1、.1第一章 氣象信息系統概述.2 本章從我國氣象信息系統的基本概念、發展歷程、地位作用、組織機構、氣象部門各級信息系統業務布局等方面入手，對氣象信息系統進行了概括性介紹。n1、氣象信息系統的基本概念n2、氣象信息系統發展歷程n3、氣象信息系統現狀概述.31、氣象信息系統的基本概念1.1信息技術 信息技術（information technology， IT）是用于管理和處理信息所采用的各種技術的總稱，常常被稱為信息和通信技術（ information and communication technology, ICT）。 從學科的角度看，信息技術體系包括管理和技術兩部分。.4信息技術包括以下幾

2、個方面：（1）感測與識別技術：擴展人們獲取信息的感覺器官功能（2）信息傳遞技術：實現信息快速、可靠、安全的傳輸。（3）信息處理與再生技術：信息的編碼、壓縮、加密、計算，挖掘。（4）信息施用技術：根據“挖掘”信息來確定系統行為活動的相關技術。.51.2信息系統 信息系統（information system，IS）是與信息加工、信息傳遞、信息存儲、信息利用等有關的系統。 現代信息系統的特點，采用現代信息技術的信息系統：（1）以數字技術為基礎（2）是基于微處理技術.6信息系統模型：（1）信息數據（2）信息輸入（3）數據處理/信息處理（4）信息輸出（5）過程控制和結果反饋 信息系統的涵蓋面包括數據處

3、理系統、管理信息系統、決策支持系統和辦公自動化系統等主要領域。.7數據處理系統（data processing system，DPS）是由設備、方法、過程以及技術人員所組成并完成特定的數據處理功能的系統，包括對數據進行收集、存儲、傳輸或變換等過程。管理信息系統（management information system，MIS）是收集、存儲和分析信息，向服務對象提供有用信息的系統。決策支持系統（decision support system，DSS）是把數據處理的功能和各種模型等決策工具結合起來，以幫助決策的信息處理系統。.8辦公自動化系統（office automation，OA）是由計算機

4、、辦公自動化軟件、通信網絡等設備組成，幫助辦公過程實現一定程度自動化的系統。.91.3氣象信息系統 氣象信息系統就是氣象業務系統中的信息系統，或者說是具備信息系統屬性的氣象業務系統。 在氣象部門中，與氣象工作相關的所有事務性工作都屬于“氣象業務”范疇。和天氣、氣候等基本氣象業務一樣，通信、場地環境、資料處理及管理服務、影視服務產品制作等工作也屬于氣象業務。而財務、人事、科技管理、文秘等由于其服務與氣象部門，也是氣象業務的重要組成部分。氣象業務系統，就是完成上述氣象業務工作的業務系統的總稱。.10氣象業務系統的四要素（1）業務目標：系統建設和運行所需完成的既定氣象業務工作。（2）業務規則：實現業

5、務目標的具體條件和路徑。（3）技術手段：業務規則得以實現的具體方法，它和業務規則互為因果關系。（4）保障措施：既包括物理環境，也包括邏輯及信息環境，其和業務系統沒有必然聯系。.11氣象業務系統的主要特征（1）科學性：氣象工作要求業務系統所產生的結果是唯一的。（2）及時性：氣象工作要求業務系統必須滿足時效性要求。（3）穩定性：氣象工作要求業務系統在運行過程中是相當穩定可靠的。（4）可維護性：根據系統日常運行所出現的問題反饋，形成解決方案，促進系統不斷更新和優化，以適應不斷增長的新需求。.12氣象業務系統的基本要求 氣象業務系統應具備氣象業務和信息系統的雙重標準：（1）采用現代信息技術作為基礎技術

6、架構。（2）具備信息系統的基本特征。（3）具備氣象業務系統的基本特性。.13良性氣象業務系統的判定標準 判定一個氣象業務系統是否是良性的。除驗證其是否實現系統的設計目標外，還須考察其是否具備可行的保障措施。（1）具備針對全系統運行狀態的監視及預警功能。（2）配備有一套完善的切實可行的運行維護規范。（3）已經在真實環境下連續正常運行3個月以上。（4）配備有一套針對可能出現的突發事件的應急預 案。.142、氣象信息系統發展歷程2.1通信網絡的發展 氣象通信網絡的發展主要經歷了莫爾斯通信、電傳通信、無線傳真、計算機通信、網絡通信、衛星通信和寬帶地面通信相結合的幾個階段。.15（1）莫爾斯通信 20世

7、紀50年代，資料收集依靠人工手抄氣象莫爾斯電報完成，資料分發使用莫爾斯廣播，由于莫爾斯電報通信和莫爾斯廣播均使用無線電短波傳輸，信號受環境影響大，通信質量無法保證。（2）電傳通信 1956年我國開始建設氣象干線電傳網，將無線廣播傳輸改為了有線電傳電路（電傳打字機 ）。1970年第一組氣象移頻電傳廣播投入業務使用，結束了我國手抄莫爾斯廣播的歷史。.16（3）無線傳真 20世紀60年代，北京通信臺首先使用傳真接收機接收國外的傳真。1974年10月我國第一組氣象傳真廣播開播，臺名為北京氣象傳真廣播，同時各級氣象臺站裝備了國產單邊帶接收機、氣象傳真接收機等設備，接收中央氣象臺播發的各種天氣圖，使基層臺

8、站實時氣象資料大大增加。（4）計算機通信 1973年，WMO將北京列為全球電信系統（GTS）主干網及其支線上的區域通信樞紐，我國氣象通信系統開始正式進入全球氣象通信網。1977年12月北京-東京氣象電路，1980年8月北京-奧芬巴赫氣象電路開通。.17 1980年1月我國的“北京氣象通信樞紐工程”（BQS系統）正式投入業務運行，結束了長達30年的高度依賴于人工的低速氣象通信狀態， BQS系統采用M-150和M-160計算機系統進行自動化處理，首次實現了我國氣象信息收集、傳輸和交換的自動化。 1991年6月國家氣象中心建成了第二代國際氣象通信系統（第二代BQS）。 2005年5月第三代BQS投入

9、實時業務運行。.18（5）網絡通信 20世紀70-80年代，發達國家已經開始進入網絡技術應用階段。1993年4月計算機廣域網傳輸技術在全國推廣，該技術使通過網絡傳輸的資料種類有了明顯增加，日傳輸信息量增加了20倍，國內外地面報的傳輸時效提高了1-1.5小時，高空觀測報提前了1小時，大大提高了氣象資料傳輸效率。 1991年在中國氣象局大院建成我國第一個高性能的高速局域網CDCnet。 2001年11月中國氣象局大院正式建成骨干網絡系統，形成以光纖千兆以太網為主干的國家一級信息“高速公路”。.19（6）衛星廣播 享有“金氣工程”之譽的氣象衛星綜合業務系統（9210工程）從1992年開始籌建，199

10、9年正式投入業務運行。它是新一代氣象通信系統工程，采用了衛星通信、計算機網格、分布式數據庫、數字程控交換等先進技術，建設了一個以衛星通信為主，地面通信為輔，以專網為主、公網為輔的集中控制、分級管理的現代化綜合氣象信息網絡系統。9210系統的突出特點是傳輸信息量大、時效快、覆蓋面廣，大大改善了國內氣象通信能力。 目前正在建設的通信網絡項目有：全國氣象寬帶網絡系統，新一代氣象數據廣播系統CMAcast等。.202.2計算機應用的發展（1）早期的國產計算機應用 1967年，中央氣象局批準氣象科學研究院購置國產DJS-6計算機（108計算機），從此我國氣象部門有了第一臺每秒運算5-7萬次浮點運算的電子

11、計算機。 1970年10月國家氣象中心氣候資料室安裝了2臺DJS-C2晶體管計算機（111計算機）。 1978年，北京大學電子儀器廠生產的DJS-11計算機（150-3計算機）在國家氣象中心安裝落戶。.21（2）微型計算機應用 微機轉報系統：用于省一級的自動氣象轉報系統和自動填圖系統，取代了省級的人工通信和手工填圖。 氣候資料加工：1985年開始使用微機編制地面、高空、日輻射等觀測記錄月報表的應用軟件，改變了氣候資料處理“一把算盤一支筆”的落后面貌。 氣象信息綜合分析處理系統（MICAPS）：1995年開發，提供了較全面的分析工具和較強的交互功能，可以顯示各種氣象數據和圖形并供預報員完成天氣預

12、報圖的生成和修改。.22 氣象探測系統的微機應用：1980年天氣雷達數字傳輸和彩色顯示系統，1983年探空數據自動處理系統，1984年地面觀測編報處理系統。 辦公自動化：1994年10月國家氣象局第一代辦公自動化系統建成，1998年1月第二代辦公自動化系統（Notes系統）投入使用，實現了信息管理、會議管理、業務信息、公文處理等功能。 全國微機應用成果：氣象部門是我國微機應用較早、使用效益較好的部門。1985年12月“全國氣象系統微機開發應用展覽會”上，國務院電子振興辦公室把全國氣象部門列為11大計算機應用部門之一。.23（3）通用計算機應用 通信和填圖自動化：BQS系統建成后，我國的氣象通信

13、和填圖實現了自動化。1980年5月6臺大幅面X-Y平面繪圖機在國家氣象中心投入業務運行，實現了填圖業務的自動化。 資料處理自動化：1985年，中國氣象局引進了M-360計算機，專門用于氣候資料自動化加工處理。 氣象衛星資料處理自動化：1987年，3臺IBM4381為核心的氣象衛星資料接收處理系統建成。該系統利用通信線路把3個衛星地面站和資料處理中心連為了一個整體，實現一體化自動運作。.24 氣象科研的平臺：1985年引進DPS7/717計算機用于中尺度數值模擬，云物理分析，中美氣候考察資料分析等科研課題。.25（4）高性能計算機應用 國家級高性能計算機應用： 1978年11月日立M-170（每

14、秒百萬次） 1989年CYBER962（每秒1480萬次） 1991年CYBER992（每秒3460萬次） 1993年8月銀河II（每秒4億次） 1994年10月CRAY C92（每秒20億次） 1996年-2000年曙光1000A（每秒32億次），銀河III（每秒180億次），IBM SP（每秒720億次） 2004年9月IBM Cluster1600（每秒21.5萬億次）.26 區域和省級高性能計算機應用： 2000年-2010年銀河III，曙光3000，IBM SP，SGI Origin2000等（每秒10億次-9.8萬億次） 2010年-至今曙光4000A， IBM Cluster16

15、00等（每秒100億次-20萬億次） 高性能計算機系統的未來發展：為使我國的氣候模式預測水平達到發達國家的平均水平，未來50年氣候變化預測時效提高1倍，氣候變化預測集合能力提高1倍，中國氣象局計劃未來2-3年建設數百萬級的高性能計算機系統。.272.3資料管理及服務業務的發展（1）氣象資料整編和處理 我國先后進行了六次較大的階段性整編，分別在1952年、1961年、1971年、1981年、1991年和2003年進行，對10年、20年或30年為周期積累的資料進行整編，建立了地面、高空、輻射等資料的數據集或數據庫。（2）氣象資料管理 1984年開始了實時數據庫的研制開發工作，20世紀90年代建立了

16、索引文件管理系統和9210數據庫。2003年“國家級氣象信息存儲管理系統”（MDSS）開始建設，2007年投入業務運行。.28（3）氣象資料和氣象信息的服務 氣象資料服務： 20世紀50年代資料借閱和資料出版物 20世紀80年代后期信息化資料，計算機統計服務 2001年氣象資料共享系統建設，“中國氣象科學數據共享服務網”（）.29 氣象信息服務： 20世紀50-70年代人工處理與廣播發布 20世紀80-90年代網絡化與自動化，媒體發布 20世紀90年代-至今精細化和個性化，媒體發布和信息定制與推送.303、氣象信息系統現狀概述3.1氣象信息系統的組成 目前氣象部門內的氣象信息系統主要由通信系統

17、、網絡系統、計算環境、數據管理與服務幾個部分組成。（1）通信系統 氣象通信系統主要承擔著各類觀測資料、預報預測和服務產品等的收集與分發，對世界氣象組織亞洲區域氣象通信樞紐相關業務進行實時監控等功能。.31（2）網絡系統 氣象網絡系統包括世界氣象組織全球電信系統（WMO GTS）、覆蓋全國的氣象廣域網、各級氣象部門的計算機局域網、互聯網接入網、電子政務外網接入網等，其主要功能是為氣象信息的收集、分發與共享提供高效、安全的數據傳輸途徑和能力，為基于網絡綜合應用系統和計算機資源的共享提供有效、安全的支撐，承擔自身的監控功能。（3）高性能計算系統 高性能氣象計算環境主要是指為數值天氣預報、氣候預測與預估等業務和研究所提供的高性能計算資源。.32（4）數據管理和服務系統 氣象信息服務是指將預報、預測以及觀測等信息進行再組織、評價、選擇與再加工，并使之有序化，成為用戶易于理解、方便利用和有價值的信息，最后通過多種方式將信息傳遞給需要服務的用戶。.333.2氣