云南省级气象信息存储共享系统云南省级气象信息存储共享系统 可行性研究报告可行性研究报告 云云南南省省气气象象局局 2 20 00 06 6 年年 4 4 月月 I 目目 录录 1 建设目的意义1 1.1 目的1 1.2 意义2 1.3 项目开展必要性3 2 现状及发展趋势5 2.1 现状5 2.2 发展趋势8 3 需求分析10 3.1 气象信息存储需求.10 3.2 气象预报、服务业务发展的需求.14 3.3 气象信息资源开发利用的需求.14 3.4 经济社会发展对气象信息的需求.15 3.5 系统功能与性能需求.15 3.5.1 系统功能需求15 3.5.2 系统性能需求22 4 建设内容26 4.1 网络存储26 4.2 数据库27 4.3 信息共享平台27 4.3 异地数据灾难备份27 5 信息存储共享的主流技术28 5.1 网络存储28 5.1.1现有信息网络存储的主流技术.28 5.1.2 SAN的主流技术32 5.2 数据库技术35 5.2.1主流数据库.35 5.2.2 数据仓库技术39 II 5.3 信息共享技术40 6 项目的技术方案40 6.1 网络存储.40 6.2 数据库.42 6.2.1气象资料的分类.42 6.2.2各类资料的存储方式.42 6.2.3主流数据库产品分析.43 6.2.4数据仓库.44 6.3 信息共享平台.45 6.3.1建设原则.45 6.3.2总体设计.46 6.3.3主要功能设计.49 6.3.4技术关键及应对措施.50 7 项目关键和应对措施52 8 项目可行性和经济可行性53 8.1 技术可行性.53 8.2 工程可行性.54 8.3 经济可行性.54 8.4 环境可行性.54 9 投资估算和进度安排54 9.1 投资估算.54 9.2 进度安排.56 10 经济效益、社会效益分析56 11 负责单位审核意见59 1 1 建设目的意义 1.1 目的 云南省气象信息存储共享系统既是国家气象信息系统乃至国家 基础信息系统的组成部分，又是云南省级基础信息系统的重要组成 部分。在国家气象信息共享平台建设的基础上，增强气象信息的自 动存储、加工处理和综合分析应用能力，满足气象业务现代化的需 要,实现与部门内外的信息共享。 1.1.1 提高气象信息的存储管理能力提高气象信息的存储管理能力 随着气象卫星、多普勒雷达、气象自动观测站等现代探测技术 和网络通讯技术的快速发展、目前获取的气象观测数据、资料成倍 增长。通过项目建设，运用当今先进的计算机计算、存储技术和计 算机网络技术，积极推进云南气象信息共享平台建设；统一数据源， 提高气象资料的一致性。对观测信息进行科学组织、管理、存储， 为各部门提供快捷、高效、准确、全方位的气象信息服务。 1.1.2 建设气象信息服务系统建设气象信息服务系统 建成先进的省级气象信息共享平台和现代化的气象信息服务系 统，实现连通相关行业的信息中心的气象信息交换与信息共享，建 成以数据库为核心的存储共享系统，实现信息管理的自动化和规范 化。 1.1.3 实现气象信息共享实现气象信息共享 利用云南省气象宽带光纤通信网络、网络存储系统、分布式数 2 据库，形成纵向和全国气象部门、横向和云南省相关部门联通的气 象通信和信息交换共享业务，充分发挥气象信息和网络资源优势， 统一组织和管理云南省气象局所收集的省内乃至全球范围的观测资 料及其分析加工产品，实现气象信息的共享和服务。 1.1.4 异地存储提高气象信息安全性异地存储提高气象信息安全性 气象信息是气象业务、气象科研和服务发展的不可缺少的基础， 是无数气象科研工作者心血的结晶。通过基于网络的异地数据灾难 备份的建设，能极大的提高气象信息的安全性。 1.2 意义 1.2.1 充分发挥气象信息资源的使用效益充分发挥气象信息资源的使用效益 随着社会的进步和经济的发展，人们对天气、气候的变化越来 越敏感，相关领域的科学研究对气象数据信息的需求和应用越来越 广泛。特别是在气象部门内部，随着科技的进步和社会需求的发展， 气候资源的利用、预报服务、数值预报的应用、高性能计算以及研 究型业务的开展，对气象资料的规范化、实时化、共享化的要求越 来越高，通过建设气象信息存储共享系统来提高气象信息化水平已 成为云南气象发展的必然。 本项目一方面提供基本气象资料并汇集其生成的各种气象服务 产品，另一方面又对部门外部非商业用户提供气象资料服务而成为 气象资料服务的主窗口。本项目的开展将提升气象资料的使用效益， 为科技创新、政府决策、经济建设、国防安全和社会公众提供多层 次的全面的气象科学数据服务。 3 1.2.2 提高气象信息资源的管理水平和共享能力 气象在人类挽救自身生命和财产的努力中具有独特的作用，气 象服务的公益性质和互惠互利性质，决定了气象信息资源的共享具 有一定的基础，但提升其共享水平也存在着很大的局限性。 目前云南气象部门的省、市（州） 、县三级宽带网络已建设业完 成，全省所有市（州） 、县都通过光纤通信网与省级中心联成广域网 络。随着自动气象站、自动雨量气温双要素站、自动雨量站的建设， 各级各类资料大幅增加，目前我省已形成了基本的基础资料信息共 享。但由于存在诸多原因，我省大量的历史资料、实时资料等气象 信息的管理和共享主要采用半人工方式，缺乏联机自动检索和加工 处理能力，随着气象与其他相关单位的信息交互日渐频繁，信息量 不断增加，现在的信息存储能力难以满足业务、科研发展的需要， 气象信息人工存储方式的缺陷日益显现，我省气象部门的气象信息 资源的管理水平和共享能力还远远不能满足内部需求，更不能够满 足日益发展的社会需求。 本项目将以信息存储管理、共享服务需求开展研究，将显著提 高云南省气象信息的科学管理水平，增强气象信息资源的共享能力， 提高全省业务服务能力。 1.3 项目开展必要性 1.3.1 满足业务科研需要满足业务科研需要 随着网络通讯技术、新一代数值预报技术和天气预报业务的飞 速发展、以气象自动观测站、多普勒雷达为核心的省级新一代气象 4 综合探测系统的建成和投入业务使用，使我省可获取的气象数据资 料量呈海量增加，所有这些，都对气象数据存储共享提出了迫切的 需求和严峻的挑战。 建立省级数据存储共享系统，对数量庞大的信息进行科学地组 织、管理、存储和使用，实现快捷、高效、准确、全方位气象资料 服务，是气象业务、科研及社会经济建设的需要。省级数据存储共 享系统的建设，将大大提高气象数据的收集服务能力，扩展收集的 覆盖面及处理时效，满足云南省气象业务、气象科研不断发展的需 要。 1.3.2 满足服务需要 社会进步、经济发展和科学研究对气象资料的社会共享提出了 迫切的要求。对大数据量气象信息服务，用户一方面提出很高的时 效要求；另一方面又要有统一数据源，提高可靠的气象信息。 云南省级气象信息存储共享系统的建设，将大大地提高我省气 象数据收集、服务的能力，极大地扩展收集的覆盖面及处理时效， 为国民经济宏观决策，如应用气候规律开发云南，指导政府经济建 设、在减灾防灾制定重大决策中发挥作用。近年来，随着我省国民 经济的持续、快速发展，各行各业对气候资料的需求大幅增加。尤 其是对国家安全和军事战略具有重要意义的气候资料尤其是高空资 料的需求极大增加，在开发西部的战略指导下，云南的发展急需气 候资料部门提供详实、全面的全省气候环境数据，以指导我省合理 开发。尽快建设气象信息存储共享系统，以满足国民经济发展和国 5 防建设、保卫国家安全及领土完整、减灾防灾的需要是十分迫切的。 2 现状及发展趋势 2.1 现状 气象信息存储管理作为基础气象业务工作受到越来越高度的重 视，包括资料收集、加工处理、存储和服务的数据管理工作在标准 化、规范化和现代化方面取得了重要进步。经过多年的努力，越来 越多的历史资料已经成为可供计算机管理的数字化资料，主要的气 象资料已经进入数据库系统进行管理和服务，已经建立的大量标准、 规范的可供用户直接使用的数据集产品，使气象资料的完整性、安 全性和准确性得到越来越多的保障。以气象通信网络、高性能计算 技术为代表的我省气象信息网络系统的发展已取得长足进步，以 Sybase、SQL Server 为主的商用数据库管理系统在我省的气象信息 业务中得到初步应用，以数据为中心的业务流程正在逐步形成。省 局大院内的各单位以及部分市（州）气象局从自己的业务工作需要 出发，陆续建立起针对本单位工作内容所需要的资料管理系统；这 些资料管理系统有些是配有资料输入、处理、管理、检索、以及备 份归档，并带有一定监控等功能的较为完整、完备和规范的工作流 程，并建立在较为可靠的硬件、软件平台上的业务系统，有些则相 对简单，有些甚至仅仅是一些资料的累计，既无相应的信息检索功 能，更没有质量控制、管理维护等措施。 随着气象科技的发展，我省大气探测系统将以自动观测站、特 6 种气象要素观测、大气本底站、多谱勒雷达、气象卫星、EOS 资源 卫星等为核心建设新一代气象综合探测系统，获取的气象资料将呈 海量增加。气象信息的增加和政府、社会服务需求的不断增长，现 有的气象信息系统已不适应气象事业发展的需要，主要体现在: 现有信息存储能力不足，管理效率不高，影响相关业务的开现有信息存储能力不足，管理效率不高，影响相关业务的开 展展 现有气象资料种类较多，数据量较大。其中，常规观测资料 （包括农气资料、业务服务产品资料等）数据量较小；而数值模式 资料、卫星观测资料以及天气雷达观测及产品资料的数据量较大。 由于缺少较好的存储系统，不同的信息暂存于不同的计算机和多种 介质上，没有掌握对气象信息控制的主动权，无法对气象信息进行 有效的控制，使得气象信息的综合处理不仅费时、费力，且无法在 有效时间内获得业务或服务用气象数据。服务器系统几乎都是以单 机形式运行，缺乏容错保护功能，很容易因某一服务器故障而导致 业务的短时中断；运行在各计算机系统上的业务作业没有统一的数 据来源、数据格式和缺少二进制代码级的兼容。 管理分散、使用不便管理分散、使用不便 由于历史原因，资料管理工作一直未能很好解决，各类数据库 系统分散于不同的部门。到目前为止，云南省气象档案馆所真正掌 握的完整的气象资料仍仅限于常规气象观测资料及其相关的统计产 品，其它如数值预报产品、数值分析产品、卫星观测及产品资料、 雷达观测及产品资料、特种观测资料等资料的管理分散，保存时间 7 不能满足业务及研究的需求，而且大量的数据使用后就丢弃没有延 续保存，管理的疏漏导致资料使用的不便，以致影响一些业务及研 究工作的开展。由于现有数据库的容量有限，致使大量的气象信息 资料存储在光盘上，没有联机自动存储能力，对数据备份、信息的 使用以及信息管理均有一定的影响。同时，部分常用的观测和产品 资料由于未做进一步的加工处理，使得众多的用户重复进行报文解 码和质量控制工作。 资料管理和服务缺少统一规范资料管理和服务缺少统一规范 我省气象资料的管理还没有统一的规范，无论是在数据的收集、 加工处理，还是在数据本身的格式上都没有形成统一的符合业务标 准的规范；在数据的服务上，既没有统一的提供者，也没有统一的 数据源，更没有规范的支持用户检索获取数据软硬件环境。 信息资源的开发利用水平和共享程度低信息资源的开发利用水平和共享程度低 尽管随着新的大气探测技术和业务的发展，各类气象信息资料 大量增加，但存在着条块分割和数据壁垒的问题。由于历史原因， 云南省局内已建立的各数据库系统相对孤立，没有共享功能，整体 性弱。各业务、科研系统为了自身系统运行的需要，只好另行建立 基于本系统需求的资料库，或从对应的数据库中提取有关资料，保 存于本地，虽然这些资料库中的大部分资料在其他数据库中已经存 在，造成信息资源的严重浪费。目前，我局除实时气象资料能够实 现联机调用外，大量的历史资料及特种观测信息检索主要采用半人 工方式，缺乏联机自动检索和加工处理功能，自动加工处理能力明 8 显不足，虽然已有部分资料在局域网内实现了共享