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一种可快速构建的气象决策服务平台

范文

刘雨露吴杰

摘要：本文介绍了一种可快速构建的气象决策服务平台，平台的主要功能分为两类，基础数据查询统计和决策模型的生成。在设计算法模型时，利用策略模式，将软件界面和算法模型解耦，使得软件界面和算法模型的需求变化不再互相影响。方便了今后模型的扩展，也减小需求变更对系统的影响。并且利用代码生成技术进行系统的快速构建，按照气象领域规则，生成规范的可配置的气象决策服务平台源代码，提高了开发效率、延长了系统的生命周期。

关键词：快速构建;代码生成器;线性拟合;自动生成;气象决策服务

中图分类号：TP311? ? ? 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）21-0250-02

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

1引言

改革开放以来，我国社会和经济的快速发展，与此同时，气象与国民经济和人民生活的关系越来越密切，气象服务的需求不断提升，气象工作为国家经济建设和社会发展，为防灾减灾和应对气候等环境变化，为提髙人民生活水平发挥作用。

现代气象服务业务主要内容主要包括的决策气象服务、公共气象服务、专业气象服务三个类别。本项目从气象服务业务的体系结构、业务内容、业务流程及其特点分析入手，采用软件开发中的中间件技术、代码生成引擎等设计方法，开发一种通用、可配置的信息化平台产品，实现市、县级气象局的气象服务业务的可定制和自动化生成。生成模块主要包括：全国综合气象信息共享系统数据本地化采集处理、气象模型管理集成、气象指数预报、天气预报产品制作等系统。

国家气象信息中心于2009年启动建设了CIMISS系统（即全国综合气象信息共享系统），于2017年投入业务运行，预期在2020年CIMISS实现全国气象数据互联。该系统为气象服务构建了统一数据环境，也为气象业务的通用信息管理平台提供了发展契机。本平台采用Java语言作为开发语言，前端页面使用了jQuery、EasyUI 技术，后端采用SSH框架，SqlServer作为底层数据库，使用了Freemarker技术作为代码生成技术，数据采集调用了CIMISS中的MUSIC接口。

2主要技术

2.1 代码生成器

本平台代码生成器详细设计流程描述如下：

2.1.1新建功能

点击新建按钮，系统会调用ManualConfigGenAction中的create（）函数，该函数分别调用ManualConfigGenService中的findAllElement（）函数和loadCollections（）函数进行气象要素和要采集的要素加载。在调用这两个函数加载气象要素和要采集的要素的时候会调用中的DAO中的findAll（）方法。最终将要加载的数据传输到界面上。

2..1.2 加载功能

点击加载按钮，系统会调用ManualConfigGenAction中的load（）方法，在load（）方法中继续调用ManualConfigGenService中的loadJsonString（）方法来加载之前配置好的配置文件。

2.1.3 保存功能

点击保存按钮，系统会自动调用ManualConfigGenAction中的save（）方法，进而调用ManualConfigGenService中的save（）方法将生成的配置文件保存到相应的位置。

2.1.4生成功能

点击生成按钮，系统会自动的调用ManualConfigGenAction中的gen（）方法，进而调用ManualConfigGenService中的gen（）方法生成所有配置好的jsp文件，service类文件，action类文件。

2.2策略模式

气象工作项目规模大，开发周期短，用户需求时常变化，使用传统的开发途径，这些问题很难完善的解决。采用策略模式，将每个算法模型封装，使得算法模型与业务层解耦，实现在不更改业务层的前提下根据需求灵活切换或增加算法模型，更加有利于系统的维护。

3平台研究内容

1）搭建CIMISS数据本地化采集处理配置系统。通过配置界面，建立市、县级CIMISS系统应用工作站，实现本地化、业务化应用。可实时下载所需数据或根据需要选择下载。

2）搭建气象历史资料数据库本地化查询处理配置系统。通过配置界面，可实现设计气象资料历史数据库本地化查询处理系统。历史资料库包括有连续气象记录以来的逐日气象要素：平均气温、最高气温、最低气温、降水、日照、风向、风速、相对湿度、水汽压、蒸发、云量、地温、冻土、积雪深度等

3）实现常用的气象决策模型。包括乡镇级的5-7天气温、降水、风等要素预报、农业气象年景分析、春耕春播期第一场透雨预报、不同作物最佳播期预报、土壤相对湿度预报、施药施肥气象条件预报、秋收期天气预报、农作物产量预报、粮食储运晾晒天气预报、秋整地天气预报、土壤封冻日期预报，干旱监测预报、低温监测预报、稻瘟病预报、玉米螟预报。

4）服务产品制作系统的实现。服务产品制作采用固定格式的产品模板，模板要求为word文档，可以插入图表。能够实现自动保存默认文件名、默认目录和手动保存。模板具体格式、产品制作要求根据业务要求进行配置。生成数据表格、制作数据填图、制作等值线图、制作等值面图。图表可以存储、打印等。

5）实现外部访问接口，将最新的预报服务产品、预警信息等以最快速、最便捷、最省力的方式发送到农业服务网站，手机客户端（APP），微信平台子系统。

平台体系结构如下图所示：

4设计重点和难点

1）系统可视化快速构建：用户通过快速构建页面根据需求添加所需构建的頁面，系统调用代码生成器根据模板文件迅速构建所需页面，实现迅速构建指定区域系统的代码文件。

2）气象决策模型的实现：系统提取数据库中已有的数据并根据算法模型分析得出气象结论，系统会根据用户的需求将气象结论自动生成气象决策文件。

3）Word类型决策文档的生成。利用Microsoft Word? Object Library自动生成气象结论产品，无须人工编写。

4）数据实时下载：CIMISS数据下载模块实时从CIMISS下载气象要素数据，将数据本地化以供气象模型使用。

5结论

文章阐述了一种可快速构建的气象决策服务平台，按照气象领域规则，利用代码生成技术生成规范的可配置的气象决策服务平台源代码，有效避免了低水平重复开发，并且能够实现标准化生产。数据采集调用了运用了基于线性拟合和基于规则的算法模型，并采用了策略模式，使得算法模型与业务结构解耦，使得软件界面和算法模型的需求变化不再互相影响。可用性和健壮性强，有创新性。目前该项目已投入使用，客户使用评价良好。

参考文献：

[1]? 杨黎黎. 基于智慧气象的决策服务信息查询与自动发布系统设计与研究[A]. 中国气象学会.第35届中国气象学会年会 S24 青年论坛[C].中国气象学会：中国气象学会，2018：3.

[2]? 李巧媛. 湖南省决策气象服务一体化平台设计[A]. 中国气象学会.第34届中国气象学会年会 S11 创新驱动智慧气象服务——第七届气象服务发展论坛论文集[C].中国气象学会：中国气象学会，2017：2.

[3]? 万军民. 基于java的代码生成器的设计与实现[J].计算机工程，2004.

[4]? 陈海郎.基于模板的管理信息系统代码自动生成[J].价值工程，2018，37（32）：213-216.

[5]? 赵芳，何文春，张小缨，张志强.全国综合气象信息共享平台建设[J].气象科技进展，2018，8（1）：171-180.

【通联编辑：光文玲】

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