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1、天气雷达数据浏览器的设计 范晖曹俊武 安徽四刨电子股份有限公司，合肥2 3 0 0 3 辅要：文章阐述7 作为天气雷选终端子系统的天气雷达数据浏览器的系统设计思想、硬件设备组 成、多平台软件环境的选择，重点描述T 设计难点“厦解决方法，同时也介绍7 软件界面布局厦实际 应用效果此系统已成功应用于多部c 波段，x 波段多普勒、鼠偏振天气雷达等终端系统中，在气象 敷据分析处理、天气预警方面取得了显著的效果 关键词：天气雷达浏览器软件设计 l 引言 研究天气雷达数据浏览器的主要目的是给用户提供对天气雷达录取的数据进行分析、图像处理、产品 生成等的一个有效选经。 天气雷达数据浏览器的成功开发和应用极大
2、地增强了新一代天气雷达对台风、暴雨、飑线、冰雹、龙 卷等灾害性天气的有效监测和预警，保证航空兵作战、训练飞行安全，为航空气象短时预报的提供有力保 障。尤其在目前中国气象局正在建设新一代天气雷达网上的广泛席用，太大地提高了我国气象部门对灾害 性天气的预警和气象预报水平，充当着新一代大气雷达阿建设的必备业务补充角色。 2 系统设计 天气雷达数据浏览器软件可以安装在任意一台计算机上进行历史数据浏览和产品生成，若接入天气雷 达局域瞬内，网络交换机将雷达主机、终端l 、终端2 、用户终端及相关处理设备组成一个星型网络结构 其系统拓扑关系示意图如图1 所示。此时，用户终端上安装天气雷达数据浏览器软件，除完
3、成浏览历史数 据外，还可以监视雷达主机工作状态、准实时自动产品生成、危险天气声光告警， 晨，隰 篱翥声手= = 圭= 兰；= = = = = “ n 围1 夭气雷达系统拓扑关系示意围 系统总体结构的设计采用了w I N D O w s 多文档窗口界面技术、w n 啪w s 虚拟内存管理技术、网络 匿 砌 通讯技术、目录监视技术、A D o 数据库技术。在多文档窗u 界I 酊的控制下，每个图象对应的各类数据文件 通过内存管理技术建立一个子图象文档窗口，并在多文档窗口界f 厅f 的控制下，实现各菜单命令和消息通讯。 多文档界面( M D l ) 是M i c r o S o RW N D o w
4、S 处理文本的应用程序规范。该规范描述了窗口结构和允许用 户在单个应用程序中使用多文档的用户界面。利用M D I 技术，我们可以打开和生成任意幅图象( 只要内存 和虚拟内存允许) ，每个图象作为一个文档，这些文档可同时保留在客户区域内。 利用虚拟内存管理，系统可以得到2 G B 的地址空问，这使得天气雷达数据浏览器在w I N D o w s 系统 上实现成为可能。 系统内嵌网络通讯客户端模块，在处理气象数据的同时，采用T C P I P 协议接收监控终端发送的原始数 据信息、雷达整机工作参数和故障信息。 采用目录监视技术，通过监视监控终端的原始回波数据保存路径，在浏览器端实现同波数据的准实时
5、 显示并进行气象产品的自动生成、危险天气的声光告警。同时，通过网络消息机制，实时监视雷达各系统 参数信息、故障信息，以确定雷达的是否处于正常工作状态。 A D o ( A c t i v e XD a _ t ao b i e c t s ，A c t i v e X 数据对象) 定义了一个数据库编程模型一一组访问更新数据源所必 需的顺序方法，这个模型囊括了A D o 的所有功能。这个模型提出了一个对象模型一通过一组对象对应并 实现了这个编程模型。这些对象拥有方法以执行数据操作，拥有属性以表示数据或者控制对象行为的的某 些必要信息。在对象问进行联系的是事件，它是某屿操作发牛了或将要发生时有对象
6、发出的通知。系统运 用该技术实现了气象雷达原始数据和产品数据文件的分级管理。 3 系统软硬件平台的选择 在系统软件平台的选择上，系统采用w 附3 2 的A P I 软件平台，这是一种支持面很宽的选择，可以支 持W I N D O W S9 8 烈T 4 2 0 0 0 x P 等多种软件平台。 最低硬件配置：微机+ 6 4 M B 内存+ 4 0 G B 硬盘+ 2 5 6 色显示卡。 推荐硬件配置：微机+ 2 5 6 M B 内存+ 8 0 G B 硬盘+ 真彩色显示譬。 编程语言：V i s u a lC + + 6 0 。 V i s u a lC + + 6 0 能提供给开发人员较好的
7、界面设计能力和对数据库的连接能力，及对O c x 、A c t i v e x 等 控件的支持能力，同时它具有其他可视化语言少有的为低层的数据接口提供方法的能力。 数据库：M i c r o s o RA c c e s s 2 0 0 0 。 由于天气雷达数据浏览器处理的文件数量大、种类多，除正常探测的基数据和二次产品数据外还包括 系统配置文件、图形图象文件等，为便于文件的管理和用户数据榆索，系统采用基于M i c r o s o R A c c e s s 2 0 0 0 数据库来进行分级管理，同时增加文件搜索功能。 4 设计难点及解决方法 软件模块化设计实现良好的可移植性和可维性。 设计
8、遵循软件工程学的原理，采取模块化的设计方法，对软件的各个底层模块设计具有可移植性和可 维护性，以便于在多种软件和硬件平台上进行移植：对W I N D o W S 操作系统环境的系统高层模块要求具有 高度的可移植性和与硬件平台的无关性。 内存分配。因为天气雷达数据浏览器的设计目标之一是能频繁地处理和分析任意数据量的雷达原始数 据和气象产品数据文件。所以系统设计时以优化内存分配作为出发点，在数据结构的定义上、算法的实现 上、动态内存分配及释放上都给予了充分的考虑，客户区的显示内容足动态生成的。 多种图像和坐标系的混合显示技术。天气雷达数据浏览器是以显示图像信息为主的气象雷达数据信息 系统，采用G
9、D I 和O D lp l 峙的混合编程技术，宴现了栅格图、矢量圈混合显示、A 【p h a 混色、色彩修正、 消除走样等井支持多种图像数据格式的显示和保存，包括B M P 、J P E G 、G I F 、T I 阡、P N G 格式。 天气雷达包含多种坐标的气象产品数据通过晒数s 出珥p h i c s M 。d e 醍置呻h i c sm o d e 到 G MA D v A N c E D 并且调用s e t w o r l d T r a I l s R m 实现了原始回波数据的极坐标显示、产品数据的直角坐标 显示、产品数据的难标旋转、垂直或水平的镜像显示等功能。 5 系统在天气雷达
10、上的应用 i l 篓蠹基三i 兰兰i 釜 i 目i ! ! ! J ! i i 萋皇量一。竺黧竺莲蕊 圈3 软件文件管理数据库界面 图2 为架设在菜雷达场站的X 波段天气雷达工作时天气雷达数据浏览器软件上录取的画面，界面分为 以下六个部分。 ( 1 ) 菜单区：用于提供不同功能处理的调用菜单及快捷工具栏。 ( 2 ) 图像显示区：用于显示文件的图像信息。图2 显示了四幅产品画而，分别为合成切变、冰雹、3 K M 等高平面位置显示、垂直最大回波强度。由于采用多文档体制，可以多幅数据同时对比、研究。 ( 3 ) 图像信息区：用于显示色标、图像漫游信息、文件信息。 ( 4 ) 文件列表栏：分为原始|
11、 司波数据列表栏、产品数据列表栏两部分，以目录树形式按产品类型分类。 ( 5 ) 故障列表栏：按发射机、接收机、信号处理分机、光纤、监控分机、伺服分机等六个系统分别列 表显示故障信息。图2 上显示的是发射机“钛泵”故障信息。 ( 6 ) 参数显示栏：列表显示发射机参数和接收机参数。图2 上显示的是“发射功率”、“D D S 功率”、“K L Y 总流”等雷达主机参数信息。 图3 为浏览器软件文件管理数据库画面，表项有时间、文件名、路径名、雷达型号、距离量程等，在 浏览数据库的同时，用户可以根据需要选择是否鼠标双击列表中文件。 6 结论 目前，天气雷达数据浏览器已经广泛应用于国内各省、市、民航、
12、部队的气象台站、机场，在飞行保 障、气象科学研究、天气预报、重点工程的气象保障和城市气象环境保护等领域提供了气象预报准确性和 及时性，提高了灾害性天气的预警和气象预报水平。 参考文献 【l 】G e o 曙es h e p h e r d ，s c o tw i n g o 深入解析M F c M 】北京：中国电力出版社，2 0 0 3 【2 】N i c o I a iM J o s u t t i s c + + 标准程序库【M 】武汉：华中科技大学出版社，2 0 0 2 【3 】严蔚敏数据结构【M 】北京：清华大学出版社，1 9 9 0 【4 】唐泽圣，等计算机图形学基础【M 】北京：清
13、华大学出版社，1 9 9 5 【5 】郑人杰，等实用软件工程【M 】北京：清华大学出版社，2 0 0 6 T h eD e s i g no fB r o w s e rS 0 1 F c w a r ef o rW - e a t h e rI h d a r F a nH u iC a oJ u n w u A n h u iS u n c r e a t eE J e c t r o n i c sC o L t d ，H e 诧i ，2 3 0 0 3l ，C h i n a A b s t r a c t ：I nt h i sp a p e r i tp u t sf o n v
14、a r das y s t e md e s i g nm e t h o df o rd a t ab r o w s e ro nw e a t h e rr a d a rt e m l i n a l s y s t e m ，i n c l u d i n gt h es e l e c t i o no ft h es o 胁a r ea n dh a r d 、V a r ep l a t f o r m s ，d e s i g nd i m c u I t i e sa n ds o l u t i o n S T h i s s y s t e mh a sb e e na
15、 p p l i e ds u c c e s s f h I l yi nCb a n d ，Xb a n dD o p p I e rr a d a r ，d u a ll i n e a rp o l a r i z a t i o nr a d a r ，a n dh a s g o o dp e r f o n n a J l c ei na n a l y z i n gm e t e o r o l o g i c a ld a w e a t h e rf o r e c a S t i n g 1 ( e y w o r d s ：w e a t h e rr a d a r ；b r o w s e r ；s O R w a r ed e s i g n
