气象信息网络系统需求分析说明书Word格式文档下载.docx
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•显示闪电定位系统资料;
•实时监控10个台站天气现象自动化观测设备运行状态;
•实时修改10个台站天气现象自动化观测设备的参数;
•通过人机交互方式,按天气现象编报规范完成编码或编报。
1.2.2系统权限划分
本系统权限分为两个等级:
值班员和浏览者,各权限划分如下:
•值班员:
为中心站进行天气现象集约化观测人员,是系统完全权限拥有者,除完成资料的使用和查询外,拥有对系统参数设置权限、编报权限。
•浏览者:
为业务管理人员、预报预测人员和从事气象服务人员,仅拥有对天气现象观测资料的实时显示和历史观测资料的查询权限。
1.2.3任务简要说明
系统处理流程如下:
●业务监控
●数据采集→报文生成→数据传输→数据存储→数据处理→产品展示(GIS,表格,文本)
●设备监控
●系统管理
1.2.4系统主要功能设计
1.总体结构图
气象信息网络系统负责气象台全部资料的手机存储、数据管理以及气象信息的显示查询、预报分析,将作为专业气象台的骨干业务系统,系统的总体结构如下图:
2.系统主要功能设计
业务流程图
系统功能流程图
2.1实时显示功能
实现实时显示某市地区的10个台站天气现象自动化观测资料、自动站观测资料和闪电定位资料。
1)实时数据显示
实时显示台站观测的温度、湿度、气压、风向、风速、雨量、台站初步判别天气现象种类及相关参数(如台站未实现判别,则显示未判别),同时单击任一要素可实现过去24小时变化曲线。
2)实时图像显示
实时显示天气现象自动化观测设备观测图像。
3)闪电资料显示
基于GIS系统实时显示某市为中心周边200km的闪电监视情况,显示时以“+”作为正闪发生、“-”作为负闪发生,同时实时统计该分钟、过去1小时、过去3小时、过去6小时、过去24小时闪电发生数量、正闪数量、负闪数量。
4)综合显示
基于GIS系统实时显示某市地区天气现象发生情况,天气现象以图标形式显示在站点上,鼠标放置图标上空时应以文字显示天气现象名称、发生时间、相关参数以及该站点自动站观测的温、湿、压、风向、风速、雨量等6要素观测)。
2.2历史资料查询功能
1)分时段历史数据查询
•可动态查询任意台站、任意时间段温度、湿度、气压、风向、风速、雨量的观测记录,并以曲线的形势显示,同时显示该台站在该时间段内发生的天气现象种类及其开始时间、结束时间、相关参数;
•可动态查询任意时间段某一天气现象发生情况(是否有发生、发生站点、开始时间、结束时间、相关参数);
2)分时段历史图像查询
可动态查询任意台站、任意时间段的图像观测资料,图像停留时间可设置。
3)分时段闪电资料查询
可动态查询任意时间段闪电发生情况,基于GIS系统显示某市为中心周边200km的闪电监视情况,显示时以“+”作为正闪发生、“-”作为负闪发生,同时统计该时间段闪电发生数量、正闪数量、负闪数量。
2.3视频显示功能
可实时调用任意台站视频监视资料,同时可对该台站的摄像头进行选择。
2.4参数修改功能
可实现以下参数的修改:
•试验站:
试验站天气现象自动化观测设备及识别软件的参数设置,各CCD传感器的采样时间,试验站网络选择;
•中心站:
主界面历史资料浏览的时间间隔,中心站网络选择,报警参数的选择;
2.5报文生成功能
目前台站需编发的报文及说明见下表:
报文名称
说明
发报时次
是否涉及天气现象观测
陆地测站地面天气报告(GD-01III)
国际通用的陆地测站地面天气报告
每日02、08、14、20时四次基本天气报
05、10、17、23时四次补充天气报
正点后三分钟内必须发出,特殊情况可顺延,但不超过正点后六分钟。
现在天气现象编码(ww)
过去天气现象编码(W1W2)
919MvDa组(过去六小时出现海、陆、尘龙卷)
925SS组(08时出现积雪)
934RR组(过去6小时出现雨凇或雾凇)
939nn组(过去6小时出现冰雹
加密气象观测报告(GD-05)
承担加密天气观测和加密雨量观测的测站使用
08时为全国统一编发加密报时次,其余时次由省(区、市)确定
重要天气报告(GD-01II)
陆地测站编发降水、大风、龙卷、积雪、雨凇和冰雹等重要天气报告时使用。
采取定时和不定时两种发报;
降水(累计降水量除外)、积雪、雨凇采取定时发报;
大风、龙卷、冰雹(以及累计降水量)采取不定时发报,即观测到后10分钟发出。
航空天气报(GD-21II)
每小时一次的,从50分开始观测,正点前发出;
半小时一次的,从20分开始观测,30分钱发出;
有现在天气现象编码(ww)
危险天气报(GD-22II)
一旦达到危险天气标准,5分钟内发出;
与天气现象相关的有大风、恶劣能见度、冰雹、雷暴、龙卷。
航空报和危险报预约电报
陆地测站地面气候月报(FM71-XCLIMAT)
气象旬(月)报(HD-03)
目前约定中心站应完成天气报和加密报中天气现象编码工作,其工作流程如下:
本系统应在分析自动站、天气现象观测资料及其他相关资料后完成7的编码工作,并插入到天气报及加密报相应位置中。
编码编报原则参见《地面气象电码手册》。
同时本系统应根据雷电定位资料得出10个试验站是否有雷暴天气,原则是以试验站所在行政区域内有雷电发生则认为有雷暴天气。
2.6数据接口要求
●本系统可在气象局内网或固定公共网(Internet)或移动公共网(3G)网络下实现数据的读取和传输,对于网络的选择按照以下原则:
●默认情况下测试3种网络速度,选择速度最大的网络;
●可通过参数设置选择网络;
●当正在使用的网络因故中断后,自动使用其他网络,保证系统稳定运行。
●本系统可实现对台站自动站观测数据的读取、天气现象观测设备观测数据的读取、闪电定位资料的读取等功能。
2.7设备监控功能
可实现对试验站降水CCD传感器、地面凝结CCD传感器、视程障碍传感器、雨凇雾凇CCD传感器、观测场全景CCD传感器、云观测设备、自动站、网络通信等运行状况的监控(若有设备未给出监控参数,则通过数据来判断是否正常运行)。
2.8报警功能
当以下状况发生时,系统进行报警,报警方式可通过闪烁、声音或短信息(方式的的选择由系统参数确定)等方式进行:
•设备故障:
当监控到设备故障时;
•灾害性天气:
当有灾害性天气发生时(灾害性天气种类由系统参数设置);
•时间预警:
当在规定的发报时间(时间由系统参数设置)前15分钟。
1.2.5系统可行性分析
1 运行可行性分析:
随着计算机知识的普及和推广,越来越多的人掌握了计算机的基本使用方法。
随着Internet的发展,用户对于网络、Windows等环境下的软件使用比较熟悉,故此系统拥有极大的运行可行性。
2 经济可行性分析:
2011年是“十二五”开局之年,也是推进现代气象业务全面发展的关键之年。
今年初,中国气象局出台了《气象信息网络系统发展规划(2011-2015年)》(以下简称《规划》)。
由此可见政府对气象行业是大力支持与加大投入的,因此,构建一个气象信息网络系统在经济上是完全可行的。
通过以上分析,开发气象信息网络系统是完全可行的。
二.需求分析
2.1用户需求分析
浏览者一般为业务管理人员、预报预测人员和从事气象服务人员,需要拥有以下权限:
1)对天气现象观测资料的实时显示
2)对历史观测资料的查询权限
值班员为中心站进行天气现象集约化观测人员,是系统完全权限拥有者,故其拥有以下权限:
3)对系统参数的设置权限
4)编报权限
用户视图
1.系统开始运行时,应有一登陆界面,让用户输入用户名,口令,提交后进行用户校验。
2.用户界面是用户校验通过后,用户的工作平台,如上图所示分为系统LOGO、日历、用户显示、系统菜单、用户工作区、辅助菜单组成。
3.系统管理要求完成对系统各种参数的设置,必须具备以下功能:
系统管理应由系统管理员进行操作。
能够实现对系统的功能模块进行增加、修改和删除。
能够对用户进行增加、修改和删除,并能对用户的类型进行权限划分,使不同用户类型使用不同的功能模块。
2.2系统性能分析
对数据的安全性、完整性要求:
对天气观测数据的加密传输以及实时反馈天气变化信息。
以下是系统性能需求:
a.准确性和可靠性的提高
b.页面友好,功能齐全
c.系统便于维护和升级
d.数据库访问效率高
本系统主要划分为数据存储系统、三层访问控件和气象信息显示分析系统三部分。
a数据储存管理的设计
本系统的数据存储采用数据库和文件库相结合的方式,即小数据(单位长度较小的信息)采用关系数据库存储,大的文件数据采用文件库存储并辅以数据库进行索引管理;
对用户采用三层数据访问模型进行封装,使得用户无需知道数据的具体存放方式。
其主要设计包括:
1)MicrosoftSQLServer2008数据库的引入和大数据库表的设计方法
2)与数据库结合的ftp文件服务器
3)基于Midas的三层数据访问模型
4)对数据库和文件服务器访问程序的dll封装
5)数据库和文件库的备份机制
b系统结构设计
系统采用三层模型,结构图如下:
2.3气象信息网络系统E-R图
2.3.1逻辑模型
2.3.2物理模型
三.数据库
3.1数据库的创建
createdatabasemeteorogical
onprimary
(
name=meteorogical_Data,
='
E:
\气象信息网络系统\DataBase\meteorogical_Data.MDF'
size=10,
maxsize=unlimited,
=5
)
logon
name=meteorogical_Log,
\气象信息网络系统\DataBase\meteorogical_Log.LDF'
maxsize=2000,
=10%
3.2表的创建
3.2.1为用户信息创建表
CREATETABLEAdministrator(
AdmIDchar(10)NOTNULL,
AdmPwdchar(10)NULL,
AdmAgeintNULL,
AdmPhoneNumchar(15)NULL,
CONSTRAINTPK17PRIMARYKEYNONCLUSTERED(AdmID)
go
3.2.2为试验站创建表
CREATETABLETestStation(
StationIDchar(10)NOTNULL,
Areachar(10)NULL,
Functionarychar(10)NULL,
StationNamechar(10)NULL,
Positionchar(10)NULL,
CONSTRAINTPK1PRIMARYKEYNONCLUSTERED(StationID)
CREATETABLE[TestStationMessage](
[台站ID]char(10)NOTNULL,
[监测时间]char(10)NOTNULL,
DeviceIDchar(10)NOTNULL,
CONSTRAINTPK18PRIMARYKEYNONCLUSTERED(StationID,[监测时间],DeviceID,[台站ID])
3.2.3创建自动站信息表
CREATETABLEAutoStation(
Timetime(7)NOTNULL,
Stationchar(10)NULL,
TemperaturefloatNULL,
HumidityfloatNULL,
Directionchar(10)NULL,
SpeedfloatNULL,
PressurefloatNULL,
CONSTRAINTPK14PRIMARYKEYNONCLUSTERED(DeviceID,[监测时间],[台站ID],StationID,Time)
3.2.4为设备信息创建表
CREATETABLEDevice(
DeviceNamechar(10)NULL,
Typechar(10)NULL,
Parameterchar(10)NULL,
DatedateNULL,
CONSTRAINTPK2PRIMARYKEYNONCLUSTERED(DeviceID)
3.2.5为设备运行情况创建表
CREATETABLERunningCondition(
Maintainerchar(10)NULL,
RunningSpeedfloatNULL,
Conditionchar(10)NULL,
CONSTRAINTPK5PRIMARYKEYNONCLUSTERED(DeviceID,Time)
3.2.6为实时报文资料创建表
CREATETABLEMessage(
RainfallfloatNULL,
Coagulationchar(10)NULL,
Sightchar(10)NULL,
[Rime&
Verglas]char(10)NULL,
Cloudchar(10)NULL,
AutoStationchar(10)NULL,
Lightingchar(10)NULL,
Analysischar(10)NULL,
CONSTRAINTPK16PRIMARYKEYNONCLUSTERED([监测时间],[台站ID],DeviceID)
3.2.7为云观测传感器创建表
CREATETABLECloud(
CloudCCD1char(10)NULL,
CloudCCD2char(10)NULL,
CloudCCD3char(10)NULL,
Imagevarbinary(max)NULL,
CONSTRAINTPK12PRIMARYKEYNONCLUSTERED(DeviceID,[监测时间],[台站ID],Time)
3.2.8为地面凝结传感器创建表
CREATETABLECoagulation(
CoagulationCCD1char(10)NULL,
CoagulationCCD2char(10)NULL,
CoagulationCCD3char(10)NULL,
CONSTRAINTPK9PRIMARYKEYNONCLUSTERED(DeviceID,[监测时间],[台站ID],Time)
3.2.9为闪电资料创建表
CREATETABLELighting(
PositiveLightingintNULL,
NegativeLightingintNULL,
CONSTRAINTPK15PRIMARYKEYNONCLUSTERED(DeviceID,[监测时间],[台站ID],StationID,Time)
3.2.10为降雨传感器创建表
CREATETABLERainfall(
RainfallCCD1floatNULL,
RainfallCCD2floatNULL,
RainfallCCD3floatNULL,
CONSTRAINTPK4PRIMARYKEYNONCLUSTERED(DeviceID,[监测时间],[台站ID],StationID,Time)
3.2.11为雨凇雾凇传感器创建表
CREATETABLE[Rime&
Verglas](
RimeCCD1char(10)NULL,
RimeCCD2char(10)NULL,
RimeCCD3char(10)NULL,
VerglasCCD1char(10)NULL,
VerglasCCD2char(10)NULL,
VerglasCCD3char(10)NULL,
CONSTRAINTPK10PRIMARYKEYNONCLUSTERED(DeviceID,[监测时间],[台站ID],Time)
3.2.12为闪电定位仪创建表
CREATETABLESight(
SightCCD1char(10)NULL,
SightCCD2char(10)NULL,
SightCCD3char(10)NULL,
CONSTRAINTPK7PRIMARYKEYNONCLUSTERED(DeviceID,[监测时间],[台站ID],Time)
3.2.13为观测场全景CCD创建表
CREATETAB