“新一代天气雷达信息共享平台”项目-中国气象局
新一代天气雷达PUP产品共享的应用系统知识讲解
区域气象信息共享平台新一代天气雷达PUP产品共享应用系统使用手册一、概述新一代天气雷达PUP产品共享应用系统工作在Windows 平台下，使用人机交互工作方式，显示中国气象局要求上传的各种PUP产品。
1.处理内容目前，已收集入库四川省7部雷达的上传资料。
这7部雷达站为：成都、南充、西昌、绵阳、宜宾、广元、达川。
根据需要，可增加其它雷达资料入库，并能在系统中显示。
入库的产品有：●仰角分别为0.5、1.5、2.4度基本反射率，产品号为19, 覆盖范围为75公里产品(库长为250米的为60公里)；●仰角分别为0.5、1.5、2.4度基本反射率，产品号为20, 覆盖范围为150公里产品(库长为250米的为120公里)；●仰角分别为0.5、1.5、2.4度基本速度，产品号为26, 覆盖范围为150公里产品(库长为250米的为120公里)；●仰角分别为0.5、1.5、2.4度基本速度，产品号为27, 覆盖范围为300公里产品(库长为250米的为250公里)；●组合反射率，产品号为37，覆盖范围为75公里产品(库长为250米的为60公里)；●组合反射率，产品号为38，覆盖范围为300公里产品(库长为250米的为250公里)；●回波顶，产品号为41，覆盖范围为150公里产品(库长为250米的为125公里)；●VAD 风廓线，产品号为48；●弱回波区，产品号为53，覆盖范围为50公里产品；●风暴相对径向速度，产品号为56，覆盖范围为300公里产品(库长为250米的为250公里)；●垂直累积液态水含量，产品号为57，覆盖范围为150公里产品(库长为250米的为125公里)；●风暴追踪信息，产品号为58，覆盖范围为300公里产品(库长为250米的为250公里)；●中尺度气旋，产品号为60，覆盖范围为150公里产品(库长为250米的为125公里)；●1小时降水，产品号为78，覆盖范围为150公里产品(库长为250米的为125公里)；●3小时降水，产品号为79，覆盖范围为150公里产品(库长为250米的为125公里)；●风暴总降水，产品号为80，覆盖范围为150公里产品(库长为250米的为125公里)；●反射率等高面位置显示（CAPPI），产品号为110，覆盖范围为300公里产品(库长为250米的为250公里)●2.采用技术新一代天气雷达PUP产品共享应用系统通过中间件(使用IBM 的WebSphere MQ中间件)，访问四川省气象信息中心数据库，获取所需雷达资料和相关信息。
中国天气雷达网在哪儿
中国天气雷达网在哪儿
中国天气雷达网位于中国气象局（CMA）技术服务中心，是中国最早建立的拥
有国家级认证的气象雷达服务网络，也是国内目前最有影响力的气象雷达服务平台之一。
中国天气雷达网具有最新、全面、丰富的气象雷达服务，为用户提供实时的气象雷达观测数据，并可实时追踪天气变化、灾害的传播状态，预测天气变化的趋势。
中国天气雷达网以实时观测数据为基础，通过智能雷达设备和国家级观测网络，可以清晰准确地观测到实时的天气变化，精准把握了当前及未来天气状况。
为防止以及准确预测天气灾害，中国天气雷达网为客观实施防御措施提供了重要依据。
中国天气雷达网也提供丰富多彩的精彩服务，可以更快捷地了解本地的生活娱
乐活动信息。
比如，中国天气雷达网通过实时的接口向普通用户提供气象观测、实况统计、天气预警播报以及气象小学堂等更多服务。
通过这些服务，用户可以获取更多有关当地的娱乐活动信息，不仅可以方便朋友们去了解当地气象，安排出行路线，更可以充分享受娱乐活动。
中国天气雷达网融合了气象雷达服务和本地娱乐活动，为本地用户提供更多的
便利，带来更好的生活享受。
让我们一起来体验吧！。
新一代天气雷达资料共享平台的设计与实现
数据通信传输建设方案气象部门目前可使用的数据传输网络有省级间的X.25、9210卫星通信、Internet；省内的X.25、9210卫星通信、Internet、InternetVPN、SDH。
中国气象局正在建设全国SDH宽带通信网。
现在运行中的全国雷达拼图数据传输方式是：各雷达站通过9210卫星通信上传国家气象中心，集中处理形成拼图文件，再通过9210单向广播下发，同时还广播下发各雷达站单站上传的拼图文件，供各地单收站接收使用。
目前全国雷达拼图汛期每小时一次，从上传到单收站接收延时约20分钟。
显然，为了减少延时、增加频次、增加种类，必须建立流域内自己的数据通信网络。
目前最容易实现的方式是统一使用X.25作链路，开通省级间的远程网络，传输产品数据，待中国气象局全国SDH宽带通信网建成后再转换到宽带，并逐步增加频次和种类，必要时可增加传输原始数据。
雷达数据网络传输子系统雷达数据网络传输子系统负责雷达拼图报的上传、下发工4.2 雷达数据网络传输子系统雷达数据网络传输子系统负责雷达拼图报的上传、下发工作。
4.2.1 编写网络数据传输系统程序程序分为两个部分，分别为雷达拼图报上传程序和雷达拼图报下发程序，两部分程序都采用客户端/服务器端模式。
雷达拼图报上传程序将雷达数据采集程序生成的雷达拼图报文件实时上传到区域拼图服务器上。
雷达拼图报下发程序将区域拼图服务器上所有雷达站点上传的最新的、同一时次的雷达拼图报下发到用户端。
4.2.2 网络拓扑结构各雷达站使用各省已有宽带网，将拼图资料上传至省台，各省台转发至安徽省台；拼图产品由安徽省台下发至各省台，各地用户可使用省内网络调用。
4.2.3 省级间数据通信链路建设第一步利用现有X.25开通省级间数据通信链路，初步完成各省省台至安徽省台的低速传输；第二步利用中国气象局SDH宽带网转发，实现高速通信。
4.2.4 安徽省台建立WEB网站提供拼图产品的粗网格图像服务，授权用户可以通过浏览器查看整个流域内的雷达探测结果。
基于组播技术的新一代天气雷达实时共享网络
引 言
１ 组 播 技 术 简 介
天气 雷 达是 开 展短 时 临 近预 报 ， 障人 工 影 响 保 天气作 业 的有力工 具 ， 人 影 作业 的成 败 有 关 键性 对 作 用 。新一代 天气 雷达 系统 能够较 好地 支持 目前 主 流通信 网络 技术 ， 托 专用通 信链路 ， 现天 气雷 达 依 实 的远 程 控制 和 资 料共 享 ｌ ， 】 通过 将 雷 达 观测 资料 ］ 转 换成 图片进 行浏 览 的 方式 ， 实现 了雷 达 站 以外 的
体 扫 、 据 存 储 、 据 上 传 和下 载 等 环 节 所 造 成 的延 时 问 题 ， 基 层 台 站 依 据 雷 达 回 波 实 时 变 化 特 征 ， 时 准 确 地 数 数 为 及 指挥 人影 作 业 提 供 了保 障 。 关 键 词 组播 技术 天 气 雷 达 实 时共 享
组 建 中 ， 已经 建 成 的市 县 宽 带 网 络 基 础 上 ， 现 市 到 县 雷 达 数 据 实时 共 享 ， 县 级 台站 除 不 能 对 雷 达 Ｔ 作 方 式 进 在 实 使
行 控 制 外 ， 雷 达 回波 的 其 他 显 示 功 能 和 地 图 信 息 设 置 均 等 同 于 雷 达 站 ， 决 了 以 往 雷 达 资 料 共 享 中 冈 雷 达 完 成 对 解
３４ ５
气
信
号
象
科
技
第 ３ 卷 ８
２ 雷 达 实 时 处 理 控 制 系统
ＰＩ — Ｍ ＤＭ 、 ＤＰ等 。 ＭＳ
点 实施人 工增雨 防 雹作 业 的需 求 ， 决 了雷 达 资 料 解
的远 程实 时共享 问题 。
山东 省 滨 州 市 气 象局 ２ ０ ０ ７年 度 课 题 “ 于 组播 技术 的新 一 代 天 气 雷 达 实 时 共 享 网 络 的组 建 ” 基 资助 作 者 简 介 ： 宝枝 ， ，９ ３年 生 ， 程 师 ， 郑 女 １６ 工 主要 从 事 预 报 服 务 和 雷 达 观 测工 作 ， ｍａ ：ｘｚ ｅｇ １６ ｃｒ Ｅ ｉ ｑ ｔｈｎ ＠ ２ ． ｏ ｌ ｎ 收 稿 日期 ：０ ９ ３月 ３ ２０ 年 ０日 ； 稿 日期 ：０ ９年 ７月 １ 定 ２０ ０日
新一代天气雷达产品综合显示系统的设计与实现
１．１ 系统结构 新一代天气雷达产品综合显示系统是基于
强对流天气雷达产品分析业务需求和地市级雷 达产品数 据 源 架 构 来 设 计 的，集 数 据 采 集 与 存 储、ＷｅｂＧＩＳ服务部署与发布、雷达产品对比显示 分析等功能于一体，总体上划分为数据层、Ｗｅｂ ＧＩＳ服务层和 ＷｅｂＧＩＳ客户端 ３部分。
２ 系统主要功能
２．１ ＰＵＰ产品数据处理 传统雷达产品处理程序通常是一个单机程
序，通过制定计划任务每 １ｍｉｎ扫描 ＰＵＰ产品所 在文件夹，并 对 新 的 雷 达 产 品 数 据 进 行 处 理 入 库。但是，单机 程 序 存 在 单 点 故 障 隐 患，与 此 同 时单机处理能力存在瓶颈，难以满足对多台雷达 产品数据实时矢量化处理的需求。为克服上述 缺陷，雷达产品数据处理引入 Ｋａｆｋａ消息系统， 将数据处理按分布式架构划分为 ＰＵＰ产品消息 发布和 ＰＵＰ产品消息订阅处理两部分，从而提 高了系统的可靠性和伸缩性。
新一代天气雷达产品综合显示系统的设计与实现
黄锦灿，梁建辉，梁挺拔，吴蔚忠
（佛山市南海区气象局，广东佛山 ５２８２００）
摘 要：针对强对流天气监测业务及预报预警服务需求，并充分发挥新一代天气雷达组网建设的 效益，设计开发了具有自主知识产权的新一代天气雷达产品综合显示系统。该系统根据地市级气象 部门天气雷达产品的数据源现状，基于 ＧＩＳ几何对象模型和分布式实时数据流处理框架对多台雷达 产品数据进行快速处理和网络传输；结合网络地理信息系统（ＷｅｂＧＩＳ）技术提供雷达产品 Ｗｅｂ地图服 务接口；采用 ＨＴＭＬ５技术实现雷达产品对比分析显示功能。 关键词：计算机技术与应用；雷达产品；强对流天气监测；网络地理信息系统 中图分类号：ＴＰ３９ 文献标志码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７－６１９０．２０１９．０３．０１８
新一代天气雷达产品共享平台的设计与实现
依托 ２Ｍ 光纤 数字 电路进 行 传输 。３部 ＣＮＲ Ｄ雷 Ｉ Ａ 达传输产品最大传输量为 １２Ｍ。２Ｍ 光纤数字电 ． 路完 全 能够满 足雷 达产 品传 输 的需 要 。
３ 共 享 平 台 的设 计 思路
设计 时 需 考 虑 雷 达 产 品 的 特 点 ， ： 品 种 类 如 产 多、 属性 复杂 、 时性 要 求 高 、 有 广 泛 的用 户 群 体 实 具
郜 凌 云 曲 晓 波 陈传 雷
（ 辽宁省气象台 ， 阳 沈 摘
一
１０ １ ） １０ ６
要： 为将新一代 天气雷达产品 自动、 实时传输到各级 气象部 门， 根据辽宁 已有的雷达产品显示终端和通信条件 ， 依托 省
市一县的 ２Ｍ 数字 电路 ， 采用 Ｆ Ｐ协议 ， 立新一代 天气 雷达资料全省共享平 台， Ｔ 建 实现 了雷达产品信 息资料 的共享。
关 键 词 ： Ｎ Ｄ； 品 传 输 ； 息共 享 ＣＩ ＲＡ 产 信
新 一代 天气 雷达 （ Ｉ Ａ 以其 高 精 度 的 时空 ＣＮＲ Ｄ） 分辨率 成为 短时天 气预 报 中首 要 和不 可替 代 的气 象 资料来 源 。截 止 ２０ ０ ６年 １月 ， 宁 共 建 设 成 沈 阳 、 辽 大连 、 口 ３部 Ｓ波 段 Ｃ ＮＲ Ｄ雷 达 。此 ３部 雷达 营 Ｉ Ａ 探测 范 围可 以覆 盖全 省 。为更 好地 进 行 短 时强 天 气 的监 测 ， ２ ０ 于 ０ ４年 将 沈 阳 Ｃ ＮＲＡ 资料 实 现 共 享 。 Ｉ Ｄ 各 台站可 从辽 宁 省 气 象 台 Ｆ Ｐ服 务 器 上 获 得 沈 阳 Ｔ 每 ６ｍｉ ｎ１次 的 ５种 雷 达 图像 产 品 ， 只 能定 性 分 但 析， 并不能 发 挥 雷 达 产 品 定 量 分 析 的优 越 性 。辽 宁 省气 象局 于 ２ ０ ０ ５年 ６月 组 织 了 全 省 Ｃ ＮＲ Ｉ ＡＤ产 品 共享 平 台建设 ， ３部 Ｃ Ｎ 将 Ｉ 融 观 测 形 成 的所 有 产 品通 过 ｒ 方 式 实 时 上 传 到 辽 宁 省 气 象 台 的 ｒ Ｉ ） Ｉ ）
中国气象局领导要求我国新一代天气雷达网不但要有第一流的硬件设备.doc
中国气象局新一代天气雷达应用开发指南(1)我国新一代天气雷达站网即将建成，为了充分发挥雷达网的作用，全面开展应用开发工作，特编写：《中国气象局新一代天气雷达应用开发指南》该应用开发指南分成三个层次，第一个层次是为了进一步提高天气预报、预警的准确性，提升气象服务的能力和水平，推动新一代天气雷达的应用开发；第二个层次是为了建立具有我国特色和自主知识产权的世界一流水平的新一代天气雷达气象软件系统；第三个层次新技术追踪。
为了尽快开展开发工作，本指南将分期分批发布。
本次主要发布业务应用开发和有关软件开发项目一、新一代天气雷达业务应用开发1、新一代天气雷达拼图系统改进全国雷达拼图技术，满足电视天气预报的需求。
2、新一代天气雷达现有气象产品的使用方法研究通过该项目实施，提高各站对新一代天气雷达现有产品的应用水平。
其中包括对现有资料的分析方法以及对各种适配参数的调正方法的研究。
3、建立灾害性天气的雷达资料个例数据库该项目除收集雷达资料外，还需要收集、整理降水、风场以及受灾情况等天气实况资料，并与Micaps系统相结合，供应用开发使用。
4、新一代天气雷达暴雨自动识别、预警产品开发5、新一代天气雷达冰雹自动识别、预警产品开发6、新一代天气雷达大风自动识别、预警产品开发7、新一代天气雷达热带风暴应用开发8、新一代天气雷达与自动雨量站联合定量估算降水业务应用开发9、雷达站周边自动雨量站布局合理性研究10、新一代天气雷达流域面雨量、体积降水、总雨量产品开发11、新一代天气雷达在人工影响天气中的应用开发二、新一代天气雷达气象软件开发新一代天气雷达气象软件开发应包括以下几个方面的内容：•新一代天气雷达资料处理及质量控制软件开发•新一代天气雷达气象产品软件开发•新一代天气雷达资料四维同化技术软件开发•新一代天气雷达临近预报业务系统开发•新一代天气雷达系统测试和定标软件开发•雷达技术发展及其在气象业务中的应用研究通过以上研究和开发，为建立具有我国自主知识产权的适合我国天气特征的新一代天气雷达产品生成系统，产品传输显示系统、定标软件系统、监控软件系统和业务应用系统(其中包括雷达的临近预报系统)做好技术准备。
新一代天气雷达产品数据共享显示系统
新一代天气雷达产品数据共享显示系统摘要介绍新一代天气雷达产品数据共享显示系统的特点、功能和扩展性。
关键词新一代;雷达;数据共享;显示新一代天气雷达建设系统是我国20世纪末21世纪初的一项跨世纪的气象现代化工程。
至目前为止,全国已布设100余部新一代天气雷达,截止到2009年底,吉林全省建成了长春、白城、白山、延边4部新一代天气雷达,与通化713雷达组成了天气雷达网。
新一代天气雷达观测的实时数据和产品,具有高时空分辩率,它的时间间隔为每6分钟一次体扫,且空间分辩率可达1km,其提供的反射率因子、径向速度、速度谱宽等产品及经算法处理后生成的冰雹指数、中气旋、垂直风廓线等等多种分析产品,为预报员提供了丰富的强天气信息,在短时临近预报,尤其是在强对流灾害性天气的预报预警业务中发挥着重要作用。
我省地形复杂,灾害性天气较为频繁,全省有55个七要素自动气象站,600个区域气象站,每级台站均有繁重而艰巨的预报及决策服务任务,各级台站对雷达产品的需求十分近切,但由于每部雷达可连结的PUP有数量限制,这样就导致无雷达站的地市和大多数县级台站均无法及时看到雷达产品,鉴于上述原因,我们开发研制了“新一代天气雷达产品数据共享显示系统”,以满足各级台站(尤其是县级台站)在预报预警业务中对新一代天气雷达产品的需求。
1 系统特点该系统以C#语言设制完成,是一个小型的GIS图形查看系统,可实现雷达产品数据的矢量显示,可自动刷新产品,具有自由缩放、漫游,动画、前后翻页、图形保存等多项功能,有多种底图背景颜色方案,且配置灵活,扩展方便。
该系统面向各级台站预报员开发,具有界面友好,操作简单,使用方便等特点。
2 系统功能介绍“新一代天气雷达产品数据共享显示系统”功能主要有两大项,一是雷达产品的显示功能;二是设置灵活的配置功能,各大项功能中又含有多个功能项。
系统界面分为菜单项、工具栏,图形显示区、雷达信息显示区、雷达产品选项五部分。
菜单选项中主要应用“工具”栏进行图形背景色的选择。
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中国气象局客户案例
中国气象局是国务院直属事业单位，成立于1949年12月。
1994年由国务院直属机构改为国务院直属事业单位后，经国务院授权，承担全国气象工作的政府行政管理职能，负责全国气象工作的组织管理。
为了更好的满足气象、水利、航空、林业等各行业需求，实现对农村、沿海、重要江河流域、主要战略经济区和地质灾害易发区域的气象灾害监测，提高应对极端气象灾害的综合监测预警能力、抵御能力和减灾能力。
同时避免民航、水利等其他部门对天气雷达观测网的重复建设，最大程度地发挥投资效益，在全国范围内共享天气雷达观测网信息，中国气象局“新一代天气雷达信息共享平台”项目应运而生。
建设信息共享平台遭遇双重挑战
为了满足新的业务发展需求，中国气象局需要使用支持天气雷达的信息共享平台来共享资源并且处理大量的气象数据。
同时，该平台还要对各种类型的数据都具有很高的兼容性和可扩充性。
然而，中国气象局的传统系统是以项目为导向的、单独的非标准化系统，无法提供所需的基础架构和应用系统来收集、处理、保存、共享集成的气象信息。
如何实现规范化的数据管理和提供高效快捷的数据服务，成为建设信息共享平台过程中遭遇的两大挑战。
挑战一：数据是气象业务中最核心、最宝贵的资源，是对大气的一份历史记录，具有不可再生性。
随着卫星、雷达、自动站等气象综合观测系统的迅速发展，每年数据的增长
量都高达100TB以上量级。
同时，数据规范性不高，数据标准不统一。
如何对海量
数据进行规范、有效的存放、管理成为首要问题。
挑战二：由于国家级与省级之间的数据交换途径多样化，气象数据的各类用户使用数据接口、FTP、Web等多种方式获得所需的各类气象数据和产品，数值天气预报模型需
要同时给结构化及非结构化形式的信息提供强大支持。
如何提供高效快捷的数据服
务成为建设信息共享平台过程中遇到的又一大挑战。
IBM助力打造智慧的信息共享平台
经过对系统安全性、稳定性、可扩展性等多方面的考量，中国气象局最终选择了IBM high-performance computing(HPC)平台来构建“新一代天气雷达信息共享平台”。
在IBM Power 服务器、IBM通用并行文件系统（GPFS）和高性能计算系统（HPC：High Performance Computing system）的有效应用下，大大提高了气象数据模型的处理速度，并使国家气象局计算系统运算能力得到了有效提升，整体预报分析处理能力也达到了更高的水平，可以为公众提供更精准，更全面的气象服务。
目前，国家气象局可以按照需要，生成不同省市未来一周每日的天气情况，并帮助确保气象问题得以快速检测，获得不同维度的各类量化数据和指标，可将单一特定气象资料库的平均搜索时间缩短高达3分钟，并且将雷达信息的平均生成时间缩短6分钟。
IBM解决方案提供三层云环境–基础架构即是服务、平台即是服务、软件即是服务。
通过集成IBM通用并行文件系统与Tivoli Storage Manager软件，项目组创建了可以调节的统
一存储资源池，以确保基于实际情况做出具体设计。
IBM Systems Director软件可以监控通用系统平台。
IBM Power570服务器托管数据库，而IBM Power550Express服务器则发挥应用服务器的作用，负责最初雷达数据的重新接收与发送、气象产品创建、系统监控及数据存储管理工作。
项目组还建立了高性能计算群集，同时，2个IBM System Storage DS8300设备负责在线数据存储任务，其中一个为高性能计算提供数据存储支持，另一个则为最初数据提供大容量数据存储支持。
IBM的系列解决方案帮助中国气象局全面实现了深入智能化、感知度量和互联互通。
深入智能化–IBM高性能计算集群允许大气数学模型操纵大规模天气数据集，以便开展必要的计算来预报和分析天气。
IBM编译工具可转换源码，以便更改同化及客观分析方法对数据的处理方式，从而生成可供模型的数学算法使用的数值。
这些数据随后可用于创建天气预报，使用数学方程式来计算大气物理学及动力学。
感知度量–通过遍布全国的雷达系统来收集气象数据，从而提供可视性和可用性更强的天气信息，然后利用这些数据来创建数学模型，从而提高运营效率、协作能力及天气预报的准确性。
互联互通–天气雷达信息共享平台可以连接并且整合遍布全中国31个省市的所有雷达系统捕获到的天气信息。
这种实时可视性使全国的气象官员都能更好地了解天气情况。