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摘要：随着国际民航运输业的发展，航空运输对气象服务需求加大。民航气象对航空公司为固定飞行文件产品提供，随着航空公司实行集中运行控制等系列变化，航空气象用户对定时定点定量预报产品需求不断提高，建立民航气象服务系统非常必要。空管部门与航空公司对气象服务需求与日俱增，迫切需要提高航空气象预报技术。研究结合空管系统智慧航空气象平台工程应用案例，具有良好的示范应用效果。

关键词：GIS;智慧航空;气象预报服务平台设计

随着中国民航运输业的发展，天气对航班安全影响不断加大，繁忙机场高密度航路恶劣天气对民航飞行产生巨大影响，大量航班延误为旅客带来不便与损失受到人们的关注。机场空管部门迫切需要准确的渊博产品，保障航班安全有序提高运行效率。气象预报是民航航空气象气象服务体系的核心，预报员通过报文等形式为航空气象用户提供服务，需要综合化气象信息显示平台。随着民航事业的发展，对航空气象服务要求不断提高，航空气象探测技术迅速发展，由于数值天气预报技术进步，造成气象资料数据种类多样化;多数用户通常集中于同时段使用数据，需要构建新的民航信息服务系统，为航空气象业务提供教师灵活的服务。

1.民航航空气象预报服务系统研究

气象信息服务系统是国防经济建设的基础公共事业，当前全球气候变化，气象灾害为公众生命财产安全造成很大威胁【1】。近年来我国民航运输业得到蓬勃发展，天气为航班安全产生很大的影响，需要及时准确预报服务明确天气变化。民航业是对航空气象要求高的行业，需要运用先进的信息技术建立相应的气象信息集成化系统，依据气象信息结果确定航空飞行安全状态，加强对气象信息集成分析，将逻辑推理与指标计算结合，杜绝不安全事件的发生。

随着航空运输行业的发展，国内外航空气象呈现蓬勃发展态势。民航气象服务在民航业中占据重要地位，国际上民航气象运行部门独立于空管公司，上世纪20年代航空气象预报得到国外航空公司的关注，欧洲FLYSAFE项目致力于解决空中相撞与不利天气条件问题，使用新的传感器技术改进机载灾害性天气探测技术，将灾害性天气预报融合后上传给飞机，项目提出将使20年内飞行事故率降低80%【2】。日本气象厅是北太平洋西部区域专业气象中心，负责日本六大机场天气预报，提供火山灰爆发对飞行影响预测等。航空天气室发布预报包括重要天气情报，区域气象情报等。参考欧美国家航空气象渊博，引入GIS技术为我国航空气象预报提供借鉴思路。

中国民航成为国际民航组织理事国，在国际民航舞台上发挥重要的作用。近几年民航气象发生巨大变化，对民航气象服务提出更高的要求，我国民航气象从属于空管部分，我国气象部门对航空公司服务称为产品提供，目前国内尚无航空气象专用综合气象信息显示平台，综合气象信息显示系统推出MICAPS系统主要应用于民用气象，缺乏精细的GIS为支撑。MICAPS不能满足航空气象对导航点预报需求【3】。国内航空气象系统存在缺乏航空气象数据与地理信息结合，气象资料展现形式不够丰富，业务工作场景复杂等未通过。迫切需要专用航空气象预报服务系统，满足航路航线等位置气象预报服务。

2.基于GIS的智慧航空气象预报服务平台设计

GIS是特定重要的空间信息系统，是对地球表层空间有关地理分布数据采集管理技术系统。目前GIS在气象领域应用普及，在气象制图、人工影响天气、大气成分变化趋势预测等方面发挥重要的作用【4】。地理信息系统在航空气象预报、危险天气报警等方面广泛应用。利用GIS技术进行危险天气监测，为航空气象报警发布提供依据。GIS提供基础背景数据管理，危险天气过程随时间变化演进等服务。通过结合航空气象数据特点建立数据引擎，可基于GIS展示分析符合服务发展需求。

航空气象资料显示服务一张图是将区域信息基于GIS整合，为用户提供全面信息，一张图为用户提供不同角度挖掘隐含信息。如图1。采用统一基础地理空间参考，基于GIS实现气象资料接入处理，实现航空气象数据管理与业务流程融合应用。系统架构支持云架构，平台选用开发应用系统支持Windows运行环境，可以适应虚拟化IT基础设施。系统采用SOA架构降低耦合度，基础地理信息数据通过WebService对外提供，气候算法通过WebService接口对外提供。SOA加工适合在云架构下分布，充分发挥云集散在大规模集群运行带来高性能特点。气象数据量持续增长对系统存储性能带来很大压力，云计算中的NoSQL数据技术可以应对挑战。设计提出关系型数据库管理海量气象数据。

航空气象相关数据类型众多，增加对数据处理要求。平台建设采用大数据技术分析，紧密集成Scala语言可以轻松操作分布式数据集。二三维一体化技术是新一代GIS技术，到以往三维GIS系统对二维GIS系统数据功能的弊端，可以同时拥有二三维应用形式。航空气象业务为相关部门服务，关注实际天气区域对航迹航线的影响，通过一体化技术展示天气影响成为系统的必备功能。航空气象系统需要与相关数据格式交互，GIS平台显示气象数据时需要转换为特定GIS数据格式，转换易导致气象数据显示出现时间差。目前主要航空气象专业数据格式包括GRIB、AWX等。航空气象数据引擎可读取GIS数据格式，系统可通过数据引擎扩展接口扩展更多数据支持。

结语

随着航空事业对气象重视度的提高，相应带动气象产品质量得到提升。随着航班密度不断扩大等系列变化，航空气象用户对精细化预报产品需求提高。各大航空公司采用先进的运营管理机制，应对紧急事件等环节需要先进的气象保障。基于GIS的智慧航空气象预报服务平台基于GIS系统叠加，可高效完成天气数据分析，预报服务产品发布，天气预警等业务工作。可对航空气象预报提供直观的分析手段，试点经验具有较高推广应用价值。

参考文献：

[1]王伟，周丽君，陶慧青，陈冲. 基于云服务和WebGIS的机场气象服务平台的设计与实现[J]. 计算机与网络，2022，48（01）：65-69.

[2]韩晓. 基于GIS的智慧航空气象预报服务平台设计[J]. 中国民航飞行学院学报，2021，32（01）：45-48.

[3]张向荣，乔丹杨，蔺玉洁，索文婷. 航空气象试飞保障服务平台搭建思路与设计[J]. 陕西气象，2019，（06）：53-55.

[4]赵妙文. 通用航空气象服务系统的构建与设计[D].河北师范大学，2019.

作者简介：李新勇（1987-07），男，汉， 江苏赣榆，本科学历，主任工程师，研究方向为航空气象。