第一章绪论
1. 1课题背景
气象数据是一个具有强烈时间和空间特征的地球科学数据。我国历史上最长年代、最完整保存、最系统的地球信息资源是气象资料;中国气象事业发展迅速,气象研究领域不断拓宽,产生了海量的气象数据,而且新的观探测资料逐年增加。同时,由于气象数据具有复杂的来源、繁多的种类、多样的格式、表现形式不同、巨大的数据量等特征,气象数据的管理成为一项非常复杂和困难的任务。因此,对气象数据规范管理和服务的根本途径就是对其进行合理分类,编码,并利用计算机管理气象资料
2001年底,由国家科技部批复的“气象资料共享系统建设”基础性作专项资金项目,标志中国气象局对气象科学数据公益性共享服务的加强。由国家气象信息中心研制开发的中国气象科学数据共享平台正是基于该项目,该系统是是一个覆盖全国、分布式的网络化科学数据共享服务系统,由国家级和区域省级共享系统有机组成。基本气象资料共享系统己为广大公众和注册用户提供了多种形式方便快捷的数据检索和数据下载服务,获得了用户的厂七泛好评。
中国气象局武汉暴雨研究所长期致力于暴雨研究工作,该所拥有较强的暴雨监测、暴雨机理、暴雨模式和暴雨应用等学科领域研究力量和暴雨预报服务技术力量,收集和整理了大量的历史暴雨资料,依托所内购置的大容量存储设备,己初步建立起暴雨数据库资料收集平台,另外由武汉暴雨研究所主持完成《暴雨年鉴》,提供了暴雨过程发生的准确信息,这些都为暴雨基础数据库及显示平台建设提供保障。
本论文是从暴雨资料的现状出发,结合暴雨资料共享的需求,研究了国内外气象科学数据共享相关技术,基于中国气象局武汉暴雨研究所2010年科研业务项目《暴雨基础数据库系统的建设及显示平台开发》,提出了一个基于元数据的暴雨数据库建设及查询平台的设计及实现方法。
1. 2国内外现状及发展
随着不断发展的信息技术,信息共享的社会需求越来越紧迫,利用发展的Internet技术和数据库技术来管理人量的信息资源,并提供信息获取服务给各层次用户的信息管理系统发展迅速。信息共享平台建设在国内外各领域、各行业的发展更是万象更新
1. 2. 1国内发展现状
20世纪80年代初,中国气象部门开始利用计算机来存储和处理各类气象信息,从独立文件系统、部门内部网络数据库的气象信息管理系统,逐步发展到了一个大型的分布式数据库系统阶段。我国气象科学数据共享发展比较晚,中国气象局于2001年12月,发布的《气象资料共享管理办法》,标志着气象科学数据共享试点工作的开始。
由熊安元2002年提出“数字气象”(Digital Meteorology)的概念指出,“数字气象”是“数字地球”的重要组成部分,“数字气象”的概念是“数字地球”理念在地球大气圈层的具体化
沈文海在《试析“气象数据中心”的职责及作用》一文中指出了气象数据中心的主要发展目标。其内容主要包括:高效利用内部资源,集约化和规范化业务系统,专业化的基础资源服务以及基础应用服务的提供
由国家气象信息中心王国复等研制开发的中国气象科学数据共享平台是一个覆盖全国、分布式的网络化科学数据共享服务系统。它由一个国家级共享系统主节点和若干个区域省级共享系统分节点有机组成,主节点部署点为国家局,分节点部署点为各省级气象信息中心,分节点的数量可以扩充。
2. 2国外发展现状
世界上最大的有关大气科学领域的数据中心美国的国家气候资料中心(NCDC),其国家虚拟数据系统(NVDS ),面向全社会提供数据服务。它的用户界面为浏览器,其数据集配备文档说明,提供给内部用户和外部用户检索下载。
2000年,国家虚拟数据中心(NNDC)由美国国家大气与海洋局(NOAA)建设,该数据中心采用分布式数据库技术,为用户提供关于气候资源、海洋数据和地球物理信J自、方面的共享服务。
§3.3 数据库的详细.......... 27-46
3.3.1 设计策略.......... 28-29
3.3.2 数据的存储.......... 29
3.3.3 元数据库设计.......... 29-31
3.3.4 元数据库表.......... 31-40
3.3.5 实体数据库表.......... 40-46
第四章 暴雨基础数据库系统.......... 46-56
§4.1 平台体系结构.......... 46-47
4.1.1 运行环境层.......... 47
4.1.2 数据资源层 .......... 47
4.1.3 应用功能层.......... 47
4.1.4 用户服务层.......... 47
4.1.5 保障体系层.......... 47
§4.2 实现框架.......... 47-56
4.2.1 会员登录.......... 48-49
4.2.2 用户管理.......... 49-51
4.2.3 数据服务 .......... 51-56
第五章 暴雨基础数据库系统.......... 56-63
§5.1 平台部分功能简介.......... 57
5.1.1 公共信息服务.......... 57
5.1.2 数据服务.......... 57
5.1.3 系统维护模块.......... 57
§5.2 数据服务功能.......... 57-61
5.2.1 数据浏览.......... 58-59
5.2.2 数据查询.......... 59-61
5.2.3 数据下载.......... 61
§5.3 数据管理功能.......... 61-63
总结
气象数据具有来源多样、格式众多和时序性强等特点,近儿十年来,各级各地气象部门都积累了大量的气象数据,如何将海量的气象数据实现共享,发挥其更大的作用成为气象数据管理部门的关键任务。
本文利用SQL Server 2005数据库开发平台建立暴雨基础数据库,解决了以往以文件方式存储气象资料的格局,以数据库表的形式储存暴雨数据规范了存储方式,方便了科研业务人员查询使用。从文件到数据库,形成一个统一的数据管理平台,便于用户对资料的检索和提取。从资料的管理方面,使得资料更有利于收集、分类和处理,对气象信息的使用效率有了很大的提高。同时,SQL Server提供多语言的数据访问接口,简化了查询平台的开发中数据库的访问。基于web的暴雨基础数据库查询平台,以暴雨过程为主线,收集一次暴雨过程发生时间段内的相关资料,形成一个暴雨数据集,平台实现数据集中数据的查询、检索、分析统计及浏览下载功能。从以下儿个方面对本文主要工作做一个总结:
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