气象信息综合服务平台方案.docx
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1、天津市气象信息综合服务平台软件技术方案天津市气象信息综合服务平台软件技术方案北京航天宏图信息技术有限责任公司文档管理版本管理版本生效日期变更内容编制人文档审批 审批人职位签名日期目 录1概述61.1项目背景61.2系统概述61.3建设目标71.4设计依据71.5术语与缩略语81.5.1术语82设计约束与要求112.1设计约束112.1.1研制方法112.1.2文档要求112.2设计约束122.2.1硬件环境122.2.2软件环境123总体需求分析143.1系统总体定位143.2系统总体目标143.3系统主要功能153.3.1支撑平台163.3.2发布平台163.4系统主要用户164业务模式分析
2、174.1业务模式174.2数据流程185支撑平台需求规定195.1主要功能195.2组成与结构205.3基础支撑模块205.3.1数据源管理205.3.2基础数据的综合查询与管理205.4产品生产模块215.4.1模型服务管理215.4.2模型分类管理215.4.3生产调度管理215.4.4模型调度监控215.5模型集成215.5.1气象灾害风险区划评价模型集成215.6产品管理模块235.6.1产品目录管理235.6.2产品结果管理245.7服务管理模块245.7.1服务注册管理245.7.2服务接口使用说明245.7.3服务监控模块246发布平台需求规定256.1主要功能256.2组成与
3、结构256.3发布管理模块266.3.1发布对象管理266.3.2产品发布管理266.4门户功能模块266.4.1门户网站综合展示266.4.2门户登录管理功能276.5产品发布模块276.5.1Webgis展示276.5.2图表数据展示276.5.3文本数据展示276.5.4分市区县多级发布286.5.5产品数据检索下载286.5.6Webservice接口发布287非功能性需求分析287.1性能需求287.1.1支撑平台服务器性能需求287.1.2发布平台WEBGIS性能需求297.2稳定性需求297.2.1.1系统并发执行的考虑297.3可扩展性需求297.3.1数据源可扩展性297.3
4、.2产品生成算法可扩展性307.3.3产品可扩展性307.3.4发布对象可扩展性307.4二次开发能力需求30 图表目录图 1系统总体功能结构图15图 2系统总体功能结构图15图 3业务模式图17图 4业务数据流程模型图19图 5支撑平台组成与结构图20图 6气象灾害风险区划模型集成图23图 7发布平台组成与结构图251 概述1.1 项目背景天津气象局经过多年积累,形成了庞大的自有数据体系。经过多年连续不断的深入研究和探索,在生态农业、风险区划、灾害评估等方面积累了大量的模型算法;存在着模型繁多缺乏统一管理,模型运行过程人工干预处理多、操作流程复杂、自动化程度低等现实问题。为了解决这些问题,并
5、实现数据调用、产品生产、产品发布过程的一体化管理,搭建一套自动化程度高、可扩展性强的业务平台,满足未来业务发展的需要,提出设计和实现本系统。1.2 系统概述系统建设立足现实,着眼未来,以信息化为发展理念与方式,以集约化和标准化为基本要求,采用分布式云计算架构、保持开放式插件化设计理念,本着适应未来业务变化的原则,构建结构完善的、功能先进、服务产品体系齐全、运行高效的平台;系统需要完成的主要工作包括,对多源数据的处理、产品生产模型的管理与调度、和产品的自动发布。基于对系统目标的需要我们将系统分为两个平台(一) 支撑平台由于数据的来源不同、种类各异。为了更好地使用数据,需要在基础数据和上层应用之间
6、搭建一个数据服务层。将对数据的各种应用包装成不同数据服务。需要搭建的服务数据主要包括:基础信息数据、基础Gis数据、业务数据等。平台中首先要实现对多种数据资源的统一管理。对多种数据资源要能够配置各种数据资源;查看数据资源的属性;检测数据的完整性;能够对数据进行管理和修改数据值等。另外最为基础和产品发布的中间层,需要能够调用服务平台的统一接口,提取数据并进行整理;调用产品生产模型对数据进行加工生成形成最终产品。对于生产模型的调度做到可配置、可管理、可维护。对调度过程和产品结果达到可以监视、可查阅。对产品生产的目录可管理、可扩展。(二) 发布平台数据在发布平台的展示主要以传统页面结合WebGis的
7、方式为主。既要能够发挥传统页面对数据内容丰富多彩的展示方式,又要能够通过webGis方式直观的展示数据与地理信息的关系。并且增加传统页面与webGis的交互功能。用户可以通过与webgis的交互,分门别类的查看自己关心的信息;并且可以按照不同角度、不同维度、不同要素对一定时间内数据进行统计,使结果直接反应在webgis上。发布平台只对指定的发布对象发布产品,发布对象可以横向扩展,可以对发布对象逐级分类。系统管理员可以对发布对象可以看到的产品进行设置,约束不同对象只能看到指定的产品。发布对象也在管理员指定的产品列表中选择自己感兴趣的产品进行定制发布。系统提供数据的分类查看和下载功能。1.3 建设
8、目标系统建设的总体建设目标包括: 系统可以根据模型自动生产产品。 产品生产的算法模型可以扩展、编辑。 产品生产的目录可灵活配置和无限扩展。 生产出来的产品可以自动发布。 产品的发布对象可管理可扩展。 产品对象的浏览权限可以控制,发布对象对可权浏览的产品可选择性查看。 发布的产品可下载。 发布形制多种多样,生成的专题产品可按模板配置。1.4 设计依据软件设计过程遵循天津气象局客户意愿,系统实现功能依照本文档罗列内容,如有重大调整,双方协调解决。1.5 术语与缩略语1.5.1 术语一、 产品目录产品目录用来存储通过模块调度生成的产品。产品目录可以动态的添加和修改。产品目录主要定义数据存储规则和存储
9、位置。将要发布的产品从产品目录中自动探测和获取。产品目录包含类别,如:水清。产品目录可扩展。二、 发布对象 发布对象是指发布平台的产品的使用者,发布对象由系统添加。 发布对象按照“市级县级” 逐级添加和管理。发布对象可扩展。三、 发布产品发布产品主要是通过对数据调度指定模块后生成的可发布的产品。发布产品主要包括:1.空间信息数据(可以叠加到webgis上);2.按照市县行政区划或其他行政边界统计的信息(Excel);3.文本信息(一段文字性的描述);4.专题图(产品分析结果图)四、 用户控制用户控制是指用户对发布产品的控制。用户控制包括两方面:1.省(区)级用户可以指定给不同的地、市级用户生成
10、哪些产品可以供其使用。2.地、市级用户可以定义在自己地市级的平台上选择哪些产品对外发布。五、 发布形制发布形制主要指以何种方式展示我们的产品。目前可以确定的发布形制有4种:1.Webgis2.图表3.文本4.动态表达:是指对一定时间内的历史数据有一个连续的动态表达;如播放一个连续的动画。六、 任务调度是指对编制好的模型可以按照一定的调度规则定时自动启动,自动完成产品的生产。任务调度需要定义的内容包括:1.调度启动时调用的模型2.模型输入参数配置:可能需要定义基础的来源(如:气象观测数据)将基础输入整理成模型可识别类型(如:提取指定要素值与经纬度信息生成新数据)3.模型输出参数配置:通过输出配置
11、将模型生成与产品目录关联起来。七、 模型模型是指包含了一系列算法的调度序列,调度的每个节点的输出作为下一个节点的输入。模型包括基础模型和复合模型。基础模型是模型编制的基础,需要在系统实现时全部完成。复合模型是根据产品生成的需要在基础模型基础上创建的模型。八、 业务数据业务数据是指现有业务环境中已经存在的数据,主要包括:气象观测数据、农业气象数据、生态数据、预测预报数据。九、 GIS(Geographical Information System)GIS是由计算机硬件、软件和不同方法组成的系统,该系统设计用来支持空间数据采集、管理、处理、分析、建模和显示,以便解决复杂的规划和管理问题。十、 空间
12、数据库Spatial Database空间数据库是某一区域内关于一定地理要素特征的数据集合。具有数据量大、属性数据和空间数据联合管理、数据应用范围广泛的特点。十一、 WebGISWebGIS是指支持在Internet上发布地理信息和服务,而用户可以随时随地获得分布的空间数据和服务的一种技术,它是Web技术和GIS技术相结合的产物。十二、 矢量数据(Vector Data)矢量数据通过记录空间对象的坐标及空间关系来表达空间对象的位置。十三、 栅格数据(Raster Data)栅格数据以规则像元阵列表示空间对象的数据结构,阵列中每个数据表示空间对象的属性特征。或者说,栅格数据结构就是像元阵列,每个
13、像元的行列号确定位置,用像元值表示空间对象的类型、等级等特征。十四、 硬件配置项(HWCI):为合同要求的独立的系统功能而设计的且能满足最终用户要求的一组硬件。十五、 计算机软件配置项(CSCI)为独立的配置管理(技术状态管理)而设计的且能满足最终用户要求的一组软件,简称软件配置项。十六、 计算机软件部件(CSC)计算机软件配置项中功能和性质不同的部分。计算机软部件可以进一步分解成其它计算机软部件和计算机软件单元,简称软件部件。十七、 计算机软件单元(CSU)计算机软部件设计中确定的能单独测试的一部分程序,简称软件单元。是最低层次的软件成分。例如:结构化编程语言中的函数、子程序,面向对象编程语
14、言中的类等。十八、 计算机软件模块computer software module简称模块,按照国家标准的定义,模块指的是逻辑上可以分开的系统成分。泛指逻辑上相对独立的软件成分,如CSCI、CSC和CSU等。十九、 计算机软件文档 computer software documents一组数据或信息的集合, 包括计算机软件的列表和打印输出。该文档记录了计算机软件的要求、设计、实现、功能、操作或上述各项的相关细节, 解释了软件的能力和限制条件,并提供了在软件运行中或保障时使用的操作命令。二十、 非开发软件 non-development software由承制方、使用方或第三方提供的、而不是按照
15、合同开发的可交付软件。非开发软件按其来源可分为商用软件、可重用软件以及订购方(或使用方)提供的软件。二十一、 软件工程环境( software engineering environment)软件工程工作中所需的一组软件工具、固件和硬件的集合。软件工具可包括(但不局限于)CASE工具、编译程序、汇编程序、连接程序、装入程序、操作系统、调试程序、模拟器、仿真器、测试工具、文档编制工具和数据库管理系统等。二十二、 软件测试环境( software test environment)测试软件所需的一组软件工具、固件和硬件的集合。软件工具可以包括(但不局限于)测试工具, 如模拟软件、代码分析器和测试用
16、例生成器等, 也可能包括包含在软件工程环境中的工具。2 设计约束与要求2.1 设计约束2.1.1 研制方法要求严格按照计算机软件工程规范国家标准的软件工程化方法进行。2.1.2 文档要求按计算机软件工程规范国家标准确定的取舍与合并原则,产生并交付下列文档:(1). 软件需求规格说明书;(2). 软件设计说明书;(3). 数据库设计说明书;(4). 系统用户手册(包括:操作员手册和系统维护手册等);2.2 设计约束2.2.1 硬件环境cpu:4核以上硬盘:200G以上2.2.2 软件环境(1). 操作系统: 支撑服务器由高可靠的Windows服务器组成; WEB服务器由Windows服务器组成,
17、应用服务器使用Tomcat;(2). 开发环境和程序设计语言: Windows平台配置JAVA语言和工具。(3). 数据库系统采用Oracle 10g 以上数据库管理软件,满足以下要求: 支持流行的软硬件平台(PC服务器及Windows Server操作系统环境); 支持客户机/服务器技术、浏览器/服务器技术; 支持异种数据库的互连,平滑实现数据的互操作; 支持大量的联机用户并发操作; 具有C2级以上数据安全控制机制和权限控制,支持多种数据备份方式; 多种数据库开发机制,具有开发三层结构、客户/服务器结构应用的工具; 具有在线备份和在线恢复功能; 配置相应的应用服务器与开发工具等软件。(4).
18、 GIS平台支持 Arcgis10.0以上版本Arcgis软件。 具备海量数据处理能力; 具备海量数据发布能力;(5). 支持群集系统负载平衡。 30 / 303 总体需求分析3.1 系统总体定位系统的总体服务对象为省内的各级气象部门,包括:市、区、县的气象部门;各有关单位,包括水利厅、林业局、减灾处等多个部门。系统以各种气象相关基础数据及各级产品数据为基础构建数据及产品的服务平台。系统用户可以以不同形制浏览产品级数据,可以通过一定途径下载数据和产品。系统的总体定位为服务于天津各级气象部门及相关部门的产品和支撑平台。3.2 系统总体目标系统以java作为基础开发语言,在系统安全、稳定的基础上,
19、实现一套可以管理多种数据资源,能够按照一定规则自动生产产品并自动发布的一套系统。(一) 搭建能够处理多种数据资源,能够提供多种整合的数据检索、数据提取、数据分享的服务平台。 构建支撑气象专业服务的数据库体系。 建立灵活的数据拓展及接入框架。(二) 建立兼容多种格式的产品及信息产品统一发布平台。 发布对象的管理和无限可扩展框架。 构建发布产品的定制化发布体系。 建立面向webgis的一体化农牧气象产品服务框架。(三) 建立产品可自动扩展、自动化生产的支撑平台。 构建实现产品目录无限扩展框架。 实现产品计算模型的调度及管理框架。 实现调度任务的监视、控制、及产品结果浏览的框架。3.3 系统主要功能
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- 关 键 词:
- 气象 信息 综合 服务 平台 方案
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