WebGIS在气象业务系统建设中的应用研究

万文慧，陈维华，刘 敏

(南京军区气象水文中心，江苏 南京 210016)

0 引言

随着社会信息化的快速发展，单纯地将地理信息技术应用于气象业务已经不能满足公众人群的需要，网络化的需求越来越迫切。本文针对目前现状，将网络地理信息系统WebGIS引入到气象业务系统建设中，将GIS从C/S模式应用到B/S模式［1］，只要终端能通过浏览器连上服务器所在网络，用户就能够登录WebGIS，查询相关气象业务系统信息。本文探讨和研究了系统建设的方法和研发过程中涉及的关键问题。

1 WebGIS简介

网络地理信息系统WebGIS是基于Internet平台，客户端应用软件采用互联网协议运行在网络上的地理信息系统［2］，是利用互联网技术来扩展和完善地理信息系统的一项新技术，其核心是在GIS中加载HTTP和TCP/IP标准的应用体系，实现网络环境下的空间信息管理等地理信息系统功能［3］。

在B/S模式下，如图1所示，浏览器正常显示WebGIS前，需要通过网络从服务器端获取地图数据、属性数据和可能要安装的第三方插件等，然后调用客户端软件进行显示，因此WebGIS对网络通信质量、网络时延、服务器端性能都提出了很高的要求［4］。所以服务器的响应速度及网络的传输速度是WebGIS应用的一个瓶颈，为了改进服务器和浏览器之间的交互，近年来出现了许多新技术，AJAX就是一个［5］，其工作原理是在浏览器和服务器之间加了个中间层，使用户操作与服务器响应异步化［6］，这一中间层所做的工作都通过AJAX引擎来完成。实际上，AJAX引擎就是一些复杂的 JavaScript［7］程序。

图1 B/S三层体系结构示意图

2 WebGIS在气象业务建设中的应用

2.1 WebGIS 平台选择

目前，各主要地理信息软件公司都研发了各自的WebGIS软件，如 MapInfo的 MapXtreme、ESRI的 Ar-cIMS、AutoDesk的 MapGuild、SuperMap的 IS.NET 和GeoStar的GeoSurf［8］。各平台的比较如表1所示，这些平台功能都比较齐全，系统稳定，操作性强［9］。从实用性或性价比来说，北京超图公司SuperMap的IS.NET与开源的GeoServer略胜一筹。

表1 WebGIS平台比较

2.2 气象业务系统的需求分析与组织结构设计

气象业务系统的用户包括普通业务操作人员和系统管理人员。普通业务操作人员主要是应用系统进行数据查询和分析，系统管理人员主要是进行用户授权、日常维护、备份恢复数据等［10］。

基于WebGIS的气象业务系统的功能需求有:

(1)GIS相关功能:如地图的缩放、漫游、距离及面积量算、图层控制、鹰眼等。

(2)气象数据的查询与分析功能:以地理要素为背景，实现时间序列的气象信息与地理空间叠加显示，可查询实时气象信息，历史天气及气象预报等。

(3)其它气象业务相关功能:包括数据分析、特殊天气预警、卫星图片的处理等。

(4)系统功能:提供帮助信息、路径设置、用户密码管理、系统维护等。

系统结构设计采用四层B/S体系，分别为用户层、应用层、服务器层和数据库层。如图2所示。

图2 系统结构设计

用户层和应用层实现系统信息的前端显示，将信息以可视化形式展示给用户。数据库层负责地理数据与气象数据的存储、获取和维护。服务器层是系统关键部分，完成各种业务数据处理。

2.3 气象业务系统的数据库建设

系统数据库包括气象信息数据和地理空间数据。

气象数据根据不同业务需求，存放不同类型数据，一般情况下，包括固定数据和可变数据，固定数据包含中长期气象统计数据;可变数据存放近期气象采集数据，需及时进行更新、编辑［11］。

地理空间数据主要是遥感影像图、矢量化地图或其它专题地图等。空间数据矢量化的过程［12］如图3所示。

图3 空间数据库建立

业务系统数据库建设要求数据结构分明，易于管理，以最佳方式组织数据，使数据库在逻辑上划分合理，同时减少数据冗余，实现数据的共享。数据库的组织必须可靠性高、便于维护、扩充、更新和信息查询和分析［13］。

3 结束语

WebGIS的应用开发已经成为地理信息系统的主要研究领域［14］。研发基于WebGIS的气象业务系统是气象信息大众化发展的必然趋势。本文对研发过程中的具体方法和关键问题进行了分析探讨，提出了初步的建设方案，在下一步实践工作中，将不断地加以完善。

［1］何卫.Web地理信息系统的设计与实现［D］.西安:西安电子科技大学，2004.

［2］吴信才.面向网络的新一代地理信息系统［M］.北京:科学出版社，2009.

［3］沈晔.WebGIS应用的性能优化研究［D］.南京:解放军理工大学，2011.

［4］胡旭松，张凤荔.WebGIS在数字化校园建设中的应用研究［J］.计算机与现代化，2009(6):110-113.

［5］彭建伟.Ajax技术在WebGIS中的应用研究［D］.长沙:中南大学，2008.

［6］吕家恪，刘洪斌，汪璇.基于WebGIS构建区域农业资源信息发布系统［J］.西南农业大学学报，2005，27(3):420-423.

［7］齐剑玲，孟小红，阚虎.基于Java技术的WebGIS框架研究［J］.微计算机信息，2004，20(3):117-119，63.

［8］宋毓，卫海燕.WebGIS及其常用软件的比较研究［J］.西安联合大学学报，2004，7(2):53-56.

［9］陈能成.网络地理信息系统的方法与实践［M］.武汉:武汉大学出版社，2009.

［10］陈鹏翔，李元鹏.基于WebGIS的民航气象基础信息系统的设计与实现［J］.沙漠与绿洲气象，2010，4(增刊):30-34.

［11］万文慧，胡友彬，陈柏华，等.基于GIS的地理气象信息查询系统的设计［J］.计算机与现代化，2009(6):56-58，70.

［12］北京超图软件股份有限公司.SuperMap IS.NET用户手册［Z］.北京超图软件股份有限公司，2008.

［13］崔铁军.地理空间数据库原理［M］.北京:科学出版社，2007.

［14］龚健雅，杜道生，等.当代地理信息技术［M］.北京:科学出版社，2004.