省级气象信息综合数据库系统的设计与实现

基于C#气象信息管理系统的设计气象信息管理系统是一个用于收集、存储和管理气象相关信息的软件系统。

这个系统可以用来记录气候数据、分析气象趋势、生成气象报告等。

本文将以C#语言为基础，设计一个简单的气象信息管理系统。

一、系统需求分析1. 功能需求（1）录入气象数据：系统可以记录天气的各项指标，如温度、湿度、风速、降雨量等数据。

（2）查询气象数据：用户可以根据时间、地点等条件进行查询气象数据。

（3）分析气象趋势：系统可以对历史气象数据进行分析，生成气象趋势报告。

（4）生成气象报告：系统可以根据用户的需求，生成气象报告，如天气预报、气象统计等。

（5）权限管理：系统需具有权限管理功能，包括用户登录、权限设置、用户管理等。

2. 性能需求（1）系统应具有良好的数据存储和检索性能，能够快速、准确地处理大量气象数据。

（2）系统应具有良好的界面交互性能，用户操作流畅，界面友好。

（3）系统应具有较高的稳定性和安全性，保证数据的完整性和安全性。

3. 非功能需求（1）易用性：系统操作简单，界面友好，用户易上手。

（2）可维护性：系统易于维护和修改，保证系统持续稳定运行。

（3）可扩展性：系统应具有较好的可扩展性，能够方便地进行功能扩展和升级。

二、系统设计1. 系统结构设计（1）用户界面：系统采用Windows窗体应用程序的形式，提供友好的图形用户界面，包括录入数据、查询数据、生成报告等功能。

（2）业务逻辑层：系统的业务逻辑层负责处理用户的操作请求，包括数据录入、查询、分析等功能。

（3）数据访问层：系统的数据访问层负责与数据库进行交互，负责气象数据的存储、检索和管理。

2. 数据库设计系统采用关系型数据库，用于存储气象数据、用户信息、权限信息等。

数据库包括气象数据表、用户信息表、权限信息表等。

4. 安全性设计系统设置用户登录功能，对用户进行身份验证和权限管理，确保用户只能访问其具有权限的功能和数据，保证数据的安全性和完整性。

三、系统实现1. 环境配置（1）开发环境：使用Visual Studio作为开发工具，采用C#语言开发。

138数据库技术Database Technology电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering1 引言我区气象资料具备长序列、高精度、种类繁多、高时空分辨率、与社会生活息息相关等重要性质，为气象部门天气预报、防灾减灾、服务人民生产生活的同时，也是天气及气候研究，气候变化，多领域合作的基础[1]。

2017年，为贯彻落实“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念，利用云计算、物联网、移动互联网、大数据（简称“云物移大”） 等新兴技术，依托“一平台，三系统”建设，构建气象大数据综合应用平台。

建成气象大数据管理云平台，实现对气象及相关行业部门数据的集约化、标准化汇集管理，促进气象信息资源整合共享，挖掘气象大数据应用价值的大数据平台建设启动，旨在有效促进气象业务服务能力的提升，有效支撑和服务政府大数据平台建设，支撑和服务行业部门气象大数据应用，支撑和服务气象大数据在气象防灾减灾、自治区生态文明建设、社会治理、公共服务领域的应用[2,3]。

随着气象资料需求和服务方式的不断拓展，气象资料共享服务业务的复杂度不断提升，如何及时了解用户使用数据的问题，为我区气象业务、科研和服务提供丰富、准确的气象资料，并实现气象数据资源的充分共享，发挥资料价值，释放气象数据红利至关重要，同时规范数据服务、做好资料服务情况的统计分析从而更好的为用户和管理部门服务迫在眉睫。

2 研究内容及相关技术2.1 研究内容2.1.1 数据清单发布及账户清单查看基于内蒙古自治区统一数据环境，和内蒙古自治区气象档案馆，进行数据资源的梳理，在本系统发布内蒙古自治区在线服务资料的数据清单和离线数据服务的数据清单。

根据业务发展的需要，建立数据清单更新发布流程，规范实时和历史数据管理和清单维护。

2.1.2 数据服务反馈建立规范化的数据使用反馈机制，接收用户在服务方式、服务体验、数据质量、数据种类的各方面的反馈意见，针对不同的服务问题进行实时或定期处理和调整，从而避免的零散的问题处理和问题描述不详细无法处理；同时，系统自动记录服务情况，定期进行用户使用情况的统计，实现服务技术与服务管理的有机结合，发挥气象数据的效益。

地市级气象数据库的设计与实现张淑萍（阳泉市气象局，山西阳泉045000）摘要：随着气象事业现代化的飞速发展和气象业务的迅猛发展，气象探测手段的不断涌现，气象资料呈几何级的增长，如何将这些资料在预报业务与决策服务中发挥及时有效地作用，是目前需要解决的一个问题。

我局依托Windows 2000系统下的SQL Server 2000服务器建立起本地数据库，将众多的数据资料根据本地实际需要，分类入库，来提高资料的访问效率。

本文主要介绍在SQL Server 2000上建立我局基础数据库和服务产品数据库的设计原则和实现过程，以及对数据库采取的安全措施。

关键词：数据库；气象资料；SQL Server ；设计；实现中图分类号：TP311文献标识码：A文章编码：1672－6251（2009）08－0073－03The Design and Realization of Municipal Meteorological DatabaseZhang Shuping(Yangquan Bureau of Meteorology,Yangquan 045000,China)Abstract:Along with the swift modernization of meteorological cause and rapid development of meteorological service,new meteorological sounding methods emerges constantly while the meteorological data grows at a geometric rate,how to make use of the data in forecast and decision services in time remains a problem to be solved at present.In order to improve the access efficiency,the local database based on SQL Server 2000servers in windows 2000system was established in our bureau,in which a large number of data was classified and then put into the different databases accordingly in accordance with the local demand.This article mainly introduces the designation principle and realization process of establishing basic database and product database in our bureau by using SQL Server 2000,as well as security measures adopted to protect the database.Key words:database;meteorological data;SQL Server;design;realization收稿日期：2009-05-12作者简介：张淑萍（1975-），女，工程师，研究方向：网络管理和安全。

信息技术与应用China Science & Technology Overview收稿日期：2022-11-01*基金项目：湖北省气象信息与技术保障中心2021年度中心自立课题“湖北省气象电子资料信息平台研制应用”（2021BZ02）作者简介：程亚平（1973—），女，湖北老河口人，本科，工程师，研究方向：气象信息技术。

通讯作者：向芬（1983—），女，湖北仙桃人，本科，高级工程师，研究方向：气象信息技术。

气象电子资料归档管理系统设计与实现*程亚平 向 芬 院 琨（湖北省气象信息与技术保障中心，湖北武汉 430074）摘 要：气象电子资料归档管理系统设计，对气象原始观测数据进行整理，采用模块化处理实现资料检查、资料归档、统计展示、数据服务等功能，实现电子档案的规范化、完整性、安全性，为气象观测资料的归档提供相应的标准规范流程。

系统投入业务应用，能够提高档案管理员对气象观测资料中各种气象观测资料的快速整理及归档效率，方便调阅与气象相关的资料。

关键词：气象电子资料；归档管理；系统设计图1 系统总体架构信息技术与应用China Science & Technology Overview表现层[4]。

主要包括资料检查、资料归档、数据服务和统计展示功能，是展现给系统所有用户的图形界面，它通过Ajax、HTML、JSP、Servlet、Java Applet 等技术实现。

采用MVC 模式的优势在于代码重用性，MVC 可以使用多种用户图形界面而系统核心处理功能无需改变[5]；开发工作的协同性，Java 开发人员与页面美工人员的工作可同时独立地进行，并且图形界面的变更不会导致核心处理功能的变化；可靠性，因为显示功能与处理功能的分开，所以在不需要重新编译核心处理功能的情况下可以修改系统的图形界面。

（3）应用层：实现所有的业务逻辑。

包括所有的档案管理功能，如文件的检查、存储、备份等。

工作流引擎贯穿整个系统的功能及业务流程，使各个相对独立或有先后次序的功能可以有机地结合起来，功能之间有相互调用的接口[6]。

气象灾害预警系统的设计与实现随着气候变化的不断加剧，自然灾害也越来越频繁，特别是气象灾害。

相应地，我们需要实现一个可靠的气象灾害预警系统，以提前预防和减少灾害对人民生命财产的影响。

本文将讨论气象灾害预警系统的设计与实现。

一、需求分析气象灾害预警系统需要能够快速、准确地收集气象数据并对其进行分析和预警。

因此，我们需要收集以下数据：1. 气象数据：包括高低温度，降雨量，风速等相关气象信息。

2. 地质数据：如地形地貌、地质构造、岩土工程地质、植被生态等数据。

3. 社会安全数据：如住房建筑状况、城市交通状况、特殊人群地理位置等数据。

基于以上数据，我们需要从多个渠道获取数据，包括测站和传感器，卫星和航空遥感，人工巡查等。

由于我们的系统需要能够在几秒钟内发出预警信息，所以数据的采集和传输速度必须足够快。

二、预警模型基于上述数据，我们需要制定一个合理的预警模型。

该模型应该基于历史数据和热点区域进行分析，利用各种预测算法，包括统计学、机器学习和人工智能等技术，建立一个预警模型。

对于不同类型的气象灾害（如台风、暴雨、雷电等），需要采用不同的算法和模型。

这些模型应尽可能地减少误报和漏报，同时还要考虑不同阶段的预警信息，如一级预警和二级预警等。

三、预警系统架构在架构设计中，需要采用分布式系统技术和高性能运算技术。

整个系统需要包括数据处理、分析、存储、推送等模块。

对于数据处理，需要结合大数据技术，实现高速数据采集、传输和分析。

对于数据存储，我们可以采用多种方案，如关系数据库、分布式文件系统、Hadoop等。

对于数据分析，我们可以使用不同的机器学习算法，如决策树、神经网络、支持向量机等。

在预警系统的实现过程中，需要采用实时算法来处理不断涌现的数据。

因此，我们需要一流的高性能计算平台和实时数据传输技术，如流式计算和实时数据流技术等。

四、预警信息发布当系统检测到在某一区域极端气象灾害即将发生时，需要将预警信息尽快发送给相关人员，以便采取相应行动。

基于大数据的城市气象灾害预警系统设计与实现随着城市化和气候变化的不断加剧，城市气象灾害越来越频繁和严重。

而随着大数据和人工智能的逐渐普及，基于大数据的城市气象灾害预警系统也成为了城市防灾减灾重要的一环。

本文旨在阐述基于大数据的城市气象灾害预警系统的设计与实现。

一、系统需求分析城市气象灾害预警系统基于实时气象数据和历史灾害数据进行研究和设计。

系统需要收集、处理和分析大量的气象数据，并及时预警，防止灾害的发生。

1.1 数据收集系统需要收集大量的实时气象数据，包括气温、风向、降雨量等数据。

同时，还需要获取历史灾害数据，如洪涝、台风、暴雨等灾害数据，以便对未来可能发生的灾害进行预测和预警。

1.2 数据处理和分析系统需要对收集到的数据进行处理和分析，生成实时的气象预测和灾害预警信息。

同时，也需要将分析结果与历史数据进行比对，预测未来可能出现的灾害。

1.3 预警信息发布预警信息必须及时准确地发布给公众，让人们能够及时采取防范措施，来降低灾害的影响。

系统需要将预警信息发布到各个渠道，如手机、电视、广播等。

二、系统设计与实现基于上述需求分析，我们可以对基于大数据的城市气象灾害预警系统进行设计和实现。

2.1 数据存储与处理系统需要一个数据库来存储气象数据和历史灾害数据，并且需要一个强大的分析引擎，来处理和分析这些数据。

分析引擎需要有足够的算力，能够高效地对数据进行处理和计算，生成实时数据和预警信息。

2.2 模型构建为了预测未来可能的气象灾害，系统需要使用机器学习算法，建立预测模型。

这需要收集大量的历史气象数据和灾害数据，通过分析和处理这些数据，建立预测模型。

预测模型需要根据实时气象数据的输入，生成未来可能出现的气象灾害的预测结果。

2.3 预警信息发布当系统检测到可能的气象灾害时，需要及时发布预警信息。

预警信息需要包括详细的预测结果和针对灾害的防范建议。

预警信息需要及时发布，并且需要在不同的渠道中进行传播，以便更多的人们能够得到及时和准确的预警信息。

甘肃省气象局综合管理信息系统简介作者：刘峰民韩潇影来源：《电脑知识与技术》2014年第11期摘要：甘肃省气象局综合管理信息系统（简称CMIS系统）是利用现代信息技术，实现气象综合管理信息化的系统工程。

该文详细介绍了系统的网络结构、设计结构体系、层次结构，最后对系统的安全性进行阐述。

关键词：管理；架构；数据库；信息安全中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）11-2478-03随着国家经济的高速发展，气象事业在社会经济、国防建设和人民生活的方面的战略地位越来越突出，各级气象部门的现代化建设也不断提高，相比而言，甘肃省气象管理系统水平较为滞后，因此迫切需要一套较为成熟和完善的、统一平台的办公自动化系统。

2009年初，中国气象局办公室提出将建设现代化气象管理平台作为重要工作之一，通过多年的努力，我省气象部门依托成熟的计算机和通信技术，建成一个高效率、综合性、现代化的信息平台。

该系统的推广运行，将在很大程度上甘肃气象部门行政工作效率，并在很大程度上节约办公成本，最终提高各级气象部门的管理信息化水平。

1 综合管理信息系统网络基本结构甘肃省气象局综合管理信息系统的硬件平台主要由Web应用服务器、数据库服务器、notes邮件服务器，备份服务器、短信收发器、短信服务器以及用户终端组成。

短信服务器主要提供办公平台的短信提醒功能，用户通过访问办公系统应用服务器处理相关办公业务，也可以手机短信进行提醒。

网络基本硬件设备则由网络路由器、交换机、集线器、主控服务器、拨号服务器、调制解调器、客户终端等组成。

2 系统设计整个系统的组成可以概括为：“一个门户、三个体系，四个层次”。

“一个门户”是甘肃省气象局综合管理信息系统信息门户。

“三个体系”是安全保障体系、运行管理体系、标准信息系统规范体系。

四个层次分别为基础设施层、应用支撑层、数据处理层和业务综合应用层。

其中基础设施层是构成了整个系统的物理环境；应用支撑层是各种通用组件的集合，这些组件为系统提供了可通用的、可复用的、标准化的模块；数据处理层主要解决数据的组织问题，各种信息应按照其反映的不同事物或事物的不同属性、信息本身具有的客观内容来归属信息的不同门类和不同层次，在信息资源内部建立起与之对应的结构体系。

地面气象台站数据处理方案与实现地面气象台站数据处理涉及到如下几个方面：1. 数据采集：地面气象台站通常会配备多种气象观测仪器，包括温度、湿度、气压、风速、降水量等观测仪器。

这些观测仪器会不断产生数据，需要通过数据采集系统进行采集。

数据采集系统可以使用传感器与数据采集器结合的方式进行，传感器负责采集观测仪器的数据，数据采集器负责将采集到的数据传输到中央存储系统中。

2. 数据存储：采集到的数据需要进行存储，以便后续的数据处理和分析。

数据存储可以使用数据库进行，例如关系数据库或者时序数据库等。

存储过程中需要考虑数据的完整性、安全性和可靠性。

3. 数据预处理：在进行数据分析之前，通常需要对数据进行预处理，包括数据清洗、数据校验、数据平滑等。

数据清洗是指对采集到的数据进行去除异常值、填补缺失值、去噪等处理；数据校验是指对数据进行合法性的检查，例如检查温度是否在合理范围内；数据平滑是指对数据进行平滑处理，以去除突变和噪声。

4. 数据分析：数据分析可以使用各种统计分析方法进行，例如时间序列分析、回归分析、聚类分析等。

数据分析的目的是从数据中提取有用的信息和规律，为后续的预测和决策提供支持。

数据分析可以使用各种编程语言和工具进行，例如Python、R、MATLAB等。

5. 数据可视化：数据可视化是将数据以图表、地图等形式进行展示，以便更好地理解和传达数据的信息。

数据可视化可以使用各种绘图库和工具进行，例如matplotlib、ggplot、Tableau等。

实现这个方案可以使用各种编程语言和工具进行，例如Python、R、MATLAB等。

具体实现的步骤可以按照以下流程进行：1. 设计数据采集系统，包括选择传感器和数据采集器，设计数据采集的频率和方式，搭建数据传输通道等。

2. 设计数据存储系统，选择适合的数据库类型和存储方式，进行数据库的搭建和配置。

3. 编写数据采集程序，根据采集系统的设计，编写程序实现数据的采集和传输。

气象智慧平台建设方案设计气象智慧平台的建设是提高气象业务处理、服务水平和应用能力的重要手段，更好地为社会经济发展服务，使气象科技成果更好地服务于社会，在日常气象预报、应急响应等方面发挥更大作用。

下面是气象智慧平台建设方案设计的内容。

一、背景分析气象智慧平台是气象部门综合利用大数据、云计算、物联网、人工智能等新技术，构建大数据中心，建立气象业务信息库、专家数据库、知识图谱等，实现气象数据的共享、整合、应用。

建设气象智慧平台是当前气象科技与信息化的紧密融合，促进气象服务精细化、智能化、个性化的必然趋势。

面对气候变化、自然灾害等多方面挑战，平台的建设是为了提高预报准确度，实现气象科技更好地为社会服务的目的。

二、建设内容1. 建设大数据中心大数据中心是气象智慧平台的核心，是整合气象数据所必需的。

旨在针对气象事件区域条件的气象数据实时监测、存储、处理和分析。

为气象预报和应急响应提供精确数据支持。

2. 建立气象业务信息库气象业务信息库是平台上的另一重要组成部分，旨在建立气象服务的全业务流程和知识库，融合国家、区域、专业、基层气象监测预警等各种信息，把全国各地的气象信息汇集成一个整合性的知识库，方便数据的共享、整合和利用。

3. 专家数据库专家数据库旨在建立气象服务的高端人才库，整合各地气象专家和技术人员，为气象预报和应急响应提供技术和咨询服务。

4. 设计知识图谱知识图谱是发布气象信息的另一重要组成部分，页面主要内容为气象资讯、气象预警、业务规程等信息。

可依据用户的个人需求和气象预报需要，定制不同的服务模块。

同时，知识图谱还能让客户快速获得气象关键信息，更好地理解气象基础知识和气象服务与应用。

5. 建设人工智能辅助系统利用人工智能技术提高气象预报准确度，是智慧气象平台的重要内容。

人工智能将辅助气象人员分析、处理、预报气象数据，节约时间、提高效率、减少误差，为气象预报和应急响应提供更好的决策支持。

三、平台优势1. 数据采集、管理、挖掘和分析的能力显著提高，提高应用效率，获得溯源、跟踪、决策等全方位服务。

夏正龙，钟艳雯，郑秋生，等.省级气象大数据存储模型设计［J ］.湖北农业科学，2021，60（10）：129-132．收稿日期：2020-07-29基金项目：湖南省气象局2019年重点课题（XQKJ19A003）作者简介：夏正龙（1980-），男，江苏建湖人，高级工程师，硕士，主要从事气象信息技术应用与开发方面的研究，（电话）*************（电子信箱）****************。

随着Hadoop 、HBase 、ElasticSearch 等大数据存储、处理、运算技术的日益成熟，基于大数据技术的应用研究也成为各行各业重要的课题，中国各级气象部门也展开了如火如荼的研究，如王若曈等［1］采用Cassandra 进行实时气象数据存储，设计每类数据对应一个列族，每张表的行被称作列族的键值，类似于该类数据的某一种物理量的磁盘路径，解决了Micaps4业务系统的海量数据分布式存储；徐拥军等［2］利用地面自动站数据量，对分布式数据库的高性能、高可靠性与可用性、灵活性与可扩展性进行了存储测试，得出在入库性能与检索性能方面都高于传统数据库及具有高可靠性、灵活性和扩展性好的分布式集群系统，能提高服务能力、节约建设成本的结论；何林等［3］选用ElasticSearch 智能化全文搜索引擎，以中国地面逐小时观测数据为例，设计了气象大数据原型系统，并选取5个典型应用场景开展数据省级气象大数据存储模型设计夏正龙1，2，钟艳雯1，郑秋生1，朱亮1（1.湖南省气象信息中心，长沙410118；2.气象防灾减灾湖南省重点实验室，长沙410118）摘要：从结构化、非结构化气象数据的存储、索引两方面，基于大数据相关技术设计一套省级气象大数据存储模型。

结果表明，非结构化气象小文件利用Avro 进行数据模式设计、依据存储规则合并打包为Avro 格式文件存储在HDFS 上，减少文件数，节省内存资源的消耗；规则的结构化气象数据利用HBase 提出表、列字段、行键设计的宽表存储设计思路；利用ElasticSearch 设计统一的省级气象大数据存储索引库，统一检索入口，提高检索效率。