四川省級農(nóng)業(yè)氣象綜合業(yè)務(wù)平臺開發(fā)與應(yīng)用

張玉芳 游超 楊德勝 羅永康 陳東東 薛永強(qiáng)

摘要 根據(jù)省級氣象服務(wù)業(yè)務(wù)的需求，按照“集約化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化”的理念，開發(fā)建成了基于B/S的四川省級農(nóng)業(yè)氣象綜合業(yè)務(wù)服務(wù)平臺，實現(xiàn)了省、市、縣3級業(yè)務(wù)服務(wù)共享、基于WEB GIS數(shù)據(jù)可視化以及業(yè)務(wù)流程管理，并對核心業(yè)務(wù)功能進(jìn)行了簡單介紹。平臺的使用情況表明，四川省農(nóng)業(yè)氣象綜合業(yè)務(wù)平臺解決了市、縣地區(qū)缺乏技術(shù)指導(dǎo)的能力，將省、市、縣3級的多個平臺融合到同一平臺上，最終實現(xiàn)了集約化的可持續(xù)發(fā)展，同時也提升了農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)的智慧化程度，縮減了一線工作人員的工作量，提升了服務(wù)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 農(nóng)業(yè)氣象；綜合業(yè)務(wù)平臺；開發(fā)；應(yīng)用；四川省

中圖分類號 P409 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）22-0206-05

Abstract According to the needs of the provincial meteorological service business，following the concept of "intensive，standardization，standardization"，the Sichuan provincial agricultural meteorological comprehensive business service platform based on B/S was developed，which realized provincial，municipal and county level business service sharing，GIS data visualization based on WEB，and business process management，the core business function was also briefly introduced.The usage of the platform showed that Sichuan provincial agricultural meteorological comprehensive service platform had solved the lack of technical guidance.Multiple platforms at provincial，municipal and county levels were integrated into this platform，intensive and sustainable development had been achieved finally.At the same time，it increased the wisdom of agrometeorological service level，reduced the workload of frontline staff，improved the service quality.

Key words agricultural meteorology；comprehensive business service platform；development；application；Sichuan Province

近年來，隨著我國農(nóng)業(yè)氣象信息業(yè)務(wù)現(xiàn)代化的迅速發(fā)展和農(nóng)業(yè)氣象信息處理需求的不斷增加，農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜，以前單一的業(yè)務(wù)平臺根本無法滿足現(xiàn)在的需求。雖然省、市、縣3級各氣象局單位都有自己的農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)軟件，但是之前的軟件平臺在建設(shè)初期沒有統(tǒng)一的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，與農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)通用性、規(guī)范性、重復(fù)性的要求不符，加上這些軟件平臺比較分散，影響了農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)規(guī)范化、集約化、標(biāo)準(zhǔn)化的實現(xiàn)。為了解決上述問題，進(jìn)一步提高農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)能力，促使農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)更好地發(fā)揮其效益，亟須開發(fā)一個信息資源類型豐富、數(shù)據(jù)信息及時準(zhǔn)確的省、市、縣3級農(nóng)業(yè)氣象綜合業(yè)務(wù)服務(wù)系統(tǒng)[1]，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者、經(jīng)營者、管理者、研究者和決策者提供準(zhǔn)確、及時、全面的信息服務(wù)。

本系統(tǒng)需要整合和完善已有的業(yè)務(wù)技術(shù)研發(fā)成果，摒棄原有小而亂的業(yè)務(wù)軟件，建成統(tǒng)一高效、網(wǎng)絡(luò)化的業(yè)務(wù)服務(wù)系統(tǒng)平臺，以解決氣象部門開展專業(yè)化、精細(xì)化的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)服務(wù)技術(shù)支撐平臺問題，迅速提高業(yè)務(wù)服務(wù)水平，滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展對農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)的要求。同時，可以利用該系統(tǒng)平臺對當(dāng)前全省自動化農(nóng)業(yè)觀測資料進(jìn)行質(zhì)量控制，為省、市、縣3級氣象部門開展專業(yè)化、精細(xì)化農(nóng)業(yè)氣象科研和業(yè)務(wù)服務(wù)提供數(shù)據(jù)支撐，從而較大程度地提升全省農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)服務(wù)能力和技術(shù)水平。

基于目前的情況，四川省農(nóng)業(yè)氣象中心還需要構(gòu)建B/S架構(gòu)的農(nóng)業(yè)氣象綜合業(yè)務(wù)服務(wù)系統(tǒng)，在農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)（數(shù)據(jù)支撐部分）的基礎(chǔ)上構(gòu)建省、市、縣3級農(nóng)業(yè)氣象綜合業(yè)務(wù)支撐體系。本次建設(shè)的系統(tǒng)包括內(nèi)部業(yè)務(wù)系統(tǒng)和手機(jī)客戶端。業(yè)務(wù)系統(tǒng)通過B/S架構(gòu)實現(xiàn)，在省一級集約化部署，省、市、縣3級用戶通過氣象局內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)使用和共享，本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)將從農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)（數(shù)據(jù)支撐部分）中獲取[2]。

1 平臺設(shè)計

1.1 平臺架構(gòu)

本系統(tǒng)采用J2EE架構(gòu)體系、B/S架構(gòu)方式進(jìn)行設(shè)計開發(fā)，系統(tǒng)采用組件化的方式，遵循可擴(kuò)展、可重用、可維護(hù)、高效敏捷開發(fā)的原則，自左向右按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范建立安全保障服務(wù)，確保系統(tǒng)開發(fā)規(guī)范和運行安全。整個架構(gòu)從下到上分為4個層次，從左往右按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)建立安全保障機(jī)制，具體如圖1所示。

本項目基于大數(shù)據(jù)和云計算的技術(shù)框架來構(gòu)建智慧農(nóng)業(yè)氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、產(chǎn)品制作系統(tǒng)和業(yè)務(wù)服務(wù)平臺。該平臺采用數(shù)據(jù)層、處理層和應(yīng)用層3層結(jié)構(gòu)體系。

數(shù)據(jù)層采用Oracle分布式數(shù)據(jù)庫的大數(shù)據(jù)系統(tǒng)來實現(xiàn)農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫的存儲和更新。農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)服務(wù)涉及到觀測、預(yù)報、模擬等要素。同時，除了觀測和業(yè)務(wù)系統(tǒng)生成的可數(shù)字定義的結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)產(chǎn)品要素外，在農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)中還出現(xiàn)了大量非結(jié)構(gòu)資料，如Word文檔、文本文件、圖片、視頻文件等。隨著農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)和服務(wù)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)氣象數(shù)據(jù)也體現(xiàn)出典型的大容量、存儲久、可共享、可靠性強(qiáng)等特點，故采用Oracle分布式數(shù)據(jù)庫來存儲農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)服務(wù)使用的數(shù)據(jù)。

處理層采用系統(tǒng)集成的業(yè)務(wù)模型對大量的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。目前，對于實況、歷史、預(yù)報、統(tǒng)計等數(shù)據(jù)，應(yīng)采用ArcGis技術(shù)對地理空間分布進(jìn)行反距離權(quán)重算法插值，生成空間色斑圖展示。

應(yīng)用層為用戶提供數(shù)據(jù)存儲的物理結(jié)構(gòu)和目錄體系，以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的管理。通過構(gòu)建自動化與人工交互相結(jié)合的數(shù)據(jù)入庫流程，實現(xiàn)全流程監(jiān)控；建立分布式數(shù)據(jù)庫的大氣、土壤、作物、災(zāi)情等數(shù)據(jù)訪問接口[3-4]，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲、調(diào)用的高效化，大大提升用戶體驗。

1.2 功能結(jié)構(gòu)

四川省農(nóng)業(yè)氣象綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)分析平臺、業(yè)務(wù)支撐平臺、科研支撐平臺、專家知識庫平臺、系統(tǒng)管理平臺等5個子系統(tǒng)，其組成結(jié)構(gòu)如圖2所示。

1.2.1 數(shù)據(jù)分析平臺。通過與已有的農(nóng)業(yè)氣象數(shù)據(jù)庫進(jìn)行通信，僅為本系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)流的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化流轉(zhuǎn)，同時建立基于農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析、制圖等功能。

1.2.2 業(yè)務(wù)支撐平臺。依據(jù)農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)需要，業(yè)務(wù)支撐平臺包括農(nóng)業(yè)氣象產(chǎn)品制作、災(zāi)情監(jiān)測和氣候區(qū)劃分等模塊，建立農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報、情報預(yù)報，形成農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)支撐服務(wù)[5-6]。

1.2.3 科研支撐平臺。提供日?？蒲惺褂玫臄?shù)學(xué)模型和方法，利用一期數(shù)據(jù)庫平臺提供的數(shù)據(jù)，結(jié)合數(shù)學(xué)模型和方法進(jìn)行分析，可計算出結(jié)果，同時可以對結(jié)果采用數(shù)學(xué)模型和方法進(jìn)行驗證，最終將模型納入日常業(yè)務(wù)。省、市、縣3級用戶可共享模型，利用這些模型展開農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)。

1.2.4 專家知識庫平臺。建設(shè)農(nóng)業(yè)氣象專家支撐平臺，構(gòu)建專家知識庫，實現(xiàn)專家決策分析為農(nóng)業(yè)提供氣象服務(wù)和生產(chǎn)建議，同時構(gòu)建專家知識庫共享機(jī)制，保證專家?guī)煸谑　⑹?、縣3級用戶的共享和使用下逐步完善。

1.2.5 系統(tǒng)管理平臺。對系統(tǒng)用戶進(jìn)行角色劃分，配置省、市、縣3級用戶延伸到每個縣用戶?；诎踩褪褂脟?yán)格區(qū)分用戶的權(quán)限。同時，能根據(jù)用戶所在地區(qū)進(jìn)行劃分區(qū)域，提供精細(xì)化和專業(yè)化農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)。管理者能通過平臺監(jiān)控系統(tǒng)的運行狀況，查看日志，便于后期的維護(hù)[7-8]。

1.3 軟件環(huán)境

系統(tǒng)整體采用B/S架構(gòu)，滿足省、市、縣3級用戶通過瀏覽器在線訪問系統(tǒng)平臺，便于后期維護(hù)、數(shù)據(jù)安全的控制以及高效的開發(fā)效率和低投入的成本開發(fā)。①操作系統(tǒng)：服務(wù)器采用Windows Server 2012操作系統(tǒng)。②開發(fā)工具：使用Java、jsp、css、flex、JavaScript和jQuery等程序開發(fā)語言；集成開發(fā)工具為IntelliJ IDEA、Myeclipse；以Web Service為訪問接口；開發(fā)版本同步工具SVN；數(shù)據(jù)庫訪問工具PLSQL。③運行環(huán)境：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用現(xiàn)在流行的Oracle數(shù)據(jù)庫；應(yīng)用服務(wù)器采用Tomcat8；GIS服務(wù)器采用ArcGIS 10.1版本；在線產(chǎn)品編輯采用Pageoffice 4.0版本[9-10]。

1.4 網(wǎng)絡(luò)部署結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，采用省一級集約化部署，省、市、縣3級用戶通過氣象局內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行使用和共享，外網(wǎng)的手機(jī)APP為了保障系統(tǒng)的安全性，需要通過DMZ區(qū)進(jìn)行訪問控制，本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)將從已有的農(nóng)業(yè)氣象數(shù)據(jù)庫中獲取[11-12]。具體網(wǎng)絡(luò)布署結(jié)構(gòu)如圖3所示。

2 平臺核心功能與實現(xiàn)

2.1 存儲管理

存儲管理采用多種方式進(jìn)行數(shù)據(jù)管理，將數(shù)據(jù)集中存放于省中心數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中，以虛擬化的方式進(jìn)行本地化存儲。這樣增強(qiáng)省、市、縣單位數(shù)據(jù)分類管理，提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換效率，保障了數(shù)據(jù)的安全性，減少了后期的維護(hù)成本。同時，與智能化接軌，自動采集有用數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，減少工作量，提高準(zhǔn)確率。這樣數(shù)據(jù)庫可以按照不同需要進(jìn)行輸出，對數(shù)據(jù)進(jìn)行加工整理，提高數(shù)據(jù)的分析能力。

2.1.1 數(shù)據(jù)自動采集。全省農(nóng)業(yè)氣象數(shù)據(jù)種類繁多，包括實況數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、預(yù)報數(shù)據(jù)、農(nóng)事站作物發(fā)育期數(shù)據(jù)、農(nóng)田小氣候數(shù)據(jù)、農(nóng)田實景數(shù)據(jù)、產(chǎn)量預(yù)報數(shù)據(jù)、同化數(shù)據(jù)、產(chǎn)品文件資料數(shù)據(jù)等。這些數(shù)據(jù)不僅種類繁多，而且又分為不同時次，小到分鐘數(shù)據(jù)，大到常年數(shù)據(jù)，并且每種數(shù)據(jù)本身包含的信息量和解析格式又有自己的特性，因而對數(shù)據(jù)進(jìn)行自動化采集存儲是平臺建設(shè)的重中之重。

首先，通過全省氣象信息傳輸網(wǎng)絡(luò)自動接收目前全省農(nóng)業(yè)氣象數(shù)據(jù)信息的原始文件。其次，對農(nóng)業(yè)氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，根據(jù)目前全省農(nóng)業(yè)氣象信息的編制格式標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)的規(guī)范解析入庫，開發(fā)出能兼顧不同數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)處理軟件，實現(xiàn)統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式及標(biāo)準(zhǔn)。最后，根據(jù)全省數(shù)據(jù)的不同渠道和時間進(jìn)行數(shù)據(jù)同步更新和訂正，保證數(shù)據(jù)的實時性和正確性。數(shù)據(jù)自動采集流程具體如圖4所示。

2.1.2 數(shù)據(jù)存儲。采用Oracl數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)符合國家信息全等級保護(hù)二級（或三級）的相關(guān)規(guī)定。對接CIMISS收集各類氣象實況要素、地理信息、災(zāi)害預(yù)警信息、氣象服務(wù)產(chǎn)品、農(nóng)田小氣候數(shù)據(jù)、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)、作物生長情況、土壤墑情監(jiān)測、指標(biāo)信息、各類農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)產(chǎn)品等，建立農(nóng)業(yè)氣象大數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)通過分類進(jìn)行子庫存儲[13-16]。存儲形式分為數(shù)據(jù)化存儲和非數(shù)據(jù)化存儲。數(shù)據(jù)存儲技術(shù)路線采用面向的是大數(shù)據(jù)的MPP架構(gòu)的新型數(shù)據(jù)庫。農(nóng)業(yè)氣象數(shù)據(jù)存儲采用Shared Nothing架構(gòu)，通過順序存儲、索引等多項大數(shù)據(jù)處理技術(shù)，同時結(jié)合MPP架構(gòu)高效的計算效率，完成對農(nóng)業(yè)氣象數(shù)據(jù)的分析應(yīng)用。運行環(huán)境PC Server成本較低，具有高效率和高擴(kuò)展性的特點，適合數(shù)據(jù)量大的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，應(yīng)用極其廣泛。這類MPP架構(gòu)（圖5）可以量化PB級別的數(shù)據(jù)分析，優(yōu)于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫技術(shù)，在行業(yè)處于領(lǐng)先地位。

2.1.3 數(shù)據(jù)輸出。為了適應(yīng)不同的業(yè)務(wù)分析要求，業(yè)務(wù)產(chǎn)品交互制作平臺針對各種專題提供了多種文件輸出格式，其中包括數(shù)據(jù)和圖片的導(dǎo)出，導(dǎo)出的形式有.txt、.exl、.doc、.png、 .jpg、.pdf等。這些數(shù)據(jù)可以用來保存分析，也可以用來制作產(chǎn)品。

2.2 農(nóng)業(yè)氣象數(shù)據(jù)分析平臺

通過與已有的農(nóng)業(yè)氣象數(shù)據(jù)庫進(jìn)行通信，僅為本系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)流的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化流轉(zhuǎn)，同時建立基于農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析、制圖等功能，包括對基礎(chǔ)要素、農(nóng)田小氣候數(shù)據(jù)、土壤墑情信息、災(zāi)害信息、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)信息、同化數(shù)據(jù)以及用戶上傳的調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢統(tǒng)計、圖表展示、GIS空間制圖等[17]。

2.2.1 氣象數(shù)據(jù)分析。氣象數(shù)據(jù)包括地面氣象數(shù)據(jù)（氣溫、降水、日照、濕度、風(fēng)速、積溫）、土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)、農(nóng)事站觀測數(shù)據(jù)、同化格點數(shù)據(jù)、預(yù)報數(shù)據(jù)等。通過自動采集的數(shù)據(jù)分類存放到數(shù)據(jù)庫中，針對農(nóng)業(yè)氣象大數(shù)據(jù)的特性，對相應(yīng)數(shù)據(jù)按類別進(jìn)行功能設(shè)計，提供專業(yè)的氣象數(shù)據(jù)查詢分析，能夠有針對性地進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢和統(tǒng)計，完成日常工作中的數(shù)據(jù)報表收集、數(shù)據(jù)對比，針對氣候條件對農(nóng)作物生長發(fā)育過程中的影響情況提供數(shù)據(jù)支撐。同時，能通過ArcGIS在線生成空間分布圖，展現(xiàn)全省的氣象條件以及作物情況，為用戶提供更直觀的資源。

2.2.2 災(zāi)害自動分析。農(nóng)業(yè)氣象是判斷氣象條件對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。極端惡劣的天氣會對農(nóng)作物生長造成嚴(yán)重的影響，甚至產(chǎn)生災(zāi)害。本系統(tǒng)平臺中添加了災(zāi)害統(tǒng)計模塊，包括秋綿雨、連陰雨、涼夏、暴雨洪澇、濕漬害、霜凍、高溫?zé)岷?、干旱（春旱、夏旱、伏旱、冬干）、低溫凍害（春季低溫、初夏低溫、盛夏低溫、秋季低溫）等，這些災(zāi)害都是可以預(yù)報的。通過氣象數(shù)據(jù)的農(nóng)業(yè)模型指標(biāo)進(jìn)行高效運算，根據(jù)多種氣象因子綜合量化后的結(jié)果，系統(tǒng)會自動進(jìn)行統(tǒng)計運算，形成標(biāo)準(zhǔn)性和規(guī)范性的結(jié)論以供參考，以便及時關(guān)注天氣變化，提前做好災(zāi)害防御工作。

2.3 農(nóng)業(yè)氣象專家知識庫

建設(shè)農(nóng)業(yè)氣象專家知識庫，實現(xiàn)專家決策分析為農(nóng)業(yè)提供氣象服務(wù)和生產(chǎn)建議[18]，同時構(gòu)建專家知識庫共享機(jī)制，保證專家?guī)煸谑?、市、縣3級用戶的共享和使用下逐步完善。

省中心用戶進(jìn)行初設(shè)，后期市、縣用戶可以針對每個指標(biāo)進(jìn)行修改，但修改后也要保留之前的指標(biāo)，修改時需要留下修改人信息和指標(biāo)檢驗的情況，省、市、縣3級用戶均可查看和使用，進(jìn)而顯示統(tǒng)計指標(biāo)的使用次數(shù)和使用用戶所在地，從而知曉檢測指標(biāo)是否合理、是否被廣泛使用。通過這種專家知識庫共享機(jī)制，保證專家?guī)煸谑?、市、縣3級用戶的共享和使用下逐步完善。

2.4 氣象服務(wù)產(chǎn)品制作平臺

本系統(tǒng)提供省、市、縣一體化的農(nóng)業(yè)氣象產(chǎn)品模板庫，模板庫內(nèi)匯集各種類型農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)模板，庫內(nèi)所有模板省、市、縣3級都可以調(diào)閱使用。同時各級產(chǎn)品制作人員也可以調(diào)取模板庫中的模板進(jìn)行個性化編輯，完成后保存為本地個性化產(chǎn)品，經(jīng)過服務(wù)器統(tǒng)一發(fā)送到指定位置。

2.4.1 基礎(chǔ)設(shè)置。專業(yè)氣象服務(wù)產(chǎn)品的特點是專業(yè)性和可變性，對應(yīng)的專業(yè)服務(wù)產(chǎn)品也需要專業(yè)的氣象業(yè)務(wù)服務(wù)，同時也需要隨時調(diào)整產(chǎn)品制作流程。因為產(chǎn)品制作是針對省、市、縣3級的用戶，所以使用過程中各類用戶也有著不同的需求。系統(tǒng)采用統(tǒng)一模板庫定時制作，在線編輯和預(yù)覽，與以往的制作過程相比大大節(jié)省了時間，同時提供的基礎(chǔ)服務(wù)也為用戶制作產(chǎn)品提供可靠及有效的支撐?；A(chǔ)設(shè)置主要包括制作人、簽發(fā)人、文件名、服務(wù)方式、產(chǎn)品類型、流程記錄等，這些基礎(chǔ)信息配置好以后，系統(tǒng)就會根據(jù)配置內(nèi)容自動生成每期產(chǎn)品，只需要用戶審核確認(rèn)即可生成完整的產(chǎn)品。

2.4.2 制作流程。為了保障產(chǎn)品的規(guī)范化和流程化，在整個制作過程中也提高了可視化程度，可以按照系統(tǒng)提示逐步制作，讓用戶對每一個內(nèi)容數(shù)據(jù)項進(jìn)行確認(rèn)和編輯，同時也熟悉整個產(chǎn)品的制作流程。為了提高系統(tǒng)的智能性，根據(jù)用戶的基礎(chǔ)配置，也能夠定期為用戶生成完整的產(chǎn)品，并存放到指定位置待用戶審核，這樣大大提高了工作效率，省去了中間很多不必要的環(huán)節(jié)。專業(yè)氣象服務(wù)制作流程圖如圖6所示。

2.4.3 產(chǎn)品管理。產(chǎn)品的制作是通過模板庫獲取對應(yīng)規(guī)范的產(chǎn)品模板，然后填充材料和圖片說明，形成圖文并茂的產(chǎn)品。可以隨時打開制作好的產(chǎn)品進(jìn)行編輯修改，審核通過后才能對外服務(wù)。每次操作過的產(chǎn)品記錄都保存到歷史信息中，便于后續(xù)跟蹤查看。對外服務(wù)的農(nóng)業(yè)氣象產(chǎn)品有多種，包括農(nóng)業(yè)氣象旬報、農(nóng)業(yè)氣象月報、土壤水分監(jiān)測公報、農(nóng)用天氣預(yù)報、農(nóng)業(yè)氣象快報、農(nóng)業(yè)氣候評價、農(nóng)業(yè)氣象專題分析報告、林業(yè)有害生物氣象等級報告、農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)情報告、特色農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)產(chǎn)品、農(nóng)業(yè)氣象病蟲害報告、雨晴通報等。

2.5 農(nóng)業(yè)氣象科研平臺

提供日常科研使用的數(shù)學(xué)模型和方法，利用科研成果提供的模式，結(jié)合數(shù)學(xué)模型和方法進(jìn)行分析，可計算出結(jié)果，同時可以對結(jié)果采用數(shù)學(xué)模型和方法進(jìn)行驗證。經(jīng)過驗證的模型為固定模板，根據(jù)市、縣用戶本地化使用，滿足本地化需求，最終將模型納入日常業(yè)務(wù)，省、市、縣3級用戶可共享模型，利用這些模型展開農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)。

2.5.1 基礎(chǔ)數(shù)學(xué)方法。將常用的數(shù)學(xué)方法以及校驗方法在系統(tǒng)中展示出來，包括一元線性回歸、多元線性回歸、T檢驗、F檢驗等數(shù)學(xué)工具。工具的提供是以輸入輸出的方式，輸入是用戶提供的數(shù)據(jù)通過直接輸入數(shù)字或者以規(guī)定格式的Excel數(shù)據(jù)表單上傳，通過系統(tǒng)自動計算分析后輸出結(jié)果，輸出的結(jié)果形式包含結(jié)果數(shù)據(jù)集、圖表等，經(jīng)過檢驗后的數(shù)據(jù)或者方程以檢驗報告的形式返回。

2.5.2 農(nóng)業(yè)氣象模型。結(jié)合農(nóng)業(yè)氣象的實際生產(chǎn)和研究成果，將農(nóng)業(yè)氣象上比較成熟的模型作為可視化開發(fā)的農(nóng)業(yè)氣象工具，以數(shù)據(jù)庫中現(xiàn)有的數(shù)據(jù)資料通過模型運算，根據(jù)氣象數(shù)據(jù)影響因子綜合判斷作物生長情況，進(jìn)而通過回歸反復(fù)迭代檢驗?zāi)Ｐ偷目煽啃?，最終固化形成符合本省農(nóng)業(yè)氣象的模型，往后再逐年校驗調(diào)整參數(shù)，進(jìn)而讓模型更準(zhǔn)確。將模型運算出來的結(jié)果進(jìn)行分析判斷，形成數(shù)據(jù)表格，再對比歷史數(shù)據(jù)，掌握作物關(guān)于氣象條件生長的規(guī)律，提供更好的服務(wù)支撐，同時簡化數(shù)據(jù)并結(jié)合GIS形成空間圖。目前，嵌入的模型有水稻高溫?zé)岷δＰ?、氣候年景預(yù)測模型、基于水分盈虧指數(shù)的冬小麥干旱模型、基于濕潤指數(shù)的干旱等級模型、基于水分盈虧指數(shù)的玉米干旱模型、濕潤指數(shù)模型、土壤水分推測模型、基于水分盈虧指數(shù)的水稻干旱模型、基于SPEI指數(shù)干旱模型、攀西烤煙模型、冬小麥適宜度模型、夏玉米適宜度模型。

3 關(guān)鍵技術(shù)解決方案

3.1 數(shù)據(jù)自動轉(zhuǎn)換

由于氣象信息數(shù)據(jù)的采集來源較多，數(shù)據(jù)種類繁多。采集進(jìn)程相應(yīng)也比較多，數(shù)據(jù)維護(hù)工作較重[19]。從采集的處理過程看，數(shù)據(jù)采集主要分為信息收集（FTP傳輸、數(shù)據(jù)庫采集、網(wǎng)絡(luò)交換）、解碼/解鎖、入庫幾個階段。因此，可以通過參數(shù)配置將這幾個階段涉及到的設(shè)備信息、處理、存儲位置通過配置實現(xiàn)自動化管理。自動化配置需要創(chuàng)建相應(yīng)的規(guī)則庫，從而自動化匹配不同型號設(shè)備、不同數(shù)據(jù)種類、不同格式的數(shù)據(jù)。

3.2 J2EE技術(shù)

本系統(tǒng)采用J2EE架設(shè)整個系統(tǒng)，Java是一個開源的、跨平臺的語言系列，擁有高效的、豐富的函數(shù)庫。J2EE技術(shù)可滿足農(nóng)業(yè)氣象復(fù)雜多變的需求，更能體現(xiàn)出該技術(shù)的靈活性和擴(kuò)展型，保障了后期的平臺運行和維護(hù)。

本系統(tǒng)需要通過專線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)省、市、縣3級的業(yè)務(wù)平臺的資源共享，J2EE Web架構(gòu)技術(shù)能根據(jù)B/S模式進(jìn)行Web形式訪問，可確保系統(tǒng)升級的一致性和技術(shù)的兼容性，由省級統(tǒng)一部署便于管理和節(jié)約成本。因此，本方案采用基于J2EE技術(shù)體系的架構(gòu)，同時采用spring、springmvc、mybatis等框架，實現(xiàn)界面、業(yè)務(wù)邏輯與控制等模塊有效的分離，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

3.3 在線文檔編輯

產(chǎn)品的制作采用先進(jìn)的Page Office，它是一款幫助Web應(yīng)用系統(tǒng)或Web網(wǎng)站實現(xiàn)用戶在線編輯文檔、模板動態(tài)填充、在線輸入提交的一種方式，是目前Web Office在線編輯的一個全面、先進(jìn)、高效的解決方案。在產(chǎn)品制作過程中實現(xiàn)的功能有：①在Web網(wǎng)頁里在線打開、編輯、打印預(yù)覽在線文檔；②提供產(chǎn)品修訂痕跡、發(fā)送、電子印章等公文模塊的必備功能；③根據(jù)產(chǎn)品需要動態(tài)填充文本、圖片、表格等進(jìn)行定時自動化制作產(chǎn)品；④支持另存到本地、保存到服務(wù)器、發(fā)送到指定地方等功能；⑤根據(jù)用戶權(quán)限控制產(chǎn)品的編輯、審核、流轉(zhuǎn)。

3.4 GIS技術(shù)

根據(jù)氣象業(yè)務(wù)的特點，需要圖形化地展現(xiàn)各種氣象因素。通過構(gòu)建GIS服務(wù)平臺，在電子地圖上，可以對農(nóng)業(yè)氣象要素信息、地理分布信息、圖層控制信息、運行狀態(tài)信息等進(jìn)行分類別、分層次、分區(qū)域的展示，為預(yù)報人員、產(chǎn)品制作人員、分析決策及預(yù)警信息等提供更直觀的地理位置信息支持，具體包括地圖文件打開、地圖放大、縮小、保存，動態(tài)添加、修改、刪除地圖要素，不同插值的運算，可以選擇多種圖層風(fēng)格，地圖的打印輸出等功能。

3.4.1 基于GIS的農(nóng)氣產(chǎn)品制作?；贕IS地理信息系統(tǒng)，建立農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)產(chǎn)品制作軟件框架，實現(xiàn)精細(xì)化地理信息、作物特殊地理信息、氣象數(shù)據(jù)和服務(wù)產(chǎn)品的疊加顯示、數(shù)字化編輯制作、個性化產(chǎn)品生成[20]。特別是針對農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)，開發(fā)相關(guān)農(nóng)業(yè)氣象圖形化產(chǎn)品制作軟件，將GIS融入更多農(nóng)業(yè)氣象信息，進(jìn)一步細(xì)化社會經(jīng)濟(jì)信息和農(nóng)業(yè)氣象信息，使之與地理信息融合更加緊密。

3.4.2 基于GIS的農(nóng)氣產(chǎn)品顯示?；贐/S模式，采用分層架構(gòu)設(shè)計、模塊化的設(shè)計思路，構(gòu)建穩(wěn)定、高效的業(yè)務(wù)平臺。結(jié)合地理信息系統(tǒng)（WebGIS技術(shù)），將GIS系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)有效結(jié)合，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)氣象信息精確化的顯示和農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)產(chǎn)品的精準(zhǔn)化展示。

4 應(yīng)用情況

四川省農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)平臺（圖7）于2016年試運行，2017年川氣減函（2017）30號文件確定該系統(tǒng)正式投入全省業(yè)務(wù)化運行。由此摒棄了以前雜而亂的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，實現(xiàn)了省、市、縣3級業(yè)務(wù)平臺共享，省級對上統(tǒng)一編整資料上傳國家局，對下指導(dǎo)市、縣2級開展工作，同時提供重要的業(yè)務(wù)平臺服務(wù)。為保證服務(wù)質(zhì)量，通過短信、語音、建立QQ群以及平臺留言等方式，收集用戶的使用情況和建議，從而達(dá)到完善系統(tǒng)建設(shè)的目的。

至今系統(tǒng)仍保持流暢、穩(wěn)定、高效的運行。實踐證明，系統(tǒng)平臺的成功建立，加快了農(nóng)業(yè)氣象的自動化、集約化和智慧化的步伐，減少了工作人員重復(fù)的操作，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)資源的可視化，提高了農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)的整體質(zhì)量。

5 結(jié)語

農(nóng)業(yè)氣象綜合服務(wù)系統(tǒng)通過系統(tǒng)自動化定時收集、解析入庫并對數(shù)據(jù)進(jìn)行自動統(tǒng)計分析，為四川省各市縣提供決策服務(wù)發(fā)揮了重要的作用。本系統(tǒng)平臺解決了以前雜而亂的各類氣象服務(wù)軟件，同時本平臺接入了省、市、縣3級用戶的使用，實現(xiàn)本地化特色服務(wù)，共享了省、市、縣3級資源，開創(chuàng)了全國農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)的共享理念，同時高效的運算效率、智能的服務(wù)、大數(shù)據(jù)的存儲、GIS服務(wù)框架以及多用戶的并發(fā)控制具有一定的先進(jìn)性，為其他省份提供了借鑒。系統(tǒng)自投入使用以來，運行穩(wěn)定、高效、方便快捷，具有良好的推廣應(yīng)用前景。

隨著農(nóng)業(yè)氣象信息化和智能化的不斷深入，將引入農(nóng)田小氣候的數(shù)據(jù)，強(qiáng)化農(nóng)田小氣候管理和開展新的業(yè)務(wù)體系。同時，強(qiáng)化學(xué)習(xí)，開發(fā)基于格點資料的省級農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)產(chǎn)品，并按要求上傳國家氣象局。系統(tǒng)尚在不斷完善中，用先進(jìn)的技術(shù)創(chuàng)造更有用的價值，推動農(nóng)業(yè)氣象信息化服務(wù)不斷發(fā)展。

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