長沙市農(nóng)業(yè)氣象防災(zāi)減災(zāi)信息服務(wù)客戶端的構(gòu)建

楊嘯寧，鐘金蓮，王米吉，周建坤

(1．湖南省保靖縣氣象局，湖南保靖416500;2．湖南省長沙市氣象局，湖南長沙410205)

農(nóng)村是氣象災(zāi)害防御的薄弱地區(qū)，農(nóng)業(yè)是對天氣和氣候變化反應(yīng)最為敏感的行業(yè)之一。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的每個環(huán)節(jié)以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對象生長發(fā)育的每個階段都在很大程度上依賴于氣象條件。受全球氣候變暖的影響，各類極端天氣氣候事件發(fā)生頻率明顯加大。農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)均不同程度受到寒潮低溫、高溫干旱、暴雨大風(fēng)等氣象災(zāi)害的影響。隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，我國農(nóng)業(yè)正處在由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全和可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)加快轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時期。隨著智能手機(jī)進(jìn)入人們的生活，手機(jī)款式的豐富和價(jià)格的降低，其普及率將逐步增加，越來越多的用戶不約而同地以客戶端的方式來獲取信息，用戶通過手機(jī)享受到豐富的應(yīng)用和服務(wù)已成為發(fā)展趨勢;氣象智能終端服務(wù)系統(tǒng)代表了氣象防災(zāi)減災(zāi)、公共氣象服務(wù)、生態(tài)文明保障服務(wù)的發(fā)展方向。國內(nèi)外學(xué)者對天氣預(yù)報(bào)軟件進(jìn)行了大量的開發(fā)研究工作［1－4］，北京、上海、深圳等發(fā)達(dá)省市先后推出了3G、4G 氣象智能終端服務(wù)系統(tǒng)，如“墨跡天氣”、“雅虎天氣”等天氣預(yù)報(bào)軟件層出不窮［5－8］。但上述氣象服務(wù)客戶端軟件針對性、實(shí)用性不強(qiáng)，信息服務(wù)仍停留在常規(guī)及傳統(tǒng)氣象服務(wù)基礎(chǔ)上，預(yù)報(bào)產(chǎn)品的精細(xì)化程度及準(zhǔn)確率不能滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)新要求。為此，長沙市氣象局率先致力于開展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)客戶端“農(nóng)情通”關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用，以服務(wù)于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、糧食安全保障、農(nóng)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)為突破口，由以傳統(tǒng)種植業(yè)為主的領(lǐng)域逐漸向新型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域拓展，通過“農(nóng)情通”這個直通式平臺，為農(nóng)業(yè)種養(yǎng)大戶、漁業(yè)等專業(yè)化服務(wù)組織和農(nóng)民合作社、農(nóng)業(yè)企業(yè)等新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體開展直通式氣象服務(wù)，實(shí)現(xiàn)由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)的轉(zhuǎn)變，有效提高了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)的針對性與時效性、預(yù)警信息的覆蓋面與針對性及防災(zāi)減災(zāi)能力。

1 系統(tǒng)平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1．1 技術(shù)要求 將先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與現(xiàn)代化氣象業(yè)務(wù)應(yīng)用、農(nóng)用氣象服務(wù)、農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)警發(fā)布等技術(shù)相結(jié)合，圍繞數(shù)據(jù)庫、農(nóng)業(yè)氣象觀測系統(tǒng)、農(nóng)作物精細(xì)化預(yù)報(bào)方法、農(nóng)業(yè)氣象綜合減災(zāi)服務(wù)及客戶端平臺建設(shè)等關(guān)鍵技術(shù)開展研究與應(yīng)用。將3G/4G移動通信技術(shù)與現(xiàn)代化氣象業(yè)務(wù)應(yīng)用技術(shù)結(jié)合，依托3G/4G網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，開發(fā)語言有C、C++、Object C、Java、J2EE、Ejb3．0、Strtus、Hibernate、Sping、JavaScript等。服務(wù)器采用LINUX系統(tǒng)，服務(wù)端運(yùn)行環(huán)境:Apache、Tomcat、JBoss等容器，數(shù)據(jù)為Mysql5．3;90%以上的手機(jī)客戶端操作系統(tǒng)支持 iPad、iPhone、Android、Symbian、Windows Mobile、Java等操作系統(tǒng)的智能手機(jī)、電視、平板電腦等。整體界面簡潔、美觀、布局合理，系統(tǒng)采用分層構(gòu)架、模塊化方式設(shè)計(jì)開發(fā)，各功能模塊之間以數(shù)據(jù)接口為紐帶，原則上相互獨(dú)立，對各功能模塊進(jìn)行建權(quán)，可根據(jù)需要對不同用戶群開放權(quán)限。用戶通過“220．168．31．93:5020/hncsnqt”下載安裝。

1．2 模塊設(shè)置與實(shí)現(xiàn) 針對長沙氣象為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)服務(wù)的現(xiàn)狀，依托長沙市氣象臺信息網(wǎng)絡(luò)中心的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，“農(nóng)情通”客戶端軟件在繼承常規(guī)客戶端軟件服務(wù)內(nèi)容和功能的基礎(chǔ)上，采用前端可視化運(yùn)行模塊和后端自動或半自動運(yùn)行模塊緊密結(jié)合，前臺負(fù)責(zé)各類信息圖表展示，后臺負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)更新、監(jiān)控、預(yù)報(bào)制作、報(bào)警，數(shù)據(jù)維護(hù)管理、統(tǒng)計(jì)，用戶分類等信息處理工作，具有以下功能模塊:用戶注冊、農(nóng)業(yè)氣象觀測、閾值提醒、預(yù)警預(yù)報(bào)、信息服務(wù)、專家咨詢、農(nóng)情建議、農(nóng)業(yè)科技、災(zāi)情上傳、信息互動以及農(nóng)產(chǎn)品供銷。詳細(xì)應(yīng)用界面見圖1。

2 系統(tǒng)特點(diǎn)及功能

首頁下方菜單包括“預(yù)報(bào)”、“監(jiān)測”、“服務(wù)”、“供銷”、“設(shè)置”5大菜單。點(diǎn)擊“預(yù)報(bào)”菜單，上部展示:實(shí)時天空狀況、溫度、降水量、風(fēng)向風(fēng)速、相對濕度等天氣要素預(yù)報(bào);中部位置顯示未來1～7 d天氣預(yù)報(bào);上下拉動刷新，下方以曲線及圖形方式顯示過去24 h溫度、濕度及降水量實(shí)況值。點(diǎn)擊“監(jiān)測”則顯示:土壤水分、大棚溫度、大棚濕度及田園風(fēng)光相關(guān)模塊內(nèi)容;“服務(wù)”菜單包含專家咨詢、農(nóng)情建議、農(nóng)業(yè)科技、災(zāi)情查看以及災(zāi)情上傳5大模塊;“供銷”菜單包含供應(yīng)、需求及市場動態(tài)3大模塊。

2．1 “預(yù)報(bào)”菜單(圖1a) 基于精細(xì)化的主要農(nóng)作物各生長期預(yù)報(bào)方法研究成果，“預(yù)報(bào)”菜單顯示常規(guī)農(nóng)用天氣預(yù)報(bào)、主要農(nóng)作物各生長期預(yù)報(bào)、病蟲害預(yù)報(bào)及作物產(chǎn)量預(yù)報(bào)等實(shí)時農(nóng)用天氣預(yù)報(bào)以及精細(xì)到鄉(xiāng)鎮(zhèn)24 h內(nèi)逐小時預(yù)報(bào)、48 h內(nèi)逐3 h預(yù)報(bào)、72 h內(nèi)逐6 h預(yù)報(bào)和168 h內(nèi)逐12 h預(yù)報(bào)精細(xì)化農(nóng)用預(yù)報(bào)產(chǎn)品。該功能使農(nóng)用天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率尤其是災(zāi)害性天氣準(zhǔn)確率及精細(xì)化水平明顯提高。

2．2 “監(jiān)測”菜單(圖1b) “監(jiān)測”菜單作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)氣象觀測系統(tǒng)，是“農(nóng)情通”客戶端的核心部分。通過對全市各重點(diǎn)集中育秧大棚、蔬菜大棚陸續(xù)安裝近50套溫度和濕度自動監(jiān)測儀，實(shí)現(xiàn)對大棚內(nèi)的溫度、濕度狀況進(jìn)行24 h自動監(jiān)控，并設(shè)定大棚內(nèi)溫度、濕度閾值，當(dāng)大棚內(nèi)溫度、濕度實(shí)況達(dá)到設(shè)定的閾值時，后臺系統(tǒng)會自動編輯一條預(yù)警短信發(fā)送到農(nóng)業(yè)大戶、大棚管理員及氣象服務(wù)人員的手機(jī)上，第一時間通知種糧大戶，提醒采取相應(yīng)措施。若大棚內(nèi)溫度或濕度連續(xù)2 h超閾值，氣象服務(wù)人員及時打電話通知大棚管理人員，提醒其采取通風(fēng)、加濕等措施來降溫降濕或增濕。“農(nóng)情通”客戶端被廣大種植大戶稱為“氣象保姆”，可為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)和客戶端提供重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，主要包括:常規(guī)農(nóng)業(yè)、特色農(nóng)業(yè)、設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象觀測、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地農(nóng)田小氣候觀測及作物遠(yuǎn)程高清實(shí)景監(jiān)控和水產(chǎn)養(yǎng)殖對象的動態(tài)觀測。該客戶端在大棚集中式育秧氣象服務(wù)中發(fā)揮了不可或缺的作用，使氣象為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)服務(wù)工作更專業(yè)、更快捷，進(jìn)一步提升對種植大戶的生產(chǎn)指導(dǎo)能力。

2．3 “服務(wù)”菜單(圖1c) “服務(wù)”菜單由專家咨詢、農(nóng)情建議、農(nóng)業(yè)科技、災(zāi)情查看以及災(zāi)情上傳5大模塊組成。為農(nóng)戶提供優(yōu)質(zhì)、科學(xué)、實(shí)用的天氣預(yù)報(bào)、天氣實(shí)況、農(nóng)業(yè)氣象預(yù)警、農(nóng)業(yè)專題服務(wù)及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)、農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)專家咨詢及災(zāi)情上傳處理。其中“專家咨詢”信息交互系統(tǒng)可方便農(nóng)業(yè)大戶與農(nóng)業(yè)氣象專家交流互動，指導(dǎo)他們高效配置各種生產(chǎn)要素、合理安排農(nóng)事活動;“農(nóng)情建議”在農(nóng)事生產(chǎn)活動中由專業(yè)的農(nóng)業(yè)專家為農(nóng)戶提供一對一的指導(dǎo)幫助服務(wù);“農(nóng)業(yè)科技”提供實(shí)用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的科學(xué)技術(shù)以及農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)。包括種植、養(yǎng)殖、化肥農(nóng)藥的用法、病蟲害防治以及生產(chǎn)資料的鑒別、高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式等;災(zāi)情查看、災(zāi)情上傳方便農(nóng)戶及農(nóng)氣專家及時獲取、了解及查看災(zāi)情以及實(shí)時災(zāi)情實(shí)報(bào)和處理、自拍上傳等功能。

2．4 “供銷”菜單(圖1d) “供銷”菜單由供應(yīng)、需求及市場動態(tài)3大模塊組成，可為新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體企業(yè)(農(nóng)莊、基地、農(nóng)資、種子等涉農(nóng)企業(yè))做產(chǎn)品宣傳，在農(nóng)業(yè)供產(chǎn)銷方面為從事農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的相關(guān)人員提供一個信息發(fā)布共享的平臺，并實(shí)行網(wǎng)上交易。

3 結(jié)論與討論

(1)“農(nóng)情通”客戶端軟件將先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與現(xiàn)代化氣象業(yè)務(wù)應(yīng)用、農(nóng)用氣象服務(wù)、農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)警發(fā)布等技術(shù)相結(jié)合，圍繞數(shù)據(jù)庫、農(nóng)業(yè)氣象觀測系統(tǒng)、農(nóng)作物精細(xì)化預(yù)報(bào)方法、農(nóng)業(yè)氣象綜合減災(zāi)服務(wù)及客戶端平臺建設(shè)等關(guān)鍵技術(shù)開展研究與應(yīng)用。

(2)該客戶端軟件支持ios、Android等手機(jī)操作系統(tǒng)以及平板電腦;用戶通過“220．168．31．93:5020/hncsnqt”下載安裝，點(diǎn)擊軟件主界面左上角設(shè)置鍵可獲取詳細(xì)的軟件使用說明。為農(nóng)業(yè)種養(yǎng)大戶、漁業(yè)等專業(yè)化服務(wù)組織和農(nóng)民合作社、農(nóng)業(yè)企業(yè)等新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體開展直通式氣象服務(wù)，有效提高了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)的針對性和時效性。

(3)依托長沙市氣象臺信息網(wǎng)絡(luò)中心的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，客戶端軟件平臺由“預(yù)報(bào)”、“監(jiān)測”、“服務(wù)”、“供銷”、“設(shè)置”5大菜單構(gòu)成，具有用戶注冊、農(nóng)氣觀測、閾值提醒、預(yù)警預(yù)報(bào)、信息服務(wù)、專家咨詢、農(nóng)情建議、農(nóng)業(yè)科技、災(zāi)情上傳、信息互動及農(nóng)產(chǎn)品供銷等強(qiáng)大的信息服務(wù)功能，實(shí)現(xiàn)前端顯示及后端預(yù)報(bào)制作、數(shù)據(jù)監(jiān)控、維護(hù)、管理及用戶分類、活躍度等相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)及圖表展示。

(4)“預(yù)報(bào)”菜單顯示常規(guī)農(nóng)用天氣預(yù)報(bào)及精細(xì)化農(nóng)用預(yù)報(bào)產(chǎn)品及預(yù)警信息;“監(jiān)測”菜單是“農(nóng)情通”客戶端的核心部分，實(shí)現(xiàn)對大棚內(nèi)的溫度、濕度狀況實(shí)時監(jiān)控及閾值預(yù)警提醒;“服務(wù)”菜單為農(nóng)戶提供優(yōu)質(zhì)、科學(xué)、實(shí)用現(xiàn)代農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)、農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)及災(zāi)情上傳處理;“供銷”菜單為新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體企業(yè)提供一個農(nóng)產(chǎn)品信息發(fā)布、供應(yīng)及銷售于一體的共享平臺。

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