2024年3月13日发(作者：曹春柔)
第３０卷第４期
气象科学
Ｖｏ１．３０，Ｎｏ．４
Ａｕｇ．，２０１０
２０１０年８月
ＳＣＩＥＮＴＩＡ ＭＥＴＥＯＲＯＬ０ＧＩＣＡ ＳＩＮＩＣＡ
徐芬，焦圣明，李崇志．Ｆｌｅｘ技术在自动气象站观测网中的应用．气象科学，２０１０，３０（４）：５３４－５３７．Ｘｕ Ｆｅｎ，Ｊｉａｏ Ｓｈｅｎｇｍｉｎｇ，
Ｌｉ Ｃｈｏｎｇ Ｚｈｉ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｆｌｅｘ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ＡＷＳ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｗｅｂ．Ｓｃｉｅｎｔｉａ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａ Ｓｉｎｉｃａ
２０１０，３０（４）：５３４—５３７．
，
Ｆｌｅｘ技术在自动气象站观测网中的应用
徐芬 焦圣明 李崇志
（１江苏省气象科学研究所，南京２１０００８）（２江苏省气象局，南京２１０００８）
摘要本文介绍了Ｆｌｅｘ技术，并根据用户对地面气象自动观测数据使用的实际需求，采用
Ｆｌｅｘ作为表现层和中间引擎，构建了一个Ｂ／Ｓ结构的地面气象自动站观测网。通过观测网的设计
和实现，验证了Ｆｌｅｘ技术的可行性和有效性。Ｆｌｅｘ强大的数据处理和业务逻辑能力减轻了服务器
端的负担，其良好的客户端表现提高了用户体验。
关键词 自动气象观测站
分类号Ｐ４１２
ＲＩＡ Ｆｌｅｘ
Ａ 文献标识码
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｆｌｅｘ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ＡＷＳ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｗｅｂ
Ｘｕ Ｆｅｎ Ｊｉａｏ Ｓｈｅｎｇｍｉｎｇ Ｌｉ Ｃｈｏｎｇｚｈｉ
（１ Ｊｉａｎｇｓｕ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｎａｎｊｉｎｇ，２１０００８，Ｃｈｉｎａ）
（２ Ｊｉａｎｇｓｕ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ Ｂｕｒｅａｕ，№ ｎｇ，２１０００８，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｆｌｅｘ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｕｓｅｄ ａｓ ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｅｎｇｉｎｅ，ａ Ｂ／Ｓ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ＡＷＳ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｗｅｂ ｉｓ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｕｓｅｒ＇ｓ ａｃｔｕａｌ ｎｅｅｄ ｏｆ ＡＷＳ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｄａ－
ｔａ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ａｎｄ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｗｅｂ，ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ
ｔｈｅ Ｆｌｅｘ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｖｅｒｉｆｉｅｄ．Ｔｈｅ ｐｏｗｅｒｆｕｌ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｆｌｅｘ ｔｏ ｐｒｏｃｅｓｓ ｄａｔａ ａｎｄ ｔｏ ｄｏ ｂｕｓｉｎｅｓｓ ｌｏｇｉｃ
ｃａｎ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｂｕｒｄｅｎ ｏｎ ｔｈｅ ｓｅｒｖｅｒ—ｅｎｄ，ｔｈｅ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｃｌｉｅｎｔ—ｅｎｄ ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ ｃａｎ ｅｎｈａｎｃｅ ｔｈｅ ｕｓｅｒ＇ｓ ｅｘ—
ｐｅｒｉｅｎｃｅｓ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ＡＷＳ ＲＩＡ Ｆｌｅｘ
引 言
地面气象观测数据在短期短时天气预报制作、
交通气象专项服务预报、气象决策服务、气象科研等
发展，客户端技术也由客户端桌面应用程序的Ｃ／Ｓ
架构发展到ＨＴＭＬ再到富客户端技术ＲＩＡ（Ｒｉｃｈ Ｉｎ．
ｔｅｒｎｅｔ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ）的Ｂ／Ｓ（浏览器／服务器）架构。
传统的ＨＴＭＬ方式基于页面发起请求，服务器端传
递数据的模式，维护简单、适用范围广的特性使其易
于推广，很多省份（例如湖北、山西等）制作的地面
气象自动站业务系统也基于此种方式。但由于受到
工作中起着关键作用，现在全国各级气象部门在开
发地面气象自动站综合业务平台时普遍采用基于桌
面的Ｃ／Ｓ（客户端／服务器）方式，即在客户端机器
上安装发布应用程序，虽然基于桌面的应用程序具
有图形显示能力强、程序运行速度快等优点，但程序
部署成本高、更新不方便等缺点制约了更多领域用
户对数据的使用。随着计算机应用系统架构技术的
收稿日期：２００９－０９－０３；修改稿日期：２００９—１０．２２
ＨＴＭＬ和ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ脚本执行效率的限制，无法像
Ｃ／Ｓ架构那样使用丰富的效果来展示数据，用户体
验不够理想。
富客户端技术的出现给两者带来了平衡，该技
基金项目：国家自然科学基金项目（４０６６５００１、４０４７５０１７、４０７７５０２９）、中国气象局新技术推广项目（ＣＭＡＴＧ２００８Ｍ３９）；江苏省气象局科研开
发项目（２００８０１）
第一作者简介：徐芬（１９７８一），女，江苏扬州，硕士，主要从事多普勒天气雷达资料分析与应用．ｘｕｆｅｎｌ１３０＠ｔｏｍ．ｃｏｎ
４期 徐芬，等：Ｆｌｅｘ技术在自动气象站观测网中的应用 ５３５
术结合了桌面应用程序反应快、交互性强的优点以
及Ｗｅｂ应用程序传播范围广和易传播的特性，简化
并改进了Ｗｅｂ应用程序与用户的交互，使得应用程
序可以提供更丰富、更具交互性和响应性的用户体
验。例如安徽省高密度雨量网就是基于此技术，采
用了Ａｄｏｂｅ ＳＶＧ Ｖｉｅｗ插件得以实现，其系统界面表
现力强，运行速度快，人机交互性好。但采用控件的
实现方式也有弱点，例如首次运行必须下载ＡｃｔｉｖｅＸ
插件；不能跨平台跨浏览器运行；如果自行开发
ＡｃｔｉｖｅＸ插件，不但需要数字签名，还存在一定经济
成本等问题。Ｆｌａｓｈ插件类似于ＡｃｔｉｖｅＸ插件，其跨
平台和跨浏览器、安全性好、装机率高等特性使其成
为目前ＲＩＡ应用的首选平台。Ｆｌｅｘ作为一种制作
Ｆｌａｓｈ文件的技术受到了众多开发者的欢迎。气象
行业是新技术云集的部门，适于该行业的各类新技
术一经推出即会被应用于各类观测数据的管理监
测、算法的设计或是预报系统的建设工作中去，而不
断提高天气预报技术是每一位气象科技工作者的职
责㈣。
基于Ｆｌｅｘ技术的优点，本文尝试采用Ｆｌｅｘ技术
构建地面气象自动站观测网，通过实际应用为该技
术在气象及相关领域上的深入应用提供一个新的思
路。
１ Ｆｌｅｘ技术简介 Ｊ
Ｆｌｅｘ技术是Ａｄｏｂｅ公司推出的一种基于Ｆｌａｓｈ
技术的开源富客户端应用解决方案，用户通过在
ＦｌｅｘＢｕｉｌｄｅｒ中使用ＭＸＭＬ语言或ＡｃｔｉｏｎＳｃｒｉｐｔ脚本
进行开发，最终编译形成一个可以在Ｆｌａｓｈ虚拟机
上运行的Ｆｌａｓｈ字节码（．ｓｗｆ）文件，可以使用Ｆｌａｓｈ
插件来访问这个文件。
Ｆｌｅｘ是一种跨平台技术，无论服务器端的应用
采用何种技术编写，客户端均可使用Ｆｌｅｘ技术。
Ｆｌｅｘ技术有如下优点：
（Ｉ）部署方便，执行效率高，传播性好：Ｆｌｅｘ是
一
种轻便的客户端技术，只要客户端安装了Ｆｌａｓｈ
插件均可使用该技术，基于现在约９８％的计算机均
安装有此插件，使得Ｆｌｅｘ技术具备很好的传播性，
并且不受浏览器和平台的限制；Ｆｌａｓｈ插件中的．ｓｗｆ
文件以字节码形式运行，其执行效率远远高于浏览
器解析执行的ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ。
（２）用户体验良好，操作方便：Ｆｌｅｘ项目类似于
桌面应用程序，不仅提供如按钮、列表框、树形视图
等用户界面组件，还包含各种统计图表控件，用户使
用方便；另外Ｆｌｅｘ不是基于请求应答的模式，因此
不存在页面刷新的问题。
（３）与服务器通信方式多样，服务器负担低：
Ｆｌｅｘ通过３种方式来访问服务器端：ＨＴｌ＇ＰＳｅｒｖｉｃｅ
方式，ＷｅｂＳｅｒｖｉｃｅ方式，ＲｅｍｏｔｅＯｂｊｅｃｔ方式。与传统
Ｂ／Ｓ系统最大区别是：服务器端可以主动向客户端
发送数据，而Ｂ／Ｓ系统采用单一的Ｈ，丌Ｐ方式与服
务器端进行通信，这使得与服务器端通信的数据量
大大减少，用户只需要请求需要的数据，避免了Ｂ／Ｓ
结构重复传送大量的样式和数据，大大降低了服务
器的负荷。
２地面自动气象观测网构建及关键技术
２．１系统架构
本文采用Ｆｌｅｘ框架作为表现层和数据交互引
擎，充分利用其客户端的运算能力和缓存能力，以便
减轻服务器端的负担，减少响应的时间和传递的数
据量，并在此基础上构建一个Ｂ／Ｓ结构的地面自动
气象观测网。图１描述了该网络系统的体系结构。
如图所示，系统采用了表现层、业务逻辑层、数据层
和通信层的体系结构，层与层之间实现了松散耦合。
２．２通信层
各自动站的数据采集后通过无线传输的通信方
式上传至无线数据的接收中心，在接收中心通过数
据格式转换程序将各厂家不同自动站的数据格式按
照统一格式重新规范输出，通过ＦＴＰ传输方式再次
上传至自动站数据服务器。通过该通信层对所有数
表
现
层
业
务
逻
辑
层
图１观测网系统结构
Ｆｉｇ．１ Ｓｙｓｔｅｍ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ＡＷＳ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｗｅｂ
５３６ 气 象 科 学 ３０卷
据的解析整理，为数据层做好数据准备工作。
地图的网络访问速度问题一直是该类技术应用
２．３数据层
数据层由数据库服务器构成，包含有自动站观
实现的关键，根据地面自动气象观测网对地理信息
的需求，结合网络传输和对地理信息的操作要求，在
实现的地面自动气象观测网系统中提供县界、水域、
测数据库、自动站站点信息库、用户信息库、使用日
志库、自动站查询要素库等。该数据层使用ＭｙＳＱＬ
数据库实现，主要解决地面自动气象观测网数据记
录多，任意时段各要素查询统计的需求。
高速公路、乡镇等基本地理信息。首先把地理信息
从ＳｈａｐｅＦｉｌｅ文件格式转换成经纬度格式，由于Ｆｌｅｘ
技术支持ＸＭＬ方式传输数据，且ＸＭＬ方式简单小
巧、存储方便、检索快速，通用性强，因此把转换后的
经纬度数据再做ＸＭＬ格式转换存储并按照图层形
式组织数据，为能够有效地通过对地理空问数据进
行描述，我们将空间几何数据按空间实体模型来进
２．４业务逻辑层
业务逻辑层负责与Ｆｌｅｘ客户端进行通信。业
务逻辑层通过Ｓｅｒｖｌｅｔ处理Ｆｌｅｘ请求，读取各自动站
站点更新信息，并返回客户端；实时获取各站点多观
测要素的数据信息；响应用户的查询请求、记录日
志、绘制图表等。
业务逻辑层的工作过程如下：Ｆｌｅｘ客户端接收
行组织，每个实体的几何类型可表示为点，线，多边
型，符号，文字中的一种。本文所涉及的地理信息目
前有７种，涉及点、线、符号、文字４种要素，随着可
掌握的地理数据越来越多，可以组织成相应的图层
到用户请求，异步通过Ｈｔｔｐ协议，将用户请求发送
到Ｊａｖａ服务器端，服务器端计算处理后以ＸＭＬ格
式将数据返回给Ｆｌｅｘ客户端，并呈现给用户。客户
端Ｆｌｅｘ利用ＨｔｔｐＳｅｒｖｉｃｅｓ类与服务器进行通信。该
类使用Ｈｔｔｐ协议，异步加载指定的ＵＲＬ文件，并以
ＸＭＬ格式返回文件结果，Ｆｌｅｘ客户端根据请求类型
解析后，最终显示在系统中。其实现过程如图２所
示。
添加至ＸＭＬ地图数据中去，地理信息的处理和组织
结构如图３所示。
当用户首次使用系统时，电子地图信息通过
ＸＭＬ格式文件下载到本地浏览器缓存区，通过编写
的Ａｃｔｉｏｎｓｃｒｉｐｔ ４剖脚本语句读取ＸＭＬ文件，处理后
的数据实时更新于界面上。由于地理空间数据进行
了文件转换，大大提高了下载速度。并且只要用户
不清空浏览器缓存，再次访问时无需重复下载地理
数据。对地图进行操作时直接对本地缓存中数据进
２．５表现层
Ｆｌｅｘ表现层主要实现两个功能，一是作为电子
行操作，而无需与服务器进行交互，进一步提高了浏
览速度。
地图显示接口，在客户端完成相应的地图操作，如放
大、缩小、漫游、定位、各种图层的加载显示等；二是
气象站数据的呈现、与Ｊａｖａ服务器的数据交换，完
成相关功能。要素查询统计时通过ＨＴＭＬ方式或
３用户交互界面实现及功能介绍
本文采用Ｆｌｅｘ技术设计的界面参考了桌面应
者ＪＳＰ文件通过业务逻辑层与数据层得到交互，根
据用户的请求形成表格、直方图或是色斑图提交给
用户。
成功
用程序操作基本功能，并结合多个省级自动气象观
测网站设计的优点，用户适应快，易于推广。交互界
面功能包括三大区块：一是主浏览区域，在地理信息
Ｈ１●ＴＰ协议厂
—————————
Ｉ Ｊａｖａ容器
＿、１ ｓＱＬ
ＪＩ— ●——————＋
ＭｙＳＱＬ
数据库
图２业务逻辑层通信
Ｆｉｇ．２ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｌｏｇｉｃ ｌａｙｅｒ
４期 徐芬，等：Ｆｌｅｘ技术在自动气象站观测网中的应用 ５３７
Ｓｈａｐｆｉｌｅ格式 经纬度格式
图３地图数据组织
Ｆｉｇ．３ Ｍａｐ ｄａｔａ ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ
基础上以数字和图形方式显示监测的气象要素；二
是查询区域，实现前后时次要素查询浏览，雨量查
询、温度查询以及温度和２４ ｈ雨量色斑图显示功
能；三是图层操作功能，实现地理信息图层的选择，
多气象要素的显示选择等。主界面可作为独立插件
嵌人至其他网站，也可配合ＪＳＰ技术设计制作查询
统计操作菜单，以实现功能更为全面的观测网系统，
根据用户需求的不同可作调整，这两种形式均已在
不同的网站建设中实现。
系统实现的主要功能如下：
（１）站点定位及快捷查询：实现站点定位查询
功能和快速链接主要要素图像显示界面的功能。其
中站点查询主要提供定位站名、经度纬度信息、实时
的风向、风速、气温、湿度、气压、２４ ｈ总雨量、０５时
后雨量、２０时后雨量、１ ｈ雨量等观测数据的查询功
能。快捷链接功能则可以链接至温度曲线、雨量直
方图和雨量统计等图像显示界面。
（２）省级雨量统计功能：实现包括累积雨量
（自动站和重要天气报文）、雨量域值查询、降水过
程对比、单站雨量统计、月降水天数统计、月降水直
方图、日降水直方图显示等功能。其中累积雨量功
能提供任意时段的雨量累积查询（基准站时提供色
斑图），有加密站时只提供表格形式统计各雨量域
值的站点个数；雨量域值查询功能提供所有加密站
的累积雨量，可按照选择域值进行雨量数据统计并
以表格显示；降水过程对比功能通过选定两次降水
过程的起止时间，能够对比这个时段内各基准站的
累积雨量；月降水天数统计功能提供选定年月信息
后各基准站的降水天数，点击站名能够以直方图形
式显示该月每日的降水情况。
（３）雨量色斑图查询和动画显示功能：实现对
所有站点不同要素（１ ｈ内雨量、２４ ｈ雨量、０５时后
雨量、２０时后雨量）的雨量数据查询；提供逐小时降
水色斑图的查询和动画显示，可显示雨强随时间的
变化趋势；提供小时累积降水色斑图的查询和动画
显示，可以生动显示降水落区的扩张趋势。
（４）此外还实现了地区雨量统计、其他要素诸
如气温、相对湿度、露点温度、水汽压、本站气压数据
的查询功能。
４ 结 论
Ｆｌｅｘ在表现形式上既继承了传统观测系统的优
势，又弥补了传统观测系统在效率与易用性方面的
不足，并具有运行效率高、轻便，而且可以在各类浏
览器以及各类系统平台中运行的优点。通过Ｆｌｅｘ
技术构建的地面气象自动站观测网不但在功能上既
可以实时监测全省自动站观测数据，同时可以对历
史数据进行高效的浏览查询统计，在表现形式上采
用表格、直方图、色斑图等多种方式来展示数据，目
前已在日常气象观测资料监测和决策服务中起到了
重要作用。
参考文献
［１］郑君杰，黄峰，张韧，等．基于纹理与分形理论的气象卫星云图
目标物识别．气象科学，２００５，２５（３）：２４４－２４８．
［２］ 严明良，王锰，于波，等．基于模糊聚类分型的数值产品暴雨预
报释用方法．气象科学，２００８，２８（５）：５８１－５８５．
［３］ 张成伟，郁凡，徐萌．基于Ａｕｔｏｌｔ的海量数据智能刻录系统．气
象科学，２００８，２８（６）：６６８￣７２．
［４］ 邱彦林．Ｆｌｅｘ第一步——基于ＡｅｔｉｏｎＳｅｒｉｐｔ ３．０的Ｆｌｅｘ ２应用
开发．北京：清华大学出版社，２００７．
［５］黄曦．Ｆｌｅｘ ３．０ＲＩＡ开发详解：基于ＡｅｔｉｏｎＳｃｒｉｐｔ３．０实现．北京：
电子工业出版社，２００７．
2024年3月13日发(作者：曹春柔)
第３０卷第４期
气象科学
Ｖｏ１．３０，Ｎｏ．４
Ａｕｇ．，２０１０
２０１０年８月
ＳＣＩＥＮＴＩＡ ＭＥＴＥＯＲＯＬ０ＧＩＣＡ ＳＩＮＩＣＡ
徐芬，焦圣明，李崇志．Ｆｌｅｘ技术在自动气象站观测网中的应用．气象科学，２０１０，３０（４）：５３４－５３７．Ｘｕ Ｆｅｎ，Ｊｉａｏ Ｓｈｅｎｇｍｉｎｇ，
Ｌｉ Ｃｈｏｎｇ Ｚｈｉ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｆｌｅｘ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ＡＷＳ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｗｅｂ．Ｓｃｉｅｎｔｉａ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａ Ｓｉｎｉｃａ
２０１０，３０（４）：５３４—５３７．
，
Ｆｌｅｘ技术在自动气象站观测网中的应用
徐芬 焦圣明 李崇志
（１江苏省气象科学研究所，南京２１０００８）（２江苏省气象局，南京２１０００８）
摘要本文介绍了Ｆｌｅｘ技术，并根据用户对地面气象自动观测数据使用的实际需求，采用
Ｆｌｅｘ作为表现层和中间引擎，构建了一个Ｂ／Ｓ结构的地面气象自动站观测网。通过观测网的设计
和实现，验证了Ｆｌｅｘ技术的可行性和有效性。Ｆｌｅｘ强大的数据处理和业务逻辑能力减轻了服务器
端的负担，其良好的客户端表现提高了用户体验。
关键词 自动气象观测站
分类号Ｐ４１２
ＲＩＡ Ｆｌｅｘ
Ａ 文献标识码
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｆｌｅｘ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ＡＷＳ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｗｅｂ
Ｘｕ Ｆｅｎ Ｊｉａｏ Ｓｈｅｎｇｍｉｎｇ Ｌｉ Ｃｈｏｎｇｚｈｉ
（１ Ｊｉａｎｇｓｕ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｎａｎｊｉｎｇ，２１０００８，Ｃｈｉｎａ）
（２ Ｊｉａｎｇｓｕ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ Ｂｕｒｅａｕ，№ ｎｇ，２１０００８，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｆｌｅｘ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｕｓｅｄ ａｓ ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｅｎｇｉｎｅ，ａ Ｂ／Ｓ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ＡＷＳ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｗｅｂ ｉｓ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｕｓｅｒ＇ｓ ａｃｔｕａｌ ｎｅｅｄ ｏｆ ＡＷＳ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｄａ－
ｔａ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ａｎｄ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｗｅｂ，ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ
ｔｈｅ Ｆｌｅｘ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｖｅｒｉｆｉｅｄ．Ｔｈｅ ｐｏｗｅｒｆｕｌ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｆｌｅｘ ｔｏ ｐｒｏｃｅｓｓ ｄａｔａ ａｎｄ ｔｏ ｄｏ ｂｕｓｉｎｅｓｓ ｌｏｇｉｃ
ｃａｎ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｂｕｒｄｅｎ ｏｎ ｔｈｅ ｓｅｒｖｅｒ—ｅｎｄ，ｔｈｅ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｃｌｉｅｎｔ—ｅｎｄ ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ ｃａｎ ｅｎｈａｎｃｅ ｔｈｅ ｕｓｅｒ＇ｓ ｅｘ—
ｐｅｒｉｅｎｃｅｓ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ＡＷＳ ＲＩＡ Ｆｌｅｘ
引 言
地面气象观测数据在短期短时天气预报制作、
交通气象专项服务预报、气象决策服务、气象科研等
发展，客户端技术也由客户端桌面应用程序的Ｃ／Ｓ
架构发展到ＨＴＭＬ再到富客户端技术ＲＩＡ（Ｒｉｃｈ Ｉｎ．
ｔｅｒｎｅｔ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ）的Ｂ／Ｓ（浏览器／服务器）架构。
传统的ＨＴＭＬ方式基于页面发起请求，服务器端传
递数据的模式，维护简单、适用范围广的特性使其易
于推广，很多省份（例如湖北、山西等）制作的地面
气象自动站业务系统也基于此种方式。但由于受到
工作中起着关键作用，现在全国各级气象部门在开
发地面气象自动站综合业务平台时普遍采用基于桌
面的Ｃ／Ｓ（客户端／服务器）方式，即在客户端机器
上安装发布应用程序，虽然基于桌面的应用程序具
有图形显示能力强、程序运行速度快等优点，但程序
部署成本高、更新不方便等缺点制约了更多领域用
户对数据的使用。随着计算机应用系统架构技术的
收稿日期：２００９－０９－０３；修改稿日期：２００９—１０．２２
ＨＴＭＬ和ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ脚本执行效率的限制，无法像
Ｃ／Ｓ架构那样使用丰富的效果来展示数据，用户体
验不够理想。
富客户端技术的出现给两者带来了平衡，该技
基金项目：国家自然科学基金项目（４０６６５００１、４０４７５０１７、４０７７５０２９）、中国气象局新技术推广项目（ＣＭＡＴＧ２００８Ｍ３９）；江苏省气象局科研开
发项目（２００８０１）
第一作者简介：徐芬（１９７８一），女，江苏扬州，硕士，主要从事多普勒天气雷达资料分析与应用．ｘｕｆｅｎｌ１３０＠ｔｏｍ．ｃｏｎ
４期 徐芬，等：Ｆｌｅｘ技术在自动气象站观测网中的应用 ５３５
术结合了桌面应用程序反应快、交互性强的优点以
及Ｗｅｂ应用程序传播范围广和易传播的特性，简化
并改进了Ｗｅｂ应用程序与用户的交互，使得应用程
序可以提供更丰富、更具交互性和响应性的用户体
验。例如安徽省高密度雨量网就是基于此技术，采
用了Ａｄｏｂｅ ＳＶＧ Ｖｉｅｗ插件得以实现，其系统界面表
现力强，运行速度快，人机交互性好。但采用控件的
实现方式也有弱点，例如首次运行必须下载ＡｃｔｉｖｅＸ
插件；不能跨平台跨浏览器运行；如果自行开发
ＡｃｔｉｖｅＸ插件，不但需要数字签名，还存在一定经济
成本等问题。Ｆｌａｓｈ插件类似于ＡｃｔｉｖｅＸ插件，其跨
平台和跨浏览器、安全性好、装机率高等特性使其成
为目前ＲＩＡ应用的首选平台。Ｆｌｅｘ作为一种制作
Ｆｌａｓｈ文件的技术受到了众多开发者的欢迎。气象
行业是新技术云集的部门，适于该行业的各类新技
术一经推出即会被应用于各类观测数据的管理监
测、算法的设计或是预报系统的建设工作中去，而不
断提高天气预报技术是每一位气象科技工作者的职
责㈣。
基于Ｆｌｅｘ技术的优点，本文尝试采用Ｆｌｅｘ技术
构建地面气象自动站观测网，通过实际应用为该技
术在气象及相关领域上的深入应用提供一个新的思
路。
１ Ｆｌｅｘ技术简介 Ｊ
Ｆｌｅｘ技术是Ａｄｏｂｅ公司推出的一种基于Ｆｌａｓｈ
技术的开源富客户端应用解决方案，用户通过在
ＦｌｅｘＢｕｉｌｄｅｒ中使用ＭＸＭＬ语言或ＡｃｔｉｏｎＳｃｒｉｐｔ脚本
进行开发，最终编译形成一个可以在Ｆｌａｓｈ虚拟机
上运行的Ｆｌａｓｈ字节码（．ｓｗｆ）文件，可以使用Ｆｌａｓｈ
插件来访问这个文件。
Ｆｌｅｘ是一种跨平台技术，无论服务器端的应用
采用何种技术编写，客户端均可使用Ｆｌｅｘ技术。
Ｆｌｅｘ技术有如下优点：
（Ｉ）部署方便，执行效率高，传播性好：Ｆｌｅｘ是
一
种轻便的客户端技术，只要客户端安装了Ｆｌａｓｈ
插件均可使用该技术，基于现在约９８％的计算机均
安装有此插件，使得Ｆｌｅｘ技术具备很好的传播性，
并且不受浏览器和平台的限制；Ｆｌａｓｈ插件中的．ｓｗｆ
文件以字节码形式运行，其执行效率远远高于浏览
器解析执行的ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ。
（２）用户体验良好，操作方便：Ｆｌｅｘ项目类似于
桌面应用程序，不仅提供如按钮、列表框、树形视图
等用户界面组件，还包含各种统计图表控件，用户使
用方便；另外Ｆｌｅｘ不是基于请求应答的模式，因此
不存在页面刷新的问题。
（３）与服务器通信方式多样，服务器负担低：
Ｆｌｅｘ通过３种方式来访问服务器端：ＨＴｌ＇ＰＳｅｒｖｉｃｅ
方式，ＷｅｂＳｅｒｖｉｃｅ方式，ＲｅｍｏｔｅＯｂｊｅｃｔ方式。与传统
Ｂ／Ｓ系统最大区别是：服务器端可以主动向客户端
发送数据，而Ｂ／Ｓ系统采用单一的Ｈ，丌Ｐ方式与服
务器端进行通信，这使得与服务器端通信的数据量
大大减少，用户只需要请求需要的数据，避免了Ｂ／Ｓ
结构重复传送大量的样式和数据，大大降低了服务
器的负荷。
２地面自动气象观测网构建及关键技术
２．１系统架构
本文采用Ｆｌｅｘ框架作为表现层和数据交互引
擎，充分利用其客户端的运算能力和缓存能力，以便
减轻服务器端的负担，减少响应的时间和传递的数
据量，并在此基础上构建一个Ｂ／Ｓ结构的地面自动
气象观测网。图１描述了该网络系统的体系结构。
如图所示，系统采用了表现层、业务逻辑层、数据层
和通信层的体系结构，层与层之间实现了松散耦合。
２．２通信层
各自动站的数据采集后通过无线传输的通信方
式上传至无线数据的接收中心，在接收中心通过数
据格式转换程序将各厂家不同自动站的数据格式按
照统一格式重新规范输出，通过ＦＴＰ传输方式再次
上传至自动站数据服务器。通过该通信层对所有数
表
现
层
业
务
逻
辑
层
图１观测网系统结构
Ｆｉｇ．１ Ｓｙｓｔｅｍ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ＡＷＳ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｗｅｂ
５３６ 气 象 科 学 ３０卷
据的解析整理，为数据层做好数据准备工作。
地图的网络访问速度问题一直是该类技术应用
２．３数据层
数据层由数据库服务器构成，包含有自动站观
实现的关键，根据地面自动气象观测网对地理信息
的需求，结合网络传输和对地理信息的操作要求，在
实现的地面自动气象观测网系统中提供县界、水域、
测数据库、自动站站点信息库、用户信息库、使用日
志库、自动站查询要素库等。该数据层使用ＭｙＳＱＬ
数据库实现，主要解决地面自动气象观测网数据记
录多，任意时段各要素查询统计的需求。
高速公路、乡镇等基本地理信息。首先把地理信息
从ＳｈａｐｅＦｉｌｅ文件格式转换成经纬度格式，由于Ｆｌｅｘ
技术支持ＸＭＬ方式传输数据，且ＸＭＬ方式简单小
巧、存储方便、检索快速，通用性强，因此把转换后的
经纬度数据再做ＸＭＬ格式转换存储并按照图层形
式组织数据，为能够有效地通过对地理空问数据进
行描述，我们将空间几何数据按空间实体模型来进
２．４业务逻辑层
业务逻辑层负责与Ｆｌｅｘ客户端进行通信。业
务逻辑层通过Ｓｅｒｖｌｅｔ处理Ｆｌｅｘ请求，读取各自动站
站点更新信息，并返回客户端；实时获取各站点多观
测要素的数据信息；响应用户的查询请求、记录日
志、绘制图表等。
业务逻辑层的工作过程如下：Ｆｌｅｘ客户端接收
行组织，每个实体的几何类型可表示为点，线，多边
型，符号，文字中的一种。本文所涉及的地理信息目
前有７种，涉及点、线、符号、文字４种要素，随着可
掌握的地理数据越来越多，可以组织成相应的图层
到用户请求，异步通过Ｈｔｔｐ协议，将用户请求发送
到Ｊａｖａ服务器端，服务器端计算处理后以ＸＭＬ格
式将数据返回给Ｆｌｅｘ客户端，并呈现给用户。客户
端Ｆｌｅｘ利用ＨｔｔｐＳｅｒｖｉｃｅｓ类与服务器进行通信。该
类使用Ｈｔｔｐ协议，异步加载指定的ＵＲＬ文件，并以
ＸＭＬ格式返回文件结果，Ｆｌｅｘ客户端根据请求类型
解析后，最终显示在系统中。其实现过程如图２所
示。
添加至ＸＭＬ地图数据中去，地理信息的处理和组织
结构如图３所示。
当用户首次使用系统时，电子地图信息通过
ＸＭＬ格式文件下载到本地浏览器缓存区，通过编写
的Ａｃｔｉｏｎｓｃｒｉｐｔ ４剖脚本语句读取ＸＭＬ文件，处理后
的数据实时更新于界面上。由于地理空间数据进行
了文件转换，大大提高了下载速度。并且只要用户
不清空浏览器缓存，再次访问时无需重复下载地理
数据。对地图进行操作时直接对本地缓存中数据进
２．５表现层
Ｆｌｅｘ表现层主要实现两个功能，一是作为电子
行操作，而无需与服务器进行交互，进一步提高了浏
览速度。
地图显示接口，在客户端完成相应的地图操作，如放
大、缩小、漫游、定位、各种图层的加载显示等；二是
气象站数据的呈现、与Ｊａｖａ服务器的数据交换，完
成相关功能。要素查询统计时通过ＨＴＭＬ方式或
３用户交互界面实现及功能介绍
本文采用Ｆｌｅｘ技术设计的界面参考了桌面应
者ＪＳＰ文件通过业务逻辑层与数据层得到交互，根
据用户的请求形成表格、直方图或是色斑图提交给
用户。
成功
用程序操作基本功能，并结合多个省级自动气象观
测网站设计的优点，用户适应快，易于推广。交互界
面功能包括三大区块：一是主浏览区域，在地理信息
Ｈ１●ＴＰ协议厂
—————————
Ｉ Ｊａｖａ容器
＿、１ ｓＱＬ
ＪＩ— ●——————＋
ＭｙＳＱＬ
数据库
图２业务逻辑层通信
Ｆｉｇ．２ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｌｏｇｉｃ ｌａｙｅｒ
４期 徐芬，等：Ｆｌｅｘ技术在自动气象站观测网中的应用 ５３７
Ｓｈａｐｆｉｌｅ格式 经纬度格式
图３地图数据组织
Ｆｉｇ．３ Ｍａｐ ｄａｔａ ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ
基础上以数字和图形方式显示监测的气象要素；二
是查询区域，实现前后时次要素查询浏览，雨量查
询、温度查询以及温度和２４ ｈ雨量色斑图显示功
能；三是图层操作功能，实现地理信息图层的选择，
多气象要素的显示选择等。主界面可作为独立插件
嵌人至其他网站，也可配合ＪＳＰ技术设计制作查询
统计操作菜单，以实现功能更为全面的观测网系统，
根据用户需求的不同可作调整，这两种形式均已在
不同的网站建设中实现。
系统实现的主要功能如下：
（１）站点定位及快捷查询：实现站点定位查询
功能和快速链接主要要素图像显示界面的功能。其
中站点查询主要提供定位站名、经度纬度信息、实时
的风向、风速、气温、湿度、气压、２４ ｈ总雨量、０５时
后雨量、２０时后雨量、１ ｈ雨量等观测数据的查询功
能。快捷链接功能则可以链接至温度曲线、雨量直
方图和雨量统计等图像显示界面。
（２）省级雨量统计功能：实现包括累积雨量
（自动站和重要天气报文）、雨量域值查询、降水过
程对比、单站雨量统计、月降水天数统计、月降水直
方图、日降水直方图显示等功能。其中累积雨量功
能提供任意时段的雨量累积查询（基准站时提供色
斑图），有加密站时只提供表格形式统计各雨量域
值的站点个数；雨量域值查询功能提供所有加密站
的累积雨量，可按照选择域值进行雨量数据统计并
以表格显示；降水过程对比功能通过选定两次降水
过程的起止时间，能够对比这个时段内各基准站的
累积雨量；月降水天数统计功能提供选定年月信息
后各基准站的降水天数，点击站名能够以直方图形
式显示该月每日的降水情况。
（３）雨量色斑图查询和动画显示功能：实现对
所有站点不同要素（１ ｈ内雨量、２４ ｈ雨量、０５时后
雨量、２０时后雨量）的雨量数据查询；提供逐小时降
水色斑图的查询和动画显示，可显示雨强随时间的
变化趋势；提供小时累积降水色斑图的查询和动画
显示，可以生动显示降水落区的扩张趋势。
（４）此外还实现了地区雨量统计、其他要素诸
如气温、相对湿度、露点温度、水汽压、本站气压数据
的查询功能。
４ 结 论
Ｆｌｅｘ在表现形式上既继承了传统观测系统的优
势，又弥补了传统观测系统在效率与易用性方面的
不足，并具有运行效率高、轻便，而且可以在各类浏
览器以及各类系统平台中运行的优点。通过Ｆｌｅｘ
技术构建的地面气象自动站观测网不但在功能上既
可以实时监测全省自动站观测数据，同时可以对历
史数据进行高效的浏览查询统计，在表现形式上采
用表格、直方图、色斑图等多种方式来展示数据，目
前已在日常气象观测资料监测和决策服务中起到了
重要作用。
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