一种综合气象观测产品服务系统的制作方法

1.本发明涉及综合气象观测和互联网技术领域，特别涉及一种综合气象观测产品服务系统。


背景技术：

2.近年来，综合气象观测系统发展非常迅速，基本实现了从地面到高空，全方位、多层次、立体化的监测(观测)网，海量的气象观测实况数据在气象防灾减灾和生态环境保护发挥了重要作用。其中，天气雷达因其覆盖范围大、观测频次高、反映大气情况更加真实等特点，在气象观测、在天气预报、防灾减灾等方面发挥着至关重要的作用。然而，在天气雷达业务运行过程中，存在“天气雷达生成的数据量大、数据分析处理速度慢、各种因素造成数据质量不高、产品展现形式较为单一”等特点和问题。
3.为了有效解决观测产品业务运行过程中暴露出的相关问题，相关技术中已经研发建设了“天衍”系统。“天衍”系统通过多道数据质量控制工序，可以实时生成观测产品全网三维格点数据，最大化地满足了预报分析和资料同化等不同需求。
4.但是“天衍”系统并不面向个人用户服务，个人用户也无法能快速的获取所需的天气信息。因此，针对上述问题，同行从业人员亟需解决。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种至少部分解决上述技术问题的综合气象观测产品服务系统，本发明在“天衍”系统现有技术的基础上，进行研发建设，实现“天衍”系统本地化观测产品和自主研发相关探测产品在微信企业号中的快速、智能、可视化展示，满足相关用户“基于用户位置”的天气雷达拼图及其他相关产品应用需求。
6.为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
7.本发明提供一种综合气象观测产品服务系统，包括：客户移动终端系统、业务大屏展示系统和后台处理系统；
8.其中，所述客户移动终端系统，基于微信企业号展示平台，实现各类观测产品的展示和发布；并提供基于所述观测产品的监测告警功能；以及实现业务工作交流与互动；
9.所述业务大屏展示系统，用于快速实况产品轮播，包括卫星云图、自动站监控、多普勒天气雷达图；实现装备运行动态实时大屏滚动，文件公示、工作任务、重大气象信息的及时大屏发布；
10.所述后台处理系统，用于采集多源观测数据发展降水、风场作为综合观测产品；综合天气雷达、自动站、卫星观测形成降水产品，集成天气雷达、风廓线雷达、无线探空、测风要素，形成不同等压面风数据产品；并为客户移动终端系统和业务大屏展示系统提供数据支持服务、以及提供系统维护功能。
11.进一步地，所述客户移动终端系统，包括：
12.观测产品模块，用于结合终端定位信息和/或gis地图实现自动站、天气雷达、卫
星、雷电、综合观测的相关数据展示、发布；
13.监测告警模块，用于提供告警查询、告警配置和告警推送服务；
14.业务互动模块，用于提供所述观测产品模块中的各类观测产品的知识科普和气相科普服务；及提供群组成员之间的讨论交流互动服务。
15.进一步地，所述观测产品模块，包括：
16.自动站单元，用于结合gis地图展示当前定位点的实况数据；
17.天气雷达单元，用于结合gis地图叠加目标区域雷达组合反射率图进行展示；
18.卫星单元，用于结合gis地图叠加风云4卫星云图进行展示；
19.雷电单元，用于结合gis地图叠加雷暴分布数据进行展示；
20.综合观测单元，用于结合gis地图叠加综合观测子产品进行展示，包括1小时融合降水、单站反射率、探空站点产品。
21.进一步地，所述监测告警模块，包括：
22.告警查询单元，用于获取用户点击告警查询菜单，进入叠加告警点信息的gis地图；
23.告警配置单元，用于配置大风、强降水、能见度、强回波、高温、低温、变温、雪深、pm2.5的告警阈值；
24.告警推送单元，用于利用微信公众号模板消息推送告警，当获取用户点击推送消息的操作时，进入叠加告警点信息的gis地图。
25.进一步地，所述业务大屏展示系统，包括：
26.天气实况与预报模块，用于结合gis地图展示各个观测站实况和各个观测站发布的有效预警，并根据定位显示目标区域的未来时长内的天气预报；
27.站点展示模块，用于展示预设站点的观测数据和气象人文宣传数据，包括天气实况信息，未来24小时温度降水风速数据，建站以来温度降水风速数据展示，站点发展历史的人文信息宣传；
28.观测产品展示模块，用于降水、大风、冰雹、雷暴数据的可视化展示及实况告警；
29.文件公示模块，用于发布单位重要业务消息提醒、重大通知提醒、重要文件公示、工作任务发布的内容。
30.进一步地，所述业务大屏展示系统，还包括：
31.雷达回波图模块，用于根据组网和单站雷达反射率进行判断，显示判断出发生降水的站点组网反射率图和单站雷达图。
32.进一步地，所述业务大屏展示系统，还包括：
33.装备运行动态模块，用于对接第三方数据，用于展示目标区域观测装备运行状态信息。
34.进一步地，所述观测产品展示模块，包括：
35.融合降水单元，用于智能判断站点数据，如发生降水，结合gis地图展示融合降水色斑图；
36.大风产品单元，用于智能判断大风数据，如超过阈值，则结合gis地图展风向标；
37.冰雹产品单元，用于智能判断冰雹数据，如发生，则结合gis地图展示闪烁点；
38.雷暴产品单元，用于智能判断雷暴数据，如发生，则结合gis地图展示雷暴点。
39.进一步地，所述后台处理系统，包括：
40.数据采集模块，用于通过cimiss采集气象自动站、预报数据，通过天衍系统采集与天气雷达相关的数据和产品；
41.数据处理模块，用于将采集来的数据加工处理，并存储到数据存储模块中；并依据数据获取评估指标进行各类观测数据获取情况的可视化展示及统计查询；
42.数据存储模块，用于存储数据采集模块采集的数据及数据处理模块处理后的数据；
43.故障记录模块，用于将综合气象观测产品服务系统所有的故障状态和信息进行自动记录和存储；
44.用户操作手册模块，用于提供用户了解和使用综合气象观测产品服务系统的操作指南资料；以及备有联机帮助命令，具有检索和导引功能；
45.预留接口模块，用于在标准接口和组件的支撑下，提供第三方应用的开发接入。
46.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
47.1)对接多源观测数据，比如“天衍”观测产品，建设基于微信企业号的观测产品的客户移动终端系统，为全区气象部门提供专业，易于操作的综合气象观测产品服务系统。
48.2)建设专业化的气象观测产品业务大屏展示系统，快速实况产品轮播，包括卫星云图、自动站监控、多普勒天气雷达图，实现装备运行动态实时大屏滚动，文件公示、工作任务、重大气象信息等及时大屏发布。
49.3)基于观测产品阈值的定制化(不同区域定制、不同要素定制)天气告警信息及时判别和推送，为短临预报等专业的气象服务，提供更多的延伸服务。
50.4)基于定位技术的当前天气实况以及未来几天的天气预报，实时更新气象与预警信息，通过手机微信实现图文交互，让用户掌握最及时的信息，提前做好防范工作。
附图说明
51.图1为本发明实施例提供的综合气象观测产品服务系统的结构图；
52.图2为本发明实施例提供的客户移动终端系统和业务大屏展示系统的功能定位图；
53.图3为本发明实施例提供的综合气象观测产品服务系统的数据流示意图。
具体实施方式
54.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
55.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
56.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一
体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
57.参照图1所示，本发明提供的一种综合气象观测产品服务系统，包括：客户移动终端系统、业务大屏展示系统和后台处理系统；
58.其中，客户移动终端系统，基于微信企业号展示平台，实现各类观测产品的展示和发布；并提供基于所述观测产品的监测告警功能；以及实现业务工作交流与互动；
59.业务大屏展示系统，用于快速实况产品轮播，包括卫星云图、自动站监控、多普勒天气雷达图；实现装备运行动态实时大屏滚动，文件公示、工作任务、重大气象信息的及时大屏发布；
60.后台处理系统，用于采集多源观测数据发展降水、风场作为综合观测产品；综合天气雷达、自动站、卫星观测形成降水产品，集成天气雷达、风廓线雷达、无线探空、测风要素，形成不同等压面风数据产品；并为客户移动终端系统和业务大屏展示系统提供数据支持服务、以及提供系统维护功能。
61.该综合气象观测产品服务系统，可提供目标区域中所有自动站站点、站点观测数据可视化方案，以及气象建设文化提供高效、及时的大屏展示平台。为气象观测信息的发布提供便捷、快速的绿色通道，提升与加强气象观测产品查询的方式与内容。另外，还可以对接比如气象局现有的气象观测业务系统，利用现有的服务产品和数据。
62.下面分别对上述三个子系统进行详细的说明：
63.其中，客户移动终端系统和业务大屏展示系统的功能定位如图2所示，在具体实施时，可提供高数据质量的各类特色观测产品，大屏终端实时轮播各类观测产品、特色站点、业务公告、装备运行动态，建设便捷高效的查询、展示和发布终端，主要包括微信企业号和终端业务展示大屏。该综合气象观测产品服务系统主要用户为气象局内部观测、预报及管理相关人员，也可用于最终的消费者用户。
64.系统将依托计算机网络支持，通过建立标准化、一致化、规范化的数据库，在此基础上提供一套基于微信企业号的气象观测产品移动应用平台和一套气象信息大屏展示平台，通过集成的大屏展示框架实现统一视图展示与表达，以最直观、可靠的结果面向业务人员管理、分析、决策以及指挥调度等不同层次的用户。通过微信企业号面向公众用户提供更丰富、空间分辨率和时间分辨率更细的气象服务产品。
65.后台处理系统，采集多源观测数据发展降水、风场作为综合观测产品；如图3所示，通过接入“天衍”产品，大大提高了观测数据的质量和组网的时效性，并对接cimiss本地数据，可将相关探测产品在业务大屏、微信企业号中的快速、智能、可视化展示，满足相关用户“基于用户位置”的天气雷达拼图、实况告警及其他相关产品应用。
66.另外，还可以根据实际气象服务业务需要，通过业务运行过程中对观测产品和重要站点的大屏展示，实现气象信息数据的收集、处理、发布和展示，支撑目标区域综合气象观测产品业务的应用。
67.(一)、上述客户移动终端系统，包括：
68.观测产品模块，用于结合终端定位信息和/或gis地图实现自动站、天气雷达、卫星、雷电、综合观测的相关数据展示、发布；
69.监测告警模块，用于提供告警查询、告警配置和告警推送服务；
70.业务互动模块，用于提供所述观测产品模块中的各类观测产品的知识科普和气相科普服务；及提供群组成员之间的讨论交流互动服务。
71.该客户移动终端系统，比如可对接中国气象局“天衍”观测产品，可基于微信企业号构建观测产品移动展示平台：实现各类观测产品(自动站、天气雷达、卫星、探空雷达、雷电、综合观测)的展示和发布；还提供基于观测产品的监测告警功能；实现业务工作交流与互动；易于操作的移动气象服务平台。
72.其中，上述的观测产品模块，包括：
73.自动站单元，用于结合gis地图展示当前定位点的实况数据；比如：文字部分可显示：目标区域名称，天气情况：晴；当前实时温度26.8℃；降雨：0mm/h；湿度58％；西北风≤3级；区间温度：今天18
°
～27
°
；明天17
°
～29
°
；
74.下方显示，气温数据、风力数据、降水数据、雪深数据叠加在gis地图上。
75.天气雷达单元，用于结合gis地图叠加目标区域雷达组合反射率图进行展示；可在gis地图上叠加雷达反射率色斑图和雷达单站图。
76.卫星单元，用于结合gis地图叠加风云4卫星云图进行展示；可在gis地图上叠加卫星云图，还可以显示预警信号。
77.雷电单元，用于结合gis地图叠加雷暴分布数据进行展示；
78.综合观测单元，用于结合gis地图叠加综合观测子产品进行展示，包括1小时融合降水、单站反射率、探空站点产品(可考虑服务器容量和时效性显示主要产品)。
79.上述的监测告警模块，包括：
80.告警查询单元，用于获取用户点击告警查询菜单，进入叠加告警点信息的gis地图；比如显示搜索框和搜索按钮，可实现一键查询。
81.告警配置单元，用于配置大风、强降水、能见度、强回波、高温、低温、变温、雪深、pm2.5的告警阈值；
82.比如配置如下：
83.大风17m/s、强降水10mm、能见度10000m、强回波30dbz、高温35℃、低温-20℃、变温15℃、雪深1cm、pm2.5为30ug/m3；当达到或超过上述阈值时，则启动告警推送服务，通知相应的管理人员。
84.告警推送单元，用于利用微信公众号模板消息推送告警，当获取用户点击推送消息的操作时，进入叠加告警点信息的gis地图。
85.最后，基于微信企业号的客户移动终端系统，通过后台处理系统比如调用基于天衍系统的观测产品数据，清楚的显示数据、时效性高，可实现实况告警，以及具备气象科普的功能，易于操作，提升了使用者的体验。
86.(二)、上述业务大屏展示系统，包括：
87.天气实况与预报模块，用于结合gis地图展示各个观测站实况和各个观测站发布的有效预警，并根据定位显示目标区域的未来时长内的天气预报；比如根据定位地区天气预报，显示未来7天预报；可通过gis地图展示全省今日天气预报。
88.业务大屏展示系统默认显示首页显示“天气”界面，如果没有其他设置，系统根据推送管理设置来从天气界面开始循环按照一定时间长度播放其他产品页面。也可在特殊天
气通过右侧目录栏目大头针锁定固定显示一个页面。
89.站点展示模块，用于展示预设站点的观测数据和气象人文宣传数据，包括天气实况信息，未来24小时温度降水风速数据，建站以来温度降水风速数据展示，站点发展历史的人文信息宣传；比如以数据可视化为技术展示百年老站等超级站的观测数据。
90.观测产品展示模块，用于降水、大风、冰雹、雷暴数据的可视化展示及实况告警；
91.文件公示模块，用于发布单位重要业务消息提醒、重大通知提醒、重要文件公示、工作任务发布的内容。比如，可结合富文本编辑器提供文字、图片、文件录入功能；业务大屏展示系统根据发布的时效进行展示。
92.雷达回波图模块，用于根据组网和单站雷达反射率进行判断，显示判断出发生降水的站点组网反射率图和单站雷达图。
93.比如通过点击播放按钮动态播放近6个小时的雷达组网回波图，以流传输的天气雷达数据实现快速传输、快速制作、快速发布，为预警服务争取了宝贵的时间。单站仰角层产品的时间分辨率约为30s，空间分辨率为1km*1km；组网拼图产品的时间分辨率为5min，空间分辨率为1km*1km。
94.装备运行动态模块，用于对接第三方数据(比如观测宝，第三方气象观测运行系统)，用于展示目标区域观测装备运行状态信息。以便于实时掌握设备维护、维修以及定标状态。比如显示设备告警、维护工单、设备运行状态和设备运行统计。
95.基于观测宝和运行监控系统展示全区观测装备运行动态，实时掌握设备维护、维修以及定标状态。同时，提供各类型站点效能统计，包括探空高度、天气雷达区域站、国家自动站、土壤水分站、雷电站分类效能统计。
96.该业务大屏展示系统，比如在具体实施时，建设成专业化的气象观测产品业务大屏展示终端，可实现如下功能：
97.1、快速实况产品轮播，包括卫星云图、自动站监控、多普勒天气雷达图；
98.2、当前天气实况以及未来几天的天气预报，实时更新气象与预警信息。
99.3、实现装备运行动态实时大屏滚动，文件公示、工作任务、重大气象信息等及时大屏发布。
100.4、提供目标区域重点站点观测数据可视化方案，以及为目标区域气象文化服务建设提供高效、及时的大屏展示平台。
101.其中，上述观测产品展示模块，包括：
102.融合降水单元，用于智能判断站点数据，如发生降水，结合gis地图展示融合降水色斑图；比如融合降水单元中，如果有降水，则显示和降水相关的图层，包括重要天气消息、雷达回波图、冰雹(如果发生)、雷暴(如果发生)降水量统计等产品。基于天气雷达、自动站以及卫星等多源观测资料，采用人工智能融合方法，制作了1h/3h/24h多源融合降水产品，时间分辨率为1h，空间分辨率为1km*1km。可通过点击选择显示1h/3h/24h多源融合降水产品，并可通过点击时间轴播放按钮破防未来24小时多源融合降水数据。
103.再比如：还可以利用中国新一代天气雷达组网拼图三维数据，融入高空探测资料设计实现24小学雪深产品，能够及时、准确地监测和跟踪暴雪天气的发生、发展过程。包括各点位站点雪深情况、渲染暴雪图层展示。
104.大风产品单元，用于智能判断大风数据，如超过阈值，则结合gis地图展风向标；在
大风产品单元中，可展示未来24小时站点大风站点数据，可点击时间轴进行播放，也可点击站点获取极大风速。大风产品包括大风区域、大风站点、大风灾情。结合分布图、实况数据可以看到本区域的风速风向情况。
105.冰雹产品单元，用于智能判断冰雹数据，如发生，则结合gis地图展示闪烁点；可利用中国新一代天气雷达组网拼图三维数据，融入高空探测资料设计实现定量化冰雹指数、概率、直径的格点产品，能够及时、准确地监测和跟踪冰雹天气的发生、发展过程。产品空间分辨率为1km*1km，时间分辨率为10min。冰雹产品：冰雹指数、冰雹概率、冰雹路径跟踪、冰雹灾情、冰雹落区等。
106.雷暴产品单元，用于智能判断雷暴数据，如发生，则结合gis地图展示雷暴点。可用于展示雷暴分布、雷暴聚类、雷暴路径跟踪、1/3/24小时雷暴密度等。监测产品包括分布产品、密度产品、聚类产品以及统计产品。
107.在具体实施时，业务大屏展示系统比如选用一套85英寸高清大屏显示终端，作为气象信息大屏展示平台软件功能的基础设施环境，通过显示终端的建设，系统经过强天气监测分析和预警架构，实现观测产品分钟级无缝共享发布和展示，重点解决了现有数据产品内容单调，用户体验效果欠佳，监测预警对外展示能力不足等一系列问题，为气象业务服务和决策服务实时提供综合气象观测数据及产品支撑。各个功能界面可以自动切换滚动播放，并支持自定义设置滚动间隔时间，按照本地上下班时间设置自动开关机时间，从而可以达到节约用电的目的，同时对设备也是一种保养措施。
108.(三)、后台处理系统，包括：
109.数据采集模块，用于通过cimiss采集气象自动站、预报数据，通过天衍系统采集与天气雷达相关的数据和产品；
110.数据处理模块，用于将采集来的数据加工处理，并存储到数据存储模块中；并依据数据获取评估指标进行各类观测数据获取情况的可视化展示及统计查询；
111.数据存储模块，用于存储数据采集模块采集的数据及数据处理模块处理后的数据；
112.故障记录模块，用于将综合气象观测产品服务系统所有的故障状态和信息进行自动记录和存储；
113.用户操作手册模块，用于提供用户了解和使用综合气象观测产品服务系统的操作指南资料；以及备有联机帮助命令，具有检索和导引功能；
114.预留接口模块，用于在标准接口和组件的支撑下，提供第三方应用的开发接入。
115.该后台处理系统与现有系统对接，依据天衍系统的天气雷达规划建设，发挥天气雷达资料应用能力，加强以天气雷达基本产品的应用，提高强天气监测产品的制作能力，改善强天气过程实况预警能力，并基于多源观测数据发展降水、风场等综合观测产品，综合天气雷达、自动站、卫星观测等形成降水产品，集成天气雷达、风廓线雷达、无线探空、等测风要素，形成不同等压面风数据产品，改进新产品服务方式，为预报和服务提供高分辨率精细化产品,利用多源观测数据制作集成的降水产品和风场产品，提供丰富的产品。数据采集模块采集的数据来源分为两部分：cimiss系统和天衍系统，通过cimiss采集气象自动站、预报等数据，通过天衍系统采集与天气雷达相关的数据和产品。系统通过http、ftp等各种协议下载方式，以及webservice、数据获取api、数据接口目录等，定时从这两个数据源获取、更
新业务所需的各类数据，将天气雷达、风廓线雷达、地面气象观测等各类气象观测资料自动录入到系统数据库或文件目录中，并依据数据获取评估指标进行各类观测数据获取情况的可视化展示及统计查询，系统的数据流程如图3所示。
116.其中，在故障记录模块中，所有的故障状态和信息都自动记录和存储，便于事后的故障对策分析；运行操作人员仅在系统报警提示的情况下，进行必要的人工干预和故障维修；便于操作人员的人工干预和方便操作。
117.用户操作手册模块中，具备完备的用户操作手册，用户手册准确无误、易读易懂，能够帮助一般用户很快地了解和使用系统；备有联机帮助(help或manual)命令，具有检索和导引功能，能够很方便地查到系统的主要信息。
118.在预留接口模块中，系统能够适应将来可能出现的新数据业务的接入需求，在接入新增业务时不需要改造原软件系统，根据预留接口和业务参数驱动，能实现新业务功能模块的接入。满足不断增长的数据管理需求、终端用户需求、功能类型需求等。系统须具备良好的开放性，在标准接口和组件的支撑下，支持第三方用户的快速开发接入。
119.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。