基于WebService的防灾减灾信息处理系统及方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于WebService的防灾减灾信息处理系统及方法，该系统包括WebService封装模块、数据采集接口模块、数据存储模块、数学模型模块和应用模块，该方法包括以下步骤：1、数据采集接口模块从单个或多个数据平台采集水文水情数据；2、判断数据是否为结构数据，并将非结构数据转换成结构数据；3、数据存储模块将数据按照使用可能性和使用频度进行分区存储，以供数学模型模块调用；4、应用模块中的防灾减灾业务应用接收到信息处理请求时，启动数学模型模块进行计算；5、将计算结果以WebService形式返回给防灾减灾业务应用，进行图形化展示。该系统及方法兼容性强，适用范围广，系统运行效率高。
【专利说明】基于WebService的防灾减灾信息处理系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及防灾减灾【技术领域】，特别是一种基于WebService的防灾减灾信息处理系统及方法。
【背景技术】
[0002]人类的活动不断加速地球生态系统的变化，近些年，环境的恶化以及气候的改变给人民的生命财产安全带来了越来越多的危险危害，而科学技术的进步则试图通过对环境、气象等多种信息的把握、模拟、计算，采用信息化手段对水文、地质、气象灾害作出准确的预测，并给予合理的防范措施，将灾害带来的危险危害降到最低。
[0003]由于水文、地质、气象等状态并不是孤立存在，其会相互影响、相互渗透，时刻左右着彼此的发展方向，因此在研究防灾减灾信息化技术时不应该仅对某个领域的数据进行单独研究，需要综合各方面的数据进行系统分析，并对其相互影响进行相应的预测。由于不同行业领域，根据其需求，对相关数据的保存方式也有所不同，同时，数据也以非结构化数据为主，不同的数据在综合计算时因为数据格式的不同而无法直接应用。另一方面，要对各种数据进行计算，并预测相互的影响以及未来走向，往往需要构建相应的数学模型来计算，而目前数学模型主要采用数学软件(如Matlab、Mathematica、SAS等)或基层语言(如C#、Fortran等)进行建模，而对于各种非结构化数据，其无法通过数学模型进行相关计算，而数学模型计算所得到的结果往往是一系列数字，其展示效果不佳。因此，在防灾减灾信息化过程中，因为数据、模型、应用之间的各种矛盾以及现有技术的不足使得相应的信息处理情况不佳。
[0004]专利CN201210112468.0公开了一种解决技术方案，通过后方指挥人员将数据采集任务按照一定要求形成任务包，并将任务包储存在数据库内，并将地址发送给现场工作组，现场工作人员通过下载任务包，并在任务包上添加相应的采集信息并回发。该技术基于任务对现场数据进行采集，有效解决了不同数据采集中彼此冲突的现象发生，但依然存在一定不足:一方面，任务包的存在使得部分数据的获得受到限制，其必须按照给定的框架描述进行数据整合，使得部分数据可能存在缺失，另一方面，其没有考虑到数据的存储优化，使得后期数据处理过程中可能依然存在数据冗余、重复计算等问题，其计算的结果同样存在交互不友好，显示效果不佳等问题。
[0005]WebService是基于互联网的开发技术，具有只包含、模块化、分布式、基于网络等特点，在分布异构环境中具有明显优势。WebService技术是以中间件技术为基础，使得运行在不同机器上的不同应用无需借助附加的第三方软件或硬件，就可实现不同平台件的数据相互交换及集成。中间件是一种独立的系统软件或服务程序，其可以使得分布式应用软件在不同的平台及操作系统环境中能进行顺利的信息交换。WebService技术将为信息化处理提供一种开放、灵活、适应性强的解决方式。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种基于WebService的防灾减灾信息处理系统及方法，该系统及方法兼容性强，适用范围广，系统运行效率高。
[0007]为实现上述目的，本发明的技术方案是:一种基于WebService的防灾减灾信息处理系统，该系统包括:
WebService封装模块，通过中间件技术对数据访问模块、数学模型模块、接口适配模块进行WebService封装；
数据采集接口模块，与单个或多个数据平台连接，所述数据采集接口模块包括数据访问模块、结构数据判定模块和结构数据转化模块，所述数据访问模块经过所述WebService封装模块封装，以从各个所述数据平台采集水文水情数据，并传输给所述结构数据判定模块，所述结构数据判定模块判断采集到的水文水情数据是否为结构数据，所述结构数据转化模块将非结构数据转换成结构数据；
数据存储模块，对采集到的水文水情数据及转换后的结构数据进行分区存储；
数学模型模块，包括单个或多个数学模型，所述数学模型调用所述结构数据进行计算，得到计算结果，所述数学模型模块经过所述WebService封装模块封装，以对计算结果进行WebService 发布；
应用模块，包括单个或多个防灾减灾业务应用，所述防灾减灾业务应用接收用户发来的信息处理请求，启动所述数学模型模块进行计算，然后接收所述数学模型模块发布的计算结果，经图形化处理后展示给用户。
[0008]进一步的，该系统还包括缓存空间模块，用于在内存中开辟缓存空间，以暂存数学模型的近期计算结果数据以及常用的查询数据。
[0009]进一步的，所述数据存储模块包括离线存储模块、近线存储模块和在线存储模块，所述离线存储模块用于存储原始数据，所述近线存储模块和在线存储模块用于存储提取以及换算后的数据。
[0010]进一步的，该系统还包括接口适配模块，用于提供与现有软件的数据接口，所述接口适配模块与WebService封装模块相连接，以经过所述WebService封装模块进行WebService发布,开放给各种不同的防灾减灾业务应用进行调用。
[0011]本发明还提供一种基于WebService的防灾减灾信息处理方法，该方法包括以下步骤:
(1)数据采集接口模块中的数据访问模块，经过WebService封装模块封装后,分别从单个或多个数据平台采集水文水情数据；
(2)结构数据判定模块判断采集到的水文水情数据是否为结构数据，是则转下一步，否则调用结构数据转换模块将非结构数据转换成结构数据，然后转下一步；
(3)数据存储模块将采集到的水文水情数据及转换后的结构数据按照不同数据的使用可能性和使用频度进行分区存储，以供数学模型模块中的数学模型调用；
(4)应用模块中的防灾减灾业务应用接收到用户发来的信息处理请求时，启动数学模型模块，所述数学模型模块调用相应的数学模型，所述数学模型调用相应的结构数据进行计算，得到计算结果，所述数学模型模块经过所述WebService封装模块封装，以对计算结果进行WebService发布；
(5)WebService封装模块将发布的计算结果返回给防灾减灾业务应用，经图形化处理后展示给用户。
[0012]进一步的，在步骤(3 )中，对于原始数据，采用离线存储，对于提取以及换算后的数据采用近线存储或在线存储。
[0013]进一步的，在步骤(4)中，得到数据模型的计算结果后，判断是否需要暂存计算结果，是则在内存中开辟缓存空间，暂存计算结果，然后转下一步，否则直接转下一步。
[0014]本发明的有益效果是:基于WebService封装，对使用不同基层汇编语言建设的数学模型，可以对各种不同业务应用进行开放，同时通过WebService接口的创建，使得各种现有软件资源可以融合进防灾减灾系统中，提高了系统的兼容性，避免了因为模型与数据，数据与数据间的矛盾。各种数据的原始获得还可以根据每个领域各自的习惯与做法进行搜集，而数据汇集以后通过中间件技术进行统一，使得初期数据搜集工作更为方便。此外，由于水文、地质、气象等信息的计算量较大，同时，该信息时序性较强，对一定时间范围内的数据需求较大，而对一些数据的调用可能性很低，针对数据的存储采用分区时序化优化，减少了对硬件资源的消耗，提高了运算效率，增加了系统的可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本发明系统的结构示意图。
[0016]图2是本发明方法的工作流程图。
[0017]图3是本发明方法中缓存管理的工作流程图。
【具体实施方式】
[0018]本发明基于WebService的防灾减灾信息处理系统，如图1所示，包括WebService封装模块、数据采集接口模块、数据存储模块、数学模型模块、应用模块、缓存空间模块和接口适配模块。
[0019]WebService封装模块,通过中间件技术对数据访问模块、数学模型模块、接口适配模块进行WebService封装。
[0020]数据采集接口模块，与单个或多个数据平台连接，所述数据采集接口模块包括数据访问模块、结构数据判定模块和结构数据转化模块，所述数据访问模块经过所述WebService封装模块封装，以从各个所述数据平台采集水文水情数据，并传输给所述结构数据判定模块，所述结构数据判定模块判断采集到的水文水情数据是否为结构数据，所述结构数据转化模块将非结构数据转换成结构数据。
[0021]数据存储模块，对采集到的水文水情数据及转换后的结构数据进行分区存储。所述数据存储模块包括离线存储模块、近线存储模块和在线存储模块，所述离线存储模块用于存储原始数据，所述近线存储模块和在线存储模块用于存储提取以及换算后的数据。
[0022]数学模型模块，包括单个或多个数学模型，所述数学模型调用所述结构数据进行计算，得到计算结果，所述数学模型模块经过所述WebService封装模块封装，以对计算结果进行WebService发布。
[0023]应用模块，包括单个或多个防灾减灾业务应用，所述防灾减灾业务应用接收用户发来的信息处理请求，启动所述数学模型模块进行计算，然后接收所述数学模型模块发布的计算结果，经图形化处理后展示给用户。[0024]缓存空间模块，在内存中开辟缓存空间，以暂存数学模型的近期计算结果数据以及常用的查询数据。
[0025]接口适配模块，提供与现有软件的数据接口，所述接口适配模块与WebService封装模块相连接，以经过所述WebService封装模块进行WebService发布，开放给各种不同的防灾减灾业务应用进行调用。
[0026]本发明基于WebService的防灾减灾信息处理方法，如图2所示，包括以下步骤:(1)数据采集接口模块中的数据访问模块，经过WebService封装模块封装后,分别从
单个或多个数据平台采集水文水情数据。
[0027](2)结构数据判定模块判断采集到的水文水情数据是否为结构数据，是则转下一步，否则调用结构数据转换模块将非结构数据转换成结构数据，然后转下一步。
[0028]( 3 )数据存储模块将采集到的水文水情数据及转换后的结构数据按照不同数据的使用可能性和使用频度进行分区存储，以供数学模型模块中的数学模型调用。对于原始数据，采用离线存储，对于提取以及换算后的数据采用近线存储或在线存储。
[0029](4)应用模块中的防灾减灾业务应用接收到用户发来的信息处理请求时，启动数学模型模块，所述数学模型模块调用相应的数学模型，所述数学模型调用相应的结构数据进行计算，得到计算结果，所述数学模型模块经过所述WebService封装模块封装，以对计算结果进行WebService发布。得到数据模型的计算结果后，判断是否需要暂存计算结果，是则在内存中开辟缓存空间，暂存计算结果，然后转下一步，否则直接转下一步。
[0030](5) WebService封装模块将发布的计算结果返回给防灾减灾业务应用，经图形化处理后展示给用户。
[0031]下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明。
[0032]本发明基于WebService的防灾减灾信息处理方法，如图2所示，具体实现步骤为:
(1)数据采集与整合。构建水情、雨情、流量、水位等数据采集点，获得实时水文水情数据，整合防汛、水文、土地、气象等多个部门的相关数据，针对以上监测、整合等方式归集的多种不同平台类型的信息，基于J2EE/NET架构，采用java作为开发编码，通过中间件技术对系统中的各项访问数据的应用进行基于WebService的封包，使其可以对多个平台的不同数据库进行顺利访问；通过对各种信息尤其对其中的非结构数据进行提取、加工、与变量换算，将部分图文信息转化成数据类信息，并进行存储；以台风天为例，需要对台风造成的潮位、汛情等一系列情形进行预测与监测，此时就需要对台风所带来的雨情，相应河流的流量、水位、水情，海洋的水位等相应信息进行采集，获得实时信息，同时还需要与气象部门合作，获得台风实时位置图片信息等。有时得到的仅仅是一些卫星云图，因此我们需要对图片中台风的位置以及相应的云层分布信息，通过中间件应用转化为相应的经纬度信息以及色块分布信息，并进行储存。
[0033](2)数据的分区存储。将步骤一获得的相关数据以及经过处理的数据，按照不同数据的使用可能性和使用频度进行分区存储，对于原始数据，采用离线存储，对于提取以及换算后的数据采用近线存储或在线存储。同时对数据的存储进行时序性优化，由于一些水情、气象等信息更关注的是当前、最近一段时间以及未来一段时间内的情形，因此往往对于一些超过一定时效的水情、气象信息，将采用近线存储，而对于一些当前、近期的相关信息则采用在线存储。上述案例中，可能将卫星云图原始图片进行离线存储，作为一备份数据，而对于距离目前3天以上的气象信息做近线存储，对于最近3天的台风位置以及云层信息实现在线存储。
[0034](3)数学模型的调用。采用J2EE/NET将每个由C#或Fortran构建的用于分析、预测的数学模型以WebService进行封装后，对各种不同业务应用进行开放。对于已经比较成熟的地理信息应用软件资源，我们将设计相应的开放接口适配器，将现有软件资源包装成WebService接口，供各种应用调用。各业务应用提交WebService请求后，由J2EE/NET将请求进行处理，并通过调用数据库中存储的结构数据，以及相应的数据模型，通过模型内部算法来计算。本案例中通过调用台风路径计算数学模型，综合天空中水汽、温度、气压等的分布，预测台风的走向。同时通过WebService接口，调用GIS平台软件。
[0035](4)缓存管理。如图3所示，内存中开辟缓存空间，暂存可缓存处理构件的近期计算结果数据以及一些常用的数据查询，例如浪潮水位的增长等信息。对于常用的查询数据每日定时提前预加载入内存，以保证数据有足够的空间进行存储，对于其他可缓存处理构件的近期计算结果数据，先查看是否存在足够的空间容纳相关数据，具备足够空间则暂存相关数据，在业务应用发送运算请求时，筛选存在相同输入参数的计算请求，自动将上次的计算结果数据返回给应用，或直接调用常用的数据查询，而不必进行重复的计算，提高了应用的运行速度，每日定时对缓存空间进行清空，对有用的数据进行压缩打包存入数据库，避免了数据不会过于繁琐的进行存入调出，减少了相关碎片的产生。
[0036](5)结果反馈。将数学模型返回的计算结果由J2EE/NET包装成WebService形式返回，发送给防灾减灾业务应用，各种应用基于反馈的结果进行处理，形成动静结合的图像动画等结果，并通过系统进行展示。本例中通过对台风路径信息在GIS平台上的展现，以一种动态的方式展现出来。
[0037]以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种基于WebService的防灾减灾信息处理系统，其特征在于，该系统包括:WebService封装模块，通过中间件技术对数据访问模块、数学模型模块、接口适配模块进行WebService封装；数据采集接口模块，与单个或多个数据平台连接，所述数据采集接口模块包括数据访问模块、结构数据判定模块和结构数据转化模块，所述数据访问模块经过所述WebService封装模块封装，以从各个所述数据平台采集水文水情数据，并传输给所述结构数据判定模块，所述结构数据判定模块判断采集到的水文水情数据是否为结构数据，所述结构数据转化模块将非结构数据转换成结构数据；数据存储模块，对采集到的水文水情数据及转换后的结构数据进行分区存储；数学模型模块，包括单个或多个数学模型，所述数学模型调用所述结构数据进行计算，得到计算结果，所述数学模型模块经过所述WebService封装模块封装，以对计算结果进行WebService 发布；应用模块，包括单个或多个防灾减灾业务应用，所述防灾减灾业务应用接收用户发来的信息处理请求，启动所述数学模型模块进行计算，然后接收所述数学模型模块发布的计算结果，经图形化处理后展示给用户。
2.根据权利要求1所述的基于WebService的防灾减灾信息处理系统，其特征在于，该系统还包括缓存空间模块，用于在内存中开辟缓存空间，以暂存数学模型的近期计算结果数据以及常用的查询数据。
3.根据权利要求1所述的基于WebService的防灾减灾信息处理系统，其特征在于，所述数据存储模块包括离线存储模块、近线存储模块和在线存储模块，所述离线存储模块用于存储原始数据，所述近线`存储模块和在线存储模块用于存储提取以及换算后的数据。
4.根据权利要求1所述的基于WebService的防灾减灾信息处理系统，其特征在于，该系统还包括接口适配模块，用于提供与现有软件的数据接口，所述接口适配模块与WebService封装模块相连接，以经过所述WebService封装模块进行WebService发布,开放给各种不同的防灾减灾业务应用进行调用。
5.一种基于WebService的防灾减灾信息处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤:(1)数据采集接口模块中的数据访问模块，经过WebService封装模块封装后,分别从单个或多个数据平台采集水文水情数据；(2)结构数据判定模块判断采集到的水文水情数据是否为结构数据，是则转下一步，否则调用结构数据转换模块将非结构数据转换成结构数据，然后转下一步；(3)数据存储模块将采集到的水文水情数据及转换后的结构数据按照不同数据的使用可能性和使用频度进行分区存储，以供数学模型模块中的数学模型调用；(4)应用模块中的防灾减灾业务应用接收到用户发来的信息处理请求时，启动数学模型模块，所述数学模型模块调用相应的数学模型，所述数学模型调用相应的结构数据进行计算，得到计算结果，所述数学模型模块经过所述WebService封装模块封装，以对计算结果进行WebService发布；(5)WebService封装模块将发布的计算结果返回给防灾减灾业务应用，经图形化处理后展示给用户。
6.根据权利要求5所述的基于WebService的防灾减灾信息处理方法，其特征在于，在步骤(3)中，对于原始数据，采用离线存储，对于提取以及换算后的数据采用近线存储或在线存储。
7.根据权利要求5所述的基于WebService的防灾减灾信息处理方法，其特征在于，在步骤(4)中，得到数据模型的计算结果后，判断是否需要暂存计算结果，是则在内存中开辟缓存空间，暂存计算结果 ，然后转下一步，否则直接转下一步。
【文档编号】G06F17/30GK103678701SQ201310744487
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】张凌, 陈博嘉, 陈焕新, 江峰 申请人:福建四创软件有限公司