北京冬奧會(huì)、杭州亞會(huì)運(yùn)天氣助手微信小程序的設(shè)計(jì)

李成淵 彭偉明 俞越

摘? ?要：本系統(tǒng)主要針對(duì)北京冬奧會(huì)和杭州亞運(yùn)會(huì)的舉辦地，創(chuàng)造性地利用大數(shù)據(jù)環(huán)境下的公開信息，在環(huán)境大數(shù)據(jù)開放平臺(tái)總共包含986 116 523的存儲(chǔ)記錄中，根據(jù)項(xiàng)目需求，篩選出435條記錄，包含16 965個(gè)有效信息，利用52條折現(xiàn)、52個(gè)氣泡以及52個(gè)柱形便表示出兩大賽事歷史天氣及空氣質(zhì)量的數(shù)據(jù)性參考。利用牛刀云設(shè)計(jì)平臺(tái)，輔以兩大賽事主要介紹以及氣候匯總，最終以微信小程序的形式發(fā)布。

關(guān)鍵詞：Python;微信小程序;界面布局

2022年北京冬季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)由北京市和張家口市聯(lián)合舉行。北京朝陽(yáng)、海淀和房山地區(qū)將承辦所有冰上項(xiàng)目，北京市的石景山區(qū)和張家口崇禮等地區(qū)將承辦所有的雪上項(xiàng)目。

2022年杭州亞運(yùn)會(huì)將于2022年9月10日至25日舉行，以杭州為主辦城市，同時(shí)輻射至寧波、金華、紹興、湖州其他省內(nèi)城市。

氣象條件與體育運(yùn)動(dòng)成績(jī)關(guān)系十分密切。濕度對(duì)人體的影響主要是在熱代謝和水鹽代謝方面[1]，濕度太大運(yùn)動(dòng)員會(huì)感到煩惱郁悶，濕度太小又有干渴煩躁的感覺(jué)。良好的氣象條件和相對(duì)完善的氣息服務(wù)也是冬奧會(huì)、亞運(yùn)會(huì)成功舉辦的關(guān)鍵因素之一。

本系統(tǒng)主要對(duì)北京、張家口冬奧會(huì)和杭州亞運(yùn)會(huì)過(guò)往年份中比賽對(duì)應(yīng)時(shí)間的氣溫、濕度和PM2.5值等要素進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并利用微信小程序[2]呈現(xiàn)這兩大賽事在各舉辦地區(qū)的歷史同期數(shù)據(jù)，讓參賽人員和觀眾掌握當(dāng)?shù)貏?dòng)態(tài)，為賽事舉辦期間的氣候條件等做好信息參考服務(wù)。

1? ? 開發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介

本系統(tǒng)主要采集環(huán)境大數(shù)據(jù)開放平臺(tái)http：//www.envicloud.cn/home？title=0中的公開數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)主要來(lái)自于“指定日期歷史天氣”和“城市指定日期空氣質(zhì)量”的有關(guān)歷史數(shù)據(jù)。在環(huán)境云的采集過(guò)程中使用了Python3.7。

1.1? Python

Python是一種計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，是一種面向?qū)ο蟮膭?dòng)態(tài)類型語(yǔ)言，最初被設(shè)計(jì)用于編寫自動(dòng)化腳本（shell），隨著版本的不斷更新和語(yǔ)言新功能的添加，越來(lái)越多地被用于獨(dú)立的、大型系統(tǒng)的開發(fā)。

Python提供應(yīng)用程序編程接口（Application Programming Interface，API），能方便地進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)和管理，Linux下標(biāo)志性語(yǔ)言之一是很多系統(tǒng)管理員理想的編程工具。

1.2? 環(huán)境大數(shù)據(jù)開放平臺(tái)

環(huán)境大數(shù)據(jù)開放平臺(tái)是一個(gè)專注于提供穩(wěn)定、便捷的綜合環(huán)境數(shù)據(jù)服務(wù)的平臺(tái)，收錄專業(yè)數(shù)據(jù)源（國(guó)家環(huán)保部數(shù)據(jù)中心、美國(guó)全球地震信息中心等）所發(fā)布的各類環(huán)境數(shù)據(jù)，接收云創(chuàng)自主布建的各類環(huán)境監(jiān)控傳感器網(wǎng)絡(luò)（包括空氣質(zhì)量指標(biāo)、土壤環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)）所采集的數(shù)據(jù)，結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)模型生成的預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，依托數(shù)據(jù)托管服務(wù)平臺(tái)萬(wàn)物云所提供的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)，推出了一系列功能豐富、便捷易用的綜合環(huán)境數(shù)據(jù)REST API，配合詳盡的接口使用幫助，為環(huán)境應(yīng)用開發(fā)者提供豐富，可靠的氣象、環(huán)境、災(zāi)害以及地理數(shù)據(jù)服務(wù)。此外，環(huán)境云還為環(huán)境研究人員提供了歷史數(shù)據(jù)報(bào)表下載，并向公眾展示環(huán)境實(shí)況[3]。

1.3? 牛刀云

牛刀云開發(fā)支持小程序制作、電商模板、公眾號(hào)等應(yīng)用開發(fā)，是服務(wù)于初中級(jí)開發(fā)者的課程，是從零開始講解快速開發(fā)小程序、制作電商模板的開發(fā)工具平臺(tái)。牛刀云是WeX5，BeX5在云時(shí)代的新一代產(chǎn)品，提升了WeX5和BeX5的核心理念和關(guān)鍵優(yōu)點(diǎn)，包含WeX5和BeX5幾乎全部能力，保持框架和組件源碼開放的好傳統(tǒng)，并做了一些重大的突破。

2? ? 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)

2.1? 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

注冊(cè)環(huán)境大數(shù)據(jù)開放平臺(tái)之后，賬戶將獲得用戶私鑰，為訪問(wèn)其接口做好識(shí)別準(zhǔn)備。使用Requests庫(kù)工具，以json格式獲得對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)。從環(huán)境云平臺(tái)所采集到的數(shù)據(jù)以文本形式體現(xiàn)。該處理過(guò)程中，所采集文件主要調(diào)用json.loads方法，完成數(shù)據(jù)字典類型解析，以便于系統(tǒng)進(jìn)行后期讀取與檢索。

由于環(huán)境云為保存所有城市的所有歷史數(shù)據(jù)，會(huì)產(chǎn)生空集，通過(guò)Python對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選后，可以形成有效的數(shù)據(jù)集合。

天氣數(shù)據(jù)抓取方面，本項(xiàng)目主要使用jmespath中search方法進(jìn)行，而最終作圖需要多數(shù)據(jù)讀取，所以項(xiàng)目考慮采用list類型來(lái)保存每個(gè)數(shù)據(jù)。

為使采集到的數(shù)據(jù)最終可視化，系統(tǒng)導(dǎo)入matplotlib庫(kù)， 完成可視化圖形繪制，系統(tǒng)導(dǎo)入matplotlib庫(kù)， 完成可視化圖形繪制。

（1）氣溫折線圖繪制：使用plot方法進(jìn)行折線繪制，list10為x軸刻度，list1，list2，list3，list4為y軸刻度之前保存的數(shù)據(jù)，繪制折線圖。

（2）濕度氣泡圖繪制：為顯示濕度信息，項(xiàng)目采用Matplotlib庫(kù)，進(jìn)行氣泡圖繪制，使用scatter方法，其中l(wèi)ist10為x軸刻度，list1為y軸刻度，s為氣泡大小，這里直接將y軸數(shù)據(jù)放大后作為s值。

對(duì)比兩個(gè)城市，可以看出南方城市的濕度相對(duì)較高，由于降水量大，杭州的濕度一直保持在高點(diǎn)，而北京的濕度一直偏低，說(shuō)明北方的降雨量較少。

（3）條形圖繪制：為表示各城市歷史日期PM2.5值的對(duì)比，項(xiàng)目使用bar繪制方法進(jìn)行比對(duì)，期中l(wèi)ist10為x軸刻度，list1為y軸刻度，alpha設(shè)置透明度。

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)公開數(shù)據(jù)，本系統(tǒng)分析北京冬奧會(huì)以及杭州亞運(yùn)會(huì)所有比賽項(xiàng)目所涉及的13個(gè)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館的地理信息，并形成小程序頁(yè)面分布作為主要參考，其分布如圖1所示。

2.2? 展示項(xiàng)目主頁(yè)面

新建頁(yè)面“主頁(yè)面”將導(dǎo)航欄命名為“2022年，北京冬奧、杭州亞運(yùn)氣候指南”背景色采用#B6D7A8、黑色字體，在頁(yè)面上采用了3個(gè)視圖布局組件（view視圖容器）構(gòu)建了視圖1、視圖2、視圖3這3個(gè)部分。在視圖1中使用幻燈片組件，添加4個(gè)滑塊視圖加載了4張有關(guān)于北京冬奧會(huì)和杭州亞運(yùn)會(huì)的宣傳圖片，為其設(shè)置自動(dòng)輪播且銜接輪播圖片。在視圖2中使用了8個(gè)行列布局形成兩個(gè)按鈕和6個(gè)文本框，并且在文本框里使用內(nèi)容工具“文本”寫入“北京冬奧 Olympic Games >”“杭州亞運(yùn)Asian Games >”字樣，設(shè)定文本框和字體顏色分別為藍(lán)色和紅色。在視圖3中使用3個(gè)行列布局形成3個(gè)居中的文本框格式，在文本框中添加字樣。

2.3? 北京冬奧會(huì)頁(yè)面詳細(xì)設(shè)計(jì)

在主頁(yè)下新建一個(gè)子頁(yè)“冬奧會(huì)”，在頁(yè)面上用3個(gè)視圖布局組件（view視圖容器）將頁(yè)面分為視圖1、視圖2、視圖3這3個(gè)部分。視圖1中使用幻燈片內(nèi)容組件，添加3個(gè)滑塊項(xiàng)目，加載了“2022年北京冬季奧運(yùn)會(huì)圖標(biāo)”和兩張冬奧宣傳圖，設(shè)其為自動(dòng)輪播且輪播圖片。視圖2中添加文本框使用內(nèi)容工具“文本”寫入對(duì)2022年北京冬季奧運(yùn)會(huì)的介紹。添加兩個(gè)行列布局形成兩個(gè)文本框格式，設(shè)定屬性居中，邊框顏色為#134f5c。在第一個(gè)文本框中輸入“開閉幕式”字體，顏色為藍(lán)色，設(shè)定事件為打開子頁(yè)“朝陽(yáng)”。第二個(gè)文本框中輸入“展示中心”字體顏色為#134f5c，設(shè)定事件為打開子頁(yè)面“石景山”。在視圖3中添加15個(gè)圖片組件，格式大小為69×69 px。在圖片組件中插入冬奧會(huì)各個(gè)比賽項(xiàng)目的圖標(biāo)，分別設(shè)定事件為打開每個(gè)項(xiàng)目所對(duì)應(yīng)場(chǎng)館的子頁(yè)。

在主頁(yè)下新建一個(gè)子頁(yè)“北京”，在頁(yè)面上用6個(gè)視圖布局組件（view視圖容器），將頁(yè)面分為視圖1、視圖2、視圖3……視圖6這6個(gè)部分。視圖1中使用幻燈片內(nèi)容組件，添加3個(gè)滑塊項(xiàng)目加載了北京地區(qū)的3個(gè)比賽場(chǎng)館圖，設(shè)其為自動(dòng)輪播且銜接輪播圖片。視圖2中添加文本組件介紹北京地區(qū)所舉辦的賽事項(xiàng)目以及北京的氣候、人文等資料。視圖3中插入圖片組件將“北京近三年九月份氣溫變化曲線圖”導(dǎo)入，圖片格式默認(rèn)，圖片像素為340×240。視圖4中插入文本對(duì)于該氣溫曲線圖的詳細(xì)分析。視圖5插入圖片組件，將“北京近三年九月份濕度均值對(duì)比氣泡圖”導(dǎo)入，圖片像素為340×240。視圖6中插入文本對(duì)于該氣泡圖的詳細(xì)分析。

類似北京主頁(yè)面，新建一個(gè)子頁(yè)“朝陽(yáng)”，海淀、石景山、崇禮、張家口、房山、延慶等頁(yè)面，完成各城市歷史同期氣候條件的展示，如圖2所示。

2.4? 杭州亞運(yùn)會(huì)頁(yè)面詳細(xì)設(shè)計(jì)

在主頁(yè)下新建一個(gè)子頁(yè)“亞運(yùn)會(huì)”，在頁(yè)面上用3個(gè)視圖布局組件（view視圖容器）將頁(yè)面分為視圖1、視圖2、視圖3這3個(gè)部分，視圖1中使用幻燈片內(nèi)容組件，添加3個(gè)滑塊項(xiàng)目加載了“2022年杭州亞運(yùn)會(huì)圖標(biāo)”和兩張杭州亞運(yùn)宣傳圖，設(shè)其為自動(dòng)輪播且銜接輪播圖片。視圖2中添加文本框使用內(nèi)容工具“文本”寫入對(duì)杭州亞運(yùn)會(huì)的介紹。添加一個(gè)“行列”布局形成一個(gè)文本框格式，設(shè)定屬性居中，邊框顏色為#134f5c。在第一個(gè)文本框中輸入“開幕式、閉幕式”字體顏色為#134f5c，設(shè)定事件為打開子頁(yè)“杭州”。在視圖3中添加56個(gè)圖片組件，格式大小為43×43 px。在圖片組件中插入亞運(yùn)會(huì)各個(gè)比賽項(xiàng)目的圖標(biāo)，分別設(shè)定事件為打開每個(gè)項(xiàng)目所對(duì)應(yīng)場(chǎng)館的子頁(yè)。

在主頁(yè)下新建一個(gè)子頁(yè)“杭州”，在頁(yè)面上用8個(gè)視圖布局組件（view視圖容器）將頁(yè)面分為視圖1、視圖2、視圖3……視圖8這8個(gè)部分。視圖1中使用幻燈片內(nèi)容組件，添加3個(gè)滑塊項(xiàng)目加載了杭州市的3個(gè)比賽場(chǎng)館圖，設(shè)其為自動(dòng)輪播且銜接輪播圖片。視圖2中添加文本組件介紹杭州地區(qū)所舉辦的賽事項(xiàng)目以及杭州的氣候、人文等資料。視圖3中插入圖片組件將“杭州近三年九月份氣溫變化曲線圖”導(dǎo)入，圖片格式默認(rèn)，圖片像素為340×240。視圖4中插入文本對(duì)于該氣溫曲線圖的詳細(xì)分析。視圖5插入圖片組件，將“杭州近三年九月份濕度均值對(duì)比氣泡圖”導(dǎo)入，圖片格式默認(rèn)，圖片像素為340×240。視圖6中插入文本對(duì)于該氣泡圖的詳細(xì)分析。視圖7插入圖片組件將“杭州近三年九月份PM2.5均值對(duì)比柱狀圖”導(dǎo)入，圖片格式默認(rèn)，圖片像素為340×240。視圖8中插入文本對(duì)于該柱狀圖的詳細(xì)分析。如圖3所示。

同于杭州賽區(qū)頁(yè)面，新建一個(gè)子頁(yè)金華、象山、德清、寧波頁(yè)面，完成各城市歷史同期氣候條件的展示。

3? ? 結(jié)語(yǔ)

本系統(tǒng)創(chuàng)造性地利用大數(shù)據(jù)環(huán)境下公開信息，在環(huán)境大數(shù)據(jù)開放平臺(tái)總共包含986 116 523條存儲(chǔ)記錄中，根據(jù)項(xiàng)目需求，篩選出435條記錄，包含16 965個(gè)有效信息，利用52條折現(xiàn)、52個(gè)氣泡以及52個(gè)柱形便表示出兩大賽事歷史天氣及空氣質(zhì)量的數(shù)據(jù)性參考。

采集到我國(guó)未來(lái)3年內(nèi)將舉辦兩項(xiàng)重大體育賽事—北京冬季奧運(yùn)會(huì)和杭州亞運(yùn)會(huì)各運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館所在位置的天氣與控制質(zhì)量數(shù)據(jù)，本項(xiàng)目通過(guò)微信小程序設(shè)計(jì)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的呈現(xiàn)，以達(dá)到有效、便捷之效果。

[參考文獻(xiàn)]

[1]趙杰修，馮連世.高溫高濕環(huán)境與運(yùn)動(dòng)性疲勞[J].中國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)雜志，2008（2）：238-242.

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Design of weather assistant WeChat program for Beijing

Winter Olympics and Hangzhou Asian Games

Li Chengyuan， Peng Weiming， Yu Yue

（Wuxi City College of Vocational Technology， Wuxi 214000， China）

Abstract：This system mainly aims at the hosting place of Beijing Winter Olympics and Hangzhou Asian Games， creatively utilizes the open information under the big data environment. In the open platform of big data environment， there are 986 116 523 storage records. According to the project requirements， 435 records are screened out， including 16 965 valid information. Using 52 discounts， 52 bubbles and 52 columns， the history days of the two major events can be expressed. Data reference of air and air quality. Using Niu Daoyun design platform， supplemented by two major events and climate summary， it was finally released in the form of WeChat applet.

Key words：Python; WeChat applet; interface layout