孔照林 樓茂園 吳楊 王亞云

（1 浙江省氣象臺(tái)浙江杭州310017）

（2 浙江省氣象服務(wù)中心浙江杭州310017）

（3 浙江省氣象信息網(wǎng)絡(luò)中心浙江杭州310017）

1 引言

浙江是一個(gè)海洋大省，海岸線總長(zhǎng)6 486 km，居全國(guó)第一，海域面積42 400 km2。漁業(yè)、灘涂、港口、航運(yùn)、旅游、油氣和風(fēng)能等海洋資源十分豐富。隨著浙江省科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要中提出要建設(shè)海洋經(jīng)濟(jì)強(qiáng)省，使海洋經(jīng)濟(jì)成為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，推進(jìn)陸海聯(lián)動(dòng)，推進(jìn)海洋漁業(yè)、沿海地區(qū)港口物流和旅游業(yè)等全面發(fā)展的戰(zhàn)略，海洋氣象預(yù)報(bào)服務(wù)的需求也與日俱增，需要加強(qiáng)對(duì)海洋災(zāi)害性天氣的預(yù)警和應(yīng)急處置能力，增強(qiáng)對(duì)海洋資源要素的保障能力。隨著浙江海洋精細(xì)化預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)產(chǎn)品的不斷增加，急需一套集海洋氣象監(jiān)測(cè)、海洋氣象預(yù)報(bào)、海洋氣象預(yù)警和海洋氣象檢驗(yàn)為一體的綜合性平臺(tái)，用來為沿海、海島和海上各行各業(yè)提供更為精細(xì)化的預(yù)報(bào)產(chǎn)品，保障沿海及海上的交通、搜救、防臺(tái)、國(guó)防和資源開發(fā)等活動(dòng)安全和人民生命財(cái)產(chǎn)安全，提高對(duì)海上災(zāi)害性天氣的防災(zāi)減災(zāi)能力，為浙江經(jīng)濟(jì)建設(shè)做貢獻(xiàn)。

2 總體設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)針對(duì)浙江海洋業(yè)務(wù)開展情況將系統(tǒng)分為監(jiān)測(cè)、天氣形勢(shì)、數(shù)值預(yù)報(bào)、精細(xì)化預(yù)報(bào)產(chǎn)品、海洋主觀預(yù)報(bào)、檢驗(yàn)、臺(tái)風(fēng)業(yè)務(wù)和技術(shù)手冊(cè)等8個(gè)方面[1]，以建立海洋氣象產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)和支撐，采用地理信息技術(shù)和.NET 技術(shù)相結(jié)合開發(fā)本系統(tǒng)供全省用戶使用，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 浙江海洋氣象平臺(tái)總體結(jié)構(gòu)

3 海洋產(chǎn)品庫建設(shè)

海洋產(chǎn)品庫的建設(shè)是系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)的基礎(chǔ)，也是本系統(tǒng)建設(shè)過程中比較繁瑣的部分，需要梳理現(xiàn)有的產(chǎn)品和用戶的需求，進(jìn)行分門別類進(jìn)行相應(yīng)的歸整和開發(fā)，整理建設(shè)出了浙江海洋產(chǎn)品庫。監(jiān)測(cè)產(chǎn)品有雷達(dá)、衛(wèi)星、船舶、浮標(biāo)和鹽溫等資料，預(yù)報(bào)產(chǎn)品有海洋天氣預(yù)報(bào)、海霧預(yù)報(bào)、百島預(yù)報(bào)和海區(qū)風(fēng)力預(yù)報(bào)等，精細(xì)化產(chǎn)品有精細(xì)化大風(fēng)和精細(xì)化海霧，檢驗(yàn)產(chǎn)品分格點(diǎn)檢驗(yàn)和站點(diǎn)檢驗(yàn)。

產(chǎn)品庫建設(shè)過程中也涉及到很多預(yù)報(bào)方法的研究，應(yīng)用各類氣象監(jiān)測(cè)資料和數(shù)值模式預(yù)報(bào)產(chǎn)品，結(jié)合主觀預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出海上大風(fēng)和海上大霧等重要天氣預(yù)報(bào)因子及指標(biāo), 開發(fā)研制了海上大風(fēng)和海霧客觀預(yù)報(bào)方法[2]。

海上大風(fēng)研究對(duì)當(dāng)前應(yīng)用比較穩(wěn)定的幾種數(shù)值預(yù)報(bào)模式產(chǎn)品進(jìn)行了大風(fēng)預(yù)報(bào)釋用，主要包括GFS 模式、MM5 模式和Graps 臺(tái)風(fēng)預(yù)報(bào)模式，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了多種模式的集合預(yù)報(bào)研究[3]。海霧研究主要以WRF 模式產(chǎn)品為基礎(chǔ)，微物理過程采用WSM6 方案，邊界層參數(shù)化方案采用YonseiUniversity(YSU)邊界層方案，輻射過程參數(shù)化采用Eta Geophysical F luid Dynam ics Laboratory(GFDL)短波輻射方案[4,5]。

4 系統(tǒng)組成及實(shí)現(xiàn)方法

海洋氣象預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)工作平臺(tái)是以海洋氣象產(chǎn)品庫為基礎(chǔ)，采用地理信息系統(tǒng)和.NET 技術(shù)來開發(fā)，整體采用B/S 架構(gòu)，內(nèi)容包含常規(guī)海洋氣象監(jiān)測(cè)、客觀海洋氣象預(yù)報(bào)、主觀海洋預(yù)報(bào)產(chǎn)品和海洋預(yù)報(bào)檢驗(yàn)等產(chǎn)品，平臺(tái)功能包含實(shí)況監(jiān)控保障、預(yù)報(bào)制作發(fā)布、海洋產(chǎn)品資料調(diào)閱和用戶交互訂正等功能[6]。

根據(jù)對(duì)系統(tǒng)架構(gòu)以及系統(tǒng)的需求分析，將該系統(tǒng)分成2個(gè)子系統(tǒng)：海洋氣象信息處理子系統(tǒng)和海洋氣象顯示子系統(tǒng)。海洋氣象信息處理子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)海洋相關(guān)產(chǎn)品的讀取、傳輸、畫圖以及質(zhì)量控制，主要與海洋氣象產(chǎn)品庫對(duì)接，部署于服務(wù)器端運(yùn)行控制，實(shí)時(shí)掃描運(yùn)行。海洋氣象顯示子系統(tǒng)是針對(duì)用戶的主要界面，主要開發(fā)集中于具有GIS 功能的氣象信息顯示控件MIDS 和.NET 集約化海洋氣象平臺(tái)。

GIS 技術(shù)采用自我開發(fā)的具有GIS 功能的氣象信息顯示控件MIDS，該控件使用ATL 開發(fā)的控件不依賴運(yùn)行庫，尺寸較小，能夠以等值線和填色等值區(qū)域等方式顯示數(shù)據(jù)，支持?jǐn)?shù)據(jù)分層疊加顯示。支持以Http 方式下載數(shù)據(jù)并顯示。支持圖層疊加，支持通用的GIS 地圖格式，支持地圖放大、縮小和漫游操作。多圖層疊加顯示功能使用圖層類實(shí)現(xiàn)，首先建立一個(gè)HCLayer 的基類，該類有一個(gè)虛函數(shù)OnDraw()來實(shí)現(xiàn)圖層的繪制。然后從HCLayer 派生出HCStationLayer（站點(diǎn)資料顯示圖層）、HCGridLayer（格點(diǎn)資料顯示圖層）、HCImageLayer（圖像資料顯示圖層）、HCUserLayer（用戶自定義繪制圖層）。等值線的繪制是使用格點(diǎn)資料進(jìn)行繪制的。具體分為等值點(diǎn)的計(jì)算、追蹤連接、等值線標(biāo)注和等值線填充等幾個(gè)步驟。Gis 地圖的格式支持使用TinyXML 實(shí)現(xiàn)XML 格式的GMP 地圖文件的讀入。該區(qū)域可實(shí)現(xiàn)浙江1：50000 地理信息的顯示和消隱，海洋氣象信息的疊加和修改，預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸?shù)裙δ堋?/p>

.NET 集約化海洋氣象平臺(tái)采用C# 技術(shù)WEB 編程方式，所有的功能塊采用模塊化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)成ASCX 塊，按設(shè)計(jì)要求可以進(jìn)行任意組合，集約化平臺(tái)的靈活性較強(qiáng)。

5 結(jié)束語

海洋氣象業(yè)務(wù)服務(wù)系統(tǒng)2010年業(yè)務(wù)化以來，以海洋氣象產(chǎn)品庫為基礎(chǔ)，綜合利用全省海洋氣象監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)、預(yù)警資料為下級(jí)氣象部門提供業(yè)務(wù)指導(dǎo), 為省委省政府和水利等部門的決策服務(wù)中發(fā)揮了重要的作用，另外本系統(tǒng)于2013年成功申請(qǐng)軟件著作權(quán)。

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[5]屠其璞,王俊德,丁裕國(guó),等.氣象應(yīng)用概率統(tǒng)計(jì)學(xué)[M].北京:氣象出版社,1984.

[6]王 瀛,孫 欣,陳傳雷.遼寧省海洋氣象業(yè)務(wù)服務(wù)系統(tǒng)[J].氣象與環(huán)境學(xué)報(bào),2007,23(2):64-67.