第３０卷第１期 气象科学 Ｖｏ１．３０．Ｎｏ．１ Ｆｅｂ．，２０１０ ２０１０年２月 ＳＣＩＥＮＴＩＡ ＭＥＴＥＯＲＯＬＯＧＩＣＡ ＳＩＮＩＣＡ 张成伟，戴维士，徐萌，等．极轨气象卫星数据Ｗｅｂ共享平台的建设．气象科学，２０１０，３０（１）：１１６—１２０． Ｚｈａｎｇ Ｃｈｅｎｇｗｅｉ，Ｄａｉ Ｗｅｉｓｈｉ，Ｘｕ Ｍｅｎｇ，ｅｔ ａ１．Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｗｅｂ ｓｈａｒｉｎｇ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｆｏｒ ｐｏｌａｒ ｏｒｂｉｔ ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ ｉｍａｇｅｓ．Ｓｃｉｅｎｔｉａ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａ Ｓｉｎｉｃａ，２０１０，３０（１）：１１６—１２０． 极轨气象卫星数据Ｗｅｂ 共享平台 的建设 张成伟 ， 戴维士 徐 萌 郁 凡 周 鹏。 （１南京大学中尺度灾害性天气教育部重点实验室，南京２１００９３） （２民航深圳空中交通管理站气象台，深圳５１８１２８） （３江苏省气象台，南京２１０００８）（４宿迁市气象局，江苏宿迁２２３８００） 摘要基于国家科技部大力推行的ＤＶＢ—Ｓ系统，依托Ａｕｔｏｌｔ、ＳＱＬｉｔｅ、Ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ等开源软件构 建了极轨气象卫星Ｗｅｂ共享平台，探讨了其方案设计和技术实现。该平台实现了极轨卫星数据实 时处理、自动发布、Ｗｅｂ交互展示和数据共享等功能，有效地拓展了ＤＶＢ－Ｓ数据接收系统的使用价 值，为卫星数据的后续开发、成果交流及气象应用创造了有利条件。 关键词分类号ＤＶＢ．Ｓ极轨卫星Ｐ４１３ 共享平台Ｂ Ｗｅｂ 文献标识码Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｗｅｂ ｓｈａｒｉｎｇ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｆｏｒ ｐｏｌａｒ ｏｒｂｉｔ ｍｅｔｅ０ｒ０ｌ０ｇｉｃａｌ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ ｉｍａｇｅｓ Ｚｈａｎｇ Ｃｈｅｎｇｗｅｉ Ｄａｉ Ｗｅｉｓｈｉ Ｘｕ Ｍｅｎｇ Ｙｕ Ｆａｎ Ｚｈｏｕ Ｐｅｎｇ （１ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆＭｅｓｏｓｃａｌｅ Ｓｅｖｅｒｅ Ｗｅａｔｈｅｒ ｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙ ｆＥｄｕｃｏａｔｉｏｎ，Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａ耐ｎｇ ２１００９３，Ｃｈｉｎａ） （２ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ Ｏｂｓｅｒｖａｔｏｒｙ ｏｆＳｈｅｎｚｈｅｎ Ａｉｒ ｒｒ￣ｆｆｃ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｔａｔｉｏｎ，Ｓｈｅｎｚｈｅｎ ５１８１２８，Ｃｈｉｎａ） （３ Ｊｉａｎｇｓｕ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ Ｏｂｓｅｒｖａｔｏｒｙ，Ｎａ ｎｇ ２１０００８，Ｃｈｉｎａ） （４ Ｓｕｑｉａｎ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ Ｂｕｒｅａｕ，Ｊｉａｎｇｓｕ Ｓｕｑｉａｎ，２２３８００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｗｅｂ ｓｈａｒｉｎｇ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｆｏｒ ｐｏｌａｒ ｏｒｂｉｔ ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ ｉｍａｇｅｓ ｉｓ ｓｔｕｄｉｅｄ，ｗｈｉｃｈ ｄｅｐｅｎｄｓ ｏｎ ｔｈｅ ＤＶＢ—Ｓ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ ｂｙ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ）ｄａｔａ ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｔａｋｅｓ ａｄｖａｎｔａｇｅ ｏｆ ｔｈｅ ｏｐｅｎ—ｓｏｕｒｃｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ＡｕｔｏＩｔ，ＳＱＬｉｔｅ ａｎｄ Ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ．Ｔｈｅ ｓｃｈｅｍｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｐｌａｔｆｏｒｍ ａｒｅ ｅｘｐｌａｉｎｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ．Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ ｄａｔａ ｃａｎ ｂｅ ｐｒｏ－ ｃｅｓｓｅｄ ｉｎ ｒｅａｌ ｔｉｍｅ，ａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ ａｎｄ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅｌｙ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｉｓ ｐｌａｔｆｏｒｍ，ｗｈｉｃｈ ｇｒｅａｔｌｙ ｅｘｔｅｎｄｓ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ＤＶＢ—Ｓ ｓｙｓｔｅｍ，ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｔｈｅ ｄａｔａ ａｎｄ ａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｓ ｓｈａｒｉｎｇ ａｎｄ ｐｒｏｖｉ— ｄｉｎｇ ａ ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔ ｗａｙ ｆｏｒ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓ ｔｏ ｅｘｔｅｎｄ ｔｈｅ ａｄｖａｎｃｅｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ ｄａｔａ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ＤＶＢ．Ｓ Ｐｏｌａｒ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｈａｒｉｎｇ ｐｌａｔｆｏｒｍ Ｗｅｂ 引言 ２１世纪是人类有史以来生产、传播、利用信息 最广泛的时代，作为地球系统科学数据重要组成部 收稿日期：２００９－０３－０３；修改稿日期：２００９－０５—１５ 举 发挥着不可替代的作用…。“气象信息共享平台” 作为气象事业发展的“四大战略平台”之一，不仅对 基金项目：国家自然科学基金项目（４０８７５０１２） 第一作者简介：张成伟（１９８４．），男，浙江磐安，硕士，主要从事卫星遥感研究 通讯作者：郁凡，副教授，ｙｕｆａｎ＠ｎｊｕ．ｅｄｕ．ｃｎ １期 张成伟，等：极轨气象卫星数据Ｗｅｂ共享平台的建设 １１７ 我国气象事业跨越式发展提供了坚实的基础，也必 将带动其他领域信息资源共享进程，最终在全面建 设小康社会进程中起到重要作用 Ｊ。鉴于此，各地 气象部门持续开展了气象信息共享平台的相关建设 工作 ，大大提高了气象信息对气象事业和国家 与社会的支撑服务能力。 ２００４年，国家科技部为了大力发展我国卫星资 料共享计划，委托中国气象局国家卫星气象中心主 持开发了ＤＶＢ—Ｓ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ ｂｙ Ｓａｔｅｌ— ｌｉｔｅ，基于卫星的数字视频广播）系统 。ＤＶＢ—Ｓ广 进行火灾、水体、积雪监测以及计算植被指数、地表、 水体、云顶亮温等。不足的是ＤｖｂｓＩｍｇ必须手动操 作，不具备实时处理和自动化工作的能力，不仅无法 实时查看极轨卫星云图，也影响资料的稳定：如果 ＤｖｂｓＰｏｌａｒ开启自动删除功能，数据只能保留若干 天；反之若不开启，则经常导致硬盘满额后无法继续 接收。另外，ＤｖｂｓＩｍｇ也不支持产品发布功能，无法 进行极轨卫星云图的共享展示。 综上所述，尽管ＤＶＢ—Ｓ用户端系统较好地解决 了卫星资料的接收和处理问题，但无法自动实时分 播系统目前主要广播两类卫星的逐日数据，即极轨 气象卫星数据（包括美国ＮＯＡＡ１６／１７／１８极轨气象 卫星ＨＲＰＴ数据、中国ＦＹ一１Ｄ极轨气象卫星ＣＨＲＰＴ 数据）和环境监测卫星数据（ＴＥＲＲＡ／ＡＱＵＡ的ＭＯ． ＤＩＳ数据），接收资料的范围可以覆盖整个中国和东 亚地区 １１－１２１。该系统很好地解决了卫星资料的接 收和处理的问题，但是如何保存和共享发布接收到 的极轨气象卫星数据，使之能够最大限度地发挥作 析、保存和发布数据，无法满足对外服务和后续应用 的需求。因此，必须对其进行合理的功能扩展，确保 数据稳定和信息共享能力。 ２极轨气象卫星数据共享平台的方案 设计 随着计算机技术的发展和网络的普及，基于 Ｗｅｂ方式提供气象信息服务已经越来越成为普遍 用，避免“接收后废弃”的浪费现象仍然值得探讨。 本文在这方面做了有益探索，阐述了极轨气象卫星 数据Ｗｅｂ共享平台的构建背景、方案设计及主要技 术实现。 的数据共享形式¨ 。极轨气象卫星数据共享平台 的服务方式设计为标准的Ｂ／Ｓ（Ｂｒｏｗｓｅｒ／Ｓｅｒｖｅｒ）结 构：Ｗｅｂ界面由ＨＴＭＬ静态网页和ＰＮＧ无损压缩格 式图片组成，并利用ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ技术展现动态的云图 效果和提供交互操作，共享平台负责数据的自动更新 １ ＤＶＢ－Ｓ用户端系统及不足 ＤＶＢ—Ｓ用户端系统主要由３部分组成，即接收 维护。用户通过浏览器即可获取实时云图的信息，享 受极轨气象卫星数据共享平台提供的各项服务。 在极轨卫星投影范围上，主要考虑以江苏省为 中心区域，因此设计的经纬度范围为：２９～３７。Ｎ， １ １４～１２４。Ｅ。交互展示的云图包括合成彩图（Ｄｖｂ． ｓＩｍｇ中增强目标为“积雪或云”）、可见光、近红外和 远红外通道图。 天线、前端机和后端机（均为Ｗｉｎｄｏｗｓ系统），它们 构成了星地通公司所提供的ＤＶＢ—Ｓ系统的硬件部 分组成，如图１所示。 前端机主要负责数据接收和通过盯Ｐ向后端 机转移数据的工作，接收天线和前端机只起到数据 流通的中介作用，只要删除规则定义得当，这两部分 不会成为ＤＶＢ．Ｓ数据接收系统的瓶颈…Ｊ。 后端应用软件负责数据转换、投影、裁切、存储、 分析等职能。其中极轨气象卫星控制处理程序 （ＤｖｂｓＰｏｌａｒ）自动将接收到的１ Ｂ轨道文件预处理并 投影生成ＬＤＦ（Ｌｏｃａｌ Ｄａｔａ Ｆｉｌｅ）格式局地文件；极轨 设计的极轨气象卫星数据共享平台的工作流程 如图２所示：在ＤＶＢ．Ｓ的后端机上监听ＬＤＦ文件， 生成对应云图，判断是否有保存价值（根据是否覆 盖目标区域的绝大部分），存人数据库，生成云图列 表静态文件，将列表文件和云图通过ＦＴＰ传到江苏 省气象台现有的Ｗｅｂ服务器对外提供服务，扫尾处 理 图像处理和应用程序（ＤｖｂｓＩｍｇ）在ＬＤＦ文件基础上 通讯卫星 图１ ＤＶＢ—Ｓ用户端系统结构示意图 Ｆｉｇ．１ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ＤＶＢ－Ｓ ｕｓｅｒ ｔｅｒｍｉｎａｌ ｓｙｓｔｅｍ １ｌ８ 气 象 图２共享平台的工作流程图 Ｆｉｇ．２ Ｆｌｏｗ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｓｈａｒｉｎｇ ｐｌａｔｆｏｒｍ 由上述方案可知，该平台的实现不需要额外的 硬件投入：极轨气象卫星云图生成等功能组件运行 于ＤＶＢ—Ｓ的后端机上；云图存储、共享展示等功能 运行于现有的Ｗｅｂ服务器上。 ３极轨气象卫星数据共享平台的技术 Ｗ－王 －－．在平台的技术实现上，把握的基本原则为“简 单高效”——充分利用ＤＶＢ—Ｓ系统已有的功能，避 免重复开发；同时尽可能减轻服务器负担，提高运行 效率。因此，极轨气象卫星数据共享平台的开发充 分发挥了如下三个免费开源软件的优势：极轨卫星 云图是通过Ａｕｔｏｈ控制Ｄｖｂｓｌｍｇ自动进行选项设置 （经纬线、线型、江苏省界等）和云图生成（单通道灰 度图、伪彩图等）来完成的；数据存储通过嵌入式数 据库ＳＱＬｉｔｅ实现，并生成静态文件发布到Ｗｅｂ服务 器；Ｗｅｂ交互是通过扩展Ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ框架来展示的。 ３．１ ＡｕｔｏＩｔ实现对ＤｖｂｓＩｍｇ的自动控制 Ａｕｔｏｌｔ（目前为ｖ３版本）是具有ＢＡＳＩＣ语言风 格的免费脚本程序，它通过模拟键盘按键、鼠标移 动、窗口或控件操作等来实现Ｗｉｎｄｏｗｓ ＧＵＩ的自动 化任务，这是其它语言所无法简单做到或尚无可靠 方法实现的，因此它是很适合用于编写完成重复性 任务的脚本¨ 。 。原理上，Ａｕｔｏｈ对Ｗｉｎｄｏｗｓ消息 机制进行了封装，用户不再需要调用Ｗｉｎｄｏｗｓ底层 ＡＰＩ来实现消息的发送和控件的句柄定位，使得开 发控制程序十分简单。ＡｕｔｏＩｔ内置了很多函数以方 便地操纵窗体或控件：如“ＷｉｎＷａｉｔ（）”等待指定的 科 学 ３０卷 窗口显示，“ＷｉｎＭｅｎｕＳｅｌｅｃｔＩｔｅｍ（）”模拟选择窗体主 菜单项目，“ＣｏｎｔｒｏｌＣｌｉｃｋ（）”向指定控件发送鼠标点 击命令等等。 使用ＡｕｔｏＩｔ提供的窗口控件信息捕捉工具（捕 捉功能类似Ｖｉｓｕａｌ Ｓｔｕｄｉｏ里的Ｓｐｙ＋＋）来辅助编 程，可以方便地获取目标控件的引用名称（只要将 鼠标焦点移到目标控件上即可），例如图３中给出 了控制ＤｖｂｓＩｍｇ添加江苏省界地图时所操作控件的 引用名称。 利用Ａｕｔｏｌｔ编写模拟操作程序的优势，可实现 对ＤｖｂｓＩｍｇ的自动控制，从而进一步实现无人职守 的实时处理功能：打开ＬＤＦ文件、设置选项、生成云 图、保存图像、退出程序。篇幅所限，仅给出设置选 项之“叠加江苏省界”的示例代码和说明： ；通过模拟主菜单点击打开“叠加江苏省界”对 话框，如图３所示 ＷｉｎＭｅｎｕＳｅｌｅｃｔｌｔｅｍ（”图像处理和应用一”，””， ”图象处理（＆Ｉ）”，”选择地图…”） ＷｉｎＷａｉｔ（”叠加地图对话框”，”选择边界文 件．．．”） ；先选择”江苏”这一行 ￥ｉｎｄｅｘ＝ＣｏｎｔｒｏｌＬｉｓｔＶｉｅｗ（”［ＬＡＳＴ］ｆｆ，””，” ＳｙｓＬｉｓｔＶｉｅｗ３２１”，”ＦｉｎｄＩｔｅｍ”，”江苏”，１） ＣｏｎｔｒｏｌＬｉｓｔＶｉｅｗ（”［ＬＡＳＴ １Ｉｌ， ””，” ＳｙｓＬｉｓｔＶｉｅｗ３２１”，”Ｓｅｌｅｃｔ”，３５ ｉｎｄｅｘ） ；然后模拟鼠标双击，使之”选定” 一ＳｅｎｄＭｅｓｓａｇｅ（ＣｏｎｔｒｏｌＧｅｔＨａｎｄｌｅ（”Ｉ ＬＡＳＴ ， ””，”ＳｙｓＬｉｓｔＶｉｅｗ３２１”），０ｘ０２０３，ＯｘＦ４Ｆ４，０） ；模拟点击”确定”按钮 ＣｏｎｔｒｏｌＣｌｉｃｋ（”［ＬＡＳＴ］．Ｉ，””，”Ｂｕｔｔｏｎｌ”） 由上述示例可知，ＡｕｔｏＩｔ自动化控制程序的一 般编写步骤为：使用ＡｕｔｏＩｔ提供的窗口控件信息捕 图３控制ＤｖｂｓＩｍｇ添加江苏省界 Ｆｉｇ．３ Ａｄｄｉｎｇ ｂｏｕｎｄａｒｙ ｏｆ Ｊｉａｎｇｓｕ ｐｒｏｖｉｎｃｅ ｂｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ Ｄｖｂｓｌｍｇ ｌ２０ 气 象 参考文献 ［１］李集明，沈文海，王国复．气象信息共享平台及其关键技术研 究．应用气象学报，２００６，１７（５）：６２１４５２８． ［２］秦大河，孙鸿烈．中国气象事业发展战略研究一总论卷．北 京：气象出版社，２００５：２６—２７． ［３］ 国家气象信息中心．构筑国家气象信息共享平台［ＥＢ／ＯＬ］， ［２００６－２－２０］，ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｍｉｃ．ｇｏｖ．ｅｎ／ｙｗｊｓ／￣００６０２２０— １ １６２７９．ｐｈｔｍ１． ［４］ 田心如，赵启航．省气象局加强“江苏省气象信息共享平台” 建设［ＥＢ／ＯＬ］，［２００７－５－１１］，ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ ｊｓｍｂ．ｇｏｖ．ｃｎ／ｓｅｉ－ ｅｎｅｅ／ｆｏｌｄｅｒ３３／２００７／０５／１ ｌ／２ｏｏ７．ｏ５—１１３４７６．ｈｔｍ１． ［５］赵凯，徐为根，唐红升，等．江苏省重要天气监测处理系统．气 象科学，２００５，２５（４）：４２６＿４３２． ［６］ 裴宇杰，顾松山，陈钟荣．多普勒天气雷达信息网络服务系统 的设计．南京气象学院学报，２００５，２８（１）：１２５－１３２． ［７］ 淮河流域气象中心．淮河流域气象中心气象信息共享方案 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