古气候环境科技资源共享平台研究与开发

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1、绪论1绪论1．1课题背景及意义随着互联网技术的不断发展，社会对于信息共享的需求日益迫切，不同学科研究人员对于公共基础性科技资源的获取日益频繁，采用现代数据库技术和网络信息技术管理海量数据，并面向各阶层用户提供信息获取服务的信息管理系统得到快速发展。气候环境与人类的生存与发展息息相关，21世纪的气候发展趋势决定着世界各国可持续发展战略的制定和实施，地球环境的科技资源信息的获取无论是对国家的发展建设还是对人民的生产生活都具有重要的意义。古气候环境学作为气候科学的重要分支，为研究当今以及未来的气候变化提供科学依据。古气候环境领域科学研究部门经过多年建设与发展，形成一整套业务技术管理体系，

2、采用卫星、雷达、自动气象站、计算机等现代信息化技术对每天数以百兆计的古气候资料信息进行处理、管理及分发。但是，由于目前已存在的古气候环境科技资源数量巨大，且各研究机构采用的数据处理及信息系统种类繁多，数据格式不同，造成了各古气候环境信息系统间数据共享困难，数据兼容通用性差，数据使用效率低等问题。因此，建立一个古气候科技资源共享平台，提供古气候科学实验数据的存储、发布、分发、在线分析、及数据的获取等服务，辅助古气候环境分析与模拟以及气候模式等相关研究工作，具有重要的理论与现实意义。1．2国内外研究现状古气候数据信息平台是多学科交叉的信息系统，其体系结构复杂、技术难度较大。国内外相关科

3、研机构利用计算机网络、数据库以及软件技术，进行古气候数据信息平台建设，为实现气候科技资源的共享方面作了不懈的努力。世界气象组织(WORLDMETEOROLOGICALORGANIZATION，WMO)2003年提出要构建新一代气象信息系统，通过元数据技术来整合各类气象信息，构建一个分层次的世界范围气象信息共享系统，以支持从世界天气计划(WorldWeatherWatch，WWW)到WMO各个项目和计划对气象信息的快速获取与方便应用Ill。美国国家大气与海洋局(NOAA)于2000年开始建设国家虚拟数据中心㈣C)，采用分布式数据库技术，以统一的界面和订单为用户提供气候、海洋、地球物理

4、信息资源的共享服务。天气图形技术公司(WeatherGraphicsTechnologies)开发的数字大气(DigitalAtmosphere)西安理工大学硕士学位论文系统，广泛用于美国国家天气服务(NationalWeatherService)、军队、电视台及商业气象服务公司，它支持世界气象组织的WMOFM12SYNOP、WMOFM13SHIP、WMOFM15METAR、WMOFM18BUOY、WMOFM35TEMP、WMOFM42Al、仍AR、WMOFM92一IX数据格式及美国国家气象中心mationalMeterologicalCenter)的ASUSlKWBC等数据格式。

5、该系统需要通过安装客户端从互联网下载数据进行气象预报和信息处理，产生二维的图形分析结果。美国国家大气与海洋局(NOAA)的预报系统实验室开发的气象预报办公室系统(WFO—Advance)可以显示天气数据的三维图像，该实验开发的可视化软件系统Display3D(D3D)，可以将从气球、地面站、雷达、飞机和卫星等收集来的数据进行显示和处理。利用WFO．Advanced和D3D，气象工作者可以快速做出天气预报模式，大大提高工作效率。该软件动画模块可以生成图像序列、显示出动态图像。国内具有代表性的是由中国华云技术开发公司开发的气象信息综合分析处理系统(MICAPS)，该系统依托中国气象局9

6、210工程数据信息源，提供气象资料的处理和显示，是我国气象业务员的基本工作平台。MICAPS系统分为工作站版和微机版。最新版本是MICAPS2．0，最近MICAPS系统第三版的开发正在进行，它是在MICAPS第一版和第二版基础上扩展功能，从单一的气象人机交互系统扩展到完整的气象台预报信息系统。包括预报决策支持、实况监测预警、预报产品生成和业务系统运行管理等。实现领导和预报员建议的功能，同时目前正在开发基于3D技术的MICAPS系统。以上系统是C／S体系结构的成功应用，因此它具备了C／S体系结构的所有优缺点。比如系统开发成本高、客户端程序设计复杂、系统维护升级困难、软件移植困难、新技

7、术不能轻易应用等。随着信息技术、GIS技术、网络通讯技术和大容量存储技术的飞速发展，互联网带宽的不断扩容，科技资源共享具有了良好的技术基础和环境条件。改造现有局部数据库和网络，发展资源共享系统，开发和应用分布式数据库及海量存储技术，建立基于Web和GIS技术的资源共享服务平台是当前气候环境科学数据共享的发展方向。美国的EarthSystemResearchLaboratory组织在其门户网站上提供了气候数据的下载与实时分析服务，为用户提供了可视化的分析结果1210美国