基于MUSIC的特色数据与产品回写CIMISS方法研究

曾行吉，李 涛，詹利群，宋 瑶

（广西区气象信息中心，南宁 530022）

0 引言

全国综合气象信息共享平台（CIMISS）［1］是气象数据的收集、分发、处理、管理、共享平台，实现14大类约260多种气象观测数据、气象数据产品、灾害数据等资源管理与服务，具有国省一致的实时、历史长序列数据在线服务能力。气象数据统一服务接口（MUSIC）基于CIMISS，面向气象业务和科研，提供全国统一、标准、丰富的数据访问服务和应用编程接口，为国、省、地、县各级应用系统提供数据接入服务。对用户而言接口就是数据，调用接口即可获得气象数据；对系统运维而言接口就是“隔离带”，隔离运维对业务的影响。基于MUSIC对接CIMISS的业务系统逐渐增加，通过MUSIC实现对数据访问服务的汇聚和统一发布，MUSIC接口的数据服务效益与系统解耦的作用逐渐发挥，MUSIC已成为气象数据服务事实上的标准。

气象核心业务系统的CIMISS数据生态初步形成，CIMISS成为核心气象数据中心，新增气象观测资料、地方特色数据和数据产品急需接入CIMISS，支撑气象应用的按需访问显得尤为重要和迫切。广西气象信息中心基于MUSIC接口完成了雷电数据和大气负离子观测数据接入CIMISS，解决了相关技术问题，制订了相关标准，实现了数据查询与产品回写的功能。

1 MUSIC回写分析

MUSIC提供了9个标准的调用方法和稳定的客户端，整理了75类要素的标识代码，设计了88个参数、返回代码和返回格式，支持异构多源数据，实现了CIMISS所有数据在线实时数据服务。MUSIC接口具有全国统一、标准、丰富的数据访问服务等特点。各业务系统可以标准规范的方式使用MUSIC的接口，使各系统使用同一套数据，应用同一个数据源，有利全国推广部署应用，促进气象业务系统集约化和规范化，因此基于MUSIC对接CIMISS将是各业务系统对接CIMISS的重要方式。

气象资料使用MUSIC对接CIMISS时，首先调用MUSIC接口，进而MUSIC完成元数据解译、执行接口、写入数据到数据库表等操作，最终才能完成气象资料入库。比较直接调用数据库访问接口 （如JDBC、ODBC等）入库，气象资料使用MUSIC对接CIMISS步骤较多，必然会带来性能下降，因此该方法适合接入于传输频次低和数据量小的资料。

2 MUSIC回写配置流程

气象资料通过MUSIC接入CIMISS，实际是配置MUSIC完成气象资料入库操作，即回写，配置步骤［2-3］如下：

（1）准备工作，包括编制资料四级编码、按标准命名接口、明确存放位置和方式、确定访问权限等。

（2）登陆MUSIC网站，进入用户空间，填写数据写入申请表。

（3）MUSIC管理员审核用户申请写入资料申请，完成定义气象资料、建表、建目录等操作。

（4）配置访问接口。

（5）测试接口。

3 回写结构化资料

结构化资料指可组织为行列表格存储的资料。MUSIC可很好地支持结构化资料回写。下面以雷电观测资料为例讨论MUSIC回写结构化资料。

（1）资料评估

广西已部署三维雷电实时定位监测系统子站、雷电流记录仪等雷电观测设备。设备数据传输频次较低，数据量小 （表1）。适宜通过MUSIC接入CIMISS。

表1 广西雷电资料通过MUSIC接入CIMISS适宜度评估

（2）确定资料四级编码

遵守CIMISS资料编号规范［4］，使用本省气象资料编码自编段，利用第三组编码区分气象资料类型，第四级区分气象资料子类，设计资料的四级编码：三维闪电定位资料为B.6801.0002.S001，雷电电荷峰值资料为B.6801.0003.S001。

（3）接口命名

根据CIMISS接口的命名规范［5］，接口名称中一般包含接口功能、资料类型、数据格式或要素、主要条件。三维闪电定位写入接口名SaveStationData，按站按时间查询接口名GetLIL3DByStationAndTime。雷电电荷峰值资料写入接口名SaveStationData，按站按时间查询接口名GetLCPByStationAndTime。

（4）设计数据表结构

记录标识、资料标识等25个字段是MUSIC建议需包含的要素信息。三维闪电定位资料［6-7］增加7个要素信息：电流（回击峰值）强度、最大陡度、误差范围、定位方式、标志位、闪电定位仪编号、云/地闪类型。雷电电荷峰值资料增加2个要素信息：回击峰值电流强度、云/地闪类型。

（5）填写数据写入申请表

登陆MUSIC网站，进入用户空间，点击“写入数据申请”，输入资料名称，资料属性选择站点要素写入，输入资料与观测要素信息。

（6）添加观测要素

用MUSIC用户连接到本省CIMISS支撑库（SMDB）， 在 DATA＿ELE＿DEFINE 添加三维闪电定位资料新增的7个要素信息和雷电电荷峰值资料新增的2个要素信息。

（7）审核数据写入申请

登陆MUSIC管理网站，点击“数据写入审核”-＞“数据写入申请审核”，在页面中输入资料名称，修改审核状态为通过，数据库选择SOD，输入数据库表名，数据库表名要求与通过SQL语句构建的数据表名称一致，数据实体输入资料的四级编码，数据实体采用资料的四级编码可保证名称唯一性并与CIMISS资料命名保持一致。

（8）定义数据实体与气象资料

登陆MUSIC管理网站，点击“气象资料”-＞“气象资料定义 （可写）”，数据实体输入资料的四级编码，要求与数据写入审核时的数据实体名一致，输入数据实例中文名称，所属数据库选择SOD，修改是否有要素表信息为是，选择数据实体对应的数据库表名，选择数据表的关键外键。

登陆MUSIC管理网站，点击“气象资料”-＞“气象资料定义（可写）”打开写入资料页面。配置资料的基本信息、读取接口、读取权限控制、写入接口和写入权限控制等信息。

（9）建数据库表

用SOD用户登陆CIMISS BDB数据库，执行MUSIC生成的SQL，完成建表操作。

（10）配置访问接口

登陆MUSIC管理网站，点击“访问接口定义”-＞“新增访问接口定义”，选择或输入接口名称、接口类别、接口属性、接口参数、适用资料等信息。

（11）测试接口配置

登陆MUSIC网站，进入用户空间，使用接口调用测试服务功能，注意选择正确资料类别、资料名称、接口名称，接口参数。

4 回写非结构化资料

非结构化资料主要是各种数据产品，载体为电子数据文件。其回写流程参照结构化资料回写流程，配置过程相同，区别是选择回写类型的选项不同，配置参数也不同：非结构化资料存储到文件系统指定目录，同时记录元数据信息。

4.1 非结构化资料存储设计

根据CIMISS文件系统规划［8］，非结构化资料存储结构设计为3级目录结构：1级为资料级别和类型（表2），2级为单位名称，3级为日期时间。

/space/cimiss＿BENN/data/metdb/sevp ＊/单 位名称/日期时间/

表2 非结构化资料1级目录

1级目录2级目录3级目录

注：＊分别代表1、2和3

4.2 文件命名规范

非结构化资料文件名由数据分类属性、产品制作单位、产品内容编码、产品制作系统属性、产品要素属性、产品区域属性、产品层次定位属性、产品图类标识、服务产品制作时间（产品的起报时间、实况监测产品观测时间）和产品时效和时间间隔、数据存储格式的信息编码组成。各个属性之间用下划线“＿”分隔。文件名组成项目制定统一标准。所有字符用大写字母。格式为：

SEVP＿制作单位＿产品分类编码＿产品制作系统＿产品要素＿产品覆盖区域＿产品层次＿图形产品的图形类别＿［制作时间/起报时间/观测时间］＿时效和时间间隔.数据存储格式

注：［］中的内容可任选一项

如：SEVP＿NMC＿IMIB＿SFER＿EME＿ACHN＿LNO＿P9＿201701190800＿00000.DOC

4.3 元数据表设计

非结构化资料元数据包括：资料时间、文件名、文件格式、文件大小、所属单位、上传用户、资料类型、产品描述、共享范围。非结构化资料元数据在MUSIC中表现为气象资料。

4.4 应用实例

三维闪电定位观测数据和雷电电荷峰值资料接入CIMISS相关系统已业务运行1年多，在雷电服务业务中数据服务正常稳定。

图1 数据访问与回写相关系统截图 （a）MUSIC数据访问接口图 （b）MUSIC回写接口图（c）广西雷电峰值资料回写CIMISS软件主界面图 （d）三维闪电定位资料回写CIMISS软件主界面图

5 结论

MUSIC可为地方特色数据、新增气象资料、数据产品提供统一标准数据服务，对低频次小数据量的产品接入CIMISS提供了良好便捷的支持，达到业务要求，满足服务需要。

致谢：中国气象信息中心徐拥军和战云健，广西观测与网络处李静锋，广西区防雷中心植耀玲的帮助，谢谢！

参考文献：

［1］史彩霞，黎颖智，张许斌.基于CIMISS的广西气象服务信息综合业务系统的设计与实现 ［J］.气象研究与应用，2016，37（4）：82-85.

［2］国家气象信息中心.MUSIC数据写入接口使用手册［M］.2011，11-18.

［3］国家气象信息中心.MUSIC管理员手册［M］.2015，9.

［4］国家气象信息中心.CIMISS气象资料数据清单［M］.2012，12-13.

［5］国家气象信息中心.接口配置的命名规则［M］.2012，12-13.

［6］廖铭超，蒋平凡，邹哲馨.台站闪电定位仪维护方法与技巧［J］.气象研究与应用，2014，35（2）：84-85.

［7］李韬，李顺，梁毅.一起移动通信基站及临近民居雷灾的分析与思考［J］.气象研究与应用，2015，36（2）：106-108.

［8］国家气象信息中心.新一代天气雷达信息共享平台＿业务应用运行基本信息手册（通用版）［M］.2014，9-28.