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互联网气象信息搜集与开发透析

 论文栏目:气象信息论文     更新时间:2013-3-15 15:34:10   

关键技术及实现

关键技术根据上述分析和平台的实际特点,该系统的技术关键点有:(1)互联网资源的自动、定时下载。(2)下载、更新时间的恰当选择。参照MICAPS系统资源的文件命名规则,所下载文件合理命名以提高调阅速度。(3)主显示窗口的缩放和漫游功能。气象信息既需要纵观全局,也需要局部细致分析。参照MI-CAPS系统的特点,利用鼠标的左右键双击实现放大、缩小功能,利用鼠标左键的拖拽实现漫游功能。(4)由于不同区域预报人员重点关注的区域有所不同,设置的初始位置要对前一资源具有继承性,以避免视觉错误。(5)天气预报资源是时间性的空间资源,预报时效是其价值所在,空间立体不同层次也需充分分析,因此,往往需要在不同时效、层次的资源之间快速翻阅,各版本的MICAPS系统也都注重这一功能。程序除在界面上设计前后翻阅按钮外,还巧妙利用命名规则,利用鼠标的滚轮实现网络气象资源翻阅功能。2.2互联网资源下载利用VB自带的Downloadfile函数,可以实现互联网图片资源的自动下载。定义:PrivateDeclareFunctionURLDownloadToFileLib"urlm-on"Alias"URLDownloadToFileA"(ByValpCallerAsLong,ByValszURLAsString,ByValszFileNameAsString,ByValdwReservedAsLong,ByVallpfnCBAsLong)AsLong子函数:PublicFunctionDownloadFile(URLAsString,Lo-calFilenameAsString)AsBooleanDimlngRetValAsLonglngRetVal=URLDownloadToFile(0,URL,Local-Filename,0,0)IflngRetVal=0ThenDownloadFile=TrueEndFunction调用命令:DownloadFile“资源网址”,“保存地址”自动更新时间的设定文件的自动更新时间可以利用VB的Timer控件实现。通过近半年的试用,发现完全更新所需资源,耗时约20~40min(所需时间因不同服务器性能和不同网速而异)。同时,各网站的资源更新时间也有所不同。一般中国制作天气预报的几个关键时次是05、10、14时。因此,必须确保在这些时间节点上能有最新的资源,故设定04:30、09:30、13:30为自动更新时点。此外,为保证资源的更新质量,每隔2h再次自动更新。模块化分类下载资源目前,使用较多的数值预报初值场一般为每天的08和20时,也有几家模式一天更新4次,如美国的NCEP、GFS模式。此外,部分实况天气图如地面图每3h就有所更新,天气雷达回波拼图每小时更新数次,卫星云图每小时更新1~2次。由于更新时间的不同,需要设计不同的更新时次。因此,在资源分类方面,也效仿MICAPS独立模块的分类方式,互不干扰,即使某一模块的资源搜集出现问题,也并不影响其他类型资源的获得。文件命名规则VB的Filelistbox具有按照文件名顺序排列的功能,巧妙地利用这一功能,设计较好的文件命名规则,可以避免资源紊乱,为后续的查看和翻阅提供便利。命名的原则以图类、层次、时次的原则依次深入。如ECMWF的500hPa、08时为初值场的未来0-72h预报产品,命名规则为EC_500hPa_08_00、EC_500hPa_08_24、EC_500hPa_08_48等;500hPa的0-120h预报图,地面降水的0-168h预报图,各作一类,尽可能集中安排,在翻阅时即可以通过滚轮方便地进行前后翻看,显示流畅,使预报人员集中查看某一层各时次的预报,结合鼠标滚轮,可获得对天气过程演变趋势的动态印象,具有类似动画的效果。缩放和漫游功能缩放功能设置为鼠标左键双击放大和右键双击缩小;漫游功能指在按住鼠标左键拖拽时,图片能跟随鼠标移动,漫游功能需要鼠标左键的初始坐标值及其变化量以确定漫游量。这两功能实现的关键是获取鼠标的左右键句柄值。根据试用,确定适宜的缩放比率为1.2,此时缩放速度适宜且不会产生视觉混乱。此外,缩放时不改变顶点值(图片左上角基准坐标值)也是避免视觉混乱的较好方法。图片漫游功能涉及鼠标左键的按下、移动和放松三者配合使用:单击左键时,鼠标功能值Button=1,此时置拖动句柄blnDragging=True,保存原始坐标值(x0,y0),启用鼠标坐标值捕捉功能SetCaptureMe.hwnd。在此基础上,当鼠标按住左键开始移动,获取鼠标新坐标值(x,y),计算二者差值,通过MouseMove事件下的Picture.Movex-x0,y-y0实现漫游。实现缩放和漫游功能关键是获得鼠标的左右键句柄,并动态判断,二者可调用相同的VB内置函数实现。主要内置函数有InitGDIPlus、FreeGDIPlus、LoadPictureGDIPlus、GdipLoadImageFromFile、InitDC、gdipResize等。调用以上内置函数后,缩放功能核心代码如下:Iflastbutton=1Then'左键双击,放大图片1.2倍Token=InitGDIPlusPicture1=LoadPictureGDIPlus(File1.Path&"\"&File1.FileName,Picture1.Width*1.2/Screen.TwipsPerPixelX,Picture1.Height*1.2/Screen.TwipsPerPixelY)FreeGDIPlusTokenElseIflastbutton=2Then'右键双击,缩小图片1.2倍Token=InitGDIPlusPicture1=LoadPictureGDIPlus(File1.Path&"\"&File1.FileName,Picture1.Width/(1.2*Screen.TwipsPerPixelX),Picture1.Height/(1.2*Screen.TwipsPerPixelY))FreeGDIPlusTokenEndif2.7滚轮翻阅功能通过调用VB的内置函数,获得鼠标滚轮句柄变化值,实现滚轮翻页功能。所用内置函数有:Call-WindowProc、GetWindowLong、SetWindowLong、Get-CursorPos、WindowFromPoint。在调用以上内置函数的基础上,自定义一消息处理函数NewWindowProc,将鼠标滚轮句柄信息进行处理。其核心代码如下:IfMsg=WM_MOUSEWHEELThenDimCurPointAsPOINTAPI,hwndUnderCur-sorAsLongGetCursorPosCurPointhwndUnderCursor=WindowFromPoint(CurPoint.x,CurPoint.y)IfwParam=-7864320Andform1.File1.ListIn-dex<form1.File1.ListCount-1Thenform1.File1.ListIndex=form1.File1.ListIndex+1'向下翻阅ElseIfwParam=7864320Andform1.File1.List-Index>0Thenform1.File1.ListIndex=form1.File1.ListIndex-1'向上翻阅EndIfElseNewWindowProc=CallWindowProc(OldWindow-Proc,hwnd,Msg,wParam,lParam)'定义新句柄值,准备下一次缩放EndIf。

系统功能演示

通过以上关键问题的解决,基本实现互联网气象资源的自动下载功能,可以定时地预先下载所需资源,这在日常的预报工作中发挥较大的作用,尤其是在灾害性天气的预报和服务过程中,可以较大幅度地节约预报时间,提高服务效益。由于目前气象信息的安全需求,气象人员仍将局域网作为主要的工作空间。因此,互联网资源需通过一定的方式转载到局域网中,并建设一便捷终端调用平台,方便使用。现在通过配置一台专用小型服务器和光纤接入,保证资源搜集和下载的质量和速度,经两重安全网关加控制后,及时自动传输至局域网。进入局域网后供其他局域网终端用户调用,一般调用全部资源到本机不超过1min。除将资源转入局域网本机查看以外,也可通过设置映射虚拟地址,将界面的路径选择栏目直接映射到服务器所在地址,并设为默认访问路径,即可直接从服务器查阅相关资源,但速度会有所下降。系统的主界面如图2所示。服务器版和局域网版使用相同的界面,既可居家办公时使用服务器版直接下载使用,也可通过少量的后台代码修改,变成局域网终端版,降低资源网站的访问压力,同时也提高本地获取资源的质量和效率。

小结

气象信息资源广泛地借助互联网传播和沟通。作为专业气象部门和基层气象台站,如何借他山之石来提高预报质量,是个长时间存在且值得深入探讨的问题。这里利用一台互联网与局域网互通的小型服务器,外加局域网终端调用的方式,实现互联网资源的搜集与更新,方便使用,同时通过小型服务器的后台维护,降低用户的使用难度。实际使用效果较好,有助于提高预报人员的工作效率。软件开发完成后,经调试将相关控件和函数打包成绿色软件,免除安装方面的困扰,不同PC之间转移方便,可以随时随地使用,用户也可以根据需求进行本地化。此软件服务器版与单机版界面保持一致,不论局域网调用或直接使用服务器版作为家庭办公,都不会有差异感,均具亲和力。

作者:邓霞君 廖良清 吴霞 陈武 单位:南京大学大气科学学院 丽水市气象局


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