云南省省級氣象信息存儲共享系統(tǒng)

1、云南省級氣象信息存儲共享系統(tǒng)云南省級氣象信息存儲共享系統(tǒng) 可行性研究報告可行性研究報告 云云南南省省氣氣象象局局 2 20 00 06 6 年年 4 4 月月 目目錄錄 1 建設(shè)目的意義.1 1.1 目的.1 1.2 意義.2 1.3 項目開展必要性.3 2 現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢.5 2.1 現(xiàn)狀.5 2.2 發(fā)展趨勢.8 3 需求分析.10 3.1 氣象信息存儲需求.10 3.2 氣象預(yù)報、服務(wù)業(yè)務(wù)發(fā)展的需求.14 3.3 氣象信息資源開發(fā)利用的需求.14 3.4 經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對氣象信息的需求.15 3.5 系統(tǒng)功能與性能需求.15 3.5.1 系統(tǒng)功能需求.15 3.5.2 系統(tǒng)性能需求.22

2、4 建設(shè)內(nèi)容.26 4.1 網(wǎng)絡(luò)存儲.26 4.2 數(shù)據(jù)庫.27 4.3 信息共享平臺.27 4.3 異地數(shù)據(jù)災(zāi)難備份.27 5 信息存儲共享的主流技術(shù).28 5.1 網(wǎng)絡(luò)存儲.28 5.1.1現(xiàn)有信息網(wǎng)絡(luò)存儲的主流技術(shù).28 5.1.2 san的主流技術(shù).32 5.2 數(shù)據(jù)庫技術(shù).35 5.2.1主流數(shù)據(jù)庫.35 5.2.2 數(shù)據(jù)倉庫技術(shù).39 5.3 信息共享技術(shù).40 6 項目的技術(shù)方案.40 6.1 網(wǎng)絡(luò)存儲.40 6.2 數(shù)據(jù)庫.42 6.2.1氣象資料的分類.42 6.2.2各類資料的存儲方式.42 6.2.3主流數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品分析.43 6.2.4數(shù)據(jù)倉庫.44 6.3 信息共享平臺

3、.45 6.3.1建設(shè)原則.45 6.3.2總體設(shè)計.46 6.3.3主要功能設(shè)計.49 6.3.4技術(shù)關(guān)鍵及應(yīng)對措施.50 7 項目關(guān)鍵和應(yīng)對措施.52 8 項目可行性和經(jīng)濟(jì)可行性.53 8.1 技術(shù)可行性.53 8.2 工程可行性.54 8.3 經(jīng)濟(jì)可行性.54 8.4 環(huán)境可行性.54 9 投資估算和進(jìn)度安排.54 9.1 投資估算.54 9.2 進(jìn)度安排.56 10 經(jīng)濟(jì)效益、社會效益分析.56 11 負(fù)責(zé)單位審核意見.59 1 建設(shè)目的意義 1.1 目的 云南省氣象信息存儲共享系統(tǒng)既是國家氣象信息系統(tǒng)乃至國家 基礎(chǔ)信息系統(tǒng)的組成部分，又是云南省級基礎(chǔ)信息系統(tǒng)的重要組成 部分。在國家氣

4、象信息共享平臺建設(shè)的基礎(chǔ)上，增強(qiáng)氣象信息的自 動存儲、加工處理和綜合分析應(yīng)用能力，滿足氣象業(yè)務(wù)現(xiàn)代化的需 要,實現(xiàn)與部門內(nèi)外的信息共享。 1.1.1 提高氣象信息的存儲管理能力提高氣象信息的存儲管理能力 隨著氣象衛(wèi)星、多普勒雷達(dá)、氣象自動觀測站等現(xiàn)代探測技術(shù) 和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的快速發(fā)展、目前獲取的氣象觀測數(shù)據(jù)、資料成倍 增長。通過項目建設(shè)，運(yùn)用當(dāng)今先進(jìn)的計算機(jī)計算、存儲技術(shù)和計 算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，積極推進(jìn)云南氣象信息共享平臺建設(shè)；統(tǒng)一數(shù)據(jù)源， 提高氣象資料的一致性。對觀測信息進(jìn)行科學(xué)組織、管理、存儲， 為各部門提供快捷、高效、準(zhǔn)確、全方位的氣象信息服務(wù)。 1.1.2 建設(shè)氣象信息服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)氣象信息

5、服務(wù)系統(tǒng) 建成先進(jìn)的省級氣象信息共享平臺和現(xiàn)代化的氣象信息服務(wù)系 統(tǒng)，實現(xiàn)連通相關(guān)行業(yè)的信息中心的氣象信息交換與信息共享，建 成以數(shù)據(jù)庫為核心的存儲共享系統(tǒng)，實現(xiàn)信息管理的自動化和規(guī)范 化。 1.1.3 實現(xiàn)氣象信息共享實現(xiàn)氣象信息共享 利用云南省氣象寬帶光纖通信網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)、分布式數(shù) 據(jù)庫，形成縱向和全國氣象部門、橫向和云南省相關(guān)部門聯(lián)通的氣 象通信和信息交換共享業(yè)務(wù)，充分發(fā)揮氣象信息和網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)勢， 統(tǒng)一組織和管理云南省氣象局所收集的省內(nèi)乃至全球范圍的觀測資 料及其分析加工產(chǎn)品，實現(xiàn)氣象信息的共享和服務(wù)。 1.1.4 異地存儲提高氣象信息安全性異地存儲提高氣象信息安全性 氣象信息是氣

6、象業(yè)務(wù)、氣象科研和服務(wù)發(fā)展的不可缺少的基礎(chǔ)， 是無數(shù)氣象科研工作者心血的結(jié)晶。通過基于網(wǎng)絡(luò)的異地數(shù)據(jù)災(zāi)難 備份的建設(shè)，能極大的提高氣象信息的安全性。 1.2 意義 1.2.1 充分發(fā)揮氣象信息資源的使用效益充分發(fā)揮氣象信息資源的使用效益 隨著社會的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對天氣、氣候的變化越來 越敏感，相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)研究對氣象數(shù)據(jù)信息的需求和應(yīng)用越來越 廣泛。特別是在氣象部門內(nèi)部，隨著科技的進(jìn)步和社會需求的發(fā)展， 氣候資源的利用、預(yù)報服務(wù)、數(shù)值預(yù)報的應(yīng)用、高性能計算以及研 究型業(yè)務(wù)的開展，對氣象資料的規(guī)范化、實時化、共享化的要求越 來越高，通過建設(shè)氣象信息存儲共享系統(tǒng)來提高氣象信息化水平已 成為

7、云南氣象發(fā)展的必然。 本項目一方面提供基本氣象資料并匯集其生成的各種氣象服務(wù) 產(chǎn)品，另一方面又對部門外部非商業(yè)用戶提供氣象資料服務(wù)而成為 氣象資料服務(wù)的主窗口。本項目的開展將提升氣象資料的使用效益， 為科技創(chuàng)新、政府決策、經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防安全和社會公眾提供多層 次的全面的氣象科學(xué)數(shù)據(jù)服務(wù)。 1.2.2 提高氣象信息資源的管理水平和共享能力 氣象在人類挽救自身生命和財產(chǎn)的努力中具有獨(dú)特的作用，氣 象服務(wù)的公益性質(zhì)和互惠互利性質(zhì)，決定了氣象信息資源的共享具 有一定的基礎(chǔ)，但提升其共享水平也存在著很大的局限性。 目前云南氣象部門的省、市（州） 、縣三級寬帶網(wǎng)絡(luò)已建設(shè)業(yè)完 成，全省所有市（州） 、縣都通

8、過光纖通信網(wǎng)與省級中心聯(lián)成廣域網(wǎng) 絡(luò)。隨著自動氣象站、自動雨量氣溫雙要素站、自動雨量站的建設(shè)， 各級各類資料大幅增加，目前我省已形成了基本的基礎(chǔ)資料信息共 享。但由于存在諸多原因，我省大量的歷史資料、實時資料等氣象 信息的管理和共享主要采用半人工方式，缺乏聯(lián)機(jī)自動檢索和加工 處理能力，隨著氣象與其他相關(guān)單位的信息交互日漸頻繁，信息量 不斷增加，現(xiàn)在的信息存儲能力難以滿足業(yè)務(wù)、科研發(fā)展的需要， 氣象信息人工存儲方式的缺陷日益顯現(xiàn)，我省氣象部門的氣象信息 資源的管理水平和共享能力還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足內(nèi)部需求，更不能夠滿 足日益發(fā)展的社會需求。 本項目將以信息存儲管理、共享服務(wù)需求開展研究，將顯著提 高云

9、南省氣象信息的科學(xué)管理水平，增強(qiáng)氣象信息資源的共享能力， 提高全省業(yè)務(wù)服務(wù)能力。 1.3 項目開展必要性 1.3.1 滿足業(yè)務(wù)科研需要滿足業(yè)務(wù)科研需要 隨著網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、新一代數(shù)值預(yù)報技術(shù)和天氣預(yù)報業(yè)務(wù)的飛 速發(fā)展、以氣象自動觀測站、多普勒雷達(dá)為核心的省級新一代氣象 綜合探測系統(tǒng)的建成和投入業(yè)務(wù)使用，使我省可獲取的氣象數(shù)據(jù)資 料量呈海量增加，所有這些，都對氣象數(shù)據(jù)存儲共享提出了迫切的 需求和嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。 建立省級數(shù)據(jù)存儲共享系統(tǒng)，對數(shù)量龐大的信息進(jìn)行科學(xué)地組 織、管理、存儲和使用，實現(xiàn)快捷、高效、準(zhǔn)確、全方位氣象資料 服務(wù)，是氣象業(yè)務(wù)、科研及社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要。省級數(shù)據(jù)存儲共 享系統(tǒng)的建設(shè)，將

10、大大提高氣象數(shù)據(jù)的收集服務(wù)能力，擴(kuò)展收集的 覆蓋面及處理時效，滿足云南省氣象業(yè)務(wù)、氣象科研不斷發(fā)展的需 要。 1.3.2 滿足服務(wù)需要 社會進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科學(xué)研究對氣象資料的社會共享提出了 迫切的要求。對大數(shù)據(jù)量氣象信息服務(wù)，用戶一方面提出很高的時 效要求；另一方面又要有統(tǒng)一數(shù)據(jù)源，提高可靠的氣象信息。 云南省級氣象信息存儲共享系統(tǒng)的建設(shè)，將大大地提高我省氣 象數(shù)據(jù)收集、服務(wù)的能力，極大地擴(kuò)展收集的覆蓋面及處理時效， 為國民經(jīng)濟(jì)宏觀決策，如應(yīng)用氣候規(guī)律開發(fā)云南，指導(dǎo)政府經(jīng)濟(jì)建 設(shè)、在減災(zāi)防災(zāi)制定重大決策中發(fā)揮作用。近年來，隨著我省國民 經(jīng)濟(jì)的持續(xù)、快速發(fā)展，各行各業(yè)對氣候資料的需求大幅增加。

11、尤 其是對國家安全和軍事戰(zhàn)略具有重要意義的氣候資料尤其是高空資 料的需求極大增加，在開發(fā)西部的戰(zhàn)略指導(dǎo)下，云南的發(fā)展急需氣 候資料部門提供詳實、全面的全省氣候環(huán)境數(shù)據(jù)，以指導(dǎo)我省合理 開發(fā)。盡快建設(shè)氣象信息存儲共享系統(tǒng)，以滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國 防建設(shè)、保衛(wèi)國家安全及領(lǐng)土完整、減災(zāi)防災(zāi)的需要是十分迫切的。 2 現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 2.1 現(xiàn)狀 氣象信息存儲管理作為基礎(chǔ)氣象業(yè)務(wù)工作受到越來越高度的重 視，包括資料收集、加工處理、存儲和服務(wù)的數(shù)據(jù)管理工作在標(biāo)準(zhǔn) 化、規(guī)范化和現(xiàn)代化方面取得了重要進(jìn)步。經(jīng)過多年的努力，越來 越多的歷史資料已經(jīng)成為可供計算機(jī)管理的數(shù)字化資料，主要的氣 象資料已經(jīng)進(jìn)入數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

12、進(jìn)行管理和服務(wù)，已經(jīng)建立的大量標(biāo)準(zhǔn)、 規(guī)范的可供用戶直接使用的數(shù)據(jù)集產(chǎn)品，使氣象資料的完整性、安 全性和準(zhǔn)確性得到越來越多的保障。以氣象通信網(wǎng)絡(luò)、高性能計算 技術(shù)為代表的我省氣象信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的發(fā)展已取得長足進(jìn)步，以 sybase、sql server 為主的商用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)在我省的氣象信息 業(yè)務(wù)中得到初步應(yīng)用，以數(shù)據(jù)為中心的業(yè)務(wù)流程正在逐步形成。省 局大院內(nèi)的各單位以及部分市（州）氣象局從自己的業(yè)務(wù)工作需要 出發(fā)，陸續(xù)建立起針對本單位工作內(nèi)容所需要的資料管理系統(tǒng)；這 些資料管理系統(tǒng)有些是配有資料輸入、處理、管理、檢索、以及備 份歸檔，并帶有一定監(jiān)控等功能的較為完整、完備和規(guī)范的工作流 程，并

13、建立在較為可靠的硬件、軟件平臺上的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，有些則相 對簡單，有些甚至僅僅是一些資料的累計，既無相應(yīng)的信息檢索功 能，更沒有質(zhì)量控制、管理維護(hù)等措施。 隨著氣象科技的發(fā)展，我省大氣探測系統(tǒng)將以自動觀測站、特 種氣象要素觀測、大氣本底站、多譜勒雷達(dá)、氣象衛(wèi)星、eos 資源 衛(wèi)星等為核心建設(shè)新一代氣象綜合探測系統(tǒng)，獲取的氣象資料將呈 海量增加。氣象信息的增加和政府、社會服務(wù)需求的不斷增長，現(xiàn) 有的氣象信息系統(tǒng)已不適應(yīng)氣象事業(yè)發(fā)展的需要，主要體現(xiàn)在: 現(xiàn)有信息存儲能力不足，管理效率不高，影響相關(guān)業(yè)務(wù)的開現(xiàn)有信息存儲能力不足，管理效率不高，影響相關(guān)業(yè)務(wù)的開 展展 現(xiàn)有氣象資料種類較多，數(shù)據(jù)量較大。其中

14、，常規(guī)觀測資料 （包括農(nóng)氣資料、業(yè)務(wù)服務(wù)產(chǎn)品資料等）數(shù)據(jù)量較小；而數(shù)值模式 資料、衛(wèi)星觀測資料以及天氣雷達(dá)觀測及產(chǎn)品資料的數(shù)據(jù)量較大。 由于缺少較好的存儲系統(tǒng)，不同的信息暫存于不同的計算機(jī)和多種 介質(zhì)上，沒有掌握對氣象信息控制的主動權(quán)，無法對氣象信息進(jìn)行 有效的控制，使得氣象信息的綜合處理不僅費(fèi)時、費(fèi)力，且無法在 有效時間內(nèi)獲得業(yè)務(wù)或服務(wù)用氣象數(shù)據(jù)。服務(wù)器系統(tǒng)幾乎都是以單 機(jī)形式運(yùn)行，缺乏容錯保護(hù)功能，很容易因某一服務(wù)器故障而導(dǎo)致 業(yè)務(wù)的短時中斷；運(yùn)行在各計算機(jī)系統(tǒng)上的業(yè)務(wù)作業(yè)沒有統(tǒng)一的數(shù) 據(jù)來源、數(shù)據(jù)格式和缺少二進(jìn)制代碼級的兼容。 管理分散、使用不便管理分散、使用不便 由于歷史原因，資料管理

15、工作一直未能很好解決，各類數(shù)據(jù)庫 系統(tǒng)分散于不同的部門。到目前為止，云南省氣象檔案館所真正掌 握的完整的氣象資料仍僅限于常規(guī)氣象觀測資料及其相關(guān)的統(tǒng)計產(chǎn) 品，其它如數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品、數(shù)值分析產(chǎn)品、衛(wèi)星觀測及產(chǎn)品資料、 雷達(dá)觀測及產(chǎn)品資料、特種觀測資料等資料的管理分散，保存時間 不能滿足業(yè)務(wù)及研究的需求，而且大量的數(shù)據(jù)使用后就丟棄沒有延 續(xù)保存，管理的疏漏導(dǎo)致資料使用的不便，以致影響一些業(yè)務(wù)及研 究工作的開展。由于現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫的容量有限，致使大量的氣象信息 資料存儲在光盤上，沒有聯(lián)機(jī)自動存儲能力，對數(shù)據(jù)備份、信息的 使用以及信息管理均有一定的影響。同時，部分常用的觀測和產(chǎn)品 資料由于未做進(jìn)一步的加工處

16、理，使得眾多的用戶重復(fù)進(jìn)行報文解 碼和質(zhì)量控制工作。 資料管理和服務(wù)缺少統(tǒng)一規(guī)范資料管理和服務(wù)缺少統(tǒng)一規(guī)范 我省氣象資料的管理還沒有統(tǒng)一的規(guī)范，無論是在數(shù)據(jù)的收集、 加工處理，還是在數(shù)據(jù)本身的格式上都沒有形成統(tǒng)一的符合業(yè)務(wù)標(biāo) 準(zhǔn)的規(guī)范；在數(shù)據(jù)的服務(wù)上，既沒有統(tǒng)一的提供者，也沒有統(tǒng)一的 數(shù)據(jù)源，更沒有規(guī)范的支持用戶檢索獲取數(shù)據(jù)軟硬件環(huán)境。 信息資源的開發(fā)利用水平和共享程度低信息資源的開發(fā)利用水平和共享程度低 盡管隨著新的大氣探測技術(shù)和業(yè)務(wù)的發(fā)展，各類氣象信息資料 大量增加，但存在著條塊分割和數(shù)據(jù)壁壘的問題。由于歷史原因， 云南省局內(nèi)已建立的各數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)相對孤立，沒有共享功能，整體 性弱。各業(yè)務(wù)、

17、科研系統(tǒng)為了自身系統(tǒng)運(yùn)行的需要，只好另行建立 基于本系統(tǒng)需求的資料庫，或從對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中提取有關(guān)資料，保 存于本地，雖然這些資料庫中的大部分資料在其他數(shù)據(jù)庫中已經(jīng)存 在，造成信息資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。目前，我局除實時氣象資料能夠?qū)?現(xiàn)聯(lián)機(jī)調(diào)用外，大量的歷史資料及特種觀測信息檢索主要采用半人 工方式，缺乏聯(lián)機(jī)自動檢索和加工處理功能，自動加工處理能力明 顯不足，雖然已有部分資料在局域網(wǎng)內(nèi)實現(xiàn)了共享，但其距離氣 象資料共享管理辦法的要求還有很大差距，共享服務(wù)能力較弱， 不能很好滿足行業(yè)及社會共享需求。 資料庫缺少面向業(yè)務(wù)應(yīng)用的靈活的檢索接口資料庫缺少面向業(yè)務(wù)應(yīng)用的靈活的檢索接口 一般而言，資料庫目前在檢索

18、功能基本上主要有聯(lián)機(jī)檢索和程 序調(diào)用檢索兩種方式：聯(lián)機(jī)檢索基本上局限于資料的瀏覽和下載， 程序調(diào)用檢索則必須在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上運(yùn)行。 目前省局已建立的各數(shù)據(jù)庫在檢索功能大部分僅限于資料的瀏 覽和下載，基本沒有程序檢索功能，大量的應(yīng)用都跑在數(shù)據(jù)庫服務(wù) 器上，勢必影響資料訪問效率，無論從數(shù)據(jù)庫安全，還是數(shù)據(jù)庫服 務(wù)器運(yùn)行能力等方面考慮，都是不科學(xué)的。 由此造成各業(yè)務(wù)、科研系統(tǒng)為了自身系統(tǒng)運(yùn)行的需要，必須另 行建立基于本系統(tǒng)需求的資料庫，雖然這些資料庫中的大部分資料 在公用數(shù)據(jù)庫中已經(jīng)存在。 2.2 發(fā)展趨勢 信息技術(shù)是當(dāng)代發(fā)展最快的技術(shù)之一，信息技術(shù)的飛速發(fā)展為 氣象信息系統(tǒng)發(fā)展提供了良好的發(fā)展機(jī)遇

19、和技術(shù)基礎(chǔ)。 數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)數(shù)據(jù)庫管理技術(shù) 數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬，適合于因特網(wǎng)上各種應(yīng)用 目的的管理技術(shù)將得到更進(jìn)一步的發(fā)展，管理的數(shù)據(jù)類型多樣化， 開發(fā)工具更加豐富、智能化；多級管理技術(shù)、統(tǒng)一透明的應(yīng)用界面 日趨成熟，檢索效率將進(jìn)一步提高；并行數(shù)據(jù)管理技術(shù)更加成熟， 并行查詢算法更加先進(jìn)；分布式數(shù)據(jù)庫管理功能日趨強(qiáng)化，數(shù)據(jù)的 一致性、整合性、安全性等更加完善；數(shù)據(jù)備份功能更加強(qiáng)化，把 數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)作為兩個獨(dú)立的資源，確保數(shù)據(jù)安全，建立一個 高效、合理和安全的數(shù)據(jù)備份機(jī)制，是當(dāng)今各大數(shù)據(jù)庫開發(fā)商追逐 的方向。 數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù) 由傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)倉庫向動態(tài)數(shù)

20、據(jù)倉庫發(fā)展。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)倉庫提供 的決策信息是戰(zhàn)略性的、長期的；動態(tài)數(shù)據(jù)倉庫是網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā) 展需求驅(qū)動的產(chǎn)物，主要用于經(jīng)營性決策，其要求決策要快，以防 錯失良機(jī)，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失；數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是從大量的數(shù)據(jù)中 找出有價值的信息，供決策使用，使決策者或被服務(wù)對象從中收益。 隨著人工智能研究的發(fā)展，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)也將得到相應(yīng)的快速發(fā)展。 存域網(wǎng)（存域網(wǎng)（sansan）和網(wǎng)絡(luò)附加存儲（）和網(wǎng)絡(luò)附加存儲（nasnas）技術(shù)）技術(shù) 存儲越來越成為氣象資料共享的瓶頸和薄弱環(huán)節(jié)，如何更好地 利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)通信優(yōu)勢，實現(xiàn)現(xiàn)有及未來的更多的氣象數(shù)據(jù)的應(yīng) 用，使現(xiàn)有氣象數(shù)據(jù)利用率和實時性得以大幅度提高，為精細(xì)化預(yù)

21、 報提供實時資料保障，更好地為氣象事業(yè)服務(wù)，是我省迫切需要解 決的問題。隨著網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)的發(fā)展，近年來從應(yīng)用為中心向以存 儲（數(shù)據(jù)）為中心的應(yīng)用架構(gòu)方向轉(zhuǎn)移，其特點(diǎn)為：大容量及優(yōu)異 的容量擴(kuò)展性；高速的 i/o 性能；高可用性；易于實現(xiàn)多主機(jī)、多 os 共享存儲、多服務(wù)器集群高速、可靠的備份。存域網(wǎng)技術(shù)逐步走 向成熟，并將成為數(shù)據(jù)管理技術(shù)對多級存儲介質(zhì)進(jìn)行集中統(tǒng)一管理 的較好的運(yùn)行平臺之一；網(wǎng)絡(luò)附加存儲技術(shù)性能不斷改進(jìn)，并將與 san 共存，配置在同一個環(huán)境中，達(dá)到優(yōu)勢互補(bǔ)。 數(shù)字圖書館技術(shù)數(shù)字圖書館技術(shù) 數(shù)字圖書館技術(shù)的發(fā)展將為紙質(zhì)歷史記錄的數(shù)字化（掃描、壓 縮成圖像文件） 、信息化（提取出

22、有結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)、存入數(shù)據(jù)庫）提供 技術(shù)方法。數(shù)字圖書館具有虛擬網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)，是一個超大規(guī)模、開放 性、分布式的數(shù)字信息資源網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。能實現(xiàn)復(fù)雜信息的加工 存取和海量信息存貯的功能。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有良好的兼容性、互操作 性、可擴(kuò)充性，并具有智能化檢索功能，符合國際標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。 信息共享技術(shù)信息共享技術(shù) 以滿足國家和社會公眾對氣象科學(xué)數(shù)據(jù)的共享需求為目的，依 托成熟的業(yè)務(wù)技術(shù)體系，以現(xiàn)有氣象數(shù)據(jù)資源為基礎(chǔ)，通過整合集 成，標(biāo)準(zhǔn)化和歸一化處理，形成一批以大氣圈層為核心，涵蓋氣候 系統(tǒng)范疇的數(shù)據(jù)集產(chǎn)品；采用大規(guī)模商用數(shù)據(jù)庫技術(shù)、層次化存儲 管理技術(shù)和 web 技術(shù)，建設(shè)體系基本完整、項目較為齊全、質(zhì)量比 較

23、可靠的共享氣象資料數(shù)據(jù)庫和可視化、分布式的氣象資料共享網(wǎng) 絡(luò)服務(wù)平臺，構(gòu)建覆蓋全省、網(wǎng)通行業(yè)、聯(lián)結(jié)全國的基于 internet 網(wǎng)絡(luò)的氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺，為各方面用戶提供全方位、多 層次、網(wǎng)絡(luò)化和可視化的氣象基礎(chǔ)信息共享服務(wù)。 3 需求分析 3.1 氣象信息存儲需求 從中國局下載的數(shù)據(jù)量估算從中國局下載的數(shù)據(jù)量估算 中國局下發(fā)全球常規(guī)觀測資料，每天 105mb。 中國局下發(fā)數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品資料 grib， mm5 資料（cn） ，每天約 210mb。 hlafs 資料（ch） ，每天約 45mb。 t213 資料（bj） ，每天 121mb。 歐洲中心資料（ec） ，每天 1.5mb。 日本

24、降水量資料（rj） ，每天 600kb。 德國降水量資料（ed） ，每天 2mb。 本省收集的數(shù)據(jù)量估算本省收集的數(shù)據(jù)量估算 氣象衛(wèi)星觀測資料： 接收風(fēng)云靜止衛(wèi)星云圖每天約 3gb； 每天接收 27 張風(fēng)云靜止云圖，共 2.9gb。其中正點(diǎn)接收全圓盤 圖 24 張，每張 110mb；半點(diǎn)（5:30、11:30、23:30）接收半圓盤 圖 3 張，每張 72mb。轉(zhuǎn)換格式文件每天 40mb； 風(fēng)云極軌衛(wèi)星云圖約 450mb； 美國極軌衛(wèi)星云圖約 2500mb； eos 衛(wèi)星遙感資料約 2400mb； 本省六部多普勒雷達(dá)觀測資料： 6 個雷達(dá)站每天傳輸?shù)睦走_(dá)產(chǎn)品資料約 432mb：每次（約 6 分

25、 鐘 1 次）生成的 25 個雷達(dá)產(chǎn)品，一個站一次發(fā)送文件 300kb，一天 300*6*240=432mb； 6 個雷達(dá)站傳輸?shù)睦走_(dá)體掃文件（基數(shù)據(jù)）壓縮后為 480mb： 一個站一天 80mb，6 個站 80*6=480mb。 自動站資料： 目前包括每小時一次，每 10 分鐘一次的自動站報文，每天共約 3.5mb。以后將提高到每分鐘一次，每天共約 35mb。 本省常規(guī)地面高空觀測資料： 本省常規(guī)地面高空觀測資料及其加工產(chǎn)品，每天 11mb； 每月常規(guī)地面高空觀測資料報表文件為 150mb，每年 1.8gb； 本省高性能計算機(jī)數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品，預(yù)計約 50 mb； 本省其它綜合觀測資料： 含閃電

26、定位、酸雨檢測、土壤水分監(jiān)測等等資料每天 10mb； 與外系統(tǒng)合作獲得的資料如水文資料、環(huán)境監(jiān)測資料、風(fēng)能監(jiān) 測資料、國土資源資料等約每天 100mb； 資料匯總資料匯總 省局目前及未來 5 年的資料存儲量估算見下表： 目前資料量未來資料量 資料名稱日資料量 (mb) 年資料量 (gb) 日資料量 (mb) 年資料量 (gb) 風(fēng)云靜止衛(wèi)星云圖31001131.531001131.5 風(fēng)云極軌衛(wèi)星遙感 資料 450164900328 美國極軌衛(wèi)星遙感 資料 2500912.52500912.5 eos 衛(wèi)星遙感資料24008762400876 多普勒雷達(dá)資料1000365300005400 自

27、動站資料3.51.310.53.83 micaps 資料1024373.761024373.76 mm5 資料21076.6521076.65 hlafs 資料4516.4254516.425 t213 資料12144.16512144.165 歐洲中心資料1.50.551.50.55 日本降水量資料0.62.190.62.19 德國降水量資料20.7320.73 pcvsat 接收常規(guī)資 料 10538.32510538.325 本地加工常規(guī)資料114.015114.015 合計10973.64007.140430.69208.6 小結(jié)小結(jié) 云南省的氣象信息工作主要是面向?qū)崟r業(yè)務(wù)及準(zhǔn)實時業(yè)務(wù)

28、、 科研和服務(wù)，對氣象資料的應(yīng)用及存儲需求涉及到所有的氣象觀測 資料及產(chǎn)品資料。長期以來，由于存儲能力的限制，省級存儲只能 在基本滿足業(yè)務(wù)需要的情況下選擇性的存儲，許多資料分散在各業(yè) 務(wù)單位?，F(xiàn)存數(shù)據(jù)量大約 5tb (包括將信息化的紙質(zhì)資料、歸檔在 省氣象臺信息檔案科歷史資料、分散保存在各個業(yè)務(wù)單位的資料)。 考慮新的信息資料和新的業(yè)務(wù)應(yīng)用的增加，現(xiàn)在年數(shù)據(jù)增量約為 6tb，估計 5 年后省級數(shù)據(jù)庫存儲共享系統(tǒng)保存的數(shù)據(jù)總量為 35tb，其中在線保存部分占 14tb，歸檔部分占 21tb。 部分珍貴資料需信息化。目前，許多珍貴的氣象觀測資料仍 以紙張的形式存放在氣象資料室，如序列完整、質(zhì)量可靠

29、、應(yīng)用廣 泛的太陽輻射和農(nóng)業(yè)氣象報表資料以及數(shù)量眾多的溫度、濕度、風(fēng)、 降水自記紙均未作數(shù)字化處理，不能利用計算機(jī)進(jìn)行加工處理和服 務(wù)，需進(jìn)行信息化。 正在建立與氣象相關(guān)的一些資料正式收集途徑。環(huán)境保護(hù)局 觀測資料、水文氣象觀測資料、農(nóng)業(yè)等與氣象有關(guān)行業(yè)的觀測資料 目前尚無獲取的正式途徑，而氣象業(yè)務(wù)對這些資料的需求是不言而 喻的，所以要建立正式的收集途徑。 氣象業(yè)務(wù)未來發(fā)展對數(shù)據(jù)存儲和利用的要求很高，估計未來 年數(shù)據(jù)存儲量將成倍增長，因此，省級數(shù)據(jù)庫存儲共享系統(tǒng)應(yīng)留 有足夠的存儲空間以滿足未來年的數(shù)據(jù)存儲需求。 3.2 氣象預(yù)報、服務(wù)業(yè)務(wù)發(fā)展的需求 省級氣象信息存儲共享系統(tǒng)是氣象基本業(yè)務(wù)體系的

30、重要組成部 分，是省級資料工作的核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)，本系統(tǒng)為基本氣象信息分析 預(yù)測系統(tǒng)提供基礎(chǔ)資料支撐，同時又是各種加工分析產(chǎn)品的省級匯 集地；對于氣象信息服務(wù)系統(tǒng)，一方面，本系統(tǒng)為其提供基本氣象 資料并匯集其生成的各種氣象服務(wù)產(chǎn)品，另一方面，又對部門外部 非商業(yè)用戶提供氣象資料服務(wù)而成為氣象資料服務(wù)的主窗口，與其 他基本業(yè)務(wù)系統(tǒng)有著密切的聯(lián)系。 3.3 氣象信息資源開發(fā)利用的需求 氣象信息存儲共享系統(tǒng)收集省內(nèi)觀測資料的主要數(shù)據(jù)源，統(tǒng)一 組織和管理云南省氣象局所收集的省內(nèi)乃至全球范圍的觀測資料及 其分析加工產(chǎn)品。承擔(dān)云南省氣象局各業(yè)務(wù)系統(tǒng)、科研工作和管理 部門對氣象資料及其相關(guān)產(chǎn)品開發(fā)利用的聯(lián)機(jī)檢索

31、和調(diào)用。 3.4 經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對氣象信息的需求 依托氣象信息綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)向下級氣象部門分發(fā)各類資料產(chǎn)品， 同時向有關(guān)政府部門提供決策服務(wù)產(chǎn)品和基本氣象資料；通過因特 網(wǎng)向社會上的授權(quán)用戶提供基本氣象資料服務(wù)，從而實現(xiàn)氣象資料 多層次的共享。 3.5 系統(tǒng)功能與性能需求 3.5.1 系統(tǒng)功能需求 省級基本氣候資料存儲系統(tǒng)的主要目標(biāo)是實現(xiàn)氣象信息的高效 管理和充分共享，高效規(guī)范的應(yīng)用軟件是系統(tǒng)順利建成并充分發(fā)揮 效益的關(guān)鍵。系統(tǒng)對軟件的功能需求包括以下幾個部份。 資料收集需求資料收集需求 氣象業(yè)務(wù)的特點(diǎn)是既有實時性很強(qiáng)的中短期和短時天氣預(yù)報， 又有時間要求相對低的氣候業(yè)務(wù)、農(nóng)氣業(yè)務(wù)和科研，不同的業(yè)務(wù)

32、性 質(zhì)對資料的時效要求也會有所不同。因此氣象資料的獲取就有實時 和非實時之分，在資料的收集功能方面要考慮采用不同的手段對不 同類型的資料進(jìn)行有效的收集。 實時資料的絕大部分都是實時產(chǎn)生、實時傳送、實時應(yīng)用，所 以對這些資料的接收時效要求非常高，要求能夠隨時到達(dá)隨時接收， 將延遲時間降到最低。 省局氣象檔案館珍藏有大量的以紙張形式保存的歷史氣象資料， 它們對氣象業(yè)務(wù)和科研工作的發(fā)展具有重要的使用價值。需要將這 些非信息化的資料進(jìn)行數(shù)字化處理，轉(zhuǎn)化為計算機(jī)可讀的信息化資 料，一方面服務(wù)于氣象業(yè)務(wù)科研工作，充分開發(fā)和利用這些數(shù)據(jù)資 源；另一方面拯救這些瀕臨丟失的寶貴資料。 數(shù)據(jù)加工處理需求數(shù)據(jù)加工處

33、理需求 數(shù)據(jù)的加工處理是存儲共享系統(tǒng)中極其重要的工作，通過加工 處理使各類氣象資料進(jìn)行有效的分類檢測、形成格式化和標(biāo)準(zhǔn)化的 數(shù)據(jù)，為數(shù)據(jù)的入庫和管理乃至檢索應(yīng)用打好基礎(chǔ)。 數(shù)據(jù)在進(jìn)入存儲共享系統(tǒng)之前要進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)加工處理，而預(yù) 加工處理的內(nèi)容要視具體的資料而有所不同。 在存儲共享系統(tǒng)中，觀測資料的量相比其它資料而言并不大， 但對它的處理卻是最為復(fù)雜的。對觀測資料的預(yù)處理主要是指對從 通信線路上接收的資料（包括實時傳輸?shù)膱笪暮头菍崟r傳輸?shù)臍庀?月報表文件）進(jìn)行格式檢查，對那些格式有錯誤的報文和文件則要 根據(jù)一定的原則由程序自動進(jìn)行糾正，而不能由程序糾正的有格式 錯誤的報文則應(yīng)該剔除放入人工糾錯的

34、目錄，以保證在質(zhì)量控制前 資料格式的正確性。 對產(chǎn)品資料，凡是以報文格式傳送的也都要進(jìn)行基本的格式檢 測。為了應(yīng)用的方便，對那些以分塊傳送的格點(diǎn)資料，例如數(shù)值預(yù) 報產(chǎn)品，則要進(jìn)行多塊拼接，形成有效的區(qū)域、或半球、或全球產(chǎn) 品后再進(jìn)入數(shù)據(jù)庫管理。其它以文件方式形成或傳送的產(chǎn)品資料， 要根據(jù)其具體格式進(jìn)行適當(dāng)?shù)臋z測與處理，尤其是文件首行的關(guān)鍵 信息需要進(jìn)行檢測與確認(rèn)。 對于特定的氣候資料、統(tǒng)計分析資料、特種觀測及其它科學(xué)實 驗資料等，也必須經(jīng)過事先的加工處理或進(jìn)行必要的格式轉(zhuǎn)換再進(jìn) 入存儲系統(tǒng)。 元數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)管理的核心數(shù)據(jù)，它包括存儲系統(tǒng)中各數(shù)據(jù)庫子 庫、目錄文件、數(shù)據(jù)集、被遷移數(shù)據(jù)的信息描述以及

35、存在于本系統(tǒng) 之外的其它單位或載體的數(shù)據(jù)記錄的說明等，按照所制定的元數(shù)據(jù) 標(biāo)準(zhǔn)和元數(shù)據(jù)描述標(biāo)準(zhǔn)專門制作形成的元數(shù)據(jù)文件。存儲共享系統(tǒng) 中除了應(yīng)具有完整的元數(shù)據(jù)集外，還應(yīng)有相應(yīng)的管理軟件，當(dāng)管理 的數(shù)據(jù)發(fā)生變化時，元數(shù)據(jù)信息的生成與更新也隨之進(jìn)行。 氣象數(shù)據(jù)種類的多樣化，也使得其格式多種多樣，為了使本系 統(tǒng)所管理的數(shù)據(jù)能夠在內(nèi)容和格式上統(tǒng)一規(guī)范，則必須在資料入庫 前按照相應(yīng)的數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)，對經(jīng)過預(yù)處理或質(zhì)量控制后的資料再 進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，以形成入庫前的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式。這樣才有利于數(shù)據(jù) 庫的統(tǒng)一管理和用戶使用數(shù)據(jù)的格式標(biāo)準(zhǔn)化。 數(shù)據(jù)存儲管理需求數(shù)據(jù)存儲管理需求 存儲共享系統(tǒng)的服務(wù)對象是基本氣象業(yè)務(wù)、科

36、研和對外數(shù)據(jù)共 享，主要解決公共氣象數(shù)據(jù)的存儲共享問題。這些數(shù)據(jù)包括各種探 測資料和業(yè)務(wù)分析加工預(yù)報產(chǎn)品。 對于那些特定業(yè)務(wù)系統(tǒng)的專用數(shù)據(jù)，或服務(wù)于特定業(yè)務(wù)系統(tǒng)的 專用數(shù)據(jù)庫不進(jìn)入本系統(tǒng)管理，根據(jù)其專用的特性進(jìn)行專門管理， 但基本的公用數(shù)據(jù)和服務(wù)產(chǎn)品則必須納入到本系統(tǒng)統(tǒng)一管理。 對資料的需求分析表明，不同種類的資料，用戶檢索需要的響 應(yīng)時間及用戶檢索的頻度有很大差別，而不同需求的資料總量在數(shù) 量級上均超過 tb 量級，年數(shù)據(jù)增長量也超過 tb 量級。綜合考慮用 戶的需求和系統(tǒng)設(shè)備配置的性價比，存儲共享系統(tǒng)需采用多級存儲 的概念來進(jìn)行管理。 對用戶而言，希望主要數(shù)據(jù)長期或永久保存在在線的存儲設(shè)備

37、 中，顯然這是不現(xiàn)實的。存儲共享系統(tǒng)可以通過多級分層管理，滿 足用戶對資料的檢索時效要求，這就需要合理規(guī)定各類數(shù)據(jù)在不同 存儲設(shè)備中的保存期限。在具體設(shè)計時，將視具體資料和磁盤空間 而定，其原則是必須滿足業(yè)務(wù)對資料使用的時間要求。 氣象數(shù)據(jù)種類的多樣性、格式的復(fù)雜性和應(yīng)用的時效性，決定 了數(shù)據(jù)管理的復(fù)雜性。不同種類的資料，其檢索方式是不一樣的。 例如，對常規(guī)觀測資料，用戶需要提供關(guān)于要素、時間、空間、值 域等多項條件組合的檢索，顯然，對這類資料用數(shù)據(jù)庫方式管理較 為合適；而對數(shù)值分析和預(yù)報二維格點(diǎn)場資料以及圖形圖像資料， 用戶一般需要某時次的完整的場資料和圖形圖像文件，顯然，對這 類資料用文件

38、庫方式管理較為合適。 因此對數(shù)據(jù)的存儲管理將包括對數(shù)據(jù)庫的管理和對文件庫的管 理，并把它們很好地結(jié)合起來，實現(xiàn)對系統(tǒng)整體數(shù)據(jù)的集中統(tǒng)一管 理。 數(shù)據(jù)類型的不斷增加和數(shù)據(jù)量的快速增長是氣象資料的顯著特 點(diǎn)，這得益于現(xiàn)代觀（探）測技術(shù)的發(fā)展以及計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā) 展，特別是數(shù)值預(yù)報模式分辨率的提高將會使產(chǎn)品數(shù)據(jù)成倍增長。 因此存儲共享系統(tǒng)不但要考慮現(xiàn)有數(shù)據(jù)的管理和使用，更要考慮未 來數(shù)據(jù)的增長趨勢，特別是要適應(yīng)新的資料類型的增加。 與此同時，隨著氣象事業(yè)的發(fā)展，新的業(yè)務(wù)種類的增加也會對 數(shù)據(jù)的管理有新的需求。這就要求存儲共享系統(tǒng)具有良好的可擴(kuò)充 性，預(yù)留足夠的擴(kuò)展接口，這包括新種類資料的入庫、新的

39、檢索需 求、存儲空間的預(yù)留及可擴(kuò)充性等因素，以適應(yīng)新增數(shù)據(jù)和新的業(yè) 務(wù)需求。 數(shù)據(jù)維護(hù)需求數(shù)據(jù)維護(hù)需求 對于保存于在線設(shè)備中的數(shù)據(jù)，無論是采用數(shù)據(jù)庫管理還是采 用文件系統(tǒng)管理，總是要不斷地進(jìn)行追加與更新，這是氣象數(shù)據(jù)的 應(yīng)用特點(diǎn)所決定的。特別是對于實時資料，必須具有隨時處理、隨 時入庫、隨時更新的能力。 實時資料的更新一般是由運(yùn)行的程序自動完成的，但如果資料 格式有變化或者有新的資料類型出現(xiàn)，則原來的程序?qū)⒉荒苷_處 理，必須對相應(yīng)的程序進(jìn)行修改才能保證數(shù)據(jù)的正確與完整。 對于非實時資料的追加，應(yīng)有自動和人工兩種方式。對由實時 轉(zhuǎn)入非實時的數(shù)據(jù)采用自動方式，對那些分散的、通過加工收集的 零散數(shù)

40、據(jù)則采用人工輸入命令方式追加入庫。 為了保證有足夠的磁盤空間存儲最新的氣象數(shù)據(jù)，系統(tǒng)必須制 定定時清除庫中超出保存周期的數(shù)據(jù)的策略，清除策略要依據(jù)不同 類型數(shù)據(jù)保存周期的不同而有所不同。 數(shù)據(jù)的清除功能包括對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)、文件系統(tǒng)管理的數(shù)據(jù) 以及其它相關(guān)目錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行清除。除了程序定時自動清除外，系 統(tǒng)還應(yīng)提供交互式人工指定清除功能，指定的內(nèi)容包括日期、時間 段、資料內(nèi)容等。 數(shù)據(jù)檢索需求數(shù)據(jù)檢索需求 數(shù)據(jù)的檢索對用戶來說應(yīng)該是透明的，即無論用戶索要的資料 存放在何處、何種設(shè)備上，用戶都能通過同一界面獲得數(shù)據(jù)；實時 氣象資料和非實時氣象資料盡管在存儲和管理上有所區(qū)別，但對檢 索應(yīng)用的用戶而言

41、，它們是透明的，即用戶檢索的界面是一致的， 檢索的資料不存在實時和非實時的差別。數(shù)據(jù)檢索應(yīng)該提供以下三 種方式： 程序調(diào)用 程序調(diào)用是內(nèi)部業(yè)務(wù)系統(tǒng)、服務(wù)系統(tǒng)乃至科研工作的主要數(shù)據(jù) 獲取方式，存儲共享系統(tǒng)中實時需求的所有數(shù)據(jù)都必須支持程序調(diào) 用方式，并且應(yīng)提供標(biāo)準(zhǔn)的 c 語言接口。用戶通過程序調(diào)用可以獲 得本系統(tǒng)中的任意數(shù)據(jù)子集. 通過程序調(diào)用的資料檢索速度要求在秒鐘級。 終端檢索 通過主機(jī)終端或其它客戶終端實現(xiàn)聯(lián)機(jī)用戶的數(shù)據(jù)檢索，也是 數(shù)據(jù)應(yīng)用的重要方式之一。終端檢索除了應(yīng)具有程序調(diào)用的功能外， 還應(yīng)具有一定的統(tǒng)計功能，在可視化終端上，用戶界面提供菜單操 作方式，并具有一定的圖表顯示功能。 w

42、eb 服務(wù) 外部用戶主要通過 web 服務(wù)器獲取本系統(tǒng)的有關(guān)資料。原則上 web 服務(wù)器應(yīng)具有獲取存儲共享系統(tǒng)所有數(shù)據(jù)的功能，但對于具體 的數(shù)據(jù)或用戶則要視其安全級別和使用權(quán)限決定是否能夠獲取相應(yīng) 的數(shù)據(jù)。一般來說，提供給 web 用戶的是那些可以實現(xiàn)共享的基本 數(shù)據(jù)和經(jīng)過加工的產(chǎn)品數(shù)據(jù)。 在 web 界面中，用戶可以按照資料類別、日期及時段、地理范 圍及層次等檢索所選擇的資料，但所有選項均是以鼠標(biāo)點(diǎn)擊的方式 實現(xiàn)。 為保證數(shù)據(jù)的安全性和規(guī)范管理，基于瀏覽器檢索的 web 服務(wù) 應(yīng)建立完善的用戶管理系統(tǒng)，實現(xiàn)用戶網(wǎng)上登記、身份確認(rèn)、在線 資料下載成本支付等功能。 用戶管理與安全控制需求用戶管理

43、與安全控制需求 系統(tǒng)對每一個數(shù)據(jù)用戶都要進(jìn)行身份注冊與登記，并根據(jù)用戶 性質(zhì)劃分不同的等級和相應(yīng)的數(shù)據(jù)訪問權(quán)限。一旦有用戶進(jìn)行非法 操作和訪問時，系統(tǒng)要根據(jù)安全策略進(jìn)行控制或拒絕。 系統(tǒng)要對用戶的所有行為，包括檢索數(shù)據(jù)的類型、時間和空間 范圍、訪問數(shù)據(jù)的頻率等進(jìn)行相應(yīng)的統(tǒng)計，以便掌握系統(tǒng)的數(shù)據(jù)應(yīng) 用情況，或通過相應(yīng)的分析及時調(diào)整數(shù)據(jù)訪問策略。 存儲共享系統(tǒng)必須制定有效的措施來保證數(shù)據(jù)的安全性與完整 性，數(shù)據(jù)的安全保護(hù)一方面是要防止高級別的、保密性強(qiáng)的數(shù)據(jù)不 隨意被其它用戶訪問；另一方面是要防止不測用戶對數(shù)據(jù)的惡意破 壞。 系統(tǒng)監(jiān)控需求系統(tǒng)監(jiān)控需求 數(shù)據(jù)流的狀態(tài)反映了系統(tǒng)運(yùn)行的情況，特別是系統(tǒng)異

44、常情況的 反映。因此在具有實時性很強(qiáng)的存儲共享系統(tǒng)中對數(shù)據(jù)流的實時監(jiān) 控就顯得十分重要。監(jiān)控的對象主要是數(shù)據(jù)收集、加工處理及檢索 應(yīng)用等環(huán)節(jié)，因此在系統(tǒng)設(shè)計時要考慮在各個重要運(yùn)行環(huán)節(jié)設(shè)置觀 察點(diǎn)，并且能夠隨時獲取該點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，當(dāng)某一個環(huán)節(jié)出現(xiàn) 異常時，也能夠及時發(fā)出警告信息通知系統(tǒng)管理人員。 數(shù)據(jù)存儲管理狀態(tài)包括有關(guān)數(shù)據(jù)管理軟件的運(yùn)行狀態(tài)、系統(tǒng)中 數(shù)據(jù)遷移的情況、數(shù)據(jù)存儲類型及總量、數(shù)據(jù)應(yīng)用情況等。對這些 狀態(tài)進(jìn)行有效監(jiān)控將有助于從宏觀上對系統(tǒng)進(jìn)行掌握和控制，從而 保證系統(tǒng)運(yùn)行的有效性。 存儲共享系統(tǒng)的設(shè)備包括高性能服務(wù)器、存儲設(shè)備、存域網(wǎng)設(shè) 備、存域網(wǎng)管理服務(wù)器、以及有關(guān)的網(wǎng)絡(luò)及接口設(shè)

45、備等。監(jiān)控的內(nèi) 容包括服務(wù)器 cpu 的使用率、運(yùn)行進(jìn)程的數(shù)量、存儲設(shè)備的空間使 用率、網(wǎng)絡(luò)端口的流量、設(shè)備本身運(yùn)行的狀況等。 存儲共享系統(tǒng)應(yīng)該有專門的系統(tǒng)監(jiān)控平臺，在監(jiān)控平臺上有比 較完善的監(jiān)控信息顯示功能，既有系統(tǒng)正常運(yùn)行的狀態(tài)顯示，也有 系統(tǒng)異常狀態(tài)的顯示，如果出現(xiàn)較為嚴(yán)重的故障還應(yīng)發(fā)出警告信息。 監(jiān)控畫面應(yīng)該清晰明了，能夠反映系統(tǒng)整體運(yùn)行情況，也可以 通過子畫面切換查看各分系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。 系統(tǒng)監(jiān)控信息平臺除主要提供給系統(tǒng)管理員使用，還可提供給 授權(quán)的特殊用戶使用。因此，該平臺應(yīng)具有多用戶共享功能。 3.5.2 系統(tǒng)性能需求 整體性能需求整體性能需求 云南省級存儲共享系統(tǒng)在整體性能上必

46、須滿足省級氣象資料存 儲不斷增長的需求，保證基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和存儲系統(tǒng)的安全、可靠、實時、 高效。該系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具有開放性和標(biāo)準(zhǔn)性，整體設(shè)計符合國際慣例與 標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)總體設(shè)計具有可靠性和先進(jìn)性，選用成熟可靠的先進(jìn)技 術(shù)和產(chǎn)品組織系統(tǒng), 充分考慮系統(tǒng)的容錯功能，充分滿足省級氣象 資料業(yè)務(wù)實時不間斷的工作，及時為業(yè)務(wù)服務(wù)提供穩(wěn)定支持。 該系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)采用最新主流技術(shù)和產(chǎn)品，符合技術(shù)發(fā)展方向，具 有較長的技術(shù)周期。采用模塊化結(jié)構(gòu)化設(shè)計，使系統(tǒng)的規(guī)模擴(kuò)充， 功能增加更易實現(xiàn)，提高整個系統(tǒng)的可擴(kuò)充性；同時，應(yīng)盡可能降 低存儲系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)平均成本，達(dá)到易于使用，易于管理與維護(hù)的 目的。該系統(tǒng)應(yīng)具有集中管理的能力，可方便地

47、實現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控 和系統(tǒng)配置。設(shè)備和系統(tǒng)應(yīng)具有良好的故障診斷功能，便于及時發(fā) 現(xiàn)故障，排除故障，縮短故障恢復(fù)時間。整體系統(tǒng)應(yīng)具有安全保障 體系，確保系統(tǒng)的安全和保密。 可靠性可靠性 氣象業(yè)務(wù)系統(tǒng)（特別是天氣預(yù)報系統(tǒng)和數(shù)值天氣預(yù)報系統(tǒng)）具 有很強(qiáng)的時效性要求和不可間斷性要求，這一切要求存儲共享系統(tǒng) 的運(yùn)行平臺滿足 24 小時7 天的運(yùn)行要求，故障率應(yīng)小于 0.01%， 單次故障時間（包括發(fā)現(xiàn)故障、處理故障和系統(tǒng)恢復(fù)時間）應(yīng)小于 1 小時。同時應(yīng)當(dāng)確保在任何情況下數(shù)據(jù)不被丟失。 安全性安全性 安全性包括物理安全性、系統(tǒng)安全性、用戶安全性、文件安全 性和入侵安全性等幾個方面。 物理安全性指網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器

48、不能放在公共場所，應(yīng)放在一個專用 機(jī)房里；系統(tǒng)安全性指操作系統(tǒng)和核心服務(wù)器系統(tǒng)支持安全性部署 策略，具有模塊化的認(rèn)證機(jī)制；用戶安全性，方便用戶對資源的訪 問，防止用戶訪問與其工作無關(guān)的資源；文件安全性實現(xiàn)控制對用 戶訪問的同時，保護(hù)文件的安全性；入侵安全性實現(xiàn)對系統(tǒng)內(nèi)部的 漏洞檢測與對外來攻擊的實時偵測，同時系統(tǒng)在可能的情況下能夠 支持實時病毒檢測和查殺。 穩(wěn)定性穩(wěn)定性 系統(tǒng)應(yīng)具備應(yīng)對突發(fā)的應(yīng)用峰值事件的能力，不因這些突發(fā)事 件的出現(xiàn)而導(dǎo)致系統(tǒng)性能的下降。 系統(tǒng)性能穩(wěn)定性包括系統(tǒng)運(yùn)行平臺性能的穩(wěn)定性，存儲設(shè)備性 能的穩(wěn)定性、網(wǎng)絡(luò)及傳輸通道（包括設(shè)備）性能的穩(wěn)定性等。 標(biāo)準(zhǔn)性標(biāo)準(zhǔn)性 為保證存儲共

49、享系統(tǒng)的可維護(hù)性、可移植性、可兼容性和可擴(kuò) 展性等，系統(tǒng)在各方面應(yīng)盡可能采用當(dāng)前業(yè)界流行的、技術(shù)先進(jìn)并 具有較長生命周期的國際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 通用性通用性 考慮到省一級的數(shù)據(jù)存儲共享系統(tǒng)面對的是多種系統(tǒng)平臺的各 種復(fù)雜的應(yīng)用，存儲共享系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備能夠有效地支持這種異構(gòu)處 理環(huán)境的能力，因此系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)盡可能選用通用的技術(shù)。 可擴(kuò)展性可擴(kuò)展性 為適應(yīng)氣象業(yè)務(wù)工作不斷發(fā)展所帶來的新的要求，保護(hù)現(xiàn)有的 投資，存儲共享系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備良好的可擴(kuò)展能力；其中包括性能的 可擴(kuò)展能力和規(guī)模的可擴(kuò)展能力。 性能的可擴(kuò)展能力指系統(tǒng)各部分設(shè)備的性能具備擴(kuò)展能力，主 要包括系統(tǒng)運(yùn)行平臺、存儲設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備等。 規(guī)模的可擴(kuò)展

50、能力指存儲共享系統(tǒng)在存儲容量、管理范圍等方 面具備擴(kuò)展能力。 開放性開放性 存儲共享系統(tǒng)面向局大院所有合法用戶，系統(tǒng)應(yīng)對分布于不同 物理地址、不同局域網(wǎng)、不同網(wǎng)段的用戶提供資料的透明檢索。 系統(tǒng)及數(shù)據(jù)的可管理性系統(tǒng)及數(shù)據(jù)的可管理性 系統(tǒng)的可管理性指系統(tǒng)（包括管理人員）能隨時掌握信息的存 儲位置，存儲系統(tǒng)和子系統(tǒng)的狀態(tài)，按照需要進(jìn)行信息存儲容量的 再分配，并通過性能的監(jiān)視、分析和調(diào)整實現(xiàn)包括信息存儲系統(tǒng)、 服務(wù)器和應(yīng)用在內(nèi)的整個系統(tǒng)性能優(yōu)化。 數(shù)據(jù)的可管理性指存儲共享系統(tǒng)在數(shù)據(jù)的收集、加工處理、質(zhì) 量控制、入庫、被使用、遷移/回遷以及備份等所有環(huán)節(jié)上對數(shù)據(jù)具 有完備的管理能力和相應(yīng)的策略，這是確

51、保數(shù)據(jù)完整性、可用性、 安全性等要求的必要條件。 系統(tǒng)高效性系統(tǒng)高效性 存儲設(shè)備應(yīng)具備高性能、高容量，響應(yīng)及時、快速，以保證系 統(tǒng)檢索、管理、擴(kuò)充的高效性。 檢索性能要求檢索性能要求 省級數(shù)據(jù)存儲共享系統(tǒng)應(yīng)提供較強(qiáng)的檢索能力，使得授權(quán)用戶 能在任何時間、任何情況下快速、便捷地檢索到其所需要的數(shù)據(jù)。 省、市州氣象臺承擔(dān)著各種氣象預(yù)報服務(wù)的職責(zé)，目前及未來一段 時間內(nèi)高峰時段對省級數(shù)據(jù)庫存儲共享系統(tǒng)進(jìn)行檢索操作的并發(fā)用 戶數(shù)會有上百個，在一定的數(shù)據(jù)塊大小范圍內(nèi)，多用戶訪問在線設(shè) 備的響應(yīng)時間應(yīng)為秒鐘級，訪問近線設(shè)備的響應(yīng)時間為分鐘級，訪 問離線設(shè)備的響應(yīng)時間為十分鐘至幾十分鐘。系統(tǒng)應(yīng)支持多用戶的

52、并發(fā)程序檢索，并滿足數(shù)據(jù)的讀一致性、完整性和檢索的準(zhǔn)確性。 資料傳輸性能要求資料傳輸性能要求 為充分滿足并發(fā)用戶在檢索相應(yīng)時間上的要求，云南省級數(shù)據(jù) 庫存儲共享系統(tǒng)在資料的傳輸方面應(yīng)當(dāng)具備以下能力： 基于內(nèi)部基于內(nèi)部 i/o 的資料傳輸性能的資料傳輸性能 系統(tǒng)內(nèi)部及各設(shè)備間的傳輸能力應(yīng)不低于千兆級。 基于網(wǎng)絡(luò)基于網(wǎng)絡(luò) i/o 的資料傳輸性能的資料傳輸性能 存儲共享系統(tǒng)服務(wù)器與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間應(yīng)實現(xiàn)千兆網(wǎng)連接。 4 建設(shè)內(nèi)容 4.1 網(wǎng)絡(luò)存儲 建設(shè)省級的網(wǎng)絡(luò)氣象信息存儲系統(tǒng)，形成所有氣象資料的在線 存儲，實現(xiàn)從以應(yīng)用為中心的現(xiàn)有業(yè)務(wù)架構(gòu)轉(zhuǎn)向以數(shù)據(jù)為中心的共 享數(shù)據(jù)平臺架構(gòu)，并且隨著業(yè)務(wù)技術(shù)的發(fā)展，將作

53、為氣象信息管理 系統(tǒng)對象的氣象信息，包括實時和歷史兩大部分，進(jìn)行統(tǒng)一管理、 有機(jī)結(jié)合，形成我省氣象數(shù)據(jù)的核心結(jié)點(diǎn)。為保證系統(tǒng)的整體可用 性，該系統(tǒng)還具有異地數(shù)據(jù)災(zāi)難備份功能。 在正常情況下，所有業(yè)務(wù)都在主數(shù)據(jù)中心運(yùn)行，其相應(yīng)的數(shù)據(jù) 信息也保存在主數(shù)據(jù)中心的存儲系統(tǒng)上，這些重要的信息數(shù)據(jù)通過 系統(tǒng)平臺實時地拷貝到備份數(shù)據(jù)中心存儲系統(tǒng)上。 一旦主數(shù)據(jù)中心 的存儲設(shè)備或其它相關(guān)的連接設(shè)備發(fā)生故障，并導(dǎo)致業(yè)務(wù)應(yīng)用無法 正常訪問主數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)時，業(yè)務(wù)主機(jī)可以通過備份鏈路直接訪 問備份數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)，從而保證了氣象數(shù)據(jù)關(guān)鍵業(yè)務(wù)的連續(xù)運(yùn)行。 4.2 數(shù)據(jù)庫 使用數(shù)據(jù)庫技術(shù)以及新興的數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)，在云南省氣

54、象光纖 寬帶專線網(wǎng)上，統(tǒng)一規(guī)劃、逐步建設(shè)省、州(市)二級分布式氣象信 息數(shù)據(jù)庫。實現(xiàn)實時信息的處理、存儲、共享及各類產(chǎn)品信息的存 儲共享，歷史資料信息的共享，設(shè)計和建立數(shù)據(jù)共享平臺，完善數(shù) 據(jù)庫與各種應(yīng)用系統(tǒng)的接口。以分級訪問數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)頁、文件傳輸 下載等方式提供資料訪問和服務(wù)，實現(xiàn)氣候資料、氣象探測資料在 全省氣象臺站的實時共享。 4.3 信息共享平臺 建設(shè)云南省的氣象信息共享平臺，實現(xiàn)全社會的氣象信息共享； 建成現(xiàn)代化的氣象信息服務(wù)系統(tǒng)；連通相關(guān)行業(yè)的信息中心，實現(xiàn) 行業(yè)間的信息交換與信息共享。建設(shè)氣象信息存儲的業(yè)務(wù)備份（異 地數(shù)據(jù)災(zāi)難備份系統(tǒng)） ，提高全省氣象信息數(shù)據(jù)的安全可靠。 4.3

55、 異地數(shù)據(jù)災(zāi)難備份 由于受建設(shè)規(guī)模的制約，本次建設(shè)中我省主要實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的異 地災(zāi)難備份。建設(shè)與省級氣象信息存儲共享系統(tǒng)功能與能力相一致 的備份子系統(tǒng)，實現(xiàn)將省級氣象信息存儲共享系統(tǒng)的信息實時備份 到異地災(zāi)難備份中心，保證信息的安全。 5 信息存儲共享的主流技術(shù) 5.1 網(wǎng)絡(luò)存儲 5.1.1 現(xiàn)有信息網(wǎng)絡(luò)存儲的主流技術(shù) 目前，市場上較為流行的海量存儲系統(tǒng)成熟產(chǎn)品有以下幾種： das 系統(tǒng)（direct attached storage：直接連接存儲系統(tǒng)） nas 系統(tǒng)（network attached storage：網(wǎng)絡(luò)連接存儲系統(tǒng)） san 系統(tǒng)（storage area network：存

56、儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)） das 存儲系統(tǒng)存儲系統(tǒng) das 系統(tǒng)是采用獨(dú)立的外接式設(shè)備（如 raid, jbod 等）并 通過標(biāo)準(zhǔn)接口技術(shù)（如 scsi、ide、sata 接口）與服務(wù)器建立連 接，實現(xiàn)存儲設(shè)備與服務(wù)器相互獨(dú)立的要求，磁盤的容量也得到相 應(yīng)的擴(kuò)展。實現(xiàn)多個服務(wù)器共享相同的存儲，為服務(wù)器集群創(chuàng)造了 條件。但服務(wù)器仍是訪問的瓶頸，當(dāng)很多用戶對同一個存儲器同時 進(jìn)行大量數(shù)據(jù)訪問時，服務(wù)器的性能和數(shù)據(jù)存取時間都受到一定程 度的影響。 但是隨著信息化建設(shè)對存儲需求的日益提高和數(shù)據(jù)量的日益增 多，das 采用的分布式計算、分布式存儲的缺點(diǎn)也日益暴露出來， 主要表現(xiàn)在以下幾個方面： 1 1）可擴(kuò)展性

57、差）可擴(kuò)展性差。當(dāng)有新的業(yè)務(wù)需求時，如果服務(wù)器與存儲設(shè)備 直接連接的方式不能滿足，只能為新增的服務(wù)器單獨(dú)配置存儲設(shè)備， 造成大量的重復(fù)投資，同時也增加了單點(diǎn)失效結(jié)點(diǎn)，增加了更多的 信息孤島。 2 2）存儲資源利用率低）存儲資源利用率低。在das方式的存儲中，如果a服務(wù)器需要 b服務(wù)器的數(shù)據(jù)資源時，必需將b服務(wù)器的das存儲設(shè)備中的數(shù)據(jù)復(fù)制 相同的一份到a服務(wù)器，使得存儲空間無法充分利用，存在巨大的浪 費(fèi)。這樣，由于不同的應(yīng)用服務(wù)器所訪問的存儲數(shù)據(jù)量是不一致的， 不同業(yè)務(wù)的發(fā)展?fàn)顩r也決定了存儲數(shù)據(jù)量的不斷變化。因此，出現(xiàn) 了各應(yīng)用系統(tǒng)存儲空間局部短缺和局部浪費(fèi)的不均衡狀況。 3 3）可管理性差）

58、可管理性差。das方式下數(shù)據(jù)的存儲依然是分散的，不同的 應(yīng)用各有一套存儲設(shè)備，形成多個信息孤島和失效結(jié)點(diǎn)，造成備份 困難，管理分散繁瑣。 4 4）異構(gòu)化嚴(yán)重）異構(gòu)化嚴(yán)重。das 方式使得企業(yè)在不同階段采購了不同型號 不同廠商的存儲設(shè)備，設(shè)備之間異構(gòu)化現(xiàn)象嚴(yán)重，維護(hù)成本居高不 下。 nasnas 存儲系統(tǒng)存儲系統(tǒng) nas系統(tǒng)是一種把數(shù)據(jù)看作一種網(wǎng)絡(luò)資源，由nas設(shè)備的專用 系統(tǒng)（相應(yīng)的器件和專用操作系統(tǒng)）來管理。與das相比，nas設(shè) 備直接連接到網(wǎng)絡(luò)上，而不是服務(wù)器上。其優(yōu)點(diǎn)是實現(xiàn)了即插即用 （plug and play）和nas設(shè)備的集中管理，并支持多種應(yīng)用平臺。同 時，由于nas設(shè)備的固件

59、和瘦客戶操作系統(tǒng)分擔(dān)了服務(wù)器的部分i/o 操作，服務(wù)器的訪問性能得以提高。但它也有著其固有的缺點(diǎn)，主 要表現(xiàn)如下： 1) 受局域網(wǎng)性能所限，數(shù)據(jù)傳輸速率不高。由于nas直接連接 在局域網(wǎng)絡(luò)上，在服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問時，占用了大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬， 容易造成局域網(wǎng)上的擁塞，因此，在數(shù)據(jù)訪量大的局域網(wǎng)中不宜采 用。 2) 只提供文件級存儲空間，不能滿足數(shù)據(jù)庫的要求。在nas存 儲設(shè)備上，服務(wù)器通過cifs等文件協(xié)議對磁盤進(jìn)行訪問，這樣，對 采用大量數(shù)據(jù)庫管理軟件的氣象部門來說，nas設(shè)備難以滿足要求。 由于nas設(shè)備的以上缺點(diǎn)，決定了nas存儲設(shè)備只適應(yīng)于小型網(wǎng) 絡(luò)，只限于信息量不大、實時性不強(qiáng)的單位應(yīng)用

60、，對于氣象局這樣 數(shù)據(jù)流量較大的網(wǎng)絡(luò)而言，nas難以擔(dān)此重任，訪問nas設(shè)備所占 用的大量網(wǎng)絡(luò)帶寬必然影響服務(wù)器的效率和網(wǎng)絡(luò)帶寬，不宜在大型 數(shù)據(jù)共享平臺中使用。 sansan存儲系統(tǒng)存儲系統(tǒng) san 存儲系統(tǒng)是存儲系統(tǒng)模型的最新發(fā)展。即不像 das 直接 連接到服務(wù)器上，也不像 nas 連接到網(wǎng)絡(luò)上，而是所有的存儲設(shè)備 相互連接，形成獨(dú)立于服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)（存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò) san） 。它有 以下特點(diǎn)： 以太網(wǎng)交換機(jī)/光纖交換機(jī) san 是一個開放的系統(tǒng)。也就是說，san 支持異構(gòu)操作系統(tǒng) 平臺，即支持各種各樣的主流操作系統(tǒng)和服務(wù)器，它是一個非常健 壯的基礎(chǔ)設(shè)施，適應(yīng)于新的變化的數(shù)據(jù)模式和無法預(yù)料的