海洋水文气象数据管理系统的模块化设计与实现.pdf

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1、２０１５年第４期海洋开发与管理４９海洋水文气象数据管理系统的模块化设计与实现李博，王斌，叶颖，王鹏，孙成龙，闫秦（国家海洋技术中心天津３００１１２）摘要：文章针对我国目前海洋环境预报工作对海洋水文气象观测数据智能化管理的需求，提出了数据多重存储和分级管理相结合的技术方案。采用了基于面向对象的软件工程技术和基于结构化查询语言的数据库技术，实现了海洋水文气象数据管理系统的模块化设计与开发，该系统可整合现有的观测数据，实现海洋观测数据的智能化管理。关键词：海洋灾害；水文气象；海洋台站；数据库中图分类号：ＴＰ２７４．２文献标志码：Ａ文章编号：１００５－９８５７（２０１５）

2、０４－００４９－０４１引言（不含２４时）和２０时（不含２０时）为日界。因此，海洋站水文气象自动观测系统主要完海洋环境预报事业是一项社会公益性事业，成对多种来源、多种时相、多种精确度的海洋水对促进海洋经济发展、保障沿海地区人民群众的文气象基础数据进行有效存储与管理，构建包含生命财产安全具有重要的意义。海洋环境预报实时数据、历史数据、整点数据的综合性数据存离不开观测数据的支持，海洋观测数据具有实时［３］［１］储系统。通过该数据管理系统既可实现将观性和连续性要求高，需要长期观测等特点。因测数据上传至各级海洋环境预报部门，又可满足此，快速、有效、准确地对观测到的海洋水文、气

3、海洋台站本地使用。考虑到系统的模块化设计，象数据进行存储、处理就尤为重要。目前，我国还要为数据管理系统留有对外可进行二次编程海洋水文气象观测数据在管理和使用上存在数的接口（图１）。据共享机制不健全、没有统一的数据结构以及数［２］据管理方式不合理等问题。这些问题严重地影响了观测数据的质量，并影响到海洋灾害预报的准确性。为此，本研究提出了基于ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ的数据库设计方案，通过对数据库的级联更新等实现了数据分级存储，提高了数据管理效率。同时，利用ＵＭＬ建立系统模型，将数据管理模块设计为一个独立的模块，提高数据管理的独立性。２系统分析与设计２１系统需求概述图１海洋水

4、文气象数据管理系统用例分析根据《ＧＢＴ１４９１４－２００６海滨观测规范》，气象观测要素主要有：风速、风向、相对湿度、气温、２２数据多重存储和分级管理气压、降雨量和能见度等。水文观测要素主要数据多重存储体现在同一数据既要存储到有：表层海水温度、表层海水盐度和潮汐等。其本地数据库中又要存储到相应的文件中。存储中，水文要素、气象要素分别以北京时间２４时在本地数据库中的数据即可用于本地管理与存基金项目：海洋公益性行业科研专项经费资助（２０１３０５０３３）．５０海洋开发与管理２０１５年储，也可用于数据的查找和对外提供二次开发接开发种类丰富的应用程序。．ＮＥＴ平台提供了大口

5、。存储在文件中的数据以文本文件的格式被量的工具和服务，能够最大限度地发掘和使用计［４］［６］传输至海洋环境预报单位。算及通信能力。数据分级管理主要体现在数据库结构设计ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ２００５能提供大型系统所需的数上。将水文、气象观测数据进行分级存储，分为据库服务，可实现成千上万的用户同时连接。临时数据存储表和最终数据存储表。临时存储ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ２００５为这样的环境提供了全面的保表中存储当前小时进入数据管理系统的数据，并护，具有防止问题发生的安全措施，可在多个用在后续小时数据进入系统后将临时数据表中数户之间有效地分配可用资源。此外，还可以在一［７］据打包插入最

6、终数据表中。临时数据表限定数台计算机上运行多个ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ２００５实例。据量阈值，超过设定阈值后临时数据表数据将被３系统实现自动删除。最终数据表每个观测要素一个表，记３１数据库逻辑结构设计录该数据当天数据，包括该要素当天各整点数据海洋站水文气象观测数据要在海洋观测站、值、数据极值和当天每分钟的数据值。海洋中心站、海区预报中心及国家预报中心等各２３系统功能模块设计单位使用，其中：海洋观测站端仅使用本站数据；［５］根据观测数据使用对象的不同，将系统进海洋中心站使用本中心站下属各海洋站数据；海行模块化设计为：数据上传模块和本地数据管理区预报中心使用本海区下属各海

7、洋站数据；国家模块。数据上传模块将实时观测数据上传至海预报中心使用所有海洋站的数据。这些数据是洋环境预报单位；本地数据管理模块用于海洋观连续不间断产生和使用的。因此，在建立海洋站测站本地数据管理与存储，并对外提供二次开发水文气象数据库时，必须考虑大规模数据的存储接口。此外，该模块可根据业务需求生成数据上问题。在建立数据库的同时，构建出符合海洋观传模块所用的数据文件。系统结构类见图２。测预报业务的数据模型，设计了水文要素临时数据表（ｔｅｍｐｄａｔａ＿ｓｗ表）、气象要素临时数据表（ｔｅｍｐｄａｔａ＿ｑｘ表）和风要素临时存储表（ｔｅｍｐｄａｔａ＿ｗｉ表）、风要素数据