基于Flex的防汛精细化气象预报预警系统

　　【摘 要】为实现对局地突发性强降水及其引发山洪、地质灾害等的监测、预警，开发了基于Flex的防汛精细化气象预报预警系统。介绍了系统的主要功能，并对系统建设的关键技术进行了详细分析。试用结果表明，系统对提高中小河流域防汛精细化气象预报预警能力，建立快速高效的气象监测预报预警体系有积极的作用。 　　【关键词】Flex RIA 气象预报预警系统 　　一、引言 　　在防汛调度与决策中，气象情报预报的作用越来越受到重视。多年来，水情和防汛部门一直与气象部门密切合作，充分应用所能得到的气象情报预报资料为水情预报和防洪调度提供信息[1]。近年来，为提高山洪地质灾害气象监测和预报预警能力，气象部门已经逐步开展山洪地质灾害精细化气象预报服务业务。因此建立防汛精细化气象预报预警业务系统有非常重要的意义。 　　近年来WebGIS中在气象领域有了一定的研究和实践累了不少成功案例。但这些平台大都基于页面服务器模型，在界面设计、交互操作、响应速度等诸多方面都不能令人满意，且基本都只能为用户提供空间数据浏览、查询等功能，不能在系统上进行预报产品制作及订正，也不能将地形条件及山洪暴发的临界雨量指标体系进行融入，严重影响了预报质量。 　　RIA丰富互联网应用程序是一种将桌面应用程序的交互用户体验与传统Web应用部署灵活性结合起来的网络应用程序。是一种全新的Web应用解决方案。在现有的几种RIA客户端开发技术中，以Adobe公司的flex较为成熟，因此，系统建设选择flex技术作为客户端显示手段[2]。 　　二、总体框架 　　根据业务要求及系统的技术开发路线，系统总体框架由数据层、服务层、表现层组成。 　　数据层：本层存储系统所需要的所有数据，包括气象业务数据及系统所需要的地理信息数据、社会经济和人口等数据。 　　服务层：本层包含运行在不同服务器上，为系统正常运转提供服务的各种后台服务。包括GIS服务，气象数据转换服务、WebService服务和Web服务。GIS服务提供矢量地图服务、属性查询等功能；气象数据转换服务将各种不同类型的气象数据转换成GIS服务能识别的标准地理信息格式。WebService服务提供数据查询服务，Web服务提供网站浏览及页面交互服务。 　　表现层：基于浏览器或Flash播放器的一个富客户端为用户呈现一个丰富的、具有高交互性的可视化界面，一图文一体化的方式显示空间和属性信息，同时也为用户提供地图交互、信息查询、地图分析的交互接口[3]。 　　三、主要功能 　　（一）地理信息显示 　　系统提供高精度的国家基础地理信息数据，包括省界、市界、县界、乡镇点、地质灾害点、公路、河流、铁路及DEM等数据。用户还可以选择是否加载网络上已经发布共享的各种高清地图服务。本系统展现了丰富的地理信息，为防汛预警提供必要的数据支持。 　　（二）气象业务数据显示 　　可叠加显示七要素、两要素观测站的降水及温度信息、实时雷达回波数据、FY2云图数据、闪电定位数据。各类信息均以专题图的形式显示。在后期还将陆续添加各类数值预报产品的显示，如WRF、T639等。 　　（三）降水落区绘制 　　可以根据相关数值预报产品及实时雷达、云图数据绘制不同时效的雨量落区，并可进行修改。雨量落区颜色根据现行中央气象台规定的色标制定。 　　（四）灾害点山洪预警 　　根据预报员上传的雨量落区数据，后台服务器计算出相关灾害点所属的面雨量预报数据，利用GIS的空间分析功能，和临界雨量指标数据进行判断，分析出灾害点是否有山洪风险。 　　四、关键技术 　　（一）数据转换 　　预报员平时使用最多的数据为MICAPS格式，这些格式不能被通用的GIS所识别，GIS中空间数据是按矢量模型和栅格模型进行组织和管理的，矢量数据又细分为点、线、面3种类型，同类型的矢量数据可以形成矢量图层；MICAPS数据中，不同种类的信息可以存储在一个图层中，如封闭线、普通线、点符号、线符号、文本等。而在常用的GIS软件中是不允许将不同类型的矢量数据在同一层中表达。因此GIS应用于气象领域，首要解决问题的就是气象资料的数据转换问题[2]。 　　系统的数据转换程序基于Visual Studio 2010进行开发，GIS组件使用的是ArcGIS Engine 10.0，程序将雷达回波、卫星云图数据转换成TIFF格式，将闪电定位数据转换为shapefile格式进行显示。 　　（二）雨量落区绘制 　　ArcGIS 10.0之前没有提供Feature services，不能对矢量进行在线编辑。系统交互能力受到严重制约。Feature services出现后，客户端可以执行查询以得到要素或执行编辑。由于雨量落区预报时效比较多，后台要准备多个空白落区模板，并在执行相关的空间分析操作后及时删除数据，以应对下一次绘制。 　　（三）通过GP获取预警信息 　　GP服务是Geoprocessing服务的简称，Geoprocessing包含了一系列地理数据处理的功能，像做缓冲区分析、叠加分析、以及对栅格数据制作阴影图等等。首先要在后台根据业务需要建立模型并测试好，将GP发布在ArcGIS Server上，通过客户端调用发布的GP便可以得到结果。预警信息的获取主要是通过某地的面雨量值与当地山洪暴发的临界雨量进行比较，如果超过则弹出预警信息，如果没有达到则不作处理。 　　五、结语 　　基于Flex的防汛预报预警系统克服了原有WebGIS中存在的响应速度慢，无交互功能等缺陷，能够呈现更加丰富、体验性更强的用户界面，为WebGIS应用提供了一种崭新的表现机制[3]。该平台投入业务化运行后，给预报员及其他决策人员提供了非常直观的浏览数据方式及有价值的山洪预警信息，提高了气象部门的防灾减灾能力。 　　参考文献： 　　[1]杨杨.防汛工作中气象信息的收集和应用.水文.1991，03.54-56. 　　[2]孙利华，吴焕萍.基于Flex的气象信息网络发布平台设计与实现.应用气象学报.2010，21（6）：754-759 　　[3]刘金长.基于Flex的电网气象预警系统的研究与开发.电力信息化.2010，10：18-20