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基于WebGIS的青岛海洋气象预警系统

更新时间:2009-03-28

1 引言

随着公众气象意识的增强,人们对气象信息的需求越来越高,同时伴随着气象业务信息化建设步伐的加快,气象部门近几年来集中力量到公共气象服务中,海洋气象服务也是其中一部分,因此中国气象部门将进一步加强海洋观测系统,提高海洋预报服务的能力和预报精细化水平[1]。推动陆海联动,推动海洋渔业、沿海港口物流和旅游业等全面发展[2],本研究以海洋气象基础数据库为支撑,采用WebGIS技术开发青岛海洋气象预警服务系统,实现了天气实况监测预警、精细化数值预报产品制作、气象要素检验评估、海洋灾害天气自动识别报警等基本功能。该系统有效利用全国综合气象信息共享平台(China Integrated Meteorological Information Service System,CIMISS),解决了数据区域化不能共享的问题,通过海陆实况天气与交通信息可视化,辅助决策者指导车辆通行、船只航道通航、渔业捕捞、景区游览等。为海洋气象业务高效运行、管理提供了重要支撑。

2 系统设计及关键技术

2.1 后台数据加工整合技术

支持本系统的气象数据主要包括基本信息数据,如青岛城市及周边海域风情雨情实况数据、天气形势场监测和预报数据、雷达数据、近海气象预报数据等;从数据处理角度来说主要数据类型为地图切片数据,此类数据在发布之前先进行地图切片缓冲。发布时富客户端通过运用相关空间算法运算出当前用户浏览位置所需要的切片名称,并相继从服务器端下载;获取切片数据后,富客户端再进一步通过相应算法将切片进行拼接,最终形成无缝地图[3-7]

学校利用与贵州省人民医院前院后校关系,充分利用省人民医院丰富的管理、文化、人力、科研、设备、辐射能力等资源,通过制度和机制建设等手段,与医院形成牢固的依托关系。依托医院人力共建师资、依托医院标准共建课程、依托医院设备共建基地、依托医院管理共管教学、依托医院文化共育人才,实现学校教学与医院教学融为一体,学校文化与医院文化融为一体,学校管理与医院管理融为一体。

2.2 标准格式数据共享

CIMISS由于其数据环境的统一性和高效性,本系统可以通过修改区域代码来适用于全国范围内任何一个或多个县级以上行政区气象部门。在其他地区灾害性天气发生时,值班预报员不再需要通过不同的气象资料检索平台检索并判断天气的发生发展情况,也不在需要通过各种通讯手段传达信息至相关部门,这样可以节省预报人员的大量时间和精力,而且一定程度上避免了因工作失误而没有及时发觉和传达突发性天气灾害的发生,如果预报人员和决策人员没能及时获取第一手灾害天气信息,则会影响到预报的及时订正、更会导致灾害应急工作没能及时启动等一系列的恶性连锁反应[8]。因此,系统的第二需求是能够实时监测识别灾害性天气和自动整理分析及制作相关实况信息产品。以实况天气数据为例展示依据站点站号获取地面数据过程:

(1)接口ID

编者按:今年是改革开放40周年,福建又是改革开放的先行省份——1984年3月,福建的55位厂长、经理向当时的省委书记、省长联名上书请求给企业“松绑”放权,成为中国改革开放历史中企业发展史上的里程碑事件。国有企业从此开始逐渐挣脱计划经济的束缚,迈向了自主经营之路。所以这是个很重大的题材,福建省文化厅高度重视,以福建人民艺术剧院为主创,将福建企业家的事迹搬上舞台,并多次督促修改打磨这部作品,以“火花茶会”的形式对该剧予以推动。该剧已被列入文化和旅游部“2018年全国舞台艺术现实题材作品创作计划”及“福建省舞台艺术精品工程2018年度重点剧目”。

+"&interfaceId=getSurfEleByTime"

(2)必选参数(按需加可选参数),资料:中国地面逐小时

+"&dataCode=SURF_CHN_MUL_HOR"

(3)检索要素:站号、站名、小时降水、气压、相对湿度、能见度、2 min平均风速、2 min风向

var symbol=new PictureMarkerSymbol().setUrl(GetImage(item.Value,item.Hour)).setWidth(14).set-Height(14);

3 系统实现

海洋预警系统主要包括天气实况展示、7大功能区叠加分析、雷达图预警指挥、数值预报产品展示、站点预报检验评估等功能模块,系统功能结构如图1所示。

3.1 天气实况展示

该模块包括风场、能见度、相对湿度等天气情况的实时展示,以风场为例,主要功能有:(1)默认青岛及其海岸站点和浮标的风速分布图(见图2);(2)在详情列表点击某一条站点数据时,地图定位到相应位置,有红色闪烁;(3)双向关联风情显示,鼠标点击某个城市站点后,显示最近24 h的整点风速观测曲线图。

3.2 功能区分析

若满足以上3个指标,雷达回波产生冰雹的可能性较大。

  

图1 系统功能结构图

  

图2 实时风情展示

  

图3 船舶信息图

3.3 雷达数据可视化表达

在实况监测中,雷达数据的显示功能也为不同需求的用户提供了浏览最新数据的快捷方式。选择雷达项,即可浏览到青岛地区的雷达数据。主要对其进行解析,将数据在地图上进行可视化显示。

一是大幅放宽市场准入。率先在自贸试验区全面实施市场准入负面清单制度,分步骤推广至全市其他区域,抓紧完成事业单位改革、机构改革和产业园区改革。全面优化政府职能,理顺自贸试验区、金普新区、产业园区管理体制,把自贸试验区管委会机构职能做实。推进组建市场监管局,建立以信用为基础的跨部门信息共享平台,在各级政务服务大厅推广复制自贸试验区窗口无否决权 “OK”服务举措,为企业创新试错提供宽容审慎审批监管服务。

后端数据解析:

(1)获取txt格式数据

(1)在地图上绘制雷达符号

(2)根据文件名截取时间信息

string time=line.Substring(line.IndexOf(date),8);vm.DateTime=DateTime.Parse(date+""+time);(3)检索要素:经度、纬度、强度

依据2.2节交点轴线T-Map的创建方法,分别构建aF和bF的公差图aFM和公差图bFM。依据式(12)可得aFM和bFM的边界方程分别如下:

vm.Latitude=float.Parse(line.Substringline.Index Of("纬度"),7).Trim());

vm.Longitude=float.Parse(line.Substring(line.Index Of(“经度"),line.IndexOf("强度")-line.IndexOf("经度")).Trim());

vm.Value=float.Pars(line.Substring(line.Index Of("强度"),line.IndexOf("仰角")-line.IndexOf("强度")).Trim());

青岛市海洋气象预警服务平台以WebGIS的形式将青岛市海区地理信息数据与近海实况观测、雷达数据动态展示、精细化数值预报、检验评估等海洋气象信息有机结合起来,实现了海洋气象相关单位快速定位查询及信息叠加分析,为采取防御气象灾害措施提供有力的参考,CIMISS数据的接入也积极响应了国家统一气象数据格式的号召,有助于实现全国数据共享,提高应对灾害的响应速度,也有助于提高青岛市海洋气象预报服务的水平。

FileInfo lastInfo=FileHelper.GetLastFileInfo(path,"*.txt");

4月17日,青海省水利厅抗震救灾指挥部迅速部署启动了玉树地震水利工程灾后重建规划编制工作,要求重建规划于5月1日前编制完成。

dojo.forEach(data,function(item){

var point=new Point(item.Longitude,item.Latitude,map.spatialReference);

+"&elements=Station_ID_C,PRE_1h,PRS,RHU,VIS,WIN_S_Avg_2mi,WIN_D_Avg_2mi,Q_PRS"

由于基础建设工程行业的管理制度化和规范化,监理工程师在实际的监理工作中,原则性问题也越来越少,因为在施工的过程中,大多数的业主和承包商都有较强的安全意识,能够严格按照规范去进行施工。但是还是存在素质较差的业主和不规范的施工单位,一旦出现原则性问题,监理工程师的协调工作就显得举步维艰。比如:为了赶工期进场的材料,检测结果还未出来就投入使用;不按照实际的施工工序进行施工;监理工程师没有进行验收就进入下一道施工工序等问题,然而业主的一些代表对这些问题也表示默认。这些问题一般是业主方有关的,一旦处理不好,就会激化矛盾,所以监理工程师应该对这些问题进行灵活处理,不要僵化问题,使其更难处理。

法拉利812 Superfast的另一大优势在于其宽敞的车厢空间。不仅如此,正常行驶时,它所配备的那台V12发动机的噪音也得到了充分的抑制,甚至连燃油经济性都变成了这辆法拉利的亮点。从奥地利到意大利,812 Superfast所记录的油耗不过为16升/100公里,而需要达成这个数据,要做的不过是将驾驶模式选择功能固定在“WET模式”选项上。

});

打响民生水利品牌,出自2011年广东省水利工作会议上汪洋书记的讲话。它揭示了广东过去一个时期水利改革发展的显著特点,也指明了广东未来一个时期水利改革发展的总体方向。

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如图6A和B所示,尾静脉注射ST激发1 h和24 h后,与左足比较,模型组右足可观察到明显的足部肿胀,SHLI给药组足肿胀呈现不同程度的减轻。测定足容积发现(图6C和D),SHLI组小鼠足容积和足容积差均显著减小,速发相(抗原攻击1 h)时2.5和5.0 mL·kg-1SHLI组足容积差分别降低69%和83%(P<0.01),迟发相(抗原攻击24 h)时则分别降低70%和100%(P<0.05,P<0.01),表明SHLI对抗ST多抗血清和ST诱导的小鼠Ⅰ型超敏反应速发相和迟发相足肿胀均具有明显的抑制作用。

vargraphic=new Graphic(point,symbol,{"Name":item.Value});

雷达监测功能如图4所示,不同的颜色代表不同的阈值。在地图的下方配以dBZ图例,它的值越大出现大风、冰雹等强对流天气的可能性越大。基于雷达数据进行中小尺度分析,统计最近3a出现冰雹强对流天气的青岛雷达资料,包括近万个体积扫描资料(青岛雷达站2006年5月正式投入使用),得到以下中小尺度指标:(1)雷达回波最强位置的dB Z值大于等于50;(2)雷达回波最强位置在回波发展初期为悬垂状态;

水分含量在42.99~64.78g/100g之间,平均含量为59.12g/100g,不同部位的平均含量高低依次为颈肩肉含量61.78g/100g、后腿肉含量60.83g/100g、前腿肉含量57.85g/100g、最长肌肉含量55.35g/100g、胸腹部肉含量43.27g/100g。

(3)回波悬垂区域高度值处于0~-20℃之间,或更高;

5.7.3 呼吸困难 进行膈神经移位术后要严密观察呼吸情况并进行氧饱和度的监测。呼吸困难严重时可使用正压呼吸机辅助通气,加强腹式呼吸训练,刺激神经恢复,逐渐脱机恢复自主呼吸。

发展智慧型、专业化、个性化的天气预报业务,满足政府、企业、社会公众等各个层面对气象预报的需求。本平台所研发的客户端产品表现内容和表现方式主要基于3个方面来考虑,一是将不同的气象数据可以来回切换,以完善不同用户关心区域的敏感天气类型不同的局限性;二是最大程度的将气象信息通俗化,以便公众一目了然的了解天气发生发展情况;三是将天气形势场监测实况与不同用户所关心的功能区集成展现,所以我们在地图左下角引入了7大功能区导航功能,点击导航图后便会精确定位到相关区域,以便为具有一定气象背景的专业用户或决策部门提供天气参考依据。以上3点可以人性化的实现不同的用户对关心区域进行特定天气类型的影响分析。以下是交通航线功能区,打开船舶图层来分析能见度对船舶航线的影响(见图3)。该图层显示船只的详细信息,包括船只的类型、大小、状态、吃水、船速等信息。与区域性能见度实况信息进行综合分析,海上交通部门迅速形成船只调度方案。

3.4 精细化数值预报

  

图4 雷达信息图

  

图5 数值预报产品图

数值预报产品主要包括10 m风、阵风、能见度等精细产品。图片名称:2017070708_vis_201707 0709.png,表示2017年7月7日上午8时能见度精细化预报产品,后面的时间为预报日期。图片间隔为1 h,每次起报72 h,含当前时次,一共73张时序产品。阵风数值预报产品如图5所示。

测试的工况油流阻为139 L/min、迎风面风速10 m/s、液气温差40℃,环境温度24.5℃,测试的数据如表2(普通型切口翅片和加强型切口翅片产品换热性能数据表)。

精细天气预报包含“精”和“细”两方面的内涵。“精”即为精确,天气预报准确率要高,这是天气预报精细化的基础;“细”是指气象要素及相关气象灾害在空间、时间以及强度、量级上的细化程度,是天气预报精细化的主要任务。天气预报的精细化,是天气预报技术发展到相对成熟阶段的必然趋势,也是目前气象服务面临的迫切需求[9-12]

人们希望气象有关部门能够提供在空间和时间上更为精细准确的预报产品,而这些预报由预报员依照传统的作业流程逐一做出是不现实的,因此做好客观预报是做好精细化气象预报的首要任务。

3.5 检验评估

本文选取2017年2月—2017年3月逐日08时和20时起始预报的3 h阵风(m/s)、能见度(km)、10 m风速(km)。检验区域:青岛站点及周边海域浮标站点。图6给出董家口浮标站在7日和8日08时起报的阵风实况和预报曲线。由图可见从08时—17时预报值较实况偏小,且随时间推移偏小程度逐渐趋于零,直到20时预报开始大于实况,且该时偏差较大。通过对预报情况的检验评估使预报员对其预报有更好的把握,进一步提高预报质量。

  

图6 检验评估图

4 结束语

前端可视化表达:

参考文献:

[1]张茜.WebGIS和Flex架构在公众气象信息发布系统中的应用研究[D].南京:南京信息工程大学,2013.

[2]孔照林,楼茂园,吴杨,等.基于NET平台的海洋气象业务系统开发[J].计算机与网络,2014,40(20):60-62.

[3]陈钻,薛冰,柳晶.基于WebGIS的台风海洋气象信息综合服务平台设计[C]//第七届全国优秀青年气象科技工作者学术研讨会论文集.宜昌:中国气象局,中国气象学会,2010:11.

[4]熊劦,邓卫华,胡佳军,等.基于CIMISS的区域灾害性天气实时监测与报警系统的设计与实现[J].气象科技,2017,45(3):453-459.

[5]秦艳芬,黄庆忠.对桂林地方气象事业发展的几点思考[J].气象研究与应用,2007,28(4):91-94.

[6]Carder K L,Steward R G,Harvey G R,et al.Marine humic and fulvic acids:their effects on remote sensing of ocean chlorophyll[J].Limnology and Oceanography,1989,34(1):68-81.

[7]许自舟,梁斌,张浩,等.基于ArcGISServer的海洋环境信息服务平台设计与实现[J].海洋环境科学,2013,32(2):284-288.

从总体上看,1080线(548-592点)激电测深剖面,位于地下200~500 m之间,发现一条理想的低阻高极化激电异常,呈层状展布,在580—592点之间异常厚度增大。推测该激电异常形成可能与火山通道有关,为深部金属硫化物引起的。

[8]Federal Ministry for the Environment,Nature Conservation,Building and Nuclear Safety.Tasks and structure[EB/OL].(2017-02-21).http://www.bmub.bund.de/en/bmub/tasks-and-structure/.

[9]王羽.浅谈我国海洋环境监测中存在的问题及其对策[J].科技创新导报,2012,(21):150.

[10]卢博,曹丛华,郭敬天,等.业务化海洋观测数据传输网络的设计与实现[J].海洋预报,2017,34(1):72-76.

[11]唐跃,陈梅汀,徐颖.无缝隙预报在舟山港口精细化服务中的应用[J].海洋预报,2017,34(4):84-89.

[12]刘思晗,唐晨海,张龙庆,等.海洋站观测资料监控可视化及系统设计研究[J].海洋预报,2017,34(1):77-81.

 
李建伟,季民,孙勇
《海洋预报》 2018年第02期
《海洋预报》2018年第02期文献

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