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PolyWeather/docs/data-architecture-review.md
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2026-05-28 20:46:35 +08:00

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# PolyWeather 数据链路架构审查
> 审查日期:2026-06 | 视角:系统架构师 | 范围:完整数据采集→分析→API→前端状态
>
> **修复状态:9/9 已完成;最后校准:2026-05-28**
## 一、数据架构总览
```
外部数据源 Python 后端 Next.js 前端
=========== ========== ===========
Open-Meteo (预报+多模型) ─┐
METAR/TAF (航空气象) ─┤
NWS (美国) / MGM (土耳其) ─┤
JMA/AMOS/AMSC/HKO/CWA ─┤
CoWIN / MADIS / NOAA ─┤
├─ WeatherDataCollector ├─ dashboard-client.ts
│ (内存缓存 + SQLite磁盘缓存) │ (ETag浏览器缓存 + SWR)
│ │
├─ _analyze() ├─ useDashboardStore
│ ├─ DEB 融合 (11模型加权) │ (双Context拆分)
│ └─ 趋势引擎 │ (扫描数据预加载)
│ │
├─ scan_terminal_service.py ├─ 扫描终端查询
│ ├─ ThreadPoolExecutor(4) │ (120s TTL)
│ └─ AI 增强层 (DeepSeek) │
│ │
├─ FastAPI routes └─ API代理 (Next.js rewrites)
│ (HTTP snapshot + ETag 304)
└─ SSE /api/events
(Redis Stream / SQLite replay)
```
## 二、数据采集层
### 源端(14个外部源)
| 源 | 类型 | 覆盖 | TTL |
|------|------|---------|------|
| Open-Meteo | 预报 + 多模型集合 | 全球 | 300s |
| METAR | 机场观测 | 全球 ICAO | 60s |
| TAF | 机场预报 | 全球 ICAO | 600s |
| NWS | 国家预报 | 美国 | 按请求 |
| MGM | 国家官方 | 土耳其 | 300s |
| ECMWF/GFS/ICON/GEM/JMA | 多模型 NWP | 全球 | 300s |
| HKO/CWA/NOAA/AMOS/AMSC/CoWIN | 结算/参考观测 | 特定国家 | 60s-600s |
| Redis Stream | 实时事件 replay / 多 worker fanout | 后端内部 | event-driven |
### 待改进
| # | 问题 | 优先级 |
|---|------|------|
| 1 | 无源端健康状态检测 | 🟡 |
| 2 | METAR TTL 60s 过于激进(机场每小时发一次) | 🟡 |
| 3 | 无请求重试(`POLYWEATHER_HTTP_RETRY_COUNT` 默认 0 | 🟡 |
## 三、分析层
### DEB 动态集成混合
自适应加权:11 模型按过去 7 天 MAE 动态分配权重。回退链完善。
### 概率校准
**已修复:校准漂移检测**`check_calibration_drift()` 对比最近 CRPS 与基线,漂移 >15% 时告警,集成在 `/api/system/status``probability.drift` 字段。
| # | 问题 | 优先级 |
|---|------|------|
| 4 | 校准系数静态 JSON 文件,数据分布变化需手动重新训练 | 🟡 |
## 四、API 与缓存层
**已修复:ETag 304** — 后端 `_etag_middleware` 对 GET /api/* 自动返回 ETag (MD5),支持 `If-None-Match`,匹配返回 304 + `Cache-Control: private, max-age=30`
**已修复:TTL 匹配**`SCAN_TERMINAL_PAYLOAD_TTL_SEC` 30s → 120s,匹配 ThreadPoolExecutor(4)×60 城的实际重算耗时。
**已实现:SSE 增量推送(SSE Patch)与可重放事件日志** — 引入 FastAPI SSE 广播通道 (`/api/events`)。数据采集端更新时自动向 `/api/internal/collector-patch` 推送最新温度;后端标准化为 `city_observation_patch.v1`,写入 Redis Stream(生产)或 SQLite event log(兜底)后再广播。前端扫描终端订阅该流,不再执行固定的 5 分钟定时轮询,而是根据 Patch 变化即时更新列表;当前选中图表基于 `useLatestPatch` 实现 1 分钟级温度的增量合并与实时曲线绘制。
| # | 问题 | 优先级 |
|---|------|------|
| 5 | 缓存键过粗(city::mode),微小变化也触发完整重算 | 🟡 |
## 五、前端状态管理
**已修复:sessionStorage 限制** — 只保留最近 3 个城市的详情,避免 3-10MB JSON 序列化阻塞主线程。
**已修复:Context 拆分**`CityDetailsContext` 独立管理 `cityDetailsByName` 变更,新增 `useCityDetails` hook。只读详情数据的组件不因其他状态变化而重渲染。
**已修复:Stale-while-revalidate**`ensureCityDetail` 过期缓存立即返回 + 后台异步刷新,用户不再看到 loading spinner。
**已修复:扫描数据复用**`preloadCityFromRow()` 从扫描终端行预填充城市详情缓存,选城市后详情面板立即显示。
**已实现:SSE 订阅、replay 与 2 分钟无 Patch 兜底机制** — 引入 `useLatestPatch``useSsePatchVersion` 管理实况数据的准实时合并。若长连接中断,前端使用 `since_revision` replay 缺失事件;若 2 分钟内未收到任何增量 Patch,可见图表自动触发 60s 降级轮询(从 `/api/city/{city}/summary` 获取最新实况,并以 ignoreCache 强刷 full detail)。浏览器后台恢复时会主动刷新可见图表 full detail。
## 六、待办
| # | 问题 | 优先级 | 说明 |
|---|------|------|------|
| 1 | 校准系数需手动重新训练 | 🟡 | 漂移检测已有,但自动触发重训练需要 GPU/算力资源 |
| 2 | 缓存键过粗 — `city::mode` 粒度 | 🟢 | 微小温度变化触发完整重算,可考虑内容 hash 键 |
> 注:原审查中 METAR TTL 60s 实际为 600s(误诊);扫描终端轮询已有 `AbortController` + `requestSeq` 保护(误诊)。