基于ASP.NET MVC架構(gòu)的省級氣象預(yù)警信息平臺

韓瀟影 劉峰民

摘? 要： 基于ASP.NET MVC框架設(shè)計開發(fā)的省級氣象預(yù)警信息平臺，采用SQLSERVER2008數(shù)據(jù)庫，C#開發(fā)語言，實現(xiàn)氣象預(yù)警信息的規(guī)范化管理。系統(tǒng)基于領(lǐng)域模型驅(qū)動的需求開發(fā)方式和模塊化的設(shè)計原則，對解決方案進行分層設(shè)計和實現(xiàn)，遵循面向接口設(shè)計的思想，每層只依賴上一層，較好的實現(xiàn)了系統(tǒng)可擴展性。采用SQL SERVER2008的數(shù)據(jù)采集器對接省局自動站庫和短期預(yù)報庫。系統(tǒng)建設(shè)彌補了傳統(tǒng)預(yù)報平臺的預(yù)報手段單一性，在氣象信息傳遞的“最后一公里”問題上實現(xiàn)了有效的探索。

關(guān)鍵詞： ASP.NET MVC;預(yù)警信息;分層

中圖分類號： TP3? ? 文獻標(biāo)識碼： A? ? DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2020.09.031

本文著錄格式：韓瀟影，劉峰民. 基于ASP.NET MVC架構(gòu)的省級氣象預(yù)警信息平臺[J]. 軟件，2020，41（09）：112114

【Abstract】： Based on the ASP.NET MVC framework， the provincial meteorological early warning information platform is designed and developed. The SQLSERVER2008 database and C# development language are used to realize the standardized management of meteorological early warning information. The system is based on domain model driven requirement development mode and modularity design principle. The solution is designed and implemented hierarchically， following the idea of interface oriented design. Each layer relies on only one layer， which achieves better system scalability. Automatic station storehouse and the Bureau forecast short-term data collector SQL SERVER2008 docking. The system construction made up the simpleness of the traditional forecasting platform， and realized the effective exploration on the “l(fā)ast kilometer” of the meteorological information transmission.

【Key words】： ASP.NET; MVC; Early warning information; Stratification

0? 引言

長期以來，省級氣象管理部門在氣象預(yù)警流程管理上依賴于傳統(tǒng)媒體和手工作業(yè)流程，在發(fā)生重大氣象災(zāi)害時，傳統(tǒng)的預(yù)警渠道在氣象信息傳遞的“最后一公里”問題上總是無法突破。隨著農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的普及，依托于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的信息發(fā)布和管理平臺建設(shè)具有了實際的信息，作為傳統(tǒng)預(yù)警媒體的有效補充，網(wǎng)絡(luò)預(yù)警信息平臺可以通過有效的信息發(fā)布與預(yù)警手段，在氣象信息傳遞的“最后一公里”問題上走的更遠。

結(jié)合實際業(yè)務(wù)需要，本信息平臺的建設(shè)期望解決氣象信息員的信息管理，氣象災(zāi)情信息的上報管理，突發(fā)氣象災(zāi)害信息的預(yù)警與發(fā)布1。

1? 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計概述

傳統(tǒng)的ASP.NET Web Form每個服務(wù)器控件在各個HTTP請求過程中通過View State功能獨立的保存自己的狀態(tài)，獨立的輸出HTML代碼并進行服務(wù)端事件綁定，但是View State在每個HTTP請求和答復(fù)過程中在服務(wù)端和客戶端反復(fù)傳遞嚴(yán)重加重了服務(wù)器的負擔(dān)，消耗了大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬;同時開發(fā)人員通常將服務(wù)器端代碼和客戶端代碼混合在應(yīng)用邏輯中使得代碼混亂不易理解，不利于業(yè)務(wù)的擴展。

ASP.NET MVC框架2將數(shù)據(jù)（模型）和對其操作的動作（控制器）做了有效分離，具有高內(nèi)聚、低耦合的特點，程序架構(gòu)清晰，系統(tǒng)具有良好的靈活性、可擴展性以及易維護性。

1.1? 建設(shè)目標(biāo)

省級氣象預(yù)警信息平臺建設(shè)是氣象協(xié)理員、氣象信息員隊伍建設(shè)的重要工作內(nèi)容之一，前期選擇了部分市縣的鄉(xiāng)村氣象服務(wù)站作為試點開展工作，目的是實現(xiàn)氣象協(xié)管員、氣象信息員信息的科學(xué)、高效、規(guī)范、信息化管理，同時實現(xiàn)氣象部門與信息員之間的信息交互，提高氣象信息、災(zāi)情信息傳遞的準(zhǔn)確性、及時性。

信息平臺業(yè)務(wù)建設(shè)范圍包括天氣實況信息展示、鄉(xiāng)鎮(zhèn)天氣預(yù)報、氣象預(yù)報預(yù)警信息發(fā)布、農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)信息、氣象災(zāi)情收集上報、氣象科普知識學(xué)習(xí)宣傳以及信息員管理等。

1.2? 氣象預(yù)報業(yè)務(wù)流程

氣象信息由全省各自動站采集并自動匯總到省局CIMISS數(shù)據(jù)庫3，形成自動站數(shù)據(jù)源，具體包括自動站信息、精細化預(yù)報信息表。

省級氣象預(yù)警信息平臺通過對接省局自動站庫和短期預(yù)報庫，實時采集氣象信息后進行本地化數(shù)據(jù)處理，通過本平臺對天氣實況、短期預(yù)報進行多種形式的預(yù)報展現(xiàn)。

1.3? 氣象災(zāi)情收集上報和預(yù)警信息業(yè)務(wù)流程

鄉(xiāng)鎮(zhèn)氣象信息員通過電話報告氣象災(zāi)害信息至鄉(xiāng)鎮(zhèn)氣象工作站，鄉(xiāng)鎮(zhèn)氣象工作站按照標(biāo)準(zhǔn)化信息格式進行信息化數(shù)據(jù)錄入;

對于氣象預(yù)警信息，在信息平臺上按照標(biāo)準(zhǔn)信息格式進行審核發(fā)布，并提供對外的數(shù)據(jù)接口，允許其他外圍系統(tǒng)進行預(yù)警信息的采集和獲取，形成有效的預(yù)警發(fā)布和管理機制。

2? 關(guān)鍵技術(shù)

2.1? 系統(tǒng)建設(shè)過程中具體采用的技術(shù)選型說明

2.2? 基于領(lǐng)域模型驅(qū)動（DDD）的需求開發(fā)方式和模塊化的設(shè)計方法

系統(tǒng)基于領(lǐng)域模型驅(qū)動（DDD）4的需求開發(fā)方式和模塊化的設(shè)計原則，將解決方案進行必要的分層，每層是一個單獨的項目。各層結(jié)構(gòu)間采用“洋蔥模型”，遵循面向接口設(shè)計的思想，每層只依賴上一層，層之間不能穿透，Interface這層除外。

信息平臺設(shè)計中具體的分層如下：

WeatherWIP.Interface：包括業(yè)務(wù)模型、系統(tǒng)的數(shù)據(jù)訪問層接口和服務(wù)接口和全局元數(shù)據(jù)等的定義。

WeatherWIP.DAL：數(shù)據(jù)訪問層，通過必要的ORM框架5，封裝業(yè)務(wù)模型的CRUD操作，避免對數(shù)據(jù)庫的直接訪問操作。在這層僅包含純粹數(shù)據(jù)讀寫，與應(yīng)用程序或者業(yè)務(wù)邏輯無關(guān)。

WeatherWIP.Service：服務(wù)層，對于系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯的封裝與實現(xiàn)，事務(wù)機制，并發(fā)處理等。根據(jù)前臺不同的調(diào)用請求，通過對數(shù)據(jù)訪問層在倉庫模型中封裝的最小原子的添加、修改、刪除的請求，根據(jù)業(yè)務(wù)的定義進行調(diào)用和處理，然后將處理結(jié)果返回調(diào)用者。

WeatherWIP.Web：UI層，是用戶與系統(tǒng)交互的主要接口，其表現(xiàn)形式就是網(wǎng)頁，它將后臺的數(shù)據(jù)通過HTML加上布局和界面設(shè)計展現(xiàn)給用戶，同時接收用戶的事件和請求，并與業(yè)務(wù)邏輯層交互處理用戶事件。

2.3? 對接自動站的數(shù)據(jù)采集技術(shù)

基于SQL SERVER2008的數(shù)據(jù)采集器，從省局自動站服務(wù)器上采集數(shù)據(jù)，并在本地中心數(shù)據(jù)庫存儲。采用數(shù)據(jù)采集器6，相比于數(shù)據(jù)的訂閱發(fā)布流程，對于遠程自動站服務(wù)器沒有明顯的性能影響，本地中心數(shù)據(jù)庫的存儲需求按實際數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求進行保留存儲。在本系統(tǒng)中，對于氣象信息數(shù)據(jù)采集保留兩年。

3? 系統(tǒng)主要功能

省級氣象預(yù)警信息平臺7的主要功能包括天氣實況信息顯示、鄉(xiāng)鎮(zhèn)天氣預(yù)報、氣象預(yù)報預(yù)警信息發(fā)布、農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)信息、氣象災(zāi)情收集上報、氣象科普知識學(xué)習(xí)宣傳、氣象信息員管理以及必要的后臺管理支撐功能。應(yīng)用首頁聚合信息展示效果，如圖6所示。

（1）天氣實況信息顯示8，基于地圖形式直觀的展示天氣實況氣象信息，以表格形式展示指定站點的實時氣象要素及天氣現(xiàn)象;支持多維度查詢，以曲線方式顯示某個站點某一時間段內(nèi)最高、最低氣溫趨勢。

（2）鄉(xiāng)鎮(zhèn)天氣預(yù)報，通過信息表格、flash媒體等形式，定時發(fā)布全省常規(guī)天氣預(yù)報。

（3）氣象預(yù)報預(yù)警信息發(fā)布，以通知的形式，按規(guī)范信息化格式發(fā)布全省災(zāi)害性天氣預(yù)報及預(yù)警信息，對災(zāi)害性天氣通過可視化閃爍形式進行自動警示。

（4）農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)信息，氣象科普知識學(xué)習(xí)宣傳，以分類欄目的形式，發(fā)布如農(nóng)業(yè)氣象的旬報、月報與季報，病蟲害預(yù)報、氣象科普知識發(fā)布等。

（5）氣象災(zāi)情收集上報，對鄉(xiāng)鎮(zhèn)氣象信息員通過電話報告的氣象災(zāi)害信息，進行信息化數(shù)據(jù)錄入，同時提供氣象災(zāi)害損失查詢、統(tǒng)計以及分析等功能。

（6）氣象信息員管理，支持市縣鄉(xiāng)三級區(qū)域、年齡結(jié)構(gòu)、學(xué)歷結(jié)構(gòu)以及災(zāi)情上報信息量等多種形式;通過基于GIS地圖的氣象信息員分布特征查詢，可以直觀了解氣象信息員的空間分布及聯(lián)系信息。

4? 實現(xiàn)效率與二期展望

通過省級氣象預(yù)警信息平臺的建設(shè)，實現(xiàn)了鄉(xiāng)鎮(zhèn)氣象信息員的規(guī)范化管理;通過對自動化站氣象數(shù)據(jù)的自動采集，實現(xiàn)了鄉(xiāng)鎮(zhèn)氣象信息和預(yù)警信息的有效發(fā)布，有效的彌補了電視、廣播等傳統(tǒng)預(yù)報平臺的預(yù)報單一性，在氣象信息傳遞的“最后一公里”問題上實現(xiàn)了有效的探索。基于MVC的系統(tǒng)架構(gòu)，較好的實現(xiàn)了系統(tǒng)的擴展性，如氣象科普知識學(xué)習(xí)宣傳功能，就是在農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)信息欄目的基礎(chǔ)上，快速進行業(yè)務(wù)復(fù)制并實現(xiàn)了支撐，對系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)沒有其他影響。

項目后續(xù)計劃通過手機端應(yīng)用的對接的，考慮氣象災(zāi)害信息的手機直接上報，氣象預(yù)警信息的主動推送，以期望徹底解決“最后一公里”問題。

參考文獻

[1]李芬， 王濤， 劉寬宗， 等. 預(yù)警信息多手段發(fā)布監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設(shè)計[J]. 佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版）， 2020， 38（02）： 19-24+28.

[2]張熠斌， 朱喜君， 劉傳深， 等. 基于Asp.Net MVC框架的礦山地質(zhì)環(huán)境信息系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[J]. 城市地質(zhì)， 2020， 15（01）： 97-102.

[3]李從英， 金石聲， 王彪， 等. 使用SymmetricDS軟件同步CIMISS核心庫數(shù)據(jù)[J]. 中低緯山地氣象， 2020， 44（01）： 71-75.

[4]何擁軍， 肖瑾， 陳攀， 等. 基于領(lǐng)域模型驅(qū)動. NET平臺架構(gòu)的構(gòu)建[C]. 中國電機工程學(xué)會電力信息化專業(yè)委員會. 軟件定義 面向未來——2014電力行業(yè)信息化年會論文集. 中國電機工程學(xué)會電力信息化專業(yè)委員會： 人民郵電出版社電信科學(xué)編輯部， 2014： 235-239.

[5]蹇常林. ORM在Django操作數(shù)據(jù)庫中的應(yīng)用[J]. 技術(shù)與市場， 2020， 27（01）： 56-57.

[6]Diehl Metering S.A.s; “Method For Collecting Data And Sensor， Data Collector And Measurement Data Information Network” in Patent Application Approval Process （USPTO 20200191607）[J]. Computer Technology Journal， 2020.

[7]鄭延慶. 基于融合網(wǎng)關(guān)技術(shù)的氣象災(zāi)害信息推送系統(tǒng)設(shè)計研究[J]. 環(huán)境科學(xué)與管理， 2020， 45（01）： 49-52.

[8]顏庭柏， 姚迪， 沈澄. 基于Google Map API的天氣實況顯示系統(tǒng)[J]. 地理空間信息， 2013， 11（03）： 120-122+1.