6页 气象卫星数据集成平台设计方案

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2018
133
Advances in Meteorological Science and Technology 气象科技进展 8（6）- 2018
基于服务架构的多源气象卫星数据
集成显示应用平台
近些年来，气象卫星资料在时间分辨率、空间
分辨率、光谱分辨率上有了大幅度的提高，但是大数
据量、非常频繁的资料，给数据的使用带来了新的
挑战。首先，要解决的是高分辨率数据的应用问题。
在传统的卫星资料应用软件中，大多采用C/S结构设
计，资料需要先下载到本地，才可以开始进行数据
的处理和应用产品的分析。目前，我国风云三号D星
（FY-3D）的 MERSI的5 min L1B数据的数据量已经
达到2 G，风云四号（FY-4）试验星全圆盘观测的L1B
数据量达到3 G，同时频次非常高，5 min就可以完成
一次中国区域的观测。在如此大的数据量下，如何便
利地使用数据，是目前迫切需要解决的问题。其次，
气象数据种类的增加，带来了这些数据的融合使用问
题。每增加一类数据，需要开发一套新的应用软件。
不仅增加了系统的复杂性，同时对于使用用户来说也
会非常地不便利。
随着计算机技术的逐步发展，目前云平台、大数
据等应用日益广泛，对于传统的气象数据的应用同样
提出了挑战，利用强大的计算机资源和IT技术，优化
和提高气象数据的应用效率和应用效果，是迫切需要
解决的问题。因此，如何解决大数据量及不同类型数
据的综合显示问题，是目前多源气象数据应用的一个
重点。
1 系统设计
为了解决大数据高效使用和多源数据应用两个关
键问题，设计了多源气象卫星数据集成显示应用平台
（ShinetekView，以下简称应用平台）。应用平台设
计上采用面向服务架构，可以实现数据的云服务和轻
量级客户端应用；同时，采用分布式管理，可根据实
际业务量进行配置；在结构设计上采用组件式设计，
在需要新增一种资料或者一种产品时，只需要增加对
应的中间件即可，解决了扩展性问题。
1.1 框架设计
从系统架构设计上，整个应用平台分为三层：数
据处理层、数据服务层、应用展示层（图1）。
数据处理层
NWP
应用展示层
数据服务层
SatelliteView
影像数据
离散点数据 调色板数据
图1应用平台总体架构图
在数据处理层上，首先为了保证系统的可扩展性
和一致性，要对输入的气象数据和卫星遥感数据进行
标准化处理，包括对数据的文件名、文件格式、存储
方式和数据管理等方面，生成系统内部定义的统一数
据格式。然后将标准化后的气象数据和卫星遥感数据
为了解决不同气象数据间的应用接口，并突破传统C/S架构应用软件的限
制，设计了一种基于服务的，能支持多源、多尺度、多形态的气象数据和卫星遥
感数据自动化生产与发布的集成技术解决方案。基于该方案所建立的多源气象卫
星数据集成显示应用平台（ShinetekView），能很好地实现数据的云端发布和轻
量级客户端应用，并能采用分布式的数据管理方式及组件式的结构设计，实现对
新的数据的扩展。
■ 鄢俊洁 瞿建华 范霖
气象科技
进展
134 Advances in Meteorological Science and Technology 气象科技进展 8（6）- 2018
根据类型的不同处理成影像、矢量、高程三种数据类
型。目前支持对风云系列卫星遥感数据、碳卫星遥感
数据以及数值天气预报数据的处理。
在数据服务上，采用文件系统与关系型数据库的
统一管理模式，通过关系型数据库与文件系统对各类
型数据统一存储、管理与访问，通过在存储、数据库
服务器、数据库、中间件、应用系统等多个方面的优
化设计来保证系统在存储、管理与访问上的效率。
在应用展示上，采用标准、开放的OGC（Open
geospatial consortium）服务，包括WMS（Web map
service）、WFS（Web feature service）以及WCS
（Web coverage service），矢量、栅格及影像数据都
可以在客户端通过标准化的接口进行访问。同时可以
根据需要定制发布策略，实现无人工干预的全自动化
气象及卫星遥感产品的实时发布。
1.2 技术架构
从系统技术架构上，应用平台分为应用层和支撑
层两部分。支撑层是所有的数据、服务的基础，包括
数据的获取、产品处理、遥感分析、专题图制作等多
种功能。支撑层采用REST API的方式进行接口封装，
为应用层提供接口。在应用层，主要解决的是数据的
可视化、地图服务、人机交互操作的相应问题等。在
应用层，采用了BootStrap的UI设计框架进行了界面
的设计，采用了D3框架进行了数据可视化设计。同
时，采用Openlayers框架进行GIS服务设计，采用国
际通用接口，能很好地支撑目前所有发布的地图服
务，例如天地图、google地图、Bing地图等。此外，
采用cesium进行三维显示设计，解决了在近景下的三
维地形的可视化和分析。图2为应用平台的技术架构
图。基于这个技术架构，系统解决了遥感影像数据与
图2应用平台技术架构图
WebGIS服务的结合，为遥感产品基于B/S架构的应用
提供了基础。
2 关键问题解决方案
在应用平台设计中，要解决多源数据的问题。在
平台中，涉及的气象数据包括三种类型：卫星数据、
观测数据、数值预报数据。目前气象卫星数据包括极
轨卫星系列和静止卫星系列。极轨卫星系列能提供全
球的观测数据，静止卫星数据能提供高时间分辨率的
分析。目前，应用平台解决的卫星数据主要来自于
风云二号、风云三号、风云四号、NPP、TERRA、
摘要：

133基于服务架构的多源气象卫星数据集成显示应用平台近些年来气象卫星资料在时间分辨率、空间分辨率、光谱分辨率上有了大幅度的提高但是大数据量、非常频繁的资料给数据的使用带来了新的挑战。首先要解决的是高分辨率数据的应用问题。在传统的卫星资料应用软件中大多采用CS结构设计资料需要先下载到本地才可以开始进行数据的处理和应用产品的分析。目前我国风云三号D星（FY3D）的MERSI的5minL1B数据的数据量已经达到2G风云四号（FY4）试验星全圆盘观测的L1B数据量达到3G同时频次非常高5min就可以完成一次中国区域的观测。在如此大的数据量下如何便利地使用数据是目前迫切需要解决的问题。其次气象数据种类的...

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