王麗琳，薛佳麗，龔茂珣，肖文軍

（國(guó)家海洋局東海預(yù)報(bào)中心，上?！?00136）

東海區(qū)海洋觀測(cè)預(yù)報(bào)減災(zāi)信息共享技術(shù)研究及框架設(shè)計(jì)

王麗琳，薛佳麗，龔茂珣，肖文軍

（國(guó)家海洋局東海預(yù)報(bào)中心，上海200136）

通過(guò)研究設(shè)計(jì)東海區(qū)共享網(wǎng)絡(luò)、海區(qū)觀測(cè)預(yù)報(bào)專(zhuān)題地圖以及觀測(cè)數(shù)據(jù)及預(yù)報(bào)產(chǎn)品共享工作流程，旨在搭建一套集觀測(cè)預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)共享、預(yù)報(bào)制作共享及平臺(tái)服務(wù)共享于一體的東海區(qū)海洋觀測(cè)預(yù)報(bào)減災(zāi)信息共享平臺(tái)框架。該平臺(tái)主要利用數(shù)據(jù)庫(kù)及中間件技術(shù)實(shí)現(xiàn)東海區(qū)海洋觀測(cè)資料及預(yù)報(bào)產(chǎn)品共享，并通過(guò)設(shè)計(jì)風(fēng)暴潮預(yù)報(bào)制作系統(tǒng)，以及計(jì)算資源整合方案，實(shí)現(xiàn)預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)的工作模式及資源共享，使預(yù)報(bào)資源效能發(fā)揮最大化；最終基于WebGIS建立一套信息展示共享平臺(tái)，向共享網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的專(zhuān)業(yè)用戶(hù)及決策部門(mén)發(fā)布專(zhuān)題地圖、觀測(cè)數(shù)據(jù)、預(yù)報(bào)產(chǎn)品及減災(zāi)信息。通過(guò)以上研究工作，最終將實(shí)現(xiàn)觀測(cè)預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)共享--預(yù)報(bào)制作共享--平臺(tái)服務(wù)共享的一體化、自動(dòng)化業(yè)務(wù)流程。

海洋觀測(cè)；海洋預(yù)報(bào)；防災(zāi)減災(zāi)；共享平臺(tái)

2012年6月，國(guó)務(wù)院頒布實(shí)施了《海洋觀測(cè)預(yù)報(bào)管理?xiàng)l例》，條例的出臺(tái)進(jìn)一步推動(dòng)了全國(guó)海洋觀測(cè)預(yù)報(bào)工作，沿海各省市進(jìn)一步加大了在海洋觀測(cè)預(yù)報(bào)方面的投入，并對(duì)海洋觀測(cè)預(yù)報(bào)資料的共享提出了更迫切的需求。配套觀測(cè)預(yù)報(bào)條例，2014年3月，國(guó)家海洋局頒布了《海洋預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)管理規(guī)定》，對(duì)海區(qū)的各級(jí)預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)職責(zé)與任務(wù)進(jìn)行了劃分，并明確了各級(jí)預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)的責(zé)任海域，為整合各家預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)的預(yù)報(bào)產(chǎn)品，避免重復(fù)勞動(dòng)，也迫切需要建立一個(gè)預(yù)報(bào)信息共享平臺(tái)。

目前，各級(jí)海洋預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)圍繞海洋觀測(cè)預(yù)報(bào)已建立了各類(lèi)信息系統(tǒng)，但仍因網(wǎng)絡(luò)隔離、數(shù)據(jù)資源分散及標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等一系列問(wèn)題，亟需一個(gè)統(tǒng)一平臺(tái)來(lái)規(guī)范信息系統(tǒng)的建設(shè)，并對(duì)數(shù)據(jù)資源進(jìn)行整合共享，以提高各項(xiàng)工作的效率。

1　現(xiàn)狀分析

1.1國(guó)內(nèi)外海洋數(shù)據(jù)共享現(xiàn)狀

聯(lián)合國(guó)教科文組織于1960年設(shè)立國(guó)際海洋學(xué)委員會(huì)，并于1961年開(kāi)展“國(guó)際海洋學(xué)數(shù)據(jù)和信息交換（IODE）項(xiàng)目”。

目前國(guó)際上許多國(guó)家都建設(shè)有國(guó)家海洋數(shù)據(jù)中心，并面向其各自的國(guó)家資料庫(kù)和全球環(huán)境數(shù)據(jù)傳播設(shè)施服務(wù)。如美國(guó)國(guó)家海洋數(shù)據(jù)中心（NODC）（樊妙等，2013）、歐洲海洋數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)等，其建立的專(zhuān)題數(shù)據(jù)庫(kù)和共享平臺(tái)系統(tǒng)較為全面、綜合，且多為公開(kāi)提供服務(wù)（李杰等，2008）。

海洋信息技術(shù)是我國(guó)海洋科學(xué)近年來(lái)發(fā)展的新興領(lǐng)域，21世紀(jì)是“海洋世紀(jì)”，目前提供海洋數(shù)據(jù)共享服務(wù)的機(jī)構(gòu)主要有國(guó)家海洋信息中心及其他海區(qū)信息中心、國(guó)家海洋基礎(chǔ)信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)、海洋科學(xué)數(shù)據(jù)共享中心、中國(guó)南北極數(shù)據(jù)中心等。目前，國(guó)家908專(zhuān)項(xiàng)任務(wù)之一“數(shù)字海洋”信息基礎(chǔ)框架已搭建完成，各類(lèi)信息中心或數(shù)據(jù)中心提供的數(shù)據(jù)服務(wù)較為全面，但服務(wù)的互操作性及數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用尚待提高，由于部門(mén)和地方的條塊分割，科研資源及數(shù)據(jù)資源的配置有待優(yōu)化，缺少集成式和分布式結(jié)合的海洋數(shù)據(jù)中心。

因此，在已建立的“數(shù)字海洋”框架下，有必要建設(shè)海洋環(huán)境信息資源共享平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)海洋信息資源的共享，開(kāi)發(fā)分布式數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，并允許在線訪問(wèn)各海洋合作機(jī)構(gòu)的分布式資源，提供更具互操作性的數(shù)據(jù)服務(wù)。

1.2東海區(qū)觀測(cè)預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)共享現(xiàn)狀

網(wǎng)絡(luò)是數(shù)據(jù)交換的基礎(chǔ)，東海區(qū)預(yù)警報(bào)業(yè)務(wù)網(wǎng)與觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)之間物理隔離，預(yù)警報(bào)產(chǎn)品只有通過(guò)人工的方式（刻盤(pán)導(dǎo)出/導(dǎo)入）才能將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到目標(biāo)區(qū)域，效率低，耗時(shí)長(zhǎng)。此外，數(shù)據(jù)無(wú)法自動(dòng)傳遞導(dǎo)致了各類(lèi)業(yè)務(wù)難以整合，不僅致使信息化服務(wù)效果降低，而且造成硬件資源浪費(fèi)。因此，迫切需要搭建一個(gè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，并建立相應(yīng)的安全策略，減輕繁瑣的人工作業(yè)，實(shí)現(xiàn)觀測(cè)和預(yù)警報(bào)兩類(lèi)數(shù)據(jù)的融合，為海區(qū)范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)共享提供基礎(chǔ)環(huán)境。

海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)是預(yù)警報(bào)產(chǎn)品制作、防災(zāi)減災(zāi)工作的基礎(chǔ)，其規(guī)范性、時(shí)效性和準(zhǔn)確性關(guān)系到預(yù)警報(bào)產(chǎn)品的可靠性及災(zāi)害應(yīng)急工作的順利開(kāi)展。目前，東海分局內(nèi)部已有一套“海區(qū)-中心站-海洋站/測(cè)點(diǎn)”三級(jí)數(shù)據(jù)傳輸流程。自《海洋觀測(cè)預(yù)報(bào)管理?xiàng)l例》實(shí)施以來(lái)，海區(qū)中心已與各省/市預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)之間實(shí)現(xiàn)了部分的數(shù)據(jù)共享，但其完整性和時(shí)效性還不夠，因此，需要進(jìn)一步加快觀測(cè)數(shù)據(jù)共享工作，充分發(fā)揮整個(gè)東海區(qū)內(nèi)觀測(cè)數(shù)據(jù)為預(yù)報(bào)減災(zāi)工作提供數(shù)據(jù)支撐的作用，實(shí)現(xiàn)全海區(qū)統(tǒng)一、實(shí)時(shí)、全面的觀測(cè)數(shù)據(jù)共享（吳向榮等，2013）。

在預(yù)報(bào)制作及產(chǎn)品共享方面，海區(qū)與各省、市之間除周會(huì)商、臺(tái)風(fēng)期間會(huì)商及較為成熟的漁業(yè)預(yù)報(bào)產(chǎn)品共享外，幾乎沒(méi)有其它預(yù)報(bào)產(chǎn)品共享。這種相對(duì)孤立的預(yù)報(bào)產(chǎn)品制作業(yè)務(wù)一定程度上增加了工作量，阻礙了精細(xì)化預(yù)報(bào)的發(fā)展。此外，經(jīng)調(diào)研，在預(yù)報(bào)服務(wù)平臺(tái)建設(shè)方面，各家情況各具特色、參差不齊。因此，迫切需要建成統(tǒng)一的預(yù)報(bào)參考集成服務(wù)及預(yù)報(bào)信息共享平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)海區(qū)、省、市之間的預(yù)報(bào)信息共享。

綜上所述，本文需要解決的問(wèn)題包括：如何在保證數(shù)據(jù)安全的情況下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效交換、在資源分散的情況下如何實(shí)現(xiàn)集中與分布管理相結(jié)合的各類(lèi)數(shù)據(jù)共享、以及如何建立更集中、更綜合的可視化共享服務(wù)平臺(tái)。

2　采用的關(guān)鍵技術(shù)

2.1共享網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及安全策略設(shè)計(jì)方法

本文設(shè)計(jì)的共享網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及安全策略，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息在不同等級(jí)網(wǎng)絡(luò)之間的自動(dòng)化安全交換，主要基于以下4項(xiàng)原則：

（1） 符合分局《東海區(qū)信息共享網(wǎng)絡(luò)與安全策略技術(shù)框架》的要求和規(guī)范；

（2） 充分利用東海區(qū)現(xiàn)有的觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，盡量避免線路重復(fù)建設(shè)；

（3） 網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)建設(shè)盡量不干涉各單位自身的業(yè)務(wù)系統(tǒng)；

（4） 不同網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)傳輸采用單向隔離設(shè)備及物理隔離數(shù)據(jù)交換設(shè)備，保證各系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立運(yùn)行，確保整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的安全（張繼永等，2010）。

觀測(cè)數(shù)據(jù)共享區(qū)的特點(diǎn)是“只出不進(jìn)”，海區(qū)中心作為唯一出口，通過(guò)單向隔離設(shè)備將短期觀測(cè)數(shù)據(jù)推送至“綜合共享區(qū)”；同時(shí)，各節(jié)點(diǎn)的觀測(cè)數(shù)據(jù)文件通過(guò)該區(qū)域?qū)崿F(xiàn)傳輸和共享。

綜合共享區(qū)的特點(diǎn)是“快進(jìn)慢出”，有限地向外輸出。通過(guò)單向隔離設(shè)備，綜合共享區(qū)接收來(lái)自各級(jí)預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)的預(yù)警報(bào)產(chǎn)品，以及來(lái)自觀測(cè)數(shù)據(jù)共享區(qū)的短期觀測(cè)數(shù)據(jù)。綜合共享區(qū)內(nèi)各級(jí)預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)通過(guò)物理隔離數(shù)據(jù)交換設(shè)備，可將需在外網(wǎng)發(fā)布的數(shù)據(jù)擺渡至對(duì)外發(fā)布區(qū)（奚建清等，2011）。

2.2數(shù)據(jù)共享中間件技術(shù)

中間件是基于分布式處理的軟件，通過(guò)中間件，可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)獨(dú)立程序或系統(tǒng)的連接，本文利用中間件技術(shù)實(shí)現(xiàn)了觀測(cè)與預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)在各預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)之間的共享同步（張秋波等，2012）。

為實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)在綜合共享區(qū)的安全共享，需建立短時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，且該短時(shí)數(shù)據(jù)均在海區(qū)節(jié)點(diǎn)作為唯一出口從觀測(cè)共享區(qū)向綜合共享區(qū)提供。為此，在海區(qū)節(jié)點(diǎn)建立同步中間件，實(shí)現(xiàn)短時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)抽取及數(shù)據(jù)庫(kù)同步。

在預(yù)報(bào)共享工作中，綜合共享區(qū)的預(yù)報(bào)產(chǎn)品來(lái)自各預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)的自留區(qū)，為提高數(shù)據(jù)共享處理效率，本文同樣設(shè)計(jì)預(yù)報(bào)共享中間件，實(shí)現(xiàn)綜合共享區(qū)內(nèi)各機(jī)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的預(yù)報(bào)產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的數(shù)據(jù)同步。

2.3系統(tǒng)功能集中管理及同步技術(shù)

本文最終實(shí)現(xiàn)的可視化系統(tǒng)是“東海區(qū)海洋觀測(cè)預(yù)報(bào)減災(zāi)信息共享平臺(tái)”的服務(wù)窗口，為保證各預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行的同時(shí)，各項(xiàng)功能保持同步更新，本文設(shè)計(jì)了一套功能共享中間件，以后臺(tái)服務(wù)形式部署于海區(qū)中心及省/市各級(jí)節(jié)點(diǎn)的Web發(fā)布服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)功能及集中管理的同步更新。主要技術(shù)方法如下：

功能共享中間件的數(shù)據(jù)共享交換流程如下圖所示，圖中A節(jié)點(diǎn)代表海區(qū)及各省/市的任一節(jié)點(diǎn)，B節(jié)點(diǎn)代表除A節(jié)點(diǎn)外的任一節(jié)點(diǎn)。系統(tǒng)在各節(jié)點(diǎn)為分布式部署，因此各自相對(duì)獨(dú)立維護(hù)系統(tǒng)，一旦任一節(jié)點(diǎn)需更新系統(tǒng)功能組件，則生成更新包，其中包含新的版本號(hào)、組件更新代碼文件以及應(yīng)存放的路徑。該更新包由共享中間件通過(guò)共享專(zhuān)線傳輸至其他節(jié)點(diǎn)，其他節(jié)點(diǎn)同樣通過(guò)共享中間件接收該更新包，并解壓后將版本號(hào)更新至本節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)將本地系統(tǒng)的對(duì)應(yīng)組件進(jìn)行更新。

圖1　功能共享中間件的數(shù)據(jù)共享交換流程圖

2.4海洋觀測(cè)預(yù)報(bào)信息科學(xué)可視化技術(shù)

本文設(shè)計(jì)的“東海區(qū)海洋觀測(cè)預(yù)報(bào)減災(zāi)信息可視化系統(tǒng)”是基于WebGIS建立的海洋地理信息系統(tǒng)，其中展示了本文涵蓋的所有共享數(shù)據(jù)及產(chǎn)品信息，包括空間地理信息數(shù)據(jù)、時(shí)間序列數(shù)據(jù)及大面數(shù)值場(chǎng)等，為更直觀、形象地進(jìn)行可視化展示，本文主要從以下方面開(kāi)展研究。

（1）系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)方面，整體效果應(yīng)貼近海洋風(fēng)格，簡(jiǎn)潔大方，界面排版突出重點(diǎn)，使得信息查看便捷。

（2）空間數(shù)據(jù)可視化方面，通過(guò)分級(jí)設(shè)計(jì)在不同比例尺展示關(guān)鍵地物信息、觀測(cè)數(shù)據(jù)及關(guān)鍵點(diǎn)預(yù)報(bào)產(chǎn)品，同時(shí)，各類(lèi)信息標(biāo)注形象、分類(lèi)清晰。

（3）時(shí)間序列數(shù)據(jù)可視化方面，主要通過(guò)數(shù)據(jù)曲線及表格進(jìn)行展示。其中，曲線信息豐富，將具參考性的信息涵蓋全面，可分析性強(qiáng)；表格數(shù)據(jù)以最新的數(shù)據(jù)展示為主，分類(lèi)明確。

（4）大面數(shù)值場(chǎng)可視化方面，主要為數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品，展示形式以不同顏色等級(jí)進(jìn)行渲染的柵格圖為主，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)時(shí)序播放，同時(shí)，通過(guò)網(wǎng)格數(shù)據(jù)抽取算法，可提供任意點(diǎn)的數(shù)值曲線展示（黃鑫等，2009）。

3　總體框架

通過(guò)海區(qū)共享網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)安全策略的建立，計(jì)算資源共享、預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)的分工整合、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，逐步建成以海洋觀測(cè)資料共享、海洋預(yù)警報(bào)產(chǎn)品與制作共享、以及海洋減災(zāi)服務(wù)共享為主體的信息共享平臺(tái)。

該共享平臺(tái)集海區(qū)專(zhuān)題地圖資料、觀測(cè)數(shù)據(jù)、預(yù)報(bào)產(chǎn)品、減災(zāi)信息于一體，包括“一網(wǎng)一圖三共享一系統(tǒng)”六大部分，最終實(shí)現(xiàn)“東海區(qū)-省/市”范圍內(nèi)的“觀測(cè)預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)共享→預(yù)報(bào)制作共享→平臺(tái)服務(wù)共享”的一體化、自動(dòng)化業(yè)務(wù)流程，搭建形成涵蓋東海區(qū)各級(jí)預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)的一體化信息共享平臺(tái)框架。

圖2　總體框架設(shè)計(jì)圖

4　技術(shù)路線

4.1共享網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

建立東海區(qū)共享網(wǎng)絡(luò)，規(guī)劃“自留區(qū)”、“對(duì)外發(fā)布區(qū)”、“觀測(cè)數(shù)據(jù)共享區(qū)”、“綜合共享區(qū)”。其中，“自留區(qū)”為各家預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)目前正在運(yùn)行的信息系統(tǒng)所在的網(wǎng)絡(luò)，可根據(jù)成熟度逐步遷移至綜合共享區(qū)；“對(duì)外發(fā)布區(qū)”主要服務(wù)于互聯(lián)網(wǎng)公眾用戶(hù)；“觀測(cè)數(shù)據(jù)共享區(qū)”用于實(shí)現(xiàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸及共享；“綜合共享區(qū)”為省/市及東海分局共享信息的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域，主要部署各類(lèi)預(yù)報(bào)系統(tǒng)，包括高性能計(jì)算資源，數(shù)據(jù)庫(kù)資源等。

4.2東海區(qū)海洋地理信息專(zhuān)題地圖制作

整合、制作一張東海區(qū)統(tǒng)一的海洋地理信息專(zhuān)題地圖，將各類(lèi)基礎(chǔ)地理信息、海洋專(zhuān)題信息、預(yù)報(bào)參考地理信息等集于一體，實(shí)現(xiàn)風(fēng)格統(tǒng)一、信息多樣并全面的專(zhuān)題地圖，為東海區(qū)各級(jí)預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)的信息平臺(tái)開(kāi)發(fā)提供基礎(chǔ)底圖。

東海區(qū)觀測(cè)預(yù)報(bào)專(zhuān)題地圖，主要由行政區(qū)劃圖、遙感圖及專(zhuān)題圖組成。其中，行政區(qū)劃圖及遙感圖包含東海區(qū)沿岸陸地及海島的行政區(qū)域劃分的地理信息，專(zhuān)題圖包含省/市所轄海域的行政區(qū)劃，養(yǎng)殖區(qū)及避災(zāi)區(qū)等重點(diǎn)保障目標(biāo)，港口碼頭、中心漁港、航線、觀測(cè)及調(diào)查設(shè)施等重要地物信息。

圖3　共享網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

4.3三大共享工作流程

本文論述的三大共享工作包括東海區(qū)海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)共享、預(yù)報(bào)產(chǎn)品與制作共享、海洋減災(zāi)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及產(chǎn)品共享。以下將從這三大共享工作展開(kāi)研究。

4.3.1東海區(qū)海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)共享

實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)的共享基于原始觀測(cè)文件，文件的編報(bào)遵循現(xiàn)有的國(guó)家海洋數(shù)據(jù)規(guī)范，通過(guò)國(guó)家海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)省/市海洋預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)向海區(qū)中心實(shí)時(shí)傳輸，海區(qū)中心收集匯總后實(shí)時(shí)下發(fā)至省/市海洋預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)，同時(shí)各級(jí)預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)做好實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸監(jiān)控工作，保障實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)的連續(xù)、穩(wěn)定傳輸。

原始文件共享基于數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)，依托“觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸軟件”實(shí)現(xiàn)文件的共享，同時(shí)由“觀測(cè)數(shù)據(jù)共享監(jiān)控平臺(tái)”實(shí)現(xiàn)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)共享情況的監(jiān)控。

短時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)共享通過(guò)東海預(yù)報(bào)中心的“短時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)抽取中間件”實(shí)現(xiàn)從已業(yè)務(wù)化運(yùn)行的實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)（基礎(chǔ)庫(kù)）中抽取短時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)并錄入至短時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)；通過(guò)“短時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)同步中間件”實(shí)現(xiàn)對(duì)各節(jié)點(diǎn)短時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)的同步，各數(shù)據(jù)庫(kù)分別服務(wù)于各節(jié)點(diǎn)的前臺(tái)顯示平臺(tái)。

圖4　實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)共享工作結(jié)構(gòu)圖

4.3.2東海區(qū)預(yù)報(bào)產(chǎn)品與制作共享

本部分共享工作包括制作工作模式的共享以及產(chǎn)品的共享。主要通過(guò)將預(yù)報(bào)參考資料、東海區(qū)數(shù)值計(jì)算資源進(jìn)行整合，并設(shè)計(jì)統(tǒng)一的預(yù)報(bào)制作軟件，實(shí)現(xiàn)海區(qū)內(nèi)各級(jí)預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)的業(yè)務(wù)工作共享，同時(shí)在制作平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品之間的交流共享。如圖5為預(yù)報(bào)產(chǎn)品共享流程。

主要實(shí)現(xiàn)如下4部分的共享工作：

圖5　預(yù)報(bào)產(chǎn)品共享流程

（1）預(yù)報(bào)參考資料集成

預(yù)報(bào)參考資料來(lái)源廣，如各機(jī)構(gòu)網(wǎng)頁(yè)發(fā)布的預(yù)報(bào)產(chǎn)品及實(shí)況資料等，資料較為分散。本部分工作旨在集中存儲(chǔ)、管理預(yù)報(bào)參考資料，且根據(jù)預(yù)報(bào)員需要及個(gè)人習(xí)慣定制預(yù)報(bào)參考資料的分類(lèi)及展示方式，通過(guò)網(wǎng)頁(yè)形式將各類(lèi)資料進(jìn)行統(tǒng)一發(fā)布。從而加快參考資料的獲取及分析，提升預(yù)報(bào)產(chǎn)品制作效率。

（2）東海區(qū)數(shù)值計(jì)算資源共享

整合和共享東海區(qū)高性能計(jì)算機(jī)資源，用于重要業(yè)務(wù)化數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)的異地備份。在綜合共享區(qū)整合海區(qū)數(shù)值預(yù)報(bào)用高性能計(jì)算機(jī)資源的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)資源的網(wǎng)絡(luò)互通和遠(yuǎn)程登錄。對(duì)高性能計(jì)算機(jī)用戶(hù)資源權(quán)限、計(jì)算任務(wù)等級(jí)等進(jìn)行分級(jí)管理。并建立應(yīng)急調(diào)配方案，實(shí)現(xiàn)故障情況下的遠(yuǎn)程計(jì)算資源統(tǒng)一調(diào)配，保證各機(jī)構(gòu)計(jì)算任務(wù)的穩(wěn)定運(yùn)行。

各預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)對(duì)各自重要業(yè)務(wù)化數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)運(yùn)行架構(gòu)和業(yè)務(wù)化運(yùn)行腳本、數(shù)值預(yù)報(bào)監(jiān)控系統(tǒng)等進(jìn)行修改完善，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)判誤、遠(yuǎn)程啟動(dòng)、自動(dòng)切換的功能，保證重要業(yè)務(wù)化數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，提高數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)穩(wěn)定性。

（3）風(fēng)暴潮預(yù)警報(bào)釋用與產(chǎn)品制作系統(tǒng)共享

本文以風(fēng)暴潮預(yù)警報(bào)制作系統(tǒng)的共享為例進(jìn)行研究，主要實(shí)現(xiàn)風(fēng)暴潮警報(bào)單的制作，并對(duì)各級(jí)預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)的風(fēng)暴潮數(shù)值預(yù)報(bào)結(jié)果進(jìn)行管理。

在潮位數(shù)值產(chǎn)品處理模塊，對(duì)天文潮、數(shù)值預(yù)報(bào)增水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算疊加，并經(jīng)預(yù)報(bào)員圖形化人工修正預(yù)報(bào)增水?dāng)?shù)據(jù)后，對(duì)照警戒潮位信息自動(dòng)根據(jù)風(fēng)暴潮警報(bào)模板生成并打印風(fēng)暴潮警報(bào)單。

在無(wú)數(shù)值預(yù)報(bào)結(jié)果或判斷數(shù)值預(yù)報(bào)結(jié)果偏差較大的情況下，在警報(bào)單制作模塊實(shí)現(xiàn)所見(jiàn)即所得的制作方式?？稍诘貓D上各岸段進(jìn)行點(diǎn)擊后進(jìn)行數(shù)值錄入和編輯，亦可通過(guò)表格錄入潮位預(yù)報(bào)值或警報(bào)文字。人工錄入的岸段潮位預(yù)報(bào)值及相關(guān)文字經(jīng)推送后同時(shí)存入共享數(shù)據(jù)庫(kù)。

在無(wú)需人工干預(yù)的常規(guī)預(yù)報(bào)期間，實(shí)現(xiàn)以上產(chǎn)品的自動(dòng)推送。

（4）東海區(qū)預(yù)報(bào)產(chǎn)品共享

以全國(guó)海洋預(yù)報(bào)產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)工作為基礎(chǔ)，根據(jù)國(guó)家規(guī)范及要求開(kāi)展相應(yīng)工作即可。其中，海區(qū)中心匯集各省市機(jī)構(gòu)的預(yù)報(bào)產(chǎn)品后進(jìn)行統(tǒng)一分發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)警報(bào)產(chǎn)品的規(guī)范化管理和多級(jí)共享，保證各級(jí)機(jī)構(gòu)的預(yù)報(bào)產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)有國(guó)家、海區(qū)、省市等各級(jí)預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)的預(yù)報(bào)產(chǎn)品，為本文共享平臺(tái)提供預(yù)報(bào)產(chǎn)品數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

4.3.3東海區(qū)海洋減災(zāi)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及產(chǎn)品共享

東海區(qū)海洋減災(zāi)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及產(chǎn)品主要包括東海區(qū)沿海高程及警戒潮位核定數(shù)據(jù)，以及以風(fēng)暴潮為主的預(yù)警報(bào)產(chǎn)品。

（1）東海區(qū)沿海高程及警戒潮位核定數(shù)據(jù)集成

以警戒潮位核定岸段劃分為依據(jù)，在東海區(qū)地理信息專(zhuān)題地圖建設(shè)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步收集東海區(qū)內(nèi)沿海各岸段岸堤高程數(shù)據(jù)，以及岸堤后方高程數(shù)據(jù)，并在底圖上進(jìn)行可視化展示。

警戒潮位核定數(shù)據(jù)是通過(guò)收集新、舊警戒潮位核定成果，集成到數(shù)據(jù)庫(kù)后，進(jìn)一步對(duì)各岸段警戒潮位進(jìn)行可視化展示。

（2）東海區(qū)風(fēng)暴潮預(yù)警報(bào)產(chǎn)品共享

建設(shè)風(fēng)暴潮預(yù)警報(bào)產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)海區(qū)、省、市針對(duì)各所轄岸段的風(fēng)暴潮綜合預(yù)報(bào)產(chǎn)品的管理，并在海區(qū)中心及各省市進(jìn)行部署。各級(jí)預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)制作完產(chǎn)品后推送至海區(qū)中心，海區(qū)中心再進(jìn)行分發(fā)。最終海區(qū)各預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)將獲得的全海區(qū)的減災(zāi)產(chǎn)品進(jìn)行入庫(kù)后，用于可視化共享。

4.4東海區(qū)海洋觀測(cè)預(yù)報(bào)減災(zāi)信息可視化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)集成東海區(qū)觀測(cè)數(shù)據(jù)、預(yù)報(bào)產(chǎn)品以及減災(zāi)產(chǎn)品，并進(jìn)行可視化展示。各級(jí)預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)分布式管理數(shù)據(jù)源并進(jìn)行本地發(fā)布，海區(qū)中心負(fù)責(zé)系統(tǒng)功能管理，通過(guò)功能共享模塊實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在各級(jí)節(jié)點(diǎn)的同步更新。

系統(tǒng)包含展示系統(tǒng)與功能共享中間件兩部分，展示系統(tǒng)包括觀測(cè)數(shù)據(jù)、海洋預(yù)報(bào)、防災(zāi)減災(zāi)、臺(tái)風(fēng)專(zhuān)題、系統(tǒng)管理五類(lèi)信息可視化服務(wù)。功能共享中間件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能與數(shù)據(jù)的同步更新。系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)如圖6所示，系統(tǒng)功能界面如圖7所示。

圖6　系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

圖7　岸段潮位預(yù)報(bào)曲線效果圖

5　結(jié)語(yǔ)

本文從“一網(wǎng)一圖三共享一系統(tǒng)”6個(gè)部分對(duì)東海區(qū)海洋觀測(cè)預(yù)報(bào)減災(zāi)信息共享平臺(tái)框架的設(shè)計(jì)及技術(shù)路線展開(kāi)研究，主要研究成果如下：

（1）設(shè)計(jì)了一套海區(qū)共享網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。共享網(wǎng)絡(luò)是共享工作的通訊橋梁，本文在保證數(shù)據(jù)安全及共享通暢的前提下，對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)，提出了四個(gè)網(wǎng)絡(luò)功能區(qū)，且在功能區(qū)之間建立安全策略，形成了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相對(duì)獨(dú)立，數(shù)據(jù)交換相對(duì)暢通的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

（2）提出了東海區(qū)觀測(cè)預(yù)報(bào)專(zhuān)題地圖的設(shè)計(jì)思路。本文主要基于東海分局已有的地圖素材，整合觀測(cè)預(yù)報(bào)專(zhuān)題地理信息，以形成適于觀測(cè)預(yù)報(bào)信息展示的專(zhuān)題地圖，可為各類(lèi)系統(tǒng)提供基礎(chǔ)底圖。

（3）制定了一系列觀測(cè)預(yù)報(bào)減災(zāi)資源共享的工作流程。基于各級(jí)機(jī)構(gòu)之間打通的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通過(guò)研究設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)共享中間件、產(chǎn)品格式規(guī)范等，達(dá)到原始資料的共享目的；同時(shí)，通過(guò)整合預(yù)報(bào)及減災(zāi)數(shù)據(jù)資源、高性能計(jì)算資源，促進(jìn)海區(qū)各級(jí)預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)之間優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，從而達(dá)到提升業(yè)務(wù)工作效率的目的。

（4）設(shè)計(jì)了一套東海區(qū)海洋觀測(cè)預(yù)報(bào)減災(zāi)信息可視化系統(tǒng)。本文基于前文各項(xiàng)數(shù)據(jù)產(chǎn)品的共享成果，開(kāi)展信息集成和可視化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，將專(zhuān)題地圖、觀測(cè)數(shù)據(jù)、預(yù)報(bào)及減災(zāi)產(chǎn)品等進(jìn)行集成及分類(lèi)展示，從而為各類(lèi)共享成果提供了一個(gè)綜合的展示平臺(tái)，為防災(zāi)減災(zāi)工作提供了更實(shí)時(shí)、便捷、直觀的輔助決策手段。

綜上所述，本文研究建立的東海區(qū)海洋觀測(cè)預(yù)報(bào)減災(zāi)信息共享平臺(tái)框架，為各類(lèi)海洋觀測(cè)預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)工作的信息化搭建了一個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)，在此基礎(chǔ)上，將有效實(shí)現(xiàn)海區(qū)各級(jí)預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)之間的資源共享及規(guī)范統(tǒng)一，降低信息化資源開(kāi)發(fā)的冗余，以及提升觀測(cè)預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)工作效率，對(duì)海洋信息化共享工作具有一定的示范意義。

目前，本文的設(shè)計(jì)框架與技術(shù)路線已應(yīng)用于“東海區(qū)海洋觀測(cè)預(yù)報(bào)減災(zāi)信息共享平臺(tái)”項(xiàng)目的建設(shè)，其詳細(xì)設(shè)計(jì)方案已完成，即將投入建設(shè)。

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（本文編輯：袁澤軼）

Technology research and design on the sharing framework of observation,forecasting and disaster reduction information in the East China Sea

WANG Li-lin,XUE Jia-li,GONG Mao-xun,XIAO Wen-jun

（East China Sea Marine Forecast Center of SOA,Shanghai 200136,China）

The design of the East China Sea Sharing Network,thematic map on the observation and forecasting,and the sharing work flow on observation data and forecast products are researched,aiming to build a set of sharing framework, including observation data and forecast products,forecast producing and information platform service.The platform mainly uses database and middleware to realize the sharing of observation data and forecast products,and through the design of storm surge forecasting system and computing resource integration scheme,to build the work mode and realize the sharing of resources,moreover,to make the most use of forecasting resources.Finally,based on WebGIS,by means of building a set of information sharing platform,it realizes the publication of thematic map,observation data,forecasting products and disaster reduction information.Though the whole research,an integrated and automatic sharing work flow of observation data-forecast producing-platform service is eventually achieved in the paper.

marine observation;marine forecasting;disaster prevention and mitigation;sharing platform

P457.8

A

1001-6932（2016）04-0449-08

10.11840/j.issn.1001-6392.2016.04.013

2015-04-16；

2015-06-29

王麗琳 （1979-），女，碩士，高級(jí)工程師，主要從事海洋信息技術(shù)研究。電子郵箱：wanglilin@@eastsea.gov.cn。

薛佳麗，碩士，工程師。電子郵箱：xuejiali@eastsea.gov.cn。