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Python语言在CIMISS中的应用

更新时间：2019-12-20 18:07:43 大小：2M 上传用户：songhuahua查看TA发布的资源 标签：pythonCIMISS 下载积分：1分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

CIMISS实现了国家级气象数据的整合集约,国省首次建立了统一的数据环境,并通过标准统一、功能丰富、调用高效的气象数据统一服务接口MUSIC。本文介绍了Python编程语言特性,及其相对于IDL,Fortran,Matlab等气象行业常用编程语言的优势。阐述了Python在国外气象行业中的应用,以及如何调用CIMISS的客户端SDK,Web Services以及Rest服务接口。气象科研人员通过掌握Python编程语言,能够快速地从CIMISS中获取和处理气象数据,并可以使用Python进行各类气象数据的处理。


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气
象
科 技  
ꢀ
，
Ｖｏｌ．４６ Ｎｏ．４  
第
卷第  
期
４
４６  
ꢀ
ꢀ
年
月
８
Ａｕ ．２０１８  
ｇ
２０１８  
ＭＥＴＥＯＲＯＬＯＧＩＣＡＬＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ  
ꢀ ꢀ ꢀ  
语言在  
中的应用  
Ｐｔｈｏｎ  
ｙ
ＣＩＭＩＳＳ  
１
２
１
连高欣  
王琪  
沈岳峰  
ꢀ
ꢀ
（
１
，
天津市滨海新区气象局 天津  
；
３００４５７ ２  
，
天津市气象局 天津  
）
３０００００  
， ， 、  
实现了国家级气象数据的整合集约 国省首次建立了统一的数据环境 并通过标准统一 功能丰富  
、
摘要  
ＣＩＭＩＳＳ  
ꢀ
。
ＭＵＳＩＣ  
，
编程语言特性 及其相对于  
Ｐｔｈｏｎ  
ｙ
， ，  
ＩＤＬ Ｆｏｒｔｒａｎ Ｍａｔｌａｂ  
调用高效的气象数据统一服务接口  
本文介绍了  
。
等气象行业常用编程 语 言 的 优 势 阐 述 了  
，
在 国 外 气 象 行 业 中 的 应 用 以 及 如 何 调 用 的 客 户 端  
ＣＩＭＩＳＳ  
Ｐｔｈｏｎ  
ｙ
，
ＳＤＫ ＷｅｂＳｅｒｖｉｃｅｓ  
ꢀ
。
服务接口 气象科研人员通过掌握  
Ｒｅｓｔ  
，
编程语言 能够快速地从  
以及  
中获取  
ＣＩＭＩＳＳ  
Ｐｔｈｏｎ  
ｙ
，
和处理气象数据 并可以使用  
。
进行各类气象数据的处理  
Ｐｔｈｏｎ  
ｙ
；
；
；
气象数据  
Ｐｔｈｏｎ ＣＩＭＩＳＳ ＭＵＳＩＣ  
ꢀ ｙ  
关键词  
：
：
Ｐ４０９ ＤＯＩ １０．１９５１７ ．１６７１６３４５．２０１７０４８７  
ꢀ
／
：
文献标识码  
Ａ
中图分类号  
ꢀ
ｊ
－
便气象科研和业务人员快速获取和处理  
数
ＣＩＭＩＳＳ  
引言  
， ，  
据 构建气象数据处理完整工作流 降低编程成本和  
，
日 全国综合气象信息共  
。
截至  
年 月  
２０１６ １２ １５  
代码维护量  
（
ＣＩＭＩＳＳ ＣｈｉｎａＩｎｔｅｒａｔｅｄ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｉｅａｌ  
ꢀ
享 平 台  
本文 介 绍 了  
在 国 外 的 应 用 现 状 和  
Ｐｔｈｏｎ  
ｙ
ꢀ
ｇ
ｇ
）
已 在全 国 范围内 全 部  
ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｅｒｖｉｃｅＳｓｔｅｍ  
ꢀｙ  
，
在 气 象 领 域 的 应 用 成 果 并 阐 述 了  
Ｐｔｈｏｎ  
ｙ
Ｐｔｈｏｎ  
ｙ
ꢀ
。
实现业务化运行 这标志着国家级和省级气象部门  
，
给出了必要的 安 装 过 程和 运  
ＣＩＭＩＳＳ  
如何应用于  
［］  
１
。
、
首次拥有了国省统一 标准规范的数据环境  
。
行示例  
作
、 、  
为气象业务 服务 管理的核心基础数据支撑平台  
，
数据服务接口  
１ ＣＩＭＩＳＳ  
ꢀ
、
种实时 历史数据的  
１４ １４７  
共提供包含  
类
ＣＩＭＩＳＳ  
，
在线存储服务 能使资料入库时间缩短  
，
数据  
“
是依托国 家 发改 委批 复 的 新 一 代天  
２０％  
ＣＩＭＩＳＳ  
［
］
２３  
。
－
”
，
、
访问效率提高  
倍
气雷达信息共享平台 项目 在国家级 个省中心  
２ ５  
～
３１  
、
建成的 集数据收集与分发 质量控制与产品生成  
， ，  
气象科研和业务人员对地面 高空探测 数值预  
，
、
，
报 等 资 料 需 求 强 烈 如 何 使 用 计 算 机 语 言 调 用  
、 、  
存储管理 共享服务 业务监控于一体的气象信息共  
。
Ｐｔｈｏｎ  
ｙ
。
、
规 范 了 各 类 数 据 命 名 格式  
成为了新的难题  
是一门解释性的  
享业务系统  
ＣＩＭＩＳＳ  
ＣＩＭＩＳＳ  
， ，  
面向对象程序语言 开源免费 被国内外商业公司采  
，
和算法 实现了国省数据同步和实时历史数据一体  
， ，  
用 并且在科研领域应用广泛 尤其是处理大数据场  
。
化管理  
， 、 、  
景下得心应手 具有成熟的数据挖掘 机器学习 深  
（
ＭＵＳＩＣ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｉ  
ｇ
－
气象数据统一服务接口  
［］  
４
。
，
度学习功能模块 使用者社区活跃  
），  
基 于 国  
ｃａｌＵｎｉｆｉｅｄＳｅｒｖｉｃｅＩｎｔｅｒｆａｃｅＣｏｍｍｕｎｉｔ  
ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ  
ｙ
支持  
Ｐｔｈｏｎ  
ｙ
， ，  
ＭａｔｌａｂＩＤＬ Ｆｏｒｔｒａｎ  
，
等的矩阵数据处理 在气象气  
， ，  
面向气象业务和科研  
ＣＩＭＩＳＳ  
省统一的数据环境  
， 、 、  
候研究领域有诸多应用 如建模 时间序列分析 空  
、 、  
提供全国统一 标准 丰富的数据访问服务和应用编  
、 、  
气质量分析 卫星数据处理 气象观测  
、 、  
数据可  
ＧＩＳ  
（
程接口  
ＡＰＩ  
），  
为各级应用系统提供唯一权威的数  
、 、 、  
视化 格点数据处理 模式比较 工作流集成和大数  
。
据接入服务  
。
据处理分析等等 通过学习和掌握  
，
可以方  
Ｐｔｈｏｎ  
ｙ
，
采 用 瘦 客 户 端 模 式  
ＡＰＩ  
支 持  
Ｗｉｎ  
ＭＵＳＩＣ  
－
：／／  
气象科技  
ｗｗｗ．ｘｋ．ｎｅｔ．ｃｎ  
ｑ ｊ  
ｈｔｔ  
ｐ
（
）“  
基于  
”
的对外服务气象要素信息平台的设计与实现 资助  
天津市气象局一般项目  
２０１７３８ｂｘｍ２８  
ｙ
ＣＩＭＩＳＳ  
：
作者简介 连高欣  
，
男
，
， ， ， ，  
年生 硕士 工程师 主要从事气象系统开发和数据挖掘工作  
１９８９ Ｅｍａｉｌ２６９３１６５９６  
＠ｑｑ  
：
．ｃｏｍ  
：
２０１７  
； ：  
定稿日期  
２０１８  
收稿日期  
年
月
日
年
月
日
１３  
８
１４  
３
气
象 科 技 第  
ꢀꢀ ꢀꢀ ꢀꢀ ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ  
卷
４６  
７００  
、
ｄｏｗｓＬｉｎｕｘ  
，
操作系统 包含常用的开发  
，
可 以 在 多 种 系 统 和 平 台 上 运 行 从  
以及  
ＡＩＸ  
Ｐｔｈｏｎ  
ｙ
，
语言 工 具 包 主 要 有  
、
ａｖａ ＰＨＰ Ｃ Ｃ＋＋  
＃ ｊ  
、
、 ／  
、
， ，  
Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｌｉｎｕｘ Ｍａｃ  
，
。
到 移 动 终 端 嵌 入 式  
Ｐ
ｙ
Ｃ
－
。
， ，  
也有脚本语言的特点 可以解释执行 调试运  
等
Ｐｔｈｏｎ  
ｙ
ｔｈｏｎ  
。
，
Ｐｔｈｏｎ  
ｙ
行 极 为 便 捷  
在
编 程 领 域  
具 有  
Ｗｅｂ  
在气象中的应用  
２ Ｐｔｈｏｎ  
ꢀ
ｙ
，
ｊ ｇ  
，
等优秀  
框架 可以快速高效开发  
Ｆｌａｓｋ Ｄａｎｏ  
Ｗｅｂ  
同 时 内 置 了 日 志 模 块 代 码 调  
Ｐｔｈｏｎ  
ｙ
，
在
ＧｕｉｄｏｖａｎＲｏｓｓｕｍ  
。
应 用  
Ｗｅｂ  
，
是 荷 兰 科 学 家  
Ｐｔｈｏｎ  
ｙ
ꢀ
ꢀ
。
Ｐｔｈｏｎ  
ｙ
，
。
试 支持快速工作流程  
Ｐｔｈｏｎ  
ｙ
年期间开发的计算机编程语言  
是完  
在大数据领域应用  
１９８９  
， 、 、 、  
全面向对象的语言 数字 模块 字符串 数据结构都  
，
Ｓｃｒａ  
ｐｙ  
，
ｙ
，
进行数据存储 配  
Ｐ Ｍｏｎｏ  
ｇ
广泛  
爬虫框架  
［］  
５
，
机 器 学 习 领 域 有 基 础 的  
， ， ， ，  
是对象 并且支持常见的类概念 如继承 重载 派  
／
ｎｕｍ  
ｐｙ  
合
Ｈａｄｏｏ  
ｐ
，
生 多重继承  
。
，
，
进行  
ｓｃｉｋｉｔｌｅａｒｎ Ｍａｔｌｏｔｌｉｂ  
机器学习工具包  
ｓｃｉ  
ｐｙ  
－
ｐ
［
］
６７  
。
－
优点  
数据绘图  
２．１ Ｐｔｈｏｎ  
ꢀ
ｙ
，
对编程经验薄弱 甚至没有编程经验的人较为  
，
商 业 应 用 成 熟 在 国 外 如  
，
Ｙａｈｏｏ  
Ｐｔｈｏｎ  
ｙ
， ， ，  
友好 代码易读 学习曲线平缓 有很多儿童也在学  
， ， ，  
Ｇｏｏｌｅ ＩＢＭ ＮＡＳＡ Ｎｏｋｉａ  
ｇ
，
都有大规模应用 在  
。
Ｐｔｈｏｎ Ｐｔｈｏｎ  
ｙ ｙ  
， ，  
国内大型互联网公司如豆瓣 腾讯 阿里巴巴都有大  
习
方便开发人员快速及时开发原  
， ，  
型 配合内置标准库 可以完成许多复杂的任务  
。
。
此
量使用  
与气象行业常用计算机语言比较  
２．２ Ｐｔｈｏｎ  
，
， ，  
有众多的第三方库 如网络协议支持 系  
外
Ｐｔｈｏｎ  
ｙ
ꢀ
ｙ
，
统编程 图像处理  
，
Ｗｅｂ  
，
编程等等 使得  
， ， ，  
是
ＰｔｈｏｎＩＤＬ Ｆｏｒｔｒａｎ Ｍａｔｌａｂ  
ｙ
，
的对比  
在
表
Ｐｔｈｏｎ  
ｙ
１
，
大部分领域无所不能 无处不在  
。
。
门语言在气象行业中都有着广泛的应用基础  
这
４
表
与气象行业常用计算机语言比较  
１ Ｐｔｈｏｎ  
ꢀ
ｙ
Ｐｔｈｏｎ  
ｙ
ＩＤＬ  
Ｆｏｒｔｒａｎ  
ꢀ
Ｍａｔｌａｂ  
ꢀ
ꢀ
， ，  
简单易学 语法简洁简单 可读  
， ，  
中等 可 维 护 性 差 历 史 版 本  
学习难度  
入门简单  
入门简单  
性强  
众多  
， ，  
在气象 医疗图像 天文中应用  
气 象 行 业  
主要 作 为 科 学 和 工 程  
计算  
国外大学和科研机构采用较多  
科学和工程计算  
使用度  
广泛  
ꢀ
，
强大 应用场景广  
，
方便 功能强大  
，
不方便 效果不佳  
，
方便 功能强大  
数据绘图  
矩 阵 数 据  
结构支持  
，
，
擅长处理大数据集  
大数据开发能力强  
强
不支持  
支持  
Ｎｕｍ  
ｐｙ  
，
如
，
Ｓｃｉ  
ｐｙ  
，
擅长 数 值 积 分 数 据 分 析 工 具  
众 多 科 学 计 算 包  
算法能力  
强大  
强大  
等
Ｐａｎｄａｓ  
较少  
，
文档文献众多 出版书籍量大  
，
，
中文商业书籍少 在线文档少  
。
，
书籍 文档较多  
，
书籍 商业文档较多  
文档  
更新快  
，
用户 和 开 发 者 非 常 活 跃 论 坛  
， ，  
成熟 常有线上线下会议 对代  
，
冷淡 不活跃  
社区支持  
呈减少趋势  
一般  
码有良好的支持与维护  
付费与否  
开源  
免费  
商业付费  
免费  
商业付费  
是
否
是
否
， ，  
Ｃ Ｃ＋ ＋ Ｆｏｒｔｒａｎ  
，
／ ， ，  
Ｃ Ｃ＋ ＋ Ｆｏｒｔｒａｎ Ｊａｖａ  
／ ，  
Ｃ Ｃ＋＋ ．ＮＥＴ  
，
也 可 以 与  
可 与  
可与  
可扩展性  
可与 混合编程  
ｃ
，
相互调用  
等程序相互调用  
混合编程  
ＪａｖａＰｔｈｏｎ  
ｙ
ＩＤＬ  
跨 平 台 能  
强
强
强
强
力
ꢀ
，
Ｗｅｂ  
第 三 方 生  
快速集成 数 据 库 交 互  
服
无
无
无
，
务 进程控制等  
态
ꢀ

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