精细化气象信息服务系统技术方案

本发明专利技术公开了一种精细化气象信息服务系统，包含后台数据处理层：将区域内分布的气象自动站点观测的气象要素解析存入数据库中，并对数据库中的数据进行插值运算后，由一精度评价模块对插值精度进行评估，获取最优气象插值数据，并利用区域内建立的格点数据提取栅格中的要素值，并将这些数据导入到气象数据库当中，供服务提供层调用；服务提供层：用于将所述后台数据处理层处理后的气象资料数据导入至气象数据库；用户交互层：为提供给用户的一个集成统一的气象资料数据访问平台，用于查询、显示所述服务提供层提供的信息。为大众提供快速、便捷、准确、及时的天气实况信息，实现了用户对于气象数据查询的需求，满足公众对于气象资料信息的需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种精细化气象信息服务系统，属于计算机软件

技术介绍
随着生活方式的改变，人们对气象信息的需求呈现出随时、随地、随身的特点，对精细化的定时、定点的天气信息的需求不断增加。但传统的气象服务网站多以提供市、县一级的气象数据服务为主，传统的气象信息发布渠道难以准确、全面地传播精细化天气信息， 无法提供给广大的用户对于任意地点、任意时刻的气象信息查询的服务。精细化天气预报迫切需要精确的发布渠道，为用户提供所在地的短期、短时的精细化天气预报预警。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在探索气象信息服务的精确发送手段，架起精细化天气信息和基于用户位置的气象需求之间的桥梁，创新气象服务方式，拓展服务空间，发挥气象现代化建设的效益。同时解决灾害预警信息精确发送的问题，有效地提高预警的针对性、及时性，为大众提供快速、便捷、准确、及时的天气实况信息，满足公众对于气象资料信息的日益迫切的需求。为达到上述目的，本专利技术的技术方案为 一种精细化气象信息服务系统，其特征是，包含后台数据处理层将区域内分布的气象自动站点观测的气象要素解析存入数据库中， 并对数据库中的数据进行插值运算后，由一精度评价模块对插值精度进行评估，获取最优气象插值数据，并利用区域内建立的格点数据提取栅格中的要素值，并将这些数据导入到气象数据库当中，供服务提供层调用；服务提供层用于将所述后台数据处理层处理后的气象资料数据导入至气象数据库； 用户交互层为提供给用户的一个集成统一的气象资料数据访问平台，用于查询、显示所述服务提供层提供的信息。所述区域内的气象自动站点中提取均勻分布的15%的气象自动站点作为验证站点，其余的站点为插值站点。所述气象要素包含降水、气温、气压、湿度以及风速风向。以每隔十分钟的间隔从所述数据库中读取一次所述气温、湿度以及风速风向，以每隔一小时的间隔从所述数据库中读取一次降水，将读取的这些数据与所述插值站点的数据进行空间关联，将与所述插值站点关联的气象要素数据输入插值模块进行插值。所述插值模块中，利用多元线性回归模型对与所述插值站点关联的气象要素数据进行插值得到原始插值数据。并由一修正的多元线性回归模型对所述原始插值数据进行修正，获取所述最优气象插值数据。修正的多元线性回归模型修正的算法步骤包括首先分别利用反距离加权插值法、克里金插值法、样条插值法、Cressman插值法对插值站点关联的气象要素数据进行插值，得到插值数据；并将这些插值数据与验证站点中含有的观测到的实际气象要素数据相减的绝对值作为误差，利用平均相对误差方法计算判断得到误差最小的一种插值方法，将这种误差最小的插值方法作为最优插值方法；然后再利用所述最优插值方法对误差进行插值，得到误差分布数据，通过此误差分布数据对所述多元线性回归模型进行修正，将所述多元线性回归模型得到的原始插值数据减去所述误差分布数据，得到最终的高精度最优插值数据作为所述插值模块的输出。所述后台数据处理层中还包含一质量控制模块，用于在各气象自动站气象要素数据入数据库时剔除错误的观测数据。所述服务提供层提供的数据包含地图数据和经所述后台数据处理层处理后的气象资料数据，其中地图数据是以rest服务的方式对外发布，而处理后的气象资料数据以 WebService加密的方式提供。本专利技术所达到的有益效果本专利技术的系统通过对各种类别、格式以及数据源的气象数据的实时加工处理，将其分门别类的存储到数据库当中，并以服务的形式将这些资源发布到网络上，这样公众就可以方便、快捷的得到其所需要的气象服务信息。本系统利用气象部门的大量的站点实时发布的降水、温度、气压、湿度以及风速风向的原始资料数据，结合多种插值方法，将这些实时的气象数据进行插值，并利用精度评价模块对插值得到的数据进行评价，得出最优的插值方案。这样可以得到高精度、实时的气象数据。经实践验证其相对误差可以控制在4%-5%之内。为大众提供快速、便捷、准确、及时的天气实况信息，提供用户关心的短期、短时的精细化天气预报预警，实现了用户对于气象数据查询的需求，满足公众对于气象资料信息的日益迫切的需求，对于提高气象服务产品大众化发挥了更大的作用。附图说明图1精细化气象信息服务流程图； 图2是最优插值数据获取流程图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。如图1所示，精细化气象信息服务系统包括以下功能模块1.后台数据处理层后台数据处理的数据主要可以分为原始气象资料库数据、预警文本数据、天气预报文本数据、雷达二进制数据。其中，原始气象资料库中需要的解析的数据又可以分为常规气象观测数据、预报数据、公报数据等39种气象数据。通过该后台数据处理层模块首先完成了对这些原始气象资料库数据的解析入库工作，对于需要进行插值的气象要素，包含降水、温度、气压、湿度以及风速风向等气象要素，利用插值模块进行插值，并由精度评价模块MRE对插值精度进行评估。利用建立的区域内10*10、15*15以及40*40公里的格点数据提取栅格中的要素值， 并将要素值导入到气象数据库当中，供服务提供层调用。雷达二进制数据的解析完成对于原始资料的二进制雷达数据的解析为矢量数据， 这些数据通过渲染可以方便的进行浏览。雷达二进制数据是雷达回波强度。2.服务提供层本系统所提供的数据主要分为地图数据以及处理后的气象资料数据，其中地图数据是以rest服务的方式对外发布，而处理后的气象资料数据以 WebService加密的方式提供。3.用户交互层该层主要目的在于为用户提供一个集成统一的气象资料数据访问平台，可以查询显示服务提供层提供的气象数据库中的信息，主要的功能可以分为天气信息的查询、14种预警信息实时显示、气温以及风速风向的标注、任意位置各类气象要素的趋势显示以及短时临近预报的显示等。作为系统核心的后台数据层中的插值模块，其所提供的气象数据的质量直接关乎整个系统的正确性以及可靠性。通过本系统的插值模块以及精度评价模块MRE可以提供高精度、高质量的气象插值数据，经实践验证其相对误差可以控制在4%-5%之内。如图1、图2 所示，其过程如下首先由设定的某一区域内所有的气象自动站点观测得到常规气象观测数据的解析入库工作，常规气象观测数据中包含需要进行插值的降水、温度、气压、湿度以及风速风向等气象要素数据。将该区域内所有的自动站点提取出15%的站点作为验证站点，验证站点中含有实际观测到的气象要素数据，验证站点的分布要均勻，其余的站点作为插值站点，各站点气象要素数据入库的时候需要利用质量控制模块对于错误的观测数据进行剔除，这样可以从数据源头上控制好气象数据的质量，为插值模块提供准确的数据。其次针对不同的气象要素数据，气温、湿度以及风速风向以每隔十分钟的间隔从数据库中读取一次，对于1小时降水、24小时降水以每隔一小时的间隔从数据库中读取一次(1小时降水定义为每隔一小时累计的降水量，24小时降水定义为从当天的零点起到当前时间累计的降水量)，对于读取的这些数据与插值站点数据进行空间关联，为插值做好准备。针对与插值站点关联的气象要素数据，利用系统后台数据层中的插值模块进行插值，插值模块中包含的插值方法有反距离加权插值法、克里金插值法、样条插值法、 Cr本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：顾峻，徐鹏，
申请(专利权)人：南京成风大气信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：