）函數，該函數分別調用ManualConfigGenService中的findAllElement（）函數和loadCollections（）函數進行氣象要素和要采集的要素加載。在調用這兩個函數加載氣象要素和要采集的要素的時候會調用中的DAO中的findAll（）方法。最終將要加載的數據傳輸到界面上。

2..1.2 加載功能

點擊加載按鈕，系統會調用ManualConfigGenAction中的load（）方法，在load（）方法中繼續調用ManualConfigGenService中的loadJsonString（）方法來加載之前配置好的配置文件。

2.1.3 保存功能

點擊保存按鈕，系統會自動調用ManualConfigGenAction中的save（）方法，進而調用ManualConfigGenService中的save（）方法將生成的配置文件保存到相應的位置。

2.1.4生成功能

點擊生成按鈕，系統會自動的調用ManualConfigGenAction中的gen（）方法，進而調用ManualConfigGenService中的gen（）方法生成所有配置好的jsp文件，service類文件，action類文件。

2.2策略模式

氣象工作項目規模大，開發周期短，用戶需求時常變化，使用傳統的開發途徑，這些問題很難完善的解決。采用策略模式，將每個算法模型封裝，使得算法模型與業務層解耦，實現在不更改業務層的前提下根據需求靈活切換或增加算法模型，更加有利于系統的維護。

3平臺研究內容

1）搭建CIMISS數據本地化采集處理配置系統。通過配置界面，建立市、縣級CIMISS系統應用工作站，實現本地化、業務化應用。可實時下載所需數據或根據需要選擇下載。

2）搭建氣象歷史資料數據庫本地化查詢處理配置系統。通過配置界面，可實現設計氣象資料歷史數據庫本地化查詢處理系統。歷史資料庫包括有連續氣象記錄以來的逐日氣象要素：平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫、降水、日照、風向、風速、相對濕度、水汽壓、蒸發、云量、地溫、凍土、積雪深度等

3）實現常用的氣象決策模型。包括鄉鎮級的5-7天氣溫、降水、風等要素預報、農業氣象年景分析、春耕春播期第一場透雨預報、不同作物最佳播期預報、土壤相對濕度預報、施藥施肥氣象條件預報、秋收期天氣預報、農作物產量預報、糧食儲運晾曬天氣預報、秋整地天氣預報、土壤封凍日期預報，干旱監測預報、低溫監測預報、稻瘟病預報、玉米螟預報。

4）服務產品制作系統的實現。服務產品制作采用固定格式的產品模板，模板要求為word文檔，可以插入圖表。能夠實現自動保存默認文件名、默認目錄和手動保存。模板具體格式、產品制作要求根據業務要求進行配置。生成數據表格、制作數據填圖、制作等值線圖、制作等值面圖。圖表可以存儲、打印等。

5）實現外部訪問接口，將最新的預報服務產品、預警信息等以最快速、最便捷、最省力的方式發送到農業服務網站，手機客戶端（APP），微信平臺子系統。

平臺體系結構如下圖所示：

4設計重點和難點

1）系統可視化快速構建：用戶通過快速構建頁面根據需求添加所需構建的頁面，系統調用代碼生成器根據模板文件迅速構建所需頁面，實現迅速構建指定區域系統的代碼文件。

2）氣象決策模型的實現：系統提取數據庫中已有的數據并根據算法模型分析得出氣象結論，系統會根據用戶的需求將氣象結論自動生成氣象決策文件。

3）Word類型決策文檔的生成。利用Microsoft Word? Object Library自動生成氣象結論產品，無須人工編寫。

4）數據實時下載：CIMISS數據下載模塊實時從CIMISS下載氣象要素數據，將數據本地化以供氣象模型使用。

5結論

文章闡述了一種可快速構建的氣象決策服務平臺，按照氣象領域規則，利用代碼生成技術生成規范的可配置的氣象決策服務平臺源代碼，有效避免了低水平重復開發，并且能夠實現標準化生產。數據采集調用了運用了基于線性擬合和基于規則的算法模型，并采用了策略模式，使得算法模型與業務結構解耦，使得軟件界面和算法模型的需求變化不再互相影響。可用性和健壯性強，有創新性。目前該項目已投入使用，客戶使用評價良好。

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【通聯編輯：光文玲】