民航运行需要及时掌握准确、可靠、全面的气象信息,从而减少甚至避免由于天气因素引起的各类飞行事故。因此,提高航空气象信息服务能力一直以来是航空和气象服务界的研究热点。本文从我国民航运输业对航空气象信息服务的实际需求出发,针对气象数据多源异构的特点,以及传统航空气象信息服务系统建设运维成本高、资源利用率低,以及表现形式单一等问题,研究满足需求的航空气象信息服务系统所涉及的关键技术,并进行进行原型系统的设计与开发。论文首先总结了构建完善气象服务系统所需气象数据的特点,并设计实现了多源异构气象数据的同化处理模块,使系统可以接入及时、准确、全面的气象信息;然后深入研究了云计算技术,并使用云计算技术管理项目中的计算机硬件资源,以提高系统的资源利用率与可靠性;最后通过分析气象要素的可视化规则,完成了基于Web GIS技术的气象数据可视化表达。论文主要工作和内容如下:(1)根据实际需求,完成了系统的总体架构设计、体系结构设计、功能设计、数据库设计等。系统采用四层B/S架构实现,将系统模块划分为后台数据处理、气象产品加工与展示、航空数据展示、飞行跟踪等几个主要模块。并在开源Web GIS软件与云平台管理软件的基础上完成了航空气象信息服务原型系统的开发。(2)研究设计高效快速的多源异构气象数据同化处理程序。分析了平台所用气象数据具有分布性与异构性等特点,研究了各类气象数据的格式,结合原始气象数据的存储规则,提出气象数据在航空气象信息服务系统中的组织与同化处理方法。同时,对系统中用到的其它类型的数据,如航空数据、基础地理信息数据等的组织与处理方法也进行了相应的研究与设计。(3)将云计算技术应用于航空气象信息服务系统。研究了云计算技术的概念与特点,并分析总结了航空气象信息服务系统应用云计算所具有的优势,包括提高系统资源利用率与可靠性,降低系统构建成本等。最终,完成了应用云计算技术的系统整体架构设计与私有云平台的搭建。(4)研究设计基于Web GIS技术的气象数据可视化表达方法。着重分析了各类气象数据的可视化规则,包括大小形状保持不变的点状气象要素,会根据气象要素属性的不同而改变的点状气象要素,线状气象要素以及以栅格形式存在的气象数据,并根据这些可视化规则基于Web GIS技术实现了各类气象数据的可视化表达。