1、氣象信息系統(tǒng)工程（Meteorological Information System Engineering）課程代碼：5251064學(xué)分：2學(xué)時(shí)：32（其中：課程教學(xué)學(xué)時(shí)：24，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：8）先修課程：大氣科學(xué)概論適用專業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教材：自編氣象信息處理與系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)開課學(xué)院：計(jì)算機(jī)與軟件學(xué)院一、課程性質(zhì)與課程目標(biāo)（一）課程性質(zhì)“氣象信息系統(tǒng)工程”是一門專業(yè)方向的選修課，。本課程主要研究氣象信息表示方法、資料加工處理技術(shù)、處理方法、業(yè)務(wù)與規(guī)范、管理與服務(wù)、GrADS軟件的應(yīng)用等內(nèi)容，是計(jì)算機(jī)與氣象相結(jié)合的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)課程。（二）課程目標(biāo)課程目標(biāo)包括知識(shí)目標(biāo)和能力目標(biāo)，具體如下：課程

2、目標(biāo)1：使學(xué)生了解氣象資料種類，掌握常用氣象資料的加工、處理方法，培養(yǎng)學(xué)生使用GrADS對氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的能力，讓學(xué)生能在一個(gè)較高的層次上利用計(jì)算機(jī)處理氣象應(yīng)用中可能出現(xiàn)的問題。課程目標(biāo)2：使學(xué)生了解氣象信息系統(tǒng)現(xiàn)狀及發(fā)展目標(biāo)，掌握氣象要素及對應(yīng)的預(yù)報(bào)方法及相應(yīng)的業(yè)務(wù)與規(guī)范、管理與服務(wù)為今后可能的技術(shù)應(yīng)用做好必要的知識(shí)準(zhǔn)備。（三）課程目標(biāo)與專業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的對應(yīng)關(guān)系本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.3和7.2。畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.3：了解氣象及國防相關(guān)知識(shí)，了解計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)、方法和技術(shù)在該領(lǐng)域的應(yīng)用背景、發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢。畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)7.2：了解信息化與環(huán)境保護(hù)的關(guān)系，能夠理解和

3、評價(jià)計(jì)算機(jī)專業(yè)工程實(shí)踐對環(huán)境和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的影響。課程目標(biāo)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2畢業(yè)要求1.3畢業(yè)要求7.2二、課程內(nèi)容及教學(xué)要求本課程教學(xué)內(nèi)容包括：氣象信息系統(tǒng)現(xiàn)狀概述、氣象要素預(yù)報(bào)、常用氣象資料、氣象圖形圖像分析處理軟件GrADS的使用。本課程基本要求是：了解氣象信息系統(tǒng)現(xiàn)狀，理解氣象信息系統(tǒng)的組成，了解氣象信息系統(tǒng)發(fā)展歷程。理解資料庫、程序庫、圖形圖像庫、預(yù)報(bào)員的基本定義并掌握相關(guān)應(yīng)用。掌握大氣的基本要素，掌握降水、云霧、溫度、風(fēng)的預(yù)報(bào)方法，了解其他天氣預(yù)報(bào)方法。了解氣象資料的定義并掌握其種類；掌握常用的氣象資料處理技術(shù)；了解氣象產(chǎn)品研發(fā)的相關(guān)知識(shí)；了解氣象數(shù)據(jù)庫的相關(guān)內(nèi)容

4、，掌握數(shù)據(jù)庫的業(yè)務(wù)流程。掌握使用GrADS對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的方法及繪圖。第1章氣象信息系統(tǒng)現(xiàn)狀概述（一）教學(xué)內(nèi)容1. 氣象信息系統(tǒng)的基本概念。2. 氣象信息系統(tǒng)現(xiàn)狀。3. 氣象信息系統(tǒng)發(fā)展歷程。（二）教學(xué)要求1. 理解資料庫、程序庫、圖形圖像庫、預(yù)報(bào)員的基本定義。2. 掌握資料庫、程序庫、圖形圖像庫、預(yù)報(bào)員的作用。3. 了解各級氣象信息部門的業(yè)務(wù)部局。4. 了解目前氣象信息系統(tǒng)的核心構(gòu)成。5. 理解氣象信息系統(tǒng)的組成。6. 了解通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。7. 了解國內(nèi)外預(yù)報(bào)工作平臺(tái)系統(tǒng)介紹。8. 了解高性能計(jì)算機(jī)的性能。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)1. 重點(diǎn)氣象信息系統(tǒng)的基本概念，氣象信息系統(tǒng)的組成。2. 難點(diǎn)全

5、國綜合氣象信息共享平臺(tái)總體結(jié)構(gòu)示意圖第2章氣象要素預(yù)報(bào)（一）教學(xué)內(nèi)容1.氣象的基本要素。2.氣象要素的預(yù)報(bào)方法。（二）教學(xué)要求1. 掌握大氣的基本要素。2. 掌握降水、云霧、溫度、風(fēng)的預(yù)報(bào)方法。3. 了解其他天氣預(yù)報(bào)方法。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)1.重點(diǎn)氣象的基本要素、氣象要素的預(yù)報(bào)。2.難點(diǎn)氣象要素的預(yù)報(bào)。第3章常用氣象資料（一）教學(xué)內(nèi)容1. 氣象資料概述。2. 氣象資料的處理技術(shù)。3. 氣象資料產(chǎn)品研發(fā)。4. 氣象資料存儲(chǔ)管理和共享服務(wù)。5. 中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)（二）教學(xué)要求1. 了解氣象資料的定義。2. 掌握氣象資料的種類。3. 掌握氣象資料的處理技術(shù)。4. 掌握常用氣象資料處理。5. 了解國內(nèi)氣象

6、數(shù)據(jù)產(chǎn)品研發(fā)現(xiàn)狀。6.了解氣象數(shù)據(jù)產(chǎn)品研發(fā)主要問題。7.了解綜合數(shù)據(jù)產(chǎn)品研發(fā)方向。8.了解數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。9.了解數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)布局。10.了解數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例。11.掌握數(shù)據(jù)庫業(yè)務(wù)流程。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)1.重點(diǎn)氣象資料的種類、處理技術(shù)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、布局與業(yè)務(wù)流程。2.難點(diǎn)氣象資料處理技術(shù)。第4章數(shù)據(jù)處理和顯示的繪圖軟件GrADS（一）教學(xué)內(nèi)容1. GrADS及其軟件包。2. GrADS的數(shù)據(jù)處理。3. GrADS的使用。（二）教學(xué)要求1. 理解各類數(shù)據(jù)格式的特點(diǎn)。2. 掌握GrADS 處理 FNL 1.0X1.0（grib1）數(shù)據(jù)。3. 掌握.gs文件的基本內(nèi)容。4. 掌握系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境的參

7、數(shù)設(shè)置和功能定義。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)1.重點(diǎn)編寫.gs文件。2.難點(diǎn)編寫.gs文件。三、本課程開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目編號實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱學(xué)時(shí)類型要求支撐的課程目標(biāo)1基礎(chǔ)繪圖命令的使用練習(xí)2驗(yàn)證性必做課程目標(biāo)12一維圖形各類參數(shù)設(shè)置綜合練習(xí)2驗(yàn)證性必做課程目標(biāo)13使用GrADS 處理 FNL 1.0X1.0（grib1）數(shù)據(jù)2綜合性必做課程目標(biāo)1，24GrADS綜合應(yīng)用4綜合性必做課程目標(biāo)1實(shí)驗(yàn)1：基礎(chǔ)繪圖命令的使用練習(xí)1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙蟀惭bgrads1.9；熟練掌握GrADS基本命令。2. 實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容修改C：GrADS19datamodel.ctl文件維數(shù)環(huán)境設(shè)置畫溫度圖，加標(biāo)題畫grid網(wǎng)格圖流線形式

8、繪制二維風(fēng)場矢量箭頭形式繪制二維風(fēng)場風(fēng)向桿形式繪制二維風(fēng)場畫高度場二維等值線圖= 1 * GB3單色= 2 * GB3彩虹色(反)= 3 * GB3畫虛線= 4 * GB3設(shè)定等值線線寬6= 5 * GB3設(shè)置樣條插值光滑開關(guān)= 6 * GB3控制等值線的標(biāo)記方式（off）= 7 * GB3設(shè)置等值線間隔200畫高度場二維填色等值線圖3. 重難點(diǎn)GrADS基本命令。實(shí)驗(yàn)2：一維圖形各類參數(shù)設(shè)置綜合實(shí)驗(yàn)1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙笫炀氄莆找痪S單線圖基本繪圖設(shè)置指令熟練掌握直方圖基本繪圖設(shè)置指令熟練掌握間距、起點(diǎn)等基本繪圖指令的使用熟練掌握坐標(biāo)軸基本設(shè)置命令的使用2. 實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容利用所提供的數(shù)據(jù)資料，繪

9、制變量名為“r1”的單線圖，要求標(biāo)記符號為實(shí)心方框，顏色中藍(lán)色，線條為短虛線并加粗。顯示線并加粗設(shè)為紅色。設(shè)置軸和軸顏色、線寬和字符大??；坐標(biāo)軸的坐標(biāo)從年間隔給年；只畫垂直網(wǎng)格線，為一點(diǎn)線，顏色為綠色；軸坐標(biāo)軸標(biāo)尺的取值范圍是：；不打印的標(biāo)注畫grid網(wǎng)格圖。在圖的頂部協(xié)商“”；在軸側(cè)邊寫下“”作為坐標(biāo)軸標(biāo)注，在軸側(cè)面寫下“”作為軸標(biāo)注；設(shè)置圖注的顏色為蘭色（）；繪制時(shí)線條為實(shí)線，不加粗，線條標(biāo)記符號為實(shí)心圓，線條為紫色，其他設(shè)置同；繪制一張“”、“”繪制在同一個(gè)圖上；分別將上述兩個(gè)變量分別繪制直方圖，設(shè)置間距、起始位置分別為從頂繪制、從底繪制、從的位置繪制，設(shè)置為黃色，為藍(lán)色；其他圖形設(shè)置同

10、單線圖設(shè)置；并最后將兩個(gè)變量繪制在同一個(gè)直方圖形上；3. 重難點(diǎn)坐標(biāo)軸的設(shè)置、圖注設(shè)置、的位置繪制。實(shí)驗(yàn)3：使用GrADS 處理 FNL 1.0X1.0（grib1）數(shù)據(jù)1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙?) 利用GrADS處理 FNL 1.0X1.0（grib1）數(shù)據(jù)。2. 實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容1）使用GrADS處理 FNL 1.0X1.0（grib1）數(shù)據(jù)，并畫出各種距平圖形。3. 重難點(diǎn)生成.ctl和.idx文件。實(shí)驗(yàn)4：GrADS綜合應(yīng)用1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙?) GrADS對系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境參數(shù)的設(shè)置，編寫.gs文件。2. 實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容1）使用GrADS對系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境參數(shù)的設(shè)置，了解功能的部分定義，按照教科書P

11、58-P74自行設(shè)計(jì)編寫.gs文件。3. 重難點(diǎn)對.gs文件的編寫。四、學(xué)時(shí)分配及教學(xué)方法章教學(xué)形式及學(xué)時(shí)分配主要教學(xué)方法支撐的課程目標(biāo)課堂教學(xué)實(shí)驗(yàn)上機(jī)課程實(shí)踐小計(jì)第1章氣象信息系統(tǒng)現(xiàn)狀概述44講授、案例、演示課程目標(biāo)2第2章氣象要素預(yù)報(bào)44講授、案例、自學(xué)課程目標(biāo)2第3章常用氣象資料88講授、對比、自學(xué)、討論課程目標(biāo)1，2第4章氣象圖形圖像軟件的使用GrADS8816講授、演示、自學(xué)、討論、實(shí)驗(yàn)課程目標(biāo)1，2合計(jì)24832注：1.課程實(shí)踐學(xué)時(shí)按相關(guān)專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃列入表格； 2.主要教學(xué)方法包括講授法、討論法、演示法、研究型教學(xué)方法（基于問題、項(xiàng)目、案例等教學(xué)方法）等。五、課程考核1. 課程考核

12、方式包括期末考試、平時(shí)作業(yè)和實(shí)驗(yàn)情況考核?？己诵问娇己艘罂己藱?quán)重備注平時(shí)作業(yè)及到課情況課后共完成3個(gè)習(xí)題，主要考核學(xué)生對每節(jié)課知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握度，計(jì)算全部作業(yè)的平均成績再按15%計(jì)入總成績；可讓學(xué)生查閱資料，了解本課程相關(guān)技術(shù)發(fā)展情況，自主學(xué)習(xí)并完成。點(diǎn)名若學(xué)生有未到課情況，每次扣5分，直接計(jì)入平時(shí)成績。15%根據(jù)平時(shí)作業(yè)得分取平均值或結(jié)合平時(shí)測試情況實(shí)驗(yàn)完成4個(gè)實(shí)驗(yàn)，主要訓(xùn)練學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)構(gòu)建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的能力，最后按15%計(jì)入課程總成績。15%評分細(xì)則見附錄1期末考試試卷題型包括中英文對照題、填空題、簡述原理題、分析題、編程應(yīng)用題5大類，以卷面成績的70%計(jì)入課程總成績

13、。其中考核基礎(chǔ)知識(shí)及應(yīng)用能力的題占90%；考核能針對個(gè)人或職業(yè)發(fā)展的需求，采用合適的方法，自主學(xué)習(xí)，適應(yīng)發(fā)展占比10%。70%期末考試采用開卷筆試。六、參考書目及學(xué)習(xí)資料1.朱乾根，天氣學(xué)原理與方法（第四版），氣象出版社，2007.7；2.趙立成、鄭國光，氣象信息系統(tǒng)（第二版），氣象出版社，2011.3；七、大綱說明1. 主要采用多媒體教學(xué)手段，主要知識(shí)點(diǎn)板書與多媒體相結(jié)合，多種教學(xué)手段綜合運(yùn)用。2. 課后共需完成近3道習(xí)題作業(yè)，以評價(jià)學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的理解和應(yīng)用情況。附錄1：實(shí)驗(yàn)考核方式及評分細(xì)則本實(shí)驗(yàn)以考查為主，考核的內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)過程的表現(xiàn)（其中包含分析與解決問題的能力）、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的質(zhì)量等。分析與解決問題的能力采用提問和現(xiàn)場操作的方式進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)成績中出勤、預(yù)習(xí)占10%，實(shí)驗(yàn)過程表現(xiàn)占60、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及思考題占30。成績組成考核/評價(jià)環(huán)節(jié)分值考核/評價(jià)細(xì)則對應(yīng)的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)出勤、預(yù)習(xí)10%出勤狀況，預(yù)習(xí)評價(jià)10能按時(shí)到勤，遵守實(shí)驗(yàn)規(guī)定，不損壞實(shí)驗(yàn)設(shè)備（占5%）；能夠預(yù)習(xí)，并理解實(shí)驗(yàn)