基于GIS技术的气象数据处理系统设计与实现

论文摘要

气象数据具有空间特征、属性特征及时间特征,是一种典型的空间数据,本课题在系统调研、需求分析的基础上,给出了气象数据处理及共享系统的设计目标、建设任务,提出了采用GIS空间数据管理技术的总体设计和解决方案,并实现了该系统。本系统是基于GIS技术的一个气象数据处理及气象信息共享系统,它将GIS空间数据采集、处理、管理及空间分析和可视化技术、元数据技术有机结合在一起,用于多数据源、多数据集的气象数据采集、质量控制及数据处理、信息共享系统,并使用GIS空间分析功能实现气象要素的插值分析、生成专题地图。本文详细介绍了基于GIS技术实现气象数据处理的基本理论和技术,对系统需求作为简要概述,根据系统设计需求,进行了总体设计,并对系统实现的各项关键技术进行了分析和说明,最后实现了系统的主要功能。主要工作分为如下几个部分:1)、分析了气象数据处理、存储及气象数据可视化的一般方法,以及地理信息系统技术的发展及其在气象行业的应用前景。2)、详细讨论了气象数据源、气象数据采集、气象数据处理、气象数据共享发布的总体需求、系统建设内容,以及系统的体系架构、技术思线,系统功能及系统运行、开发环境。3)、使用GIS空间数据管理及分析技术实现实时气象资料可视化、气象要素空间分析,并生成专题地图进行信息共享;使用元数据技术实现了对多数据源、多数据集的气象数据管理,4)、实现了包括气象数据采集、处理、分析、可视化等功能的气象数据共享系统。本文所介绍的软件系统的设计与实现的方法,是根据气象行业的数据处理业务流程及应用现状提出进行建设的,对气象数据信息量大、种类繁多、空间数据分析越来越重要的前景下,有效利用气象数据、共享数据具有一定借鉴价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 论文的研究背景
• 1.2 气象数据处理方法及现状
• 1.2.1 气象数据采集
• 1.2.2 气象数据处理
• 1.2.3 气象数据共享
• 1.2.4 气象数据的可视化
• 1.3 气象数据的特点
• 1.4 地理信息系统空间数据管理技术
• 1.4.1 地理信息系统
• 1.4.2 GIS 在气象数据处理中的应用现状
• 1.5 论文的主要研究内容
• 1.6 论文的组织及章节安排
• 第二章 系统分析
• 2.1 系统总体目标
• 2.1.1 气象数据采集存储需求
• 2.1.2 气象数据共享需求
• 2.1.3 性能需求
• 2.2 系统数据源分析
• 2.3 系统数据共享分析
• 2.4 技术路线
• 2.4.1 ArcGIS 及ArcGIS Engine
• 2.4.2 元数据技术
• 2.5 本章小节
• 第三章 系统设计
• 3.1 系统总体架构
• 3.1.1 总体结构
• 3.1.2 气象数据采集架构
• 3.1.3 气象数据存储及后台处理架构
• 3.1.4 气象数据共享架构
• 3.2 系统功能设计
• 3.2.1 气象数据采集
• 3.2.2 气象数据存储及后台处理
• 3.2.3 气象数据共享
• 3.2.3.1 数据检索
• 3.2.3.2 地图导航
• 3.2.3.3 分类导航
• 3.2.3.4 实时产品
• 3.2.3.5 共享管理
• 3.3 数据库设计
• 3.3.1 元数据结构设计
• 3.3.1.1 基于元数据的数据接口
• 3.3.1.2 元数据设计
• 3.3.2 气象数据存储结构设计
• 3.4 系统运行环境
• 3.4.1 设备要求
• 3.4.2 系统运行支撑软件
• 3.4.3 系统开发环境
• 3.5 本章小结
• 第四章 系统实现
• 4.1 气象数据采集实现
• 4.2 气象数据存储实现
• 4.2.1 数据源及数据集定义
• 4.2.1.1 数据源定义
• 4.2.1.2 数据集定义
• 4.2.2 存储及查询数据的实现
• 4.3 气象数据后台处理的实现
• 4.3.1 实现流程
• 4.3.2 等值线分析的实现
• 4.4 气象信息共享发布实现
• 4.4.1 选择对象缓冲区导航检索数据
• 4.4.2 实时气象数据及预报信息可视化
• 4.4.3 气象数据检索
• 4.4.4 地图导航检索
• 4.4.5 气象站选择
• 4.4.6 空间分析结果检索
• 4.5 本章小结
• 第五章 总结
• 5.1 本论文研究总结
• 5.2 进一步工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果