導(dǎo)語：氣象業(yè)務(wù)綜合平臺(tái)設(shè)計(jì)研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：為滿足氣象監(jiān)測、預(yù)報(bào)、服務(wù)等多方面氣象業(yè)務(wù)需求，需建設(shè)全面支撐的一體化氣象業(yè)務(wù)平臺(tái)。石嘴山市氣象業(yè)務(wù)綜合平臺(tái)構(gòu)建了立體氣象監(jiān)測網(wǎng)，融合多種監(jiān)測資料，結(jié)合GIS技術(shù)實(shí)時(shí)展示和處理氣象信息，實(shí)現(xiàn)了氣象實(shí)時(shí)監(jiān)測到服務(wù)產(chǎn)品一體化生成，簡化了氣象服務(wù)流程，提高了氣象預(yù)警時(shí)效，有效提升了石嘴山市氣象服務(wù)的工作效率和服務(wù)效果。

關(guān)鍵詞：地理信息；業(yè)務(wù)一體化；數(shù)據(jù)可視化；氣象服務(wù)；氣象預(yù)警

在氣象服務(wù)過程中，氣象監(jiān)測、預(yù)報(bào)、預(yù)警、服務(wù)各類氣象業(yè)務(wù)軟件獨(dú)立、分散，各系統(tǒng)之間氣象資料生成和制作依賴人工轉(zhuǎn)化，存在監(jiān)測不夠精密，預(yù)警時(shí)效低，服務(wù)材料編輯制作繁瑣等諸多問題，滿足氣象監(jiān)測、預(yù)報(bào)預(yù)警、決策服務(wù)的業(yè)務(wù)需求，需要建設(shè)一套全面支撐的氣象一體化平臺(tái)。實(shí)現(xiàn)氣象信息的集約處理和實(shí)時(shí)應(yīng)用。石嘴山市氣象業(yè)務(wù)平臺(tái)是以寧夏氣象局建立的省級(jí)數(shù)據(jù)庫為核心[1]，利用地理信息空間技術(shù)，結(jié)合石嘴山市生態(tài)環(huán)境、應(yīng)急管理以及農(nóng)業(yè)電力等民生需求建立的一體化氣象業(yè)務(wù)平臺(tái)。做到實(shí)時(shí)監(jiān)測氣象信息、自動(dòng)化生成預(yù)報(bào)產(chǎn)品、及時(shí)發(fā)布預(yù)警、決策材料等功能，面向石嘴山市各重點(diǎn)領(lǐng)域，提供各類氣象服務(wù)。

1總體設(shè)計(jì)

石嘴山氣象業(yè)務(wù)綜合平臺(tái)整體設(shè)計(jì)遵循氣象“一張圖”模式，通過充分整合全市基礎(chǔ)地理信息、氣象監(jiān)測站點(diǎn)、環(huán)境監(jiān)測站點(diǎn)、電力站點(diǎn)、交通局路網(wǎng)、氣象視頻監(jiān)控等信息數(shù)據(jù)，為氣象信息日常監(jiān)測提供了可視化平臺(tái)；開發(fā)日常實(shí)況監(jiān)測、天氣預(yù)報(bào)、天氣預(yù)警、氣象決策、專業(yè)氣象服務(wù)、應(yīng)急響應(yīng)、氣象資料檢索等七大模塊，實(shí)現(xiàn)雷達(dá)圖、云圖、溫度、濕度、風(fēng)速風(fēng)力、氣壓、降水以及能見度等氣象要素的綜合監(jiān)測和超閾值報(bào)警，可查詢和統(tǒng)計(jì)任意時(shí)段、任意氣象要素，并生成可分級(jí)顯示的氣象要素落區(qū)圖、統(tǒng)計(jì)圖表，有針對(duì)性地研發(fā)了專業(yè)氣象服務(wù)產(chǎn)品，方便不同用戶調(diào)閱相關(guān)氣象信息。

1.1數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

業(yè)務(wù)平臺(tái)基于省級(jí)氣象基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)產(chǎn)品、服務(wù)產(chǎn)品三大數(shù)據(jù)庫，整合石嘴山市氣象局地理信息和其他相關(guān)部門數(shù)據(jù)資源信息。采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫和HDFS分布式系統(tǒng)分別存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)[2]，提高計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源的利用效率。數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)命名與全國綜合氣象信息共享平臺(tái)（CI-MISS）保持一致，保證氣象數(shù)據(jù)、服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一性，同時(shí)做到對(duì)省級(jí)數(shù)據(jù)庫備份和補(bǔ)充[3]。

1.2平臺(tái)的技術(shù)選型

開發(fā)模式采用前端、后端、地圖端三端分離的模式[4]，前后端利用Vue+SpringBoot框架,地圖端使用SuperMapiServer9D服務(wù)式的GIS平臺(tái),用Apacheweb服務(wù)器，Orecle作為數(shù)據(jù)庫,采用Java語言,并使用HTML+CSS+JS作為前端開發(fā)的輔助語言工具。利用此組合框架可以前端、后端、地圖端三段開發(fā)獨(dú)立并同時(shí)進(jìn)行,可以提升開發(fā)效率,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性也得到保障。

1.3網(wǎng)絡(luò)部署方式

業(yè)務(wù)平臺(tái)涉及大量信息交互傳輸、共享服務(wù)，包括石嘴山氣象局與自治區(qū)氣象局的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)，石嘴山氣象局與服務(wù)部門的政務(wù)外網(wǎng)，服務(wù)社會(huì)公眾的互聯(lián)網(wǎng)，以及各類監(jiān)測站的網(wǎng)絡(luò)連接。各類氣象監(jiān)測站點(diǎn)通過移動(dòng)通信或有線方式接入省級(jí)網(wǎng)絡(luò)中，市級(jí)業(yè)務(wù)平臺(tái)部署在市級(jí)局域網(wǎng)上，通過氣象專網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。市級(jí)網(wǎng)絡(luò)通過防火墻接入石嘴山市電子政務(wù)外網(wǎng)，通過端口映射，使石嘴山市其他部門可以通過政務(wù)網(wǎng)訪問業(yè)務(wù)平臺(tái)。各類服務(wù)產(chǎn)品通過省級(jí)互聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一出口向公眾發(fā)布。網(wǎng)絡(luò)部署圖如圖2：圖2市級(jí)綜合業(yè)務(wù)平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

2關(guān)鍵技術(shù)

2.1風(fēng)場模擬演示

基于實(shí)況監(jiān)測的風(fēng)速、風(fēng)向數(shù)據(jù)，以GIS為基礎(chǔ)結(jié)合echarts圖形庫，將格點(diǎn)數(shù)據(jù)與風(fēng)場圖庫相結(jié)合，將風(fēng)速、風(fēng)向值動(dòng)態(tài)寫入，最終按照時(shí)間序列在圖上模擬風(fēng)場的變化，在地形圖上形成石嘴山區(qū)域的風(fēng)場模擬。

2.2平臺(tái)業(yè)務(wù)文件模板化技術(shù)

提供智能網(wǎng)格天氣預(yù)報(bào)和專業(yè)預(yù)報(bào)參數(shù)接口，通過播音詞、一周天氣預(yù)報(bào)、近期天氣預(yù)報(bào)、報(bào)社天氣預(yù)報(bào)、交通音樂臺(tái)天氣預(yù)報(bào)等常規(guī)服務(wù)材料文件模板樣式，快速生成文件。

2.3氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

提供氣象統(tǒng)計(jì)學(xué)算法，明確任意時(shí)段氣象要素平均值、最大值、最小值、累計(jì)值等計(jì)算方法，以及與歷史同期值（近10年、近20年、近30年）的對(duì)比分析等。

2.4落區(qū)圖生成

依據(jù)格點(diǎn)數(shù)據(jù)服務(wù)獲取離散點(diǎn)坐標(biāo)和氣象要素實(shí)況監(jiān)測值，結(jié)合GIS單值專題圖，以及符合氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的12小時(shí)和24小時(shí)標(biāo)準(zhǔn)顏色配置，利用supermap9D自帶的簡單克里金插值分析算法[5-6]進(jìn)行內(nèi)插和外推，對(duì)未知網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行最優(yōu)估計(jì),從而形成氣象要素落區(qū)圖?？死锝穑↘riging）法為地統(tǒng)計(jì)學(xué)上一種空間數(shù)據(jù)內(nèi)插處理方法，主要的目的是利用各數(shù)據(jù)點(diǎn)間變異數(shù)（variance）的大小來推求某一未知點(diǎn)與各已知點(diǎn)的權(quán)重關(guān)系，再由各數(shù)據(jù)點(diǎn)的值和其與未知點(diǎn)的權(quán)重關(guān)系推求未知點(diǎn)的值。

3系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)軟件架構(gòu)采用面向服務(wù)SOA的軟件架構(gòu)。系統(tǒng)應(yīng)用的集成開發(fā)環(huán)境采用Apache+Orecle+SpringBoot+Vue+SuperMapiServer[7]的組合框架。系統(tǒng)主要功能如下：

3.1實(shí)況監(jiān)測

基于寧夏氣象數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)接口，接入各類氣象信息，能夠?qū)庀髮?shí)時(shí)數(shù)據(jù)的進(jìn)行監(jiān)測，可通過地圖切換查看監(jiān)測站、云圖、雷達(dá)、格點(diǎn)等實(shí)時(shí)氣象信息和24小時(shí)動(dòng)態(tài)圖，也可自定義查看最近24小時(shí)內(nèi)某個(gè)時(shí)間點(diǎn)的氣象數(shù)據(jù)，當(dāng)出現(xiàn)最新的氣象災(zāi)害預(yù)警信息時(shí)，自動(dòng)出現(xiàn)報(bào)警信息，點(diǎn)擊可鏈接至詳情頁。

3.2氣象預(yù)報(bào)

以寧夏氣象局?jǐn)?shù)據(jù)庫中智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)和專業(yè)預(yù)報(bào)為基礎(chǔ)，根據(jù)不同業(yè)務(wù)需求，按照不同的產(chǎn)品模版制作相應(yīng)氣象預(yù)報(bào)產(chǎn)品，并且實(shí)現(xiàn)指定產(chǎn)品發(fā)布到指定地方。也可根據(jù)業(yè)務(wù)需求制作文檔模板。一鍵式快速生成各類氣象預(yù)報(bào)材料，大大提高了預(yù)報(bào)材料的制作效率。

3.3天氣預(yù)警

主要包括災(zāi)害性天氣預(yù)警，以及山洪、地質(zhì)、城市內(nèi)澇、重污染天氣、森林火險(xiǎn)等各類氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警。該平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)上述預(yù)警通知單（或簽批單）的一鍵生成，并將國家突發(fā)預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)、手機(jī)短信、傳真、12121自動(dòng)答詢電話、電子郵件等發(fā)布方式進(jìn)行集約，方便開展預(yù)警服務(wù)。

3.4氣象決策

業(yè)務(wù)人員可根據(jù)需求制作匯報(bào)材料模板，定期生成各類專題氣象材料，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)制作和快速編輯等功能，為生態(tài)環(huán)境、應(yīng)急管理等不同部門開展決策氣象服務(wù)提供技術(shù)支撐。

3.5專業(yè)氣象服務(wù)

主要包括環(huán)保、電力、交通等三個(gè)專業(yè)氣象服務(wù)專題，可通過手機(jī)微信公眾號(hào)獲取基于位置的天氣實(shí)況、精細(xì)化預(yù)報(bào)、空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)等信息。圖5專業(yè)氣象服務(wù)監(jiān)測平臺(tái).

3.6應(yīng)急響應(yīng)

通過自動(dòng)監(jiān)測實(shí)況和預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，達(dá)到應(yīng)急啟動(dòng)、升級(jí)、降級(jí)、解除標(biāo)準(zhǔn)則自動(dòng)生成相應(yīng)的應(yīng)急命令，提醒應(yīng)急值班員進(jìn)行處置。應(yīng)急信息啟動(dòng)功能可以根據(jù)氣象格點(diǎn)預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)及監(jiān)測數(shù)據(jù)，判斷應(yīng)急當(dāng)前應(yīng)急響應(yīng)級(jí)別，并自動(dòng)生成響應(yīng)的應(yīng)急信息發(fā)布信息，推送給業(yè)務(wù)人員審核。

4平臺(tái)應(yīng)用效果

4.1提高服務(wù)材料制作和發(fā)布效率

平臺(tái)在氣象業(yè)務(wù)運(yùn)行過程中取得良好效果，近2年的試運(yùn)行，累計(jì)制作電視天氣預(yù)報(bào)播音詞800份，一周天氣預(yù)報(bào)120余份，近期天氣預(yù)報(bào)近800份，發(fā)布交通音樂臺(tái)天氣預(yù)報(bào)2000余份，編發(fā)手機(jī)短信20000余條。各類預(yù)報(bào)服務(wù)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)發(fā)布效率提高了20%~40%。

4.2提高預(yù)警發(fā)布時(shí)效

發(fā)生災(zāi)害性天氣時(shí)，平臺(tái)能及時(shí)生成各類氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警產(chǎn)品，并實(shí)現(xiàn)與水務(wù)、自然資源、住建等部門的網(wǎng)上快速聯(lián)合會(huì)簽，提高了預(yù)警發(fā)布時(shí)效，為防災(zāi)減災(zāi)的前期準(zhǔn)備提供了充足時(shí)間。

4.3在重大活動(dòng)氣象保障發(fā)揮重要作用

基于位置的實(shí)況監(jiān)測信息顯示和閾值報(bào)警功能，為石嘴山市各類重大社會(huì)活動(dòng)提供精細(xì)、準(zhǔn)確、及時(shí)的氣象保障服務(wù)。

5結(jié)語

石嘴山市氣象局大力推進(jìn)氣象數(shù)據(jù)融合應(yīng)用，助推氣象業(yè)務(wù)向?qū)嵱眯?、智慧型、智能化方向發(fā)展，建設(shè)完成石嘴山市綜合業(yè)務(wù)平臺(tái)，平臺(tái)以省級(jí)數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，充分整合全市基礎(chǔ)地理信息，氣象監(jiān)測站點(diǎn)、環(huán)境監(jiān)測站點(diǎn)等信息數(shù)據(jù)，為氣象信息日常監(jiān)測提供了可視化平臺(tái)。通過日常實(shí)況監(jiān)測，天氣預(yù)報(bào)、天氣預(yù)警、氣象決策、專業(yè)氣象服務(wù)、應(yīng)急響應(yīng)、氣象資料檢索等七大模塊，以實(shí)現(xiàn)多種氣象要素的綜合監(jiān)測和超閾值報(bào)警，任意時(shí)段、任意氣象要素查詢和統(tǒng)計(jì)、生成可分級(jí)顯示的氣象要素落區(qū)圖，統(tǒng)計(jì)圖表，有針對(duì)性地研發(fā)了專業(yè)氣象服務(wù)產(chǎn)品，方便不同用戶調(diào)閱相關(guān)氣象信息等功能。解決石嘴山市氣象局實(shí)況監(jiān)測可視化程度不高、預(yù)警和氣象服務(wù)產(chǎn)品制作服務(wù)不及時(shí)、服務(wù)覆蓋范圍不全面等問題。石嘴山市氣象業(yè)務(wù)綜合平臺(tái)的建成，對(duì)外為用戶高效、便捷推送量身定制產(chǎn)品；對(duì)內(nèi)集約資源，簡化了流程、節(jié)約了人力，降低了成本，在投入業(yè)務(wù)運(yùn)行后，較好的發(fā)揮了趨利避害的氣象效益。

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作者：吳曉 岳勇 陳增境 單位：中國氣象局旱區(qū)特色農(nóng)業(yè)氣象木災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警與風(fēng)險(xiǎn)管理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 石嘴山市氣象局 寧夏氣象信息中心