气象地理信息系统

1.WebGIS技术
    面向市民提供精细化天气预报信息发布和灾害信息发布，因此为了解决GIS技术与WEB技术的无缝集成，需要采用WebGIS技术。
WebGIS技术即互联网GIS技术，它是Web技术应用于GIS开发的产物。GIS通过WWW功能的扩展，真正成为一种大众使用的工具。Internet用户从任意一个WWW节点进入，可以浏览WebGIS站点中的空间数据、专题地图，进行各种空间查询和空间分析，从而使GIS进入千家万户。
WebGIS还可以应用于Intranet建立企业/部门内部的网络GIS，从而可以在科研机构、政府职能部门、企事业单位中得到广泛应用，WebGIS提供了一种易于维护的分布式GIS解决方案。WebGIS具有以下特点：

1.1全球化的应用
    全球范围内任意一个WWW节点的Internet用户都可以访问WebGIS服务其提供的各种GIS服务，甚至还可以进行全球范围内的GIS数据更新。

1.2真正大众化的GIS
    由于Internet的爆炸性发展，Internet服务正在进入千家万户，WebGIS给更多用户提供了使用GIS的机会。终端用户的经济和技术负担的降低更加扩大了GIS的潜在用户范围。而以往的GIS由于成本高和技术难度大，往往成为少数专家拥有的专业工具，很难推广。

1.3良好的可扩展性
    WebGIS很容易跟Internet中的其它信息服务进行无缝集成，可以建立灵活多变的GIS应用。

2.基于B/S结构的软件体系结构组织
    在传统MIS领域Client/Server结构已经成熟，Internet/Intranet技术应用也较广泛。在GIS领域Internet/Intranet技术是未来的发展方向之一。本系统是MIS与GIS结合的系统，在系统的开发过程中将主要采用最新的B/S结构体系。
Internet极其支撑技术的不断发展，尤其是WWW技术的不断完善，给全球经济及企业带来了新的发展活力，各种与Internet技术相结合的应用软件相继出现，GIS与Internet结合，形成一种全新的GIS应用系统，即InternetGIS，这种体系结构是传统C/S结构的进一步发展和飞跃，它使得用户可以在任何地方共享GIS数据和操作，从而达到真正的分布式应用，也为全球“数字地球”计划提供了重要的技术支持。概括的说，InternetGIS就是建立在Internet基础上，符合各种网络协议及标准的空间信息处理与应用系统。基于B/S结构的InternetGIS构架，使得用户可通过浏览器进行空间数据的查询、处理及分析，共享Internet上任一个结点及GIS服务器提供的GIS服务，同时，客户机不在需要安装GIS庞大的应用软件，真正实现了瘦客户机的目标，可以节省大量的经济和技术投资。
基于Web的B/S结构的应用具有以下的优势：

2.1分布式应用
    基础空间信息本身具有分布式特征，这种特征要求对其进行分布式组织与处理，基于B/S结构的InternetGIS解决了各种数据源的地理信息获取方法，应用服务器借助通讯接口侦听用户GIS处理和分析请求，经过分析将消息传达给Web服务器，由服务器给出客户响应，从而实现分布式应用。

2.2跨平台应用
    基于B/S结构的InternetGIS客户端由于使用通用的Web浏览器，用户可以访问和获取网络上任一个GIS服务器端的数据，而与服务器端的操作系统、GIS软件平台无关，通过动态选取服务器端的应用部件及数据，协同处理与分析，以实现不同平台、异构数据的GIS应用需求。

2.3易于部署和管理
    基于B/S的InternetGIS构架，可省去客户机昂贵的GIS应用软件，大规模降低成本，同时，大量的开发和管理工作集中于应用层和数据服务层，减少了客户机端的软件维护和管理工作。这种构架还减少了GIS操作的难度，使得非专业用户也可以通过简单的交互式界面完成通用的GIS应用功能。
考虑到以后的信息共享和用户操作的需要，地理信息平台主要采用基于Web的B/S三层甚至是多层体系结构（图2-1）。

3.组件式GIS技术
在本期气象地理信息系统建设项目中，首要的问题是要根据当前和长远的业务需求，开发一个气象地理信息系统业务平台，将GIS技术强大的空间数据管理、模型分析和打印制图等功能应用于气象站点信息管理，气象指标插值计算，灾害预测和评估，等值线图、色斑图、台风路径图等制图功能。为了达到这些目的，需要在现有的GIS软件产品的基础上定制，结合业务需求进行定制和扩展。在此过程中，采用组件式GIS技术是最理想的选择。
组件式GIS（Components GIS，简称ComGIS）是随着IT技术整体组件化趋势的发展而发展起来的新一代GIS技术。其基本思想是把GIS的各大功能模块划分为几个控件，每个控件完成不同的功能。各个GIS控件之间，以及GIS控件与其它非GIS控件之间，可以方便地通过可视化的软件开发工具集成起来，形成最终的GIS应用。控件如同一堆各式各样的积木，他们分别实现不同的功能(包括GIS和非GIS功能)，根据需要把实现各种功能的 “积木”搭建起来，就构成应用系统。
ComGIS的发展符合当今软件技术的发展潮流，同时也极大地方便了应用系统集成。同传统的GIS比较，这一技术具有以下几方面特点：
3.1真正的系统无缝集成
ComGIS不依赖于某一种开发语言，可以嵌入通用的开发环境(如：Visual Basic和Delphi等等)中实现GIS功能，专业模型则可以使用这些通用开发环境来实现，也可以插入其它的专业性模型分析控件。因此，使用ComGIS可以实现高效、无缝的系统集成见下图

3.2使用通用开发语言
    传统GIS往往必须使用独立的二次开发语言进行开发，如Arc/Info的AML、MGE的MDL、MapInfo的MapBasic等。对GIS基础软件开发者而言，设计一套二次开发语言是不小的负担，同时二次开发语言对用户和应用开发者而言也存在学习上的负担，而且使用系统所提供的二次开发语言，开发往往受到限制，难以处理复杂问题。
ComGIS则不需要额外的GIS二次开发语言，只需实现GIS的基本功能函数，按照Microsoft的ActiveX控件标准开发接口。这有利于减轻GIS软件开发者的负担，而且增强了GIS软件的可扩展性。GIS应用开发者，不必掌握额外的GIS开发语言，只需熟悉基于Windows平台的通用集成开发环境，以及ComGIS各个控件的属性、方法和事件，就可以完成应用系统的开发和集成。目前，可供选择的开发环境很多，如Visual C++、Visual Basic、Visual FoxPro、Borland C++、Delphi、C++ Builder以及Power Builder等等。

3.3真正大众化的GIS
    组件式技术已经成为业界标准，用户可以象使用其它ActiveX控件一样使用ComGIS控件，使非专业的普通用户也能够开发和集成GIS应用系统，推动了GIS大众化进程。ComGIS 的出现使GIS不仅是专家们的专业分析工具，同时也成为普通用户对地理相关数据进行管理的可视化工具。

3.4较低的总体拥有成本（TCO）
    由于传统GIS结构的封闭性，往往使得软件本身变得越来越庞大，不同系统的交互性差，系统的开发难度大。ComGIS提供实现空间数据的采集、存储、管理、分析和仿真等功能，至于其它非GIS功能(如关系数据库管理、统计图表制作等)则可以使用专业厂商提供的专门组件，有利于降低GIS软件开发成本。另一方面，ComGIS本身又可以划分为多个控件，分别完成不同功能。用户可以根据实际需要选择所需控件，最大限度地降低了用户的经济负担。

4.空间数据库技术
    传统的GIS采用的空间数据存储方式一般是采用专用的文件方式来存储空间数据的。这种方式对于只需要管理和使用少量的空间数据的系统是可行的，但是，数据超过一定的量时就显得力不从心了。在本项目中，涉及到的空间数据不仅包括的详细的背景地图数据，而且还必然涉及到大量的气象观测数据、中间数据和预报结果产品和大量的气象卫星遥感影像数据，数据量非常大，并且随着应用的深入，数据量还会不断地增长。为此，拟采用空间数据库技术解决系统中涉及到的空间数据的存储和管理问题。
空间数据库技术是当前GIS技术发展的最新趋势，它采用关系数据库来存储空间数据，从而实现空间数据与属性数据的一体化存储，也即地图数据与业务数据的一体化存储。
空间数据库技术具有如下特点：

4.1真正的一体化存储
    当前最为流行的空间数据库技术都是基于关系型数据库进行空间数据管理能力的扩展，在存储上直接利用关系数据库的存储结构来存储空间数据，空间数据和非空间数据的通过关键词段关联。由于空间数据和非空间数据在存储上并无本质的不同，都对应着数据库中的表，这意味着空间数据与非空间数据一体化集成，实现了真正的一体化存储和无缝集成。

4.2海量数据的管理
    关系数据库发展历史较长，在大量数据管理、数据备份与恢复、数据的一致性等方面积累了相当成熟的经验，而且在此基础上已经发展了各种各样的开发工具，对于海量数据的处理、分析、管理具有相当多的优势。
图2-3. 空间数据库存储原理示意图

4.3集中化数据服务
    空间数据库系统可以充分利用RDBMS数据管理的功能，利用SQL语言对空间与非空间数据进行操作，同时可以利用关系数据库的海量数据管理、事务处理（Transaction）、记录锁定、并发控制、数据仓库等功能。与传统的基于文件方式的空间数据管理模式相比较，具有安全性高、并发性能好、对海量数据的管理能力强等优点。是否使用空间数据库技术，已经成为衡量一个系统先进与否的标准之一。

5.多源空间数据无缝集成技术
    采用的GIS平台和空间数据引擎能够同时支持多种形式的空间数据库和数据格式。能够完成由空间数据库到各种交换格式的输入输出。
能够直接读取常用交换格式包括：常见交换格式，如DXF、SDB、DWG、VCT、TIF、GeoTIF、BMP、JPG等；
支持转换大多数常用的图形数据格式，如DWG、Coverage、Tab等；支持国家标准交换格式，如VCT等；支持多种影像文件格式，如TIF、GeoTIF、BMP、JPG、ECW、MrSID等。
采用的空间数据引擎要求支持SQL Server、Oracle等大型的关系数据库管理系统，同时，也要支持第三方的空间数据库产品，如SDE、Oracle Spatial、SuperMap SDX等，空间数据引擎支持空间拓扑关系。