導語：氣象業(yè)務綜合平臺設計研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，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、預報、服務等多方面氣象業(yè)務需求，需建設全面支撐的一體化氣象業(yè)務平臺。石嘴山市氣象業(yè)務綜合平臺構建了立體氣象監(jiān)測網(wǎng)，融合多種監(jiān)測資料，結合GIS技術實時展示和處理氣象信息，實現(xiàn)了氣象實時監(jiān)測到服務產(chǎn)品一體化生成，簡化了氣象服務流程，提高了氣象預警時效，有效提升了石嘴山市氣象服務的工作效率和服務效果。

關鍵詞：地理信息；業(yè)務一體化；數(shù)據(jù)可視化；氣象服務；氣象預警

在氣象服務過程中，氣象監(jiān)測、預報、預警、服務各類氣象業(yè)務軟件獨立、分散，各系統(tǒng)之間氣象資料生成和制作依賴人工轉化，存在監(jiān)測不夠精密，預警時效低，服務材料編輯制作繁瑣等諸多問題，滿足氣象監(jiān)測、預報預警、決策服務的業(yè)務需求，需要建設一套全面支撐的氣象一體化平臺。實現(xiàn)氣象信息的集約處理和實時應用。石嘴山市氣象業(yè)務平臺是以寧夏氣象局建立的省級數(shù)據(jù)庫為核心[1]，利用地理信息空間技術，結合石嘴山市生態(tài)環(huán)境、應急管理以及農(nóng)業(yè)電力等民生需求建立的一體化氣象業(yè)務平臺。做到實時監(jiān)測氣象信息、自動化生成預報產(chǎn)品、及時發(fā)布預警、決策材料等功能，面向石嘴山市各重點領域，提供各類氣象服務。

1總體設計

石嘴山氣象業(yè)務綜合平臺整體設計遵循氣象“一張圖”模式，通過充分整合全市基礎地理信息、氣象監(jiān)測站點、環(huán)境監(jiān)測站點、電力站點、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；開發(fā)日常實況監(jiān)測、天氣預報、天氣預警、氣象決策、專業(yè)氣象服務、應急響應、氣象資料檢索等七大模塊，實現(xiàn)雷達圖、云圖、溫度、濕度、風速風力、氣壓、降水以及能見度等氣象要素的綜合監(jiān)測和超閾值報警，可查詢和統(tǒng)計任意時段、任意氣象要素，并生成可分級顯示的氣象要素落區(qū)圖、統(tǒng)計圖表，有針對性地研發(fā)了專業(yè)氣象服務產(chǎn)品，方便不同用戶調(diào)閱相關氣象信息。

1.1數(shù)據(jù)庫設計

業(yè)務平臺基于省級氣象基礎數(shù)據(jù)、業(yè)務產(chǎn)品、服務產(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部門數(shù)據(jù)資源信息。采用關系型數(shù)據(jù)庫和HDFS分布式系統(tǒng)分別存儲結構化和非結構化數(shù)據(jù)[2]，提高計算資源、存儲資源的利用效率。數(shù)據(jù)庫表結構命名與全國綜合氣象信息共享平臺（CI-MISS）保持一致，保證氣象數(shù)據(jù)、服務標準的統(tǒng)一性，同時做到對省級數(shù)據(jù)庫備份和補充[3]。

1.2平臺的技術選型

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服務式的GIS平臺,用Apacheweb服務器，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)獨立并同時進行,可以提升開發(fā)效率,系統(tǒng)運行穩(wěn)定性也得到保障。

1.3網(wǎng)絡部署方式

業(yè)務平臺涉及大量信息交互傳輸、共享服務，包括石嘴山氣象局與自治區(qū)氣象局的業(yè)務網(wǎng)絡，石嘴山氣象局與服務部門的政務外網(wǎng)，服務社會公眾的互聯(lián)網(wǎng)，以及各類監(jiān)測站的網(wǎng)絡連接。各類氣象監(jiān)測站點通過移動通信或有線方式接入省級網(wǎng)絡中，市級業(yè)務平臺部署在市級局域網(wǎng)上，通過氣象專網(wǎng)進行數(shù)據(jù)交換。市級網(wǎng)絡通過防火墻接入石嘴山市電子政務外網(wǎng)，通過端口映射，使石嘴山市其他部門可以通過政務網(wǎng)訪問業(yè)務平臺。各類服務產(chǎn)品通過省級互聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一出口向公眾發(fā)布。網(wǎng)絡部署圖如圖2：圖2市級綜合業(yè)務平臺網(wǎng)絡架構圖

2關鍵技術

2.1風場模擬演示

基于實況監(jiān)測的風速、風向數(shù)據(jù)，以GIS為基礎結合echarts圖形庫，將格點數(shù)據(jù)與風場圖庫相結合，將風速、風向值動態(tài)寫入，最終按照時間序列在圖上模擬風場的變化，在地形圖上形成石嘴山區(qū)域的風場模擬。

2.2平臺業(yè)務文件模板化技術

提供智能網(wǎng)格天氣預報和專業(yè)預報參數(shù)接口，通過播音詞、一周天氣預報、近期天氣預報、報社天氣預報、交通音樂臺天氣預報等常規(guī)服務材料文件模板樣式，快速生成文件。

2.3氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)計

提供氣象統(tǒng)計學算法，明確任意時段氣象要素平均值、最大值、最小值、累計值等計算方法，以及與歷史同期值（近10年、近20年、近30年）的對比分析等。

2.4落區(qū)圖生成

依據(jù)格點數(shù)據(jù)服務獲取離散點坐標和氣象要素實況監(jiān)測值，結合GIS單值專題圖，以及符合氣象行業(yè)標準的12小時和24小時標準顏色配置，利用supermap9D自帶的簡單克里金插值分析算法[5-6]進行內(nèi)插和外推，對未知網(wǎng)格點進行最優(yōu)估計,從而形成氣象要素落區(qū)圖?？死锝穑↘riging）法為地統(tǒng)計學上一種空間數(shù)據(jù)內(nèi)插處理方法，主要的目的是利用各數(shù)據(jù)點間變異數(shù)（variance）的大小來推求某一未知點與各已知點的權重關系，再由各數(shù)據(jù)點的值和其與未知點的權重關系推求未知點的值。

3系統(tǒng)實現(xiàn)

系統(tǒng)軟件架構采用面向服務SOA的軟件架構。系統(tǒng)應用的集成開發(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)庀髮崟r數(shù)據(jù)的進行監(jiān)測，可通過地圖切換查看監(jiān)測站、云圖、雷達、格點等實時氣象信息和24小時動態(tài)圖，也可自定義查看最近24小時內(nèi)某個時間點的氣象數(shù)據(jù)，當出現(xiàn)最新的氣象災害預警信息時，自動出現(xiàn)報警信息，點擊可鏈接至詳情頁。

3.2氣象預報

以寧夏氣象局數(shù)據(jù)庫中智能網(wǎng)格預報和專業(yè)預報為基礎，根據(jù)不同業(yè)務需求，按照不同的產(chǎn)品模版制作相應氣象預報產(chǎn)品，并且實現(xiàn)指定產(chǎn)品發(fā)布到指定地方。也可根據(jù)業(yè)務需求制作文檔模板。一鍵式快速生成各類氣象預報材料，大大提高了預報材料的制作效率。

3.3天氣預警

主要包括災害性天氣預警，以及山洪、地質(zhì)、城市內(nèi)澇、重污染天氣、森林火險等各類氣象風險預警。該平臺可實現(xiàn)上述預警通知單（或簽批單）的一鍵生成，并將國家突發(fā)預警信息發(fā)布系統(tǒng)、手機短信、傳真、12121自動答詢電話、電子郵件等發(fā)布方式進行集約，方便開展預警服務。

3.4氣象決策

業(yè)務人員可根據(jù)需求制作匯報材料模板，定期生成各類專題氣象材料，實現(xiàn)自動制作和快速編輯等功能，為生態(tài)環(huán)境、應急管理等不同部門開展決策氣象服務提供技術支撐。

3.5專業(yè)氣象服務

主要包括環(huán)保、電力、交通等三個專業(yè)氣象服務專題，可通過手機微信公眾號獲取基于位置的天氣實況、精細化預報、空氣質(zhì)量預報等信息。圖5專業(yè)氣象服務監(jiān)測平臺.

3.6應急響應

通過自動監(jiān)測實況和預報數(shù)據(jù)，達到應急啟動、升級、降級、解除標準則自動生成相應的應急命令，提醒應急值班員進行處置。應急信息啟動功能可以根據(jù)氣象格點預報數(shù)據(jù)及監(jiān)測數(shù)據(jù)，判斷應急當前應急響應級別，并自動生成響應的應急信息發(fā)布信息，推送給業(yè)務人員審核。

4平臺應用效果

4.1提高服務材料制作和發(fā)布效率

平臺在氣象業(yè)務運行過程中取得良好效果，近2年的試運行，累計制作電視天氣預報播音詞800份，一周天氣預報120余份，近期天氣預報近800份，發(fā)布交通音樂臺天氣預報2000余份，編發(fā)手機短信20000余條。各類預報服務產(chǎn)品實現(xiàn)了自動發(fā)布效率提高了20%~40%。

4.2提高預警發(fā)布時效

發(fā)生災害性天氣時，平臺能及時生成各類氣象風險預警產(chǎn)品，并實現(xiàn)與水務、自然資源、住建等部門的網(wǎng)上快速聯(lián)合會簽，提高了預警發(fā)布時效，為防災減災的前期準備提供了充足時間。

4.3在重大活動氣象保障發(fā)揮重要作用

基于位置的實況監(jiān)測信息顯示和閾值報警功能，為石嘴山市各類重大社會活動提供精細、準確、及時的氣象保障服務。

5結語

石嘴山市氣象局大力推進氣象數(shù)據(jù)融合應用，助推氣象業(yè)務向?qū)嵱眯汀⒅腔坌?、智能化方向發(fā)展，建設完成石嘴山市綜合業(yè)務平臺，平臺以省級數(shù)據(jù)庫為基礎，充分整合全市基礎地理信息，氣象監(jiān)測站點、環(huán)境監(jiān)測站點等信息數(shù)據(jù)，為氣象信息日常監(jiān)測提供了可視化平臺。通過日常實況監(jiān)測，天氣預報、天氣預警、氣象決策、專業(yè)氣象服務、應急響應、氣象資料檢索等七大模塊，以實現(xiàn)多種氣象要素的綜合監(jiān)測和超閾值報警，任意時段、任意氣象要素查詢和統(tǒng)計、生成可分級顯示的氣象要素落區(qū)圖，統(tǒng)計圖表，有針對性地研發(fā)了專業(yè)氣象服務產(chǎn)品，方便不同用戶調(diào)閱相關氣象信息等功能。解決石嘴山市氣象局實況監(jiān)測可視化程度不高、預警和氣象服務產(chǎn)品制作服務不及時、服務覆蓋范圍不全面等問題。石嘴山市氣象業(yè)務綜合平臺的建成，對外為用戶高效、便捷推送量身定制產(chǎn)品；對內(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)務運行后，較好的發(fā)揮了趨利避害的氣象效益。

參考文獻：

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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)氣象木災害監(jiān)測預警與風險管理重點實驗室 石嘴山市氣象局 寧夏氣象信息中心