GIS技术在交通气象服务产品制作系统中的应用

鲁静 谭静 敖银银 陈英英

（湖北省气象服务中心 湖北省武汉市 430074）

GIS 技术是多种学科交叉的产物，以地理空间理论为基础，应用地理模型分析方法，提供实时的动态与空间地理信息，是针对地理决策服务和地理研究所提出的一种计算机技术系统。GIS 技术的基本功能是对表格型数据进行转化，显示为地理图形，同时浏览、分析、操作显示结果。GIS 技术的显示范围同样十分广泛，从洲际地图到街区地图都能够有效显示。作为一种关键的空间信息系统，GIS 技术通过计算机软硬件支持，对整个及部分地球空间、表层的全部地理数据进行分析、采集、处理，为交通气象服务产品制作系统的应用提供扎实的技术支持。因此，本文针对以上问题，探讨GIS技术在交通气象服务产品制作系统中的应用。

1 交通气象服务产品制作系统建设概述

气象服务是对社会提供服务的气象业务产品，是一切气象工作的出发点和落脚点。目前，国外许多国家的气象部门已经实现了对不同风格下气象服务产品的有效整合，给予用户高度一致的体验。同时，随着我国气象服务产品制作研究工作的发展，也在不断突破中取得了较大成果。包括气象决策服务系统、地理信息系统、气象信息综合处理系统等。但总体来看，良好劲头下，仍存在如下几点问题：

（1）交通气象服务产品不够丰富且缺乏针对性，无法满足日益增长的用户需求；

（2）交通服务产品尚未形成统一的规范，不同单位业务产品制作存在风格、范围等内容上的明显差异；

（3）工作内容繁琐，工作人员工作量大，交通服务产品制作时间长，不利于气象业务持续发展。

因此针对以上问题，立足气象服务及时性、准确性、针对性发展需求，有关部门须进一步落实气象服务产品自动化前进道路，对气象服务产品规范进行完善、对工作人员工作量进行缩减，有效导入GIS 技术，科学设计交通气象服务产品制作系统。

2 基于GIS技术交通气象服务产品总体设计

2.1 GIS技术应用系统业务流程

构建“跟踪网格预报、滚动信息发布、上下协同服务”的气象服务流程，实现业务数据存储接入流程由传统“本地存储、本机处理、多方式获取”向“统一存储、云处理、统一接口获取”转变，实现气象产品分发流程由“本地制作、本地单一发布”到“统一平台制作、统一多渠道发布”转变。调整气象服务值班人员的工作职能和产品应用方式，实现气象服务由服务固定站点、固定时次发布向服务任意地点、预报滚动发布转变。具体如下：

（1）开发气象行业所需工具组件，协调ModelBuilder 环境下ArcGIS 工具及二次开发工具与数据之间的联系。包括数据—数据、数据—工具、工具—工具。

（2）模板调用；运行监测。

图1：系统总体架构

图2：交通气象服务产品制作系统框架图

（3）气象服务产品输出。GIS 技术应用气象业务往往伴随着巨大的数据处理量，以及负责的数据处理过程。但集中式计算及2 层C/S 体系结构本身又无法满足海量数据处理需求，需通过Remoting 技术来实现分布式模型运行要求，推动海量数据处理任务在高性能服务器中基础解决，并同步实现方法接口对焦远程编程用户，达到分散部署、集中处理效果。系统采用 3 层 C/S 架构，包括客户端、数据层和服务层，总体框架如图 1所示。

2.2 服务产品制作发布系统

交通气象服务产品制作发布系统包括5 个子系。系统基于CIMISS（全国综合气象信息共享平台）数据库或者天擎（数算一体气象大数据云平台）、地理信息数据、地图数据等，集成交通气象业务相关的分析算法（数据统计分析算法、灾害性天气风险评估方法等），实现各类气象数据的查询检索及灾害天气评估，并生成可供服务产品直接调用的文档、图形、图表；按照服务需求智能提取天气、气候、环境等不同业务平台的信息，智能获取新建决策信息库里的风险预警建议、灾害防御对策等信息，实现各类交通气象服务产品的智能制作、审核、签发、发布；通过微信、手机APP及服务产品共享平台实现气象信息共享和各类服务产品向专业用户的实时推送。

5 个子系统分别为气象服务基本信息库、气象服务数据统计分析系统、气象灾害分析和灾害评估系统、服务产品智能制作发布系统、以及服务产品共享平台。其中气象服务基本信息库为服务产品制作系统提供服务建议的规则自动匹配；气象服务数据统计分析和气象灾害分析和灾害评估系统为服务产品制作系统提供数据分析文字、图片、表格数据素材；服务产品智能制作发布系统主要支持交通气象各级各类服务产品的快速制作、一键发布、留痕管理功能；服务产品共享平台用于交通气象产品共享下载。如图2所示。

3 技术路线

交通气象服务产品制作系统开发采取网页浏览和地理信息系统相融合（WEBGIS）方式，充分利用上级部门统一数据环境和计算资源的智能化众创型业务平台的技术成果，按照“一张网、一张图”的设计，以分类分级的用户为中心，以预报服务产品的智能化、自动化快速制作工作场景为支撑，以气象对行业影响的信息融合分析评估应用场景为亮点，采取整合集成原有系统的功能、对接专业预报系统和全新开发部分系统功能等方式，开展智慧型、自动化、模块化、可定制的网页平台设计，形成具备用户分类管理、界面应景构建、信息综合共享、工作智能提醒、产品自动制作、服务一键分发、流程随时监控、影响即时反馈功能的综合软件系统平台。

系统针对气象实况分析、预报预警、产品制作分发、气象灾害影响评估的实时业务开展和流程管理需求，面向业务服务、决策对象和工作管理，为专业用户的预报服务、辅助决策和业务管理提供统一入口平台。

4 系统功能

对接现有业务平台，基于数据、统计结果、信息库信息、预报信息、各业务平台信息等自动生成不同类型的服务产品，建立交通气象服务产品的审核、签发、分发、质量考核与存档模块，进行留痕管理；将现有产品通过Email、QQ 群、微信群、共享平台等多个渠道手工上传转变成智能化实现一键上传及发布。其核心模块包括：服务产品模板、信息提取、服务产品智能制作、审核管理、产品智能一键分发和产品发布监控。

4.1 服务产品模板

根据交通气象服务产品制作要求，设计制作不同服务产品模板。包括：字体、字号、行间距、图表大小、图例标题、报送单位、签发人。针对4 种不同类别决策服务产品，设计产品模板，规范产品形式、字体、间距、标题格式、图例、图表大小等。自动调取服务模板、建议库，值班、审核、签发人员默认上一期相同产品，并具备编辑功能。

模板管理部分以市区各单位已有或新增服务产品为基础，结合标签工具完成制作，同一产品可对应多个标签。模板制作的内容分为固定内容形式和标签内容形式。固定内容形式指固定不变的文字内容，如服务产品标题、文件红线等信息；而标签内容形式则是指随某些条件变化而变化的内容，如产品制作人的变化，时间的变化，数据源的变化等等。

4.2 信息提取

智能提取业务平台、数据统计分析系统信息，读取网格预报数据实现将网格数据转化为预报文字信息，将数据转换为图表、文字插入到制作指定位置。

服务产品智能制作功能主要是在精细化气象要素预报编辑基础上，针对各种精细化灾害性天气预警产品和其它决策产品制作并保存的功能。具备将数字产品，依照产品模板，根据预报、实况等信息自动生成图形、图表以及描绘性的文字语言，能够实现网格和站点预报的快速转化、图形填色等功能。依据规则自动将气温、降水的最大、最小值跨度、空间分布等转化为描述性文字。如：北部降水量在**--**毫米之间，东部气温在**--**℃之间等。

4.3 服务产品智能制作

定时自动制作日、旬、月、季度、年气温、降水、日照实况和距平图形产品；根据服务需求选取模板，将提取到的信息自动写入产品模板之中，直接生成服务产品。开通天气、气候、环境等端口，供不同用户通过该端口对服务产品进行人工修订。给定规则后自动判定不同降雨等级、大风、高温、严寒等。

4.4 审核管理

实现交通气象产品报送时间、质量自动考核，服务产品制作、审核、首席把关、签发、质量考核的流程管理，记录各流程流转时间、修改情况等，各个环节留痕。

4.5 产品发布监控

实现多个报送渠道上传产品结果的实时监控，显示成功上传时间，未上传的任务窗口提示。产品监控程序通过监听产品分发状态，可实时统计各类产品的制作及发布情况，并提供相应的产品发布报表统计工具，便于有关业务管理部门的业务数据统计工作。

5 结束语

综上所述，基于GIS技术在交通气象服务产品制作系统中的应用，坚持创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，以无缝隙、精准化、智慧型为发展方向，推进标准统一、成果共享、众创众试的交通气象服务业务平台建设，实现多元气象信息的开放共享，预报服务的协调一致，服务供给的便捷高效，大力提升交通气象预报准确率和精细化气象服务能力。