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论 文象豫、平
论文作者(签章):翼忍、乎沙阼≥月I。
同同期:汐、『年弓月,z同北京建筑工程学院硕士学位
论文原创性声明北京建筑工程学院硕士学位
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论文《基于GIS及工作流技术的气象服务产品制作系学位
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地址:电话:15011473597论 文论 文————型L— 论 文皇曼曼曼!曼毫曼璺!曼!曼曼曼曼曼曼曼皇曼曼曼曼曼曼皇曼皇曼曼罾曼曼曼曼曼皇服务产品制作系统,在应用中取得了较好的效果。
论要 文摘国是世界上受灾害影响最严重的国家之一,气象灾害种类多、强度大、频率高,作系统。
Remoting技术,使用C样语言编程开发,构建分布式的气象服务产品制术,.Net2.深入研究工作流技术,实现空问信息工作流技术与气象数据处理流的融合,实现可视化的流程定制。
关键词:GIS;工作流;空间信息工作流;气象服务3.综合GIS制图表达技术、空间数据处理技术、空间数据挖掘技术等在气象服务务产品后台加工系统”为依托,在借鉴和吸收前人理论和研究经验的基础上,通过阅读
论文以中国气象局气象2009年新技术推广项目“基于GIS及工作流技术的气象服产品制作技术与表达方式上进行深入探索。
空问信息工作流技术与气象业务数据的融合,并了一个自动化分布式的气象发展和社会进步具有很强的现实意义。
本文基于地理信息系统技术和工作流技术,研究对提高全社会防御气象灾害的能力和水平,最大程度地保护人民生命财产安全,对经济严重威胁人民生命财产安全,给国家和社会造成巨大损失。
提供准确及时的气象服务,我文献,需求分析,系统研发,应用推广,主要对以下内容进行了深入研究:Engine组件库,综合数据库技1.深入研究GIS技术COMGIS技术,基于Arcgis一一一论 文论 文 论 文2.The1.TheKeyword:GIS,Workflow,Geo—Workflow,Meteorological 文technologytechnology’’oftechnology,basedtechnologyachieved.andprojecttechnology,workflowWorkflowtechnology,implementedcomponenttechnology,.NetdevelopedautomatedbasedthemeteorologicalAdministration,MeteorologicalprojectsMeteorologicalCOMGISproducts.fusion,visualizationbuilddistributedmining3.IntegratereadingRemotinglibrary,integratedpromoteanalysis,systemliterature,needssystemsproductionAbstractdataC撑programmingnamed”Theforbasepapermapping,spatialsystem,indevelopment,applicationmainlydesignedintegratmnwithspatialintechnology,workflowworkflowsysteminformationsignificance.Basedpracticalanddevelopmenteconomicabsorblifebasis,learnmaximizeChinaofcommunitytimelylossesthemeteorologicalcountries,manyaffectedworlddepthServicedatapropertyexploreprocessing,spatialcustomization.processflowspatialworkflowlanguageusingdatabaseEngineArcgisfollowing:studyin-depthconductedmarketing,experienceresearchtheorypreviouscapacity2009innewthesisGISprocessingbackgroundThisresultsgoodapplicationproductiondistributedproductsservicecountryoperations,anddisasters,hightechnologygeographiclivesgreatprogress,ofsocialsafety,localchangedisasters,tolevelseriouspreventionprovideservicesstrength,highsociety.ProvidinghugecausedkindsseriouslyandChinapeople’Sisthreatoffrequency,athebydisastermostaccuratetoaSoneonⅡanAbstract 论论 文论 文 论 文第1章绪论……………………………………………4目录…………………………………………………..1摘要…………………………………………………l第2章相关技术…………………………………………5第3章MSPGS系统设计……………………………………12.2.5工作流组件订制开发技术……………………………………83.3.1平台化…………………………………………………1系统设计原则……………………………………………..12.2.4空间信息工作流…………………………………………..82.2.2工作流参考模型…………………………………………..6S在气象服务中的应用……………………………………5工作流技术………………………………………………..6ne组件库……、.………………………………….52.2.3工作流技术的发展……………….………………………..72。
1地理信息系统技术…………………………………………….52.2.1工作流相关概念…………………………………………..61.3研究内容……………………………………………………71.2.3其它技术开发的服务产品制作………………………………..61.1研究背景……………………………………………………4 .3.2自动性…………………………………………………11.2.2工作流技术的应用…………………………………………6S)……………………………………..5其它相关技术介绍…………………………………………..9系统需求…………………………………………………1项目背景…………………………………………………1S和工作流技术在气象服务中的研究概况…………………………5目录S(组件式Gl北京建筑工程学院士学位
论文原创性声明北京建筑工程学院硕士学位
论文使用授权书l.1ABSTRACT.......................................................I22.2GI2.34I.3COMG3G.21.2.11.22.2.22.1.1EngiArc第l章绪论 论 文 论 文第5章MSPGS应用实例………….………………………..63第4章MSPGS系统实现……………………………………303.6.4空间数据库……………………………………………..264.5.4多种插值方法综合应用…………………………………….575.1流程
设计…………………………………………………..634.5.3产品动态渲染……………………………………………574。
5.2多样化的产品……………………………………………534.5.1所见即所得的模板设计…………………………………….514.5产品制作与表达……………………………………………..514.4.2组件
列表……………………………………………….504.4.1定制组件开发的核心技术…………………………………..444.4空间信息处理组件的定制与开发…………………………………444.3.2任务调度管理……………………………………………414。
3.1任务部署………………………………………………。
404.3分布式架构的实现……………………………………………404.2可视化建模…………………………………………………374.1.3关系数据库中的数据………………………………………344.1.2雷达、云图等二进制数据…………………………………..32caps文本数据…………………………………………304.1气象数据转换为空间数据………………………………………303.6.2模型库…………………………………………………253.6.5数据库之间关系………………………………………….283.3.3易用性…………………………………………………13.6.3天气信息库……………………………………………..253.3.4易维护性……………………………………………….13.6.1业务数据库……………………………………………。
.22系统数据库设计……………………………………………22系统详细设计……………………………………………..1系统总体设计……………………………………………..1 .5.2客户端应用……………………………………………..1 .5.1流程定义……………………………………………….1 .5.3服务端自动化管理………………………………………..20 .3.5可扩充性和灵活性………………………………………..143.3.6产品多样化……………………………………………..1864.1.1Mi3.64.453.5第1荦绪论2 论 文 论 文致谢………………………………………………..73参考文献………………………………………………69总结与展望…………………………………………….67工作展望………………………………………………………675.4输出结果…………………………………………………..65工作总结………………………………………………………675.2定义模型…………………………………………………..645.3任务部署…………………………………………………..64第l覃绪沦3 论 文论 文论 文 论 文第1章绪论是一个基于数据库管理系统 论 文科基础上发展起来的,其核心是计算机科学,基本技术是数据库、地图可视化及空间分系统与其它信息系统的根本区别。
GIS是在地
理学、地图学、测量学和计算机科学等学(DBMS)的分析和管理空问对象的信息系统,以地理空间数据为操作对象是地理信息泛的应用【31。
在一定程度上,气象数据信息都是地理信息,因为气象中的风速、温度、气压等都是相对于具体的空间域和时间域而言的,没有地理位置的气象要素也是没有意义的析,经过了40年的发展,到今天已经逐渐成为--f-j相当成熟的技术,并且得到了极广行各业提供的针对行业需要的气象服务,如交通气象,水文气象,海洋气象等;科技服地理信息系统(GIS,Geographic位的气象服务网。
工程丌展的气象保障、趋利避害、评估等专业气象服务。
这四者构成了覆盖全社会全方务是为专门用户提供的特殊需要的气象服务,如重大社会活动、重大社会事件以及重大生产总值的1%一3%。
近年来的南方雪灾,西南干旱,甘肃泥石流等均给人民生命和物质策提供的气象服务;公众气象服务是为公众提供的Fl常气象服务;专业气象服务是为各环境保护等方面进行科学决策提供气象信息。
决策气象服务是为各级政府和有关部门决党、政、军领导和决策部门指挥生产、组织防灾减灾,以及在气候资源合理开发利用和决策气象服务、公众气象服务、专业气象服务和科技服务【2】。
决策气象服务是是为各级【11,气象服务按其属性,属于公共服务范畴。
按气象服务对象划分,气象服务可划分为气象服务是所有气象业务产品向社会提供服务的出口,是气象工作的出发点和归宿最大程度地变化人民生命财产安全,对
经济发展和社会进步局域很强的现实意义。
财产带来极大损失。
提供准确及时的气象服务,提供全社会防御气象灾害的能力和水平,我国是世界上受灾害影响最严重的国家之一,气象灾害种类多、强度大、频率高,电、冰雹、霜冻和大雾等气象灾害影响的人口达4亿人次,造成的经济损失相当于国内象灾害造成的农作物受灾面积达5000万公顷,受台风、暴雨(雪)、干旱、沙尘暴、雷严重威胁人民生命财产安全,给国家和社会造成巨大损失。
据统计,我国每年因各种气1.1研究背景InformationSystem),第l章绪沦4 论 文概纠51。
通过具体分析研究,将该工作活动恰当地分解成定义良好的任务、角色、规则需求空问研究和应用,以及地理信息系统在天气中应用的发展方向等〔7--9〕。
间按规定顺序传递,以达到
计算机系统对业务流程的自动化或半自动化处理【41。
件,其主要特点是地理信息丰富,高质量制图与输出,基于空问分析技术的气象信息分该基于Windows操作系统、GIS技术,数据库技术、以及地图可视化技术的专业应用软织开发的一套面向决策气象服务的业务系统,目前正进行深入的丌发和推广应用阶段。
System)是中国气象局国家气象中心组入需求调研后开始建设,交互性强,功能强大,实现了GIS技术与决策气象服务业务系析。
。
该系统优点是整合了之前GIS在气象中心的成功应用,并在气象中心和省市进行深近年来,国内气象行业也丌始逐步引入GIS技术【11屹01。
尹振良,蒋红等研发的青海在气象学和气候学中的价值,地理信息系统整合海量跨尺度大气数据,大气数据的社会量制作服务产品。
此外如果有新的业务出现,需要对其进行新的定制开发【10】。
服务器端消耗巨大,基于SOAP/HTTP协议的调用空间数据处理服务无法实现快速、批象服务的有机结合,并能实现在线交互,其不足是涉及复杂计算的空问信息数据处理时,信息与地理信息组合产品的在线制作与发布。
该系统的优势是实现了地理信息系统与气Server+J2EE软件丌发模式搭建了一个B/S架构的业务运行系统。
实现有关气象Research)积〔41。
GIS可以直观形象的对海篷的气息信息数据进行获取、存储、显示、编辑、处理、Services的理念,采用ArcGIS省气象灾害预报预警地理信息系统。
该
系统基于Web分析、输出。
题是处理过程的自动化,它根据一系列定义好的规则,把
文档、信息或任务在参与者之办“天气,气候和地理信息系统的影响”研讨会,分别对空间数据和地理空间分析方法极推进GIS在大气科学中的研究和应用,并于2002年、2004年和2005年先后三次举美国国家大气研究中心(NCAR,TheGlS和工作流技术在气象服务中的研究概况工作流(WorkFlow)是针对某些工作中具有柏对固定程序的常规活动而提}H的一个和过程来进行执行和监控,以达到提高组织水平和工作效率的目的。
工作流所关注的问GIS在气象服务中的应用Service+SQLMESIS(MEteorologicalInformationforAtmospheric1.2.11.2NationalCenterServer第1章绪沦 论 文曼氅曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼呈!曼曼曼笪曼鼍曼皇曼曼蔓曼!签曼粤曼笪曼曼璺蔓曼曼曼!曼曼蹩曼曼皇曼曼!曼蔓璺蹩璺皇b曼曼舅曼量曼量曼曼曼曼曼璺曼曼蔓曼曼曼曼皇曼曼曼曼!曼曼曼曼曼皇尝曼‘ 论 文Reengineering)。
工作流管理系统的特点是对于新 论Automation)、协同办公系统,但操作复杂,信息量少,缺乏变现力。
此外有大量的服务产品制作系统仅仅针对一项具员,制作的服务产品远远不能满足需要。
也有使用Matlab等科学计算软件进行制图,System)业务系统建设的,该系统主要面向预报得的制图功能。
体的产品如干旱监测、降水距平,温度距平等,扩展性差,大部分应用不支持所见即所业务流程重组(BPR:Business目前气象部门决策服务业务系统建设基本上是基于MICAPS(Meteorological1.2.3其它技术开发的服务产品制作进行深入研究〔26〕〔28】。
数据多格式,处理方式和流程各异,采用工作流技术可以适应这种需求【3钔,有必要对此程包括:气象数据获取,数据处理,产品生产。
而这又是一个具体的工作流。
由于气象象成工作流模型中的一个“节点’’,并未对具体的制作过程展开研究。
事实上,这一过公系统。
在这种研究和应用中,更多的考虑了“人”的因素,而服务产品制作仅仅被抽方面的研究与应用主要集中在研究气象业务流程特点建立一个工作流模型,用于协同办的业务流程的适应,新的业务不需要重新开发,只需要定义一个新的工作流即可。
在这通提供天气预报服务的的业务系统【lI】。
该系统既实现了地理信息系统技术与气象服务的综和上述国内外的科研和工程应用可见,GIS对气象数据的管理、制图表达等方面红艳、黄华栋等基于ArcGIS工作流技术已经广泛应用于办公自动化((OA:Office1.2.2工作流技术的应用仍有较大不足。
是对于需要复杂处理的业务流程,快速实现对新业务实现支持,以及自动化管理等方面的优势已经得到普遍的重视,GIS在空间分析方面的优势也已经得到了初步的应用,但统的融合。
但该系统操作较为复杂,刁、=能实现自动化制作服务产品。
无法进行扩张和推广。
结合,同时体现了地理信息系统的空问分析优势,但是仪仅针对路况天气这一具体应用,Engine,实现了一个结合地理信息和天气信息,为道路交此外,国内还有许多为专业气象服务的研发的GIS系统,如广东省中心气象台的张CombineAnalysisInformationandProcesProcess第l章绪论6. 文 论 文engine组件库,综合数据库技品制作技术与表达方式上进行深入探索。
术,.net1.3研究内容统。
1.深入研究GIS技术COMGIS技术,基于arcgis第l章绪沦7
论文献,需求分析,系统研发,应用推广,主要对以下内容进行研究: 文
论文以中国气象局气象2009年新技术推广项目“基于GIS及工作流技术的气缘服remoteing技术,使用酣语言编程丌发,分布式的气象服务产品制作系2.深入研究
工作流技术,实现空间信息工作流技术与气象数据处理流的融合。
3.综合gis制图表达技术、空问数据处理技术、空间数据挖掘技术等在气象服务产务产品后台加工系统”为依托,在借搽和吸收前人理论和研究经验的基础上,通过阅读 论 文包括构建AreGIS产品ArcView,ArcEditor,Arclnfo和ArcGIS 文Engine是美国环境系统研究所公司(Environmental 论相关技术第2章持COM的应用中。
对于需要功能扩展和结构定制的高级丌发人员来讲,这提供了极大Engine引入了基于工业标准的组件对象模型技术,它允许将组件插入其他支方便,而且它可以非常方便地与其他信息系统如MIS、OA系统等融合,实现资源共享、(2)技术先进性与开放性术、缓冲区分析、叠加分析、
网络分析、三维分析、栅格分析等【101。
Engine还提供了大量专业GIS分析功能:动念分段技
查询等基本GIS功能外,ArcGIS除了支持数据的输入、输出、编辑、显示、专题图制作、分层叠加显示、多种方式Server的所有核心组件【421。
Engine的主要特点:信息同步。
(3)丰富灵活的空间特征和先进合理的数据结构Institute.Inc.简称ESRI公司)研发的用于创建定制的GIS桌面应用程序的二次开发产品。
除了传统的点线面要素模型外,ArcGISne组件库Engine引入了一种全新的面向对象的空间数多个控件,通过搭建控件的方式与应用
程序结合。
组件式GIS符合当今软件技术的发展组件式GIS(ComponentGIS,ComGIS)的基本思想是把GIS的各大功能模块分为言。
COM为组件与应用程序之间进行通信提供统一的标准。
口规范【81。
它是Microsoft提出并建立的一种二进制标准,而不是任何一门具体的编程语Model)的缩写,是组件之间相互
通信的接COM是组件对象模型(Component(1)功能强大潮流,极大地方便了应用和系统集成【38】【411。
COMGIS(组件式GIS)2.1地理信息系统技术ObjectSystemsEngiResearchArcGISAre2.2.22.1.1第2章相天技术5 论 文Engine支持多种数据格式,其中矢量数据格式包括:Arclnfo 文2.2.2工作流参考模型用、调用应用、管理监控工具;基本部件交互使用的接口包括:接口一、接口二、接口三、接口四和接口五。
接口【23】。
这些基本部件包括:工作流执行服务、工作流引擎、流程定义工具、客户端应工作流管理系统的体系结构模型【2I】。
model)是由工作流管理联盟于1995年提出的工作流参考模型(Workflow工作流参考模型标识了构成工作流管理系统的基本部件和这些基本部件交互使用的和流程监控工具等【lll。
Engine组件功能包括进来,用于应用的扩展【431。
作流是指整个或部分经营流程在计算机支持下的全自动或半自动化。
工作流技术重点研工作流的概念最早出现于20世纪70年代,提出于办公自动化技术研究背景下。
工2.2.1工作流相关概念2.2工作流技术者可以写自己的组件,把ArcGIS 论Engine基本上囊括了当今GIS全部的功能,并且由于这些组件是严格基于究内容包括:-i-作流引擎、工作流管理集成机制、建模工具、协同工作机制、流程设计器微软的COM技术开发的,所以可以运用COM技术进行功能定制及功能扩展,即丌发数据库、CAD数据类型(DGN、DWG/DXF、VFP)、SDE3.0.2coverage。
地理TIN。
支持的栅格数据包括:BIL、BIP、BMP、BSQ、ERDAS(4)格式广泛的地理数据源它对于几何图形的定义更』Jl“青晰、细致。
为图形复杂的分析、编辑功能提供支持。
掂模型,建立了拓扑关系,同时定义了一些高级空fHJ特征:区域、事件、路径等。
这使IMAGINE、ESRlLAN、JPEG、MrSID、TIFF、ERDASShapefiles、Arcreference8ayers、GIS、ERDASLGRID、ADRG、GIF。
第2章州灭技.术Layers、ArcSDEArcGIS6’曼罡型曼曼曼堕粤曼曼寰叁鱼蔓曼g蔓盟基曼曼曼蔓鲍曼至毫曼曼!墅曼璺兰曼蓦曼蔓曼舅璺窜鼍曼璺!!曼粤璺髓粤!璺E鼍皇冀蔓苎篁曼曼墅蔓曼舅塑曼!兰曼!竖签雹曼曼!曼!曼曼皇生曼氅) 论 文 论用调用工作流执行服务;客户端应用同工作流执行服务交互。
文较成熟的产品有IBM的MQ等,这些产品作为中间件提供给开发者,开发者使用厂商提供的可视化的开发工具1.工作流作为开发工具(中间件)这方面有商业的工作流系统厂商在推动,市场上比工作流技术呈现新的发展特点并丌始于其他行业融合。
以下是几个显著的发展方向WorkFlow,MierosoR的Windows工作流技术~直广泛地应用在过程自动化方面,近年来,随着工作流技术的迅速,2.2.3工作流技术的发展管理监控工具同工作流执行服务交互【221。
管理监控工具:主要指组织机构、角色等数据的维护管理和流程执行情况的监控;协作完成一个流程实例的执行,不同的工作流执行服务之间进行交互。
调用应用:被工作流执行服务调用的应用;调用应用同工作流执行服务交互。
为了客户端应用:通过请求的方式同工作流执行服务交互的应用,也就是说是客户端应出来并加以操作;流程定义工具同工作流执行服务交互。
流程定义工具:管理流程定义的工具,它可能通过图形方式把复杂的流程定义显示工作流引擎:为流程实例提供运行环境并解释执行流程实例的软件部件。
创建、管理和执行流程实例。
工作流执行服务:工作流
管理系统的核心部件,它的功能包括创建、管理流程定义,Workflow图2一l-T作流参考模7性Fig.2-1modelFoundation第2‘簟梢火技术Thereference〔36-371:workflow, 论 文Python是一个开源、面向对象的动态脚本语言。
论和调刚其中的API米构建具体业务系统I+l的:。
IL作流管删信息系统酬。
传统的工作流管理系统主要处理表单的传递,而空问信息处理过程通常是面向空间数据ModelBuilder提供一个轻量级(LightWeight)工作流管理系统,利用这个图形化界面可无法查看或者修改其源代码,ESRI的
软件包就是这样。
不公
开源代码的优点在于防止不正当的剽窃行为。
开源软件完全相反。
在开源软件中,源代码与编译版本一起发布,2.2.5工作流组件订制开发技术以快速搭建宅问信息工作流管理系统。
开源意味着Python的源代码对查看和修改开放。
大多数购买的软件经过编译,所以窗口)通过拖.