內蒙古自治區氣象檔案業務系統建設研究

文/內蒙古自治區氣象信息中心；內蒙古自治區氣象檔案館 王琳 張德龍

一、建設背景

內蒙古自治區氣象檔案館成立于1986年，擁有紙質庫房5個，機讀載體檔案庫房1個，異地機讀載體檔案備份庫1個。保管自治區氣象事業管理、氣象觀測記錄、氣象科學研究、氣象基本建設、氣象標準計量等共計8.5萬余卷。2017年，內蒙古自治區氣象信息中心結合本地實際，以氣象資料信息化為先鋒，以氣象檔案管理及利用為切入點，開展氣象數字檔案信息綜合應用系統項目建設，項目初步建立元數據歸檔業務，實現烏蘭察布市數字化氣象檔案資料的規范管理，提高了內蒙古氣象資料檔案管理能力。但系統還存在管理形式單一、沒有形成完整的數字氣象檔案管理系統體系、館庫物聯設備未納入系統統一管理等問題。

二、系統建設內容

基于物聯網、云計算、大數據等技術，部署集中統一氣象檔案業務系統，建設集中統一的氣象檔案業務系統，實現檔案的收、管、存、用全業務流程的自動化管理，具體建設內容分為檔案收集子系統、檔案接收整理子系統、檔案元數據管理子系統、檔案綜合管理子系統、檔案資源利用子系統、檔案綜合統計分析子系統、可視化實體檔案館子系統、環境監控子系統、檔案盤點子系統和全文數據庫。

三、系統設計與實現

內蒙古自治區氣象檔案業務系統的設計從自身實際需求出發，充分考慮系統的可用性、實用性、可維護性、先進性、可開發性和安全性等各方面。系統基于現有的氣象數據資源池和氣象基礎設施資源池建設，與氣象大數據云平臺和氣象綜合業務實時監控系統實現對接。

（一）檔案收集子系統的實現。檔案收集子系統是介于檔案形成單位與檔案館之間的交互性管理系統，用于將各單位形成的檔案通過在線或離線的方式移交到檔案館。檔案收集包括3種方式：在線移交、離線移交和實時接收，包括檔案移交申請、檔案移交情況查詢、移交申請審核、檔案移交任務等。1.檔案移交申請。實現各單位申請移交檔案的功能，支持電子檔案在線移交及實體檔案離線移交申請。包括檔案移交人員主動和檔案管理人員被動發起的移交任務。電子檔案在線移交主要接收來自業務單位的電子數據文件，包括氣象記錄檔案、氣象文書檔案等。2.檔案移交情況查詢。實現檔案移交情況的查詢功能，可根據形成單位名稱、類別、年代等查詢預歸檔檔案的移交情況。檔案移交人員、檔案管理人員根據角色的不同，可以查詢自己發起或指定查詢條件的移交申請信息。3.移交申請審核。移交申請提交后，檔案管理人員對申請進行審核，通過移交申請審核列表查看需要處理的任務，查看移交申請內容，根據業務規定進行審核并確定是否通過該申請。4.檔案移交任務。檔案管理員可根據業務需求創建移交任務，推送給指定的檔案移交人，要求移交人按照指定的時間和要求完成移交檔案。

圖1 檔案收集流程圖

（二）檔案接收整理子系統的實現。接收整理是檔案移交和檔案管理的中間環節，包含接收檢查和檔案整理兩個部分，管理員對檔案進行接收檢查，確認檔案是否接收。系統實現包括檔案接收檢查、歸檔整理等功能，從而保證移交的檔案一致性、完整性與可用性，同時對正式歸檔前的檔案進行整理、分類、著錄、鑒定等，使檔案資料有序化。

（三）檔案元數據管理子系統。檔案元數據是檔案資源的描述信息，也是氣象檔案業務系統的核心，主要包括面向實體檔案的案卷元數據及文件元數據、面向數字化掃描圖像資源的圖像元數據，以及其他應用元數據和氣象檔案業務系統提供元數據的增、刪、查、改等功能。1.案卷及文件元數據。依據行業標準QX/T 514-2019《氣象檔案元數據》，對檔案信息中包括檔案館編號、全宗號、名稱、分類號、地域號、形成單位、起始日期、終止日期、內容描述、信息化情況、檔案來源、獲取方式、責任者、存放位置、存檔介質等元數據信息進行管理。2.圖像元數據。針對數字化掃描圖像產品單個文件形成元數據，包括文件名、區站號、檔案類型、時間、頁號等信息，通過精細化信息采集梳理，擴展元數據，包括觀測要素、觀測時間、要素單位、統計要素、統計時段等內容。3.臺站元數據。根據數字化掃描圖像成果采集得到的臺站名稱、區站號、經緯度信息、測站高度以及觀測規則等信息。4.檔案元數據庫。檔案元數據庫旨在緊密依靠大數據云平臺的能力，構建一個高效、易擴展、安全穩定的元數據庫，使檔案元數據信息得到有效的管理，有效支撐氣象檔案業務對檔案元數據的存儲要求。

（四）檔案綜合管理子系統的實現。系統貫穿檔案工作的始終，從檔案收集、整理、歸檔到檔案入庫，實現檔案管理的流程化、標準化。子系統主要功能包括檔案鑒定處理、檔案修復管理、檔案損壞管理、檔案銷毀管理、檔案遺失管理、檔案發布、檔案館消毒管理、工作動態等。

（五）檔案資源利用子系統的實現。系統以權限管理為基礎，支持多方式、多角度且易用的檢索和利用方式，滿足不同用戶對各類檔案資源服務的需求。對于用戶主要提供檔案借閱、檔案編研等功能。對于系統主要提供數據訪問接口。

（六）檔案綜合統計分析子系統的實現。系統根據檔案全生命周期過程中涉及的各個環節，提取相關數據進行統計分析。實現數字氣象檔案館檔案業務流程中各環節數據的記錄、統計、分析功能，形成多維統計信息，實現統計數據自動生成，為檔案管理及利用提供真實可靠的數據依據。

（七）可視化實體檔案館子系統的實現。系統基于實體檔案館構造的可視化模型搭建的檔案館庫房的可視化虛擬場景，結合RFID標簽識別技術及室內定位技術，關聯子系統數據，建立“全流程、一體化、可視化”子系統，對接元數據管理子系統、檔案盤點子系統，實現檔案元數據信息和檔案實體的一體化管理，實現檔案查找的可視化模型位置展示和檔案館環境信息的可視化模型展示，實現了館藏資料的管理智能化、規范化、可視化，切實提升資料管理的水平與效率。1.可視化實體檔案館展示。采用HTML5、3D虛擬仿真技術，構建實體檔案館3D場景，清晰完整地展現整個實體檔案館。實現檔案、密集架、檔案實體的對象化處理，不僅3D可視且可動態展示庫存、借閱情況。2.可視化檔案查找。對接檔案綜合管理子系統和資源利用子系統，管理員和用戶不但可以直觀了解館藏的具體情況，還可以通過關鍵字搜索快速定位、聚焦顯示查找結果，指引管理員快速獲取檔案，減少檔案獲取時間。3.可視化安防及環境監控。檔案安全管理子系統、館庫設備智能管理子系統和3D可視化系統對接檔案館所有溫濕度傳感器、煙霧感應器等數據，實時展示告警并形成整體監控態勢圖。

圖2 檔案盤點子系統流程圖

（八）環境監控子系統的實現。系統按照專業型檔案館要求，配置溫濕度、光線、煙霧、空氣質量等物聯設備，利用物聯網技術對氣象檔案館場館現有溫濕度管控設備進行調整改造，使其與氣象業務檔案系統聯動，初步實現館庫溫度、濕度、光線、空氣質量、煙感、漏水等實時自動監測及歷史數據查詢，實現數據采集、監控、報警和溫濕度調節等功能，當環境異常時觸發調節設備的聯動，向檔案管理人員發送告警信息，環境異常解決后，告警解除。

（九）檔案盤點子系統的實現。系統利用RFID設備實現基于RFID的檔案快速盤存、查詢、上架移架等功能。利用RFID手持機在庫房內進行快速盤存，通過讀取檔案上粘貼的RFID標簽，收集檔案數據并實時上傳氣象檔案業務系統。盤存完成后，氣象檔案業務系統能自動生成盤存結果。查詢時用RFID手持設備直接掃描檔案的標簽，自動獲取檔案元數據。上架和移架功能需結合RFID抗金屬架簽使用，通過掃描RFID抗金屬架簽獲取檔案位置信息，讀寫檔案標簽，實現位置信息的寫入或更新，從而實現檔案上架、移架功能。

（十）全文數據庫的實現。全文數據庫的實現按照“信息共享和深度利用”的總體要求，采用OCR識別等技術識別圖像信息和最新的信息處理技術，緊密結合氣象檔案館的實際需求，整合黨務、氣象科學研究、氣象基本建設和氣象標準計量等氣象記錄檔案以及互聯網資訊等數據，將保存在各單位的零散氣象檔案進行收集、整理，把分散在數據庫、文件系統、辦公電腦中的基建、科研等氣象檔案數據通過數據導入工具，整合到統一的存儲庫中，在統一分類規則的基礎上，建立全文數據庫。通過對全文檔案資源的整理形成不同類別檔案文件元數據集和全文數據庫，同時根據組織內部的不同角色，共享不同的信息，實現跨部門的基建及科研檔案的共享利用，建立起信息采集、分類管理、加工處理、綜合利用、深度分析的管理體系，促進信息共享，積累氣象科研信息財富。1.氣象科學研究檔案全文數據庫。基于ETL技術實現對分散在數據庫、文件系統、辦公電腦等來源的氣象科研檔案進行收集、整合、清洗，形成統一的數據結構進行統一存儲。檔案數據統一存儲在分布式MYSQL集群中。針對業務數據抽取其需要檢索的字段以及檔案文件內容，建立全文索引，提供全文檢索的功能。實現高速、精準、熱詞推薦、語意聯想等功能。2.氣象基本建設檔案全文數據庫。對分散在數據庫、文件系統、辦公電腦等來源的基建檔案進行收集、整合、清洗，形成統一的數據結構，進行統一存儲。檔案數據統一存儲在分布式MYSQL集群中，根據組織內部的不同角色，共享不同的信息，實現跨部門的基建檔案共享利用，同時用戶可通過系統提供的多種檢索方式，快捷進行檔案信息查詢。3.氣象科技創新知識服務專題數據庫。采用ETL數據整合工具，將氣象科研成果、科研檔案、內部異構數據、互聯網采集數據及文件資料等不同來源、不同格式、不同特點性質的數據抽取、轉換，進行有機整合，成果導入平臺數據庫中做統一存儲，并根據不同數據來源制定不同的數據內容更新及增量更新機制，將結構化的科研業務數據采用MYSQL集群存儲，針對業務數據抽取其需要檢索的字段以及檔案文件內容，建立全文索引，提供全文檢索的功能，實現高速、精準、熱詞推薦、語意聯想等功能。

四、結論

內蒙古氣象業務系統的建設，依托國家級氣象大數據云平臺的環境資源和省級基礎設施資源池、數據資源池，建成統一技術框架和標準體系，利用物聯網、3D虛擬、可視化等技術,實現檔案館環境與安防設備的自動管控，以及檔案的自動化管理形成標準統一的檔案目錄與元數據體系，面向全類別氣象檔案建立多種類檔案專題庫，并提供專業、智能、高效的檔案信息在線服務，整體提升了內蒙古自治區氣象檔案的工作效率和現代化管理水平，促進檔案服務與信息資源共享能力的提升。