湖北省人影作业指挥和信息采集集成系统概要设计.docx
《湖北省人影作业指挥和信息采集集成系统概要设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《湖北省人影作业指挥和信息采集集成系统概要设计.docx（26页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
湖北省人影作业指挥和信息采集集成系统概要设计
湖北省人影作业指挥和信息采集集成系统
概要设计
1系统概述
1.1背景
随着经济社会的不断进步，人影服务领域不断拓展，已由单纯的防灾减灾向防灾减灾、合理开发利用空中云水资源、改善生态环境等多功能作业转变，人影作业服务需求对加强作业指挥系统建设、提升作业决策指挥功能提出了更高要求。
现代气象业务技术体制改革明确要求要建立国家、省、地、县四级人影业务技术体制，完善业务系统，规范业务流程。
加强作业指挥业务系统建设，也是现代气象业务体系中人影业务发展的基本要求。
计算机网络、无线通信系统、GPS和GIS等技术的不断发展升级，为设计和建设基于移动GIS的人工影响天气作业指挥业务系统提供了充分的技术支持。
将其应用于人影作业指挥，发挥其移动、可视、实时的特点，正好契合人影作业指挥和信息采集的需求。
1.2目标
集成应用计算机网络、无线通信、GPS和GIS等技术，建成基于网络GIS和移动GIS的人影作业指挥和信息采集集成系统，更加实时、可视化、有效地指挥各地开展空中水资源开发、水库流域增水、抗旱、防雹和森林防火等多种作业，更加快速、客观、科学地采集作业信息、评估作业效果，增强我省人影作业指挥、作业信息采集上报、作业效果评估功能，提高全省人工影响天气科技水平和效率。
2总体设计
2.1系统网络架构设计
结合全省气象网络拓扑结构现状及资源，本系统采用如图2-1所示的网络拓扑结构。
其中WEB应用服务器上安装IIS服务器和ArcGISServer系统软件，用于提供通过浏览器访问地图及资料的服务。
数据库服务器上安装MSSQLServer2005和ArcSDE数据引擎，提供空间数据的检索服务。
GIS服务器安装ArcGIS客户端工具进行空间数据维护。
图2-1系统网络架构图
2.2系统逻辑架构设计
本系统采用B/S和C/S的混合结构来构建，总体逻辑架构分为三个层次：
数据层、技术层和应用层，如图2-2所示。
最底层为数据管理层，包括空间地理信息数据、关系型数据库类数据和文件类数据。
中间层为技术层，基于ArcGISServer、.NET、GPS、GPRS无线通信技术，实现系统数据应用的业务逻辑，如空间数据的表现和操作、作业参数的传输和交互等。
最上层为应用层，是我们在客户端和浏览器上所看到的层，它由数据处理分发、移动终端软件、作业指挥通信、综合信息显示和在线管理控制等五个部分构成。
图2-2系统逻辑架构图
2.3系统软件架构设计
系统包括数据处理分发子系统、移动终端软件子系统、作业指挥通信子系统、综合信息显示子系统和在线管理控制子系统五个部分，软件架构如图2-3所示。
移动终端软件子系统
综合信息显示子系统
在线管理控制子系统
数据处理分发子系统
作业指挥通信子系统
数据库
图2-3系统软件架构图
2.3.1数据处理分发子系统
数据处理分发子系统包括监测分析数据处理、人影产品生成和图像分发等模块，主要为其它子系统生成各类格式化的业务数据。
数据产品包括：
降水预报数据处理：
旱情、水情、火情数据，降水预报、模式、卫星、雷达、Laps数据，及人影作业潜势预报、人影作业条件预报和人影作业技术参数产品等。
系统基于C/S模式，程序主体采用C#.NET进行设计开发。
2.3.2移动终端软件子系统
移动终端软件子系统主要包括业务产品浏览、作业指令接收、作业参数接收、GPS数据传输、作业实况传输、作业信息采集、灾情信息采集和移动GIS等模块。
系统基于WindowsMobile6.5（？
），采用.NET技术进行开发。
以智能手机软件的形式，安装在移动终端上。
2.3.3作业指挥通信子系统
作业指挥通信子系统主要用于省、市、县三级指挥中心，向辖区内移动终端、下级指挥中心及所属上级指挥中心发送（或反馈）和接收作业指令（语音形式）与作业参数（图像和文字形式）。
作业指令模块采用目前发展比较成熟的电话会议系统。
作业参数模块基于B/S模式，采用ASP.NET技术进行开发。
2.3.4综合信息显示子系统
综合信息显示子系统由移动终端位置跟踪、监测预报数据叠加、作业点实况信息显示、作业信息显示和灾情信息显示五个模块组成。
系统基于B/S模式和WebGIS平台，采用ArcGISServer和ASP.NET技术进行设计开发。
2.3.5在线管理控制子系统
在线管理控制子系统包括用户管理、日志管理、数据产品管理与移动终端菜单及产品浏览控制等模块。
移动终端菜单及产品浏览控制模块主要是为了配合移动终端软件实现系统菜单和业务产品浏览等功能的控制。
系统采用ASP.NET技术进行设计开发。
2.4系统应用流程设计
系统主要设计业务产品、作业指令、作业参数、作业站点实况、GPS数据、作业信息和灾情信息等方面的应用。
作业指令部分将采用现有的网络电话系统实现，在此不做叙述。
灾情信息部分与作业站点实况部分有些类似，也不做叙述。
2.4.1业务产品
业务产品应用涉及数据处理分发子系统、移动终端软件子系统、综合信息显示子系统和在线管理控制子系统。
应用流程如图2-4所示。
图2-4业务产品应用流程图
2.4.2作业参数
作业参数从计算、编辑生成、发送到接收，其应用流程涉及数据处理分发子系统、综合信息显示子系统、作业指挥通信子系统和移动终端软件子系统。
系统应用流程如图2-5所示。
图2-5作业参数应用流程图
2.4.3作业站点实况
作业站点实况应用流程涉及移动终端软件子系统、作业指挥通信子系统和综合信息显示子系统。
系统应用流程如图2-6所示。
图2-6作业点实况应用流程图
2.4.4GPS数据
GPS数据从信号接收、处理、传输和动态显示的应用流程涉及移动终端软件子系统、数据处理分发子系统和综合信息显示子系统。
系统应用流程如图2-7所示。
图2-7GPS信息应用流程图
2.4.5作业信息
作业信息应用流程涉及移动终端软件子系统、数据处理分发子系统和综合信息显示子系统。
系统应用流程如图2-8所示。
图2-8作业信息应用流程图
3用户角色和权限设计
系统设计六种用户角色：
移动终端用户、县级人影指挥用户、市级人影指挥用户、省级人影指挥用户、系统管理员和游客。
移动终端用户为移动终端软件子系统的使用者，可使用该子系统的所有功能。
县级人影指挥用户是作业指挥通信子系统和综合信息显示子系统的使用者，其功能权限包括：
监测预报数据叠加，向辖区内任意一个移动终端、所属市级指挥中心及省级指挥中心发送和接收作业参数（或反馈信息）、建立语音通话，辖区内移动终端位置跟踪、作业点实况信息显示、作业信息显示和灾情信息显示等。
市级人影指挥用户是作业指挥通信子系统和综合信息显示子系统的使用者，其功能权限包括：
监测预报数据叠加，向辖区内任意一个移动终端、县级指挥中心及所属省级指挥中心发送和接收作业参数（或反馈信息）、建立语音通话，辖区内移动终端位置跟踪、作业点实况信息显示、作业信息显示和灾情信息显示等。
省级人影指挥用户是作业指挥通信子系统和综合信息显示子系统的使用者，其功能权限包括：
监测预报数据叠加，向全省任意一个移动终端、县级指挥中心及市级指挥中心发送和接收作业参数（或反馈信息）、建立语音通话，全省移动终端位置跟踪、作业点实况信息显示、作业信息显示和灾情信息显示等。
系统管理员是综合信息显示子系统和在线管理控制子系统的使用者，其功能权限包括：
用户管理、日志管理、数据产品管理、移动终端菜单及产品浏览控制。
游客为综合信息显示子系统用户，其功能权限仅为监测预报数据叠加显示、作业信息显示和灾情信息显示。
4数据库设计
4.1数据库结构
数据库采用MSSQLServer2005和ArcSDE，设计建立hbrydb和sde两个库，主要包括以下数据表：
表名
说明
PDAUsersInfo
移动终端用户信息表
CommUsersInfo
指挥中心用户信息表
ProductsInfo
业务产品信息表
PDAUserProducts
移动终端用户有权访问的产品表
ProductsMenu
业务产品分类菜单表
OperationParam
作业参数信息表
OperationScene
作业实况信息表
GrdOperationInfo
地面作业信息表
PlnOperationInfo
飞机作业信息表
DisasterInfo
灾情信息表
LogInfo
日志信息表
Radar_Pos_Code_Time
雷达RasterDataset表，Pos、Code、Time可变。
Pos表示拼图或单站（位置），如PT、WH、ES、YC、SY等；Code表示数据类别，如CR、ET、VIL等；Time表示时间，格式为yyyyMMddHHmmss。
Satellite_Code_Time
卫星RasterDataset表。
Time格式为yyyyMMddHHmmss
Grapes_Code_Ht_S_Time_T
模式RasterDataset表。
Ht表示高度层；S表示预报时段，24或03；Time格式为yyyyMMddHHmmss；T表示时间间隔，03、06、……、24
Laps_Code_Ht_Time
LapsRasterDataset表。
Time格式为yyyyMMddHHmmss
4.2关键数据表结构
4.2.1移动终端用户信息表
表名
PDAUsersInfo
说明
序号
字段名
类型
约束
说明
1
PDAUserId
int
主键，自增
ID
2
PDAIMEI
char（15）
移动终端IMEI
3
PDAUserName
varchar（10）
移动终端用户姓名
4
PDAUserRole
char
（1）
移动终端用户角色
5
PDAPhoneNo
char（11）
移动终端电话号码
6
PDAOpeSationNo
varchar（10）
移动终端所属作业站点编号
7
OfficeName
varchar（50）
移动终端所属部门名称
8
OfficeLevel
varchar（10）
移动终端所属部门级别
4.2.2指挥中心用户信息表
表名
CommUsersInfo
说明
序号
字段名
类型
约束
说明
1
CommUserId
int
主键，自增
ID
2
CommUserName
varchar（10）
指挥中心用户姓名
3
CommUserPassword
varchar（50）
指挥中心用户密码
4
CommUserRole
char
（1）
指挥中心用户角色
5
CommPhoneNo
char（11）
指挥中心电话号码
6
OfficeName
varchar（50）
指挥中心所属部门名称
4.2.3业务产品信息表
表名
ProductsInfo
说明
序号
字段名
类型
约束
说明
1
ProductId
int
主键，自增
ID
2
ProductNo
char（3）
业务产品编号
3
MenuId
int
业务产品对应菜单的ID
4
ProductTitle
varchar（50）
业务产品标题
5
ProductTime
smalldatetime
业务产品生成时间
6
InsertTime
smalldatetime
业务产品更新时间
7
ProductDetail
varchar（1000）
业务产品文本内容
8
Product
varchar（50）
业务产品文件路径
9
ProductType
varchar（10）
业务产品类型（txt或pic）
4.2.4业务产品分类菜单表
表名
ProductsMenu
说明
序号
字段名
类型
约束
说明
1
MenuId
int
主键，自增
ID
2
MenuTitle
varchar（50）
菜单标题
3
MenuLevel
char
（1）
菜单级别，0、1、2、……
4
SupMenuId
int
上级菜单ID
5
SubMenuId
int
下级菜单ID
4.2.5移动终端授权产品表
表名
PDAUserProducts
说明
序号
字段名
类型
约束
说明
1
PDAUserProductId
int
主键，自增
ID
2
PDAUserRole
char
（1）
移动终端用户角色
3
ProductNo
char（3）
业务产品编号
5功能模块描述
5.1数据处理分发
5.1.1旱情、水情、火情数据处理分发
名称
旱情、水情、火情数据处理分发
数据来源
处理
输出
气候中心旱情监测产品
气候中心林火监测产品
暴雨所流域水文气象系统
1、调用文件、读取数据库数据；
2、提取文字和图片；
3、写入数据库。
1、三种产品（.doc）；
2、提取的图片（.png）；
3、业务产品信息表记录。
5.1.2降水预报数据处理分发
名称
降水预报数据处理分发
数据来源
处理
输出
降水预报数据文件
1、调用和读取数据文件；
2、插值和生成色斑图；
3、写入数据库。
1、RasterDataset
2、图片（.png）；
3、业务产品信息表记录。
5.1.3模式数据处理分发
名称
模式数据处理分发
数据来源
处理
输出
模式数据文件和图片（.gif）
1、数据格式转换；
2、图片格式转换；
3、写入数据库。
1、RasterDataset
2、图片（.png）；
3、业务产品信息表记录。
5.1.4卫星数据处理分发
名称
卫星数据处理分发
数据来源
处理
输出
卫星反演云参数数据文件和图片（.gif）
1、数据格式转换；
2、图片格式转换；
3、写入数据库。
1、RasterDataset
2、图片（.png）；
3、业务产品信息表记录。
5.1.5雷达数据处理分发
名称
雷达数据处理分发
数据来源
处理
输出
雷达拼图数据和图片（.gif）；
单站雷达产品数据
1、数据格式转换；
2、图片格式转换；
3、写入数据库。
1、RasterDataset
2、图片（.png）；
3、业务产品信息表记录。
5.1.6Laps数据处理分发
名称
Laps数据处理分发
数据来源
处理
输出
Laps数据文件
1、分类、数据格式转换；
2、生成色斑图；
3、写入数据库。
1、RasterDataset
2、图片（.png）；
3、业务产品信息表记录。
5.1.7人影作业潜势预报生成与分发
名称
人影作业潜势预报生成与分发
数据来源
处理
输出
降水预报RasterDataset
模式预报RasterDataset
1、生成潜势预报数据；
2、生成色斑图；
3、写入数据库。
1、RasterDataset
2、图片（.png）；
3、业务产品信息表记录。
5.1.8人影作业条件预报生成与分发
名称
人影作业条件预报生成与分发
数据来源
处理
输出
卫星RasterDataset
LapsRasterDataset
雷达RasterDataset
1、生成条件预报数据；
2、生成色斑图；
3、写入数据库。
1、RasterDataset
2、图片（.png）；
3、业务产品信息表记录。
5.1.9人影作业技术参数生成与分发
名称
人影作业技术参数生成与分发
数据来源
处理
输出
雷达RasterDataset
LapsRasterDataset
1、生成技术参数数据；
2、生成色斑图；
3、写入数据库。
1、RasterDataset
2、图片（.png）；
3、业务产品信息表记录。
5.2移动终端软件
5.2.1软件主界面
名称
软件主界面
动作
处理
显示结果
点击软件图标
打开软件主界面
软件主界面：
标题、背景图片、菜单按钮（业务产品、作业参数、作业站点实况、作业信息、灾情信息、GPS、系统设置、退出）
点击“退出”按钮
退出软件系统
“提示是否退出”对话框
5.2.2业务产品浏览
名称
业务产品浏览
动作
处理
显示结果
点击主界面“业务产品”菜单按钮
第一次自动生成业务产品菜单并保存，以后直接加载已保存的菜单。
业务产品菜单列表和刷新按钮
点击“刷新”按钮
重新生成业务产品菜单并保存。
业务产品菜单列表和刷新按钮
点击业务产品菜单项
判读是否有下级菜单：
若有，则生成下级菜单；若没有，则判读产品是文字形式还是图片形式：
若是文字，则生成文字信息；若是图片，则生成图片。
菜单列表或文字或图片
翻页按钮（上翻、下翻）
点击翻页按钮
生成上一时刻或下一时刻的产品信息
文字或图片，翻页按钮
5.2.3作业参数接收
名称
作业参数接收
动作
处理
显示结果
接到作业参数后立即处理，生成提示
声音提示和界面按钮闪烁
点击新作业参数按钮
生成作业参数文字和图片信息
文字和图像
点击主界面“作业参数”菜单按钮
生成作业参数列表
作业参数列表，选择、删除和删除全部按钮
点击作业参数项目
生成该作业参数的文字和图片信息
文字和图像
点击删除或删除全部
删除选择的或全部的作业参数
作业参数列表
5.2.4GPS数据采集
名称
GPS数据采集传输
动作
处理
显示结果
点击主界面“GPS”菜单按钮
打开GPS设置界面
GPS设置界面：
串口设置（端口号、波特率）、设备型号（采集器）、监控设置（是否定时回传、是否位置、是否时间、时间间隔）、建立连接和断开连接按钮
点击“建立连接”按钮
采集GPS信号，处理数据，连接服务器，按设置传输GPS数据。
连接的图标
点击“断开连接”按钮
断开服务器，不发送GPS数据。
断开的图标
5.2.5作业站点实况采集
名称
作业站点实况采集
动作
处理
显示结果
接到作业站点实况请求后立即处理，生成提示
声音提示和确定、取消按钮
点击“取消”按钮
取消提示
提示前界面
点击“确定”按钮或“作业站点实况”按钮
打开终端拍照（视频）功能
拍照（视频）界面
拍照（视频）完成
打开作业站点实况信息编辑界面，拍摄好的图片或视频自动加载到信息中
新作业站点编辑界面：
收件人、图片或视频、文字描述、发送和取消按钮
点击“发送”按钮
发送作业站点实况信息
发送进度条，是否成功
点击“取消”按钮
不发送
软件主界面
5.2.6作业信息采集
名称
作业信息采集
动作
处理
显示结果
点击主界面“作业信息”菜单按钮
弹出二级菜单
采集、管理等菜单项
点击“采集”菜单项
打开作业信息采集界面，自动加载GPS位置数据
作业信息采集界面（采集项目见附录1），发送按钮
点击“发送”按钮
发送作业信息
发送进度条，是否成功
点击“管理”菜单项
打开作业信息列表
作业信息列表，选择、删除和删除全部按钮
点击删除或删除全部
删除选择的或全部的作业信息
作业信息列表
点击作业信息项目
打开该条作业信息
显示该条作业信息，编辑、删除按钮
点击“编辑”按钮
判断该信息是否已被审核，若已被审核，则不能编辑；否则，打开编辑界面
“已审核，不能编辑对话框”或编辑界面（同采集界面）
5.2.7灾情信息采集
名称
灾情信息采集
动作
处理
显示结果
点击主界面“灾情信息”菜单按钮
弹出二级菜单
采集、管理等菜单项
点击“采集”菜单项
打开灾情信息采集界面
灾情信息采集界面（采集项目见附录2），可添加视频、图片、文字，发送按钮
点击“发送”按钮
发送灾情信息
发送进度条，是否成功
点击“管理”菜单项
打开灾情信息列表
灾情信息列表，选择、删除和删除全部按钮
点击删除或删除全部
删除选择的或全部的作业信息
灾情信息列表
点击灾情信息项目
打开该条灾情信息
显示该条灾情信息，编辑、删除按钮
点击“编辑”按钮
判断该信息是否已被审核，若已被审核，则不能编辑；否则，打开编辑界面
“已审核，不能编辑对话框”或编辑界面（同采集界面）
5.2.8移动GIS
名称
移动GIS
动作
处理
显示结果
点击主界面“移动GIS”菜单按钮
调用服务器地图服务，根据用户加载地图
移动GIS平台界面
点击“监测分析”按钮
定制监测分析数据产品，以该GPS位置为中心，20*20km2的范围。
定制的数据图层
点击工具栏按钮
地图浏览处理（放大、缩小、漫游等）
地图的不同视图
5.2.9系统设置
名称
系统设置
动作
处理
显示结果
点击主界面“系统设置”菜单按钮
弹出二级菜单
网络通讯、作业站点等菜单项
点击“网络通讯”菜单
打开网络通讯设置界面
网络通讯设置界面：
通讯设置（服务器主机、端口、本机IP等）
点击“作业站点”菜单
打开移动终端对应的作业站点信息设置界面
作业站点设置界面：
作业名称、编号、经纬度等等
5.3作业指挥通信
作业指挥通信的页面均从综合信息显示子系统界面中调用。
5.3.1作业指令发送
名称
作业指令发送
动作
处理
显示结果
点击“作业指令”
打开网络电话会议网页，自动登录
网络电话会议网页
5.3.2作业参数发送
名称
作业参数发送
动作
处理
显示结果
点击“发送作业参数”
打开作业参数编辑界面，自动加载作业参数信息和雷达图像
作业参数编辑界面：
收件人、图片、文字的编辑，发送和取消按钮
点击“管理作业参数”
打开作业参数信息管理界面
作业参数信息列表、选择、删除和删除全部按钮
点击作业参数项目
生成该作业参数的文字和图片信息
该作业参数信息
点击删除或删除全部
删除选择的或全部的作业参数
作业参数列表
5.3.3作业站点实况请求和接收
名称
作业站点实况请求和接收
动作
处理
显示结果
点击“请求作业站点实况”按钮
选择作业站点，发送请求作业站点实况信息
对方是否接收
接到作业站点实况信息后生成提示
声音提示和确定、取消按钮
点击“确定”按钮或“作业站点实况”按钮
通知综合显示子系统显示作业站点实况信息
作业站点实况图像或视频
5.4综合信息显示
5.4.1用户登录界面
名称
用户登录界面
动作
处理
显示结果
输入系统地址
打开用户登录界面
登录界面：
用户名、密码、验收码，登录
升级会员 