基于SWAN的省市縣短臨預(yù)警業(yè)務(wù)一體化 平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)研究

李有朋 何沁遙 曾衛(wèi)忠

摘?要：基于SWAN系統(tǒng)基礎(chǔ)開發(fā)具有便捷分析山地特色資料的系統(tǒng)，有效幫助省市縣三級預(yù)報(bào)服務(wù)人員開展短臨預(yù)警資料分析，提高短臨預(yù)警業(yè)務(wù)能力。

關(guān)鍵詞：SWAN;短臨;預(yù)警平臺

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 總體設(shè)計(jì)

災(zāi)害性天氣短臨預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)（Severe Weather Automatic Nowcast System，以下簡稱SWAN）是中國氣象局于2008年組織開發(fā)的對災(zāi)害性天氣監(jiān)測、分析、預(yù)警的軟件系統(tǒng)。該系統(tǒng)的推廣使用，為各級氣象臺站開展災(zāi)害天氣監(jiān)測和氣象服務(wù)工作提供了強(qiáng)有力的保障。近年來，災(zāi)害性天氣多發(fā)頻發(fā)，特別是在貴州等地，特殊的山地地形所需氣象服務(wù)產(chǎn)品使得SWAN提供的基礎(chǔ)功能已無法滿足目前業(yè)務(wù)需求。

本系統(tǒng)以SWAN1.0為開發(fā)基礎(chǔ)，主要使用C#編程語言，對接全國綜合氣象信息共享平臺（China integrated meteorological information service system，以下簡稱CIMISS）數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)省市縣區(qū)域站資料查詢、統(tǒng)計(jì)以及顯示;雷達(dá)基本反射率、組合反射率、回波頂高、降水估測等資料查詢顯示;衛(wèi)星可見光云圖、紅外云圖等資料查詢顯示;閃電資料查詢顯示;省級氣象臺產(chǎn)品共享;市級氣象臺產(chǎn)品共享;對接國家突發(fā)事件預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)預(yù)警信號發(fā)布;上級臺站對下級臺站的指導(dǎo)產(chǎn)品等功能。

1.2 數(shù)據(jù)來源

本系統(tǒng)主要涉及數(shù)據(jù)有：CIMISS數(shù)據(jù)接口中的自動(dòng)站數(shù)據(jù)（包括逐年、月、日、時(shí)以及分鐘級國家站和區(qū)域站數(shù)據(jù)）、SWAN處理的雷達(dá)數(shù)據(jù)（包括組合反射率、回波頂高、TREC風(fēng)場資料等）、基于分布式數(shù)據(jù)庫的云圖數(shù)據(jù)（包括風(fēng)云4A可見光、水汽、紅外和中紅外數(shù)據(jù)等）、CIMISS數(shù)據(jù)接口中的閃電數(shù)據(jù)、基于文件共享協(xié)議的省市氣象臺主觀產(chǎn)品以及CIMISS數(shù)據(jù)接口中的預(yù)警信號數(shù)據(jù)等。

2 主要功能實(shí)現(xiàn)

2.1 自動(dòng)站數(shù)據(jù)查詢功能

基于CIMISS數(shù)據(jù)環(huán)境，使用客戶端模式，利用getSurfEleInRectByTimeRange等方法檢索各項(xiàng)資料。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)站氣溫（最高、最低、平均和實(shí)時(shí)溫度）、雨量、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、能見度、露點(diǎn)溫度等資料的查詢和顯示功能，將資料在表格和地圖中精準(zhǔn)表達(dá)。該功能主要滿足貴州省市縣氣象臺在汛期氣象服務(wù)中快捷、準(zhǔn)確提供產(chǎn)品。針對貴州主要災(zāi)害性天氣之一的暴雨災(zāi)害深度定制了逐小時(shí)（分鐘）雨量柱狀圖、一鍵式雨情快報(bào)制作和雨量分布色斑圖等功能，此功能涉及的Aspose.Words文檔處理、chart圖表制作以及Surfer色斑圖制作技術(shù)在本文中不作詳細(xì)介紹。

2.2 雷達(dá)資料查詢功能

SWAN本身具備豐富的雷達(dá)資料輸出功能，本系統(tǒng)直接采用調(diào)用SWAN接口在地圖中顯示下載的BZ2格式雷達(dá)資料。主要涉及組合反射率拼圖、回波頂高拼圖、VIL拼圖、滾動(dòng)一小時(shí)QPE、TREC風(fēng)場等資料（見下表）。

2.3 衛(wèi)星云圖資料查詢功能

主要實(shí)現(xiàn)從分布式數(shù)據(jù)庫中調(diào)用表述性狀態(tài)傳遞（Representational

State

Transfer，以下簡稱REST）接口，下載各類衛(wèi)星云圖資料，使用SWAN自帶讀取云圖功能，在地圖中顯示云圖數(shù)據(jù)。

2.4 閃電數(shù)據(jù)資料查詢功能

CIMISS中已實(shí)現(xiàn)歷史和實(shí)時(shí)閃電資料獲取和查詢接口，采用REST方式調(diào)用，在表格和地圖中展示即可。

2.5 其他功能

考慮系統(tǒng)使用對象為省市縣三級氣象臺站，根據(jù)實(shí)際情況，我們還增加了基于文件共享協(xié)議的省市氣象臺主觀產(chǎn)品以及CIMISS數(shù)據(jù)接口中的預(yù)警信號數(shù)據(jù)等功能，以方便臺站間資料共享和服務(wù)人員開展預(yù)警服務(wù)，本文不再贅述。

3 結(jié)語

本系統(tǒng)為貴州省氣象局主要打造的汛期氣象服務(wù)關(guān)鍵系統(tǒng)，特別是CIMISS數(shù)據(jù)環(huán)境切換以來，其雨量查詢統(tǒng)計(jì)功能、雨情快報(bào)一鍵式制作功能和預(yù)警信號發(fā)布功能已成為各級氣象臺汛期氣象服務(wù)最便利工具之一，為氣象防災(zāi)減災(zāi)工作提供了強(qiáng)有力的科技支撐。同時(shí)，SWAN系統(tǒng)采用接口調(diào)用方式，基礎(chǔ)架構(gòu)設(shè)計(jì)開放，下一步還具備更多的開發(fā)和完善空間。

參考文獻(xiàn)：

[1]韓豐，沃偉峰.SWAN2.0系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].應(yīng)用氣象學(xué)報(bào)，2018，29（1）：25-34.

[2]李叢英，王彪，金石聲，等.貴州省自有數(shù)據(jù)接入CIMISS流程介紹[J].陜西氣象，2018（1）：38-41.