基于位置服務(wù)的智慧氣象信息服務(wù)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

張朝明

（山西省大氣探測(cè)技術(shù)保障中心，山西 太原 030002）

0 引言

氣象和人們的日常生活是息息相關(guān)的，人們的生活起居以及工作都無(wú)法離開(kāi)氣象信息，伴隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，人們現(xiàn)在已經(jīng)可以使用智能化的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)得到實(shí)時(shí)的氣象信息，為了能夠更好的獲得氣象信息。近些年來(lái)，氣象部門(mén)提出了智慧氣象手機(jī)客戶端軟件。通過(guò)智慧氣象，每個(gè)人都可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的定位，了解實(shí)時(shí)的氣象信息，能夠讓用戶充分的感受到氣象科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步成果，讓氣象服務(wù)顯得更加的智慧化[1]。

1 基于位置服務(wù)的智慧氣象信息

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我們?cè)缇鸵堰~入了一個(gè)移動(dòng)通訊時(shí)代，移動(dòng)設(shè)備現(xiàn)如今在人們的日常生活以及生產(chǎn)和工作當(dāng)中占領(lǐng)著重要的地位。除此之外，因?yàn)楦咚賻挼闹С?，現(xiàn)如今定位服務(wù)已經(jīng)在各移動(dòng)設(shè)備上使用的越來(lái)越廣泛。通過(guò)移動(dòng)設(shè)備的定位服務(wù)，我們可以了解到周圍的環(huán)境，也能夠完成線上線下的應(yīng)用?；谖恢梅?wù)的智慧氣象信息使用的就是實(shí)時(shí)的定位系統(tǒng)，能夠在線同步的更新數(shù)據(jù)。

智慧氣象信息系統(tǒng)是一項(xiàng)面向氣象部門(mén)的快速信息服務(wù)制作系統(tǒng)。該系統(tǒng)依托成熟的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及相關(guān)的業(yè)務(wù)信息，可以通過(guò)位置服務(wù)的定位來(lái)完成對(duì)于信息技術(shù)的采集，采集到多種氣象信息，并且對(duì)這些氣象信息進(jìn)行要素分析。能夠幫助一線的氣象服務(wù)人員最快的將其生成在網(wǎng)站以及手機(jī)客戶端當(dāng)中，最終將其制定為一個(gè)可以在終端發(fā)布的氣象服務(wù)產(chǎn)品。除此之外，智慧氣象信息系統(tǒng)還可以對(duì)氣象信息產(chǎn)品進(jìn)行綜合的管理，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化的更新，聯(lián)網(wǎng)以及并且上傳相關(guān)的公共氣象信息?？梢詽M足不同領(lǐng)域的氣象信息服務(wù)。不僅如此，基于位置服務(wù)的智慧氣象信息服務(wù)系統(tǒng)還擁有非常便捷的人機(jī)交互圖形制作功能，面對(duì)各類災(zāi)害，比方說(shuō)臺(tái)風(fēng)，泥石流或者是沙塵暴等等，都能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)的預(yù)報(bào)。該系統(tǒng)在運(yùn)營(yíng)的過(guò)程當(dāng)中，能夠滿足公共氣象服務(wù)以及專業(yè)氣象服務(wù)等多方面的應(yīng)用服務(wù)，可以大大的減少一線的氣象服務(wù)人員的工作壓力，并且也能夠減少在氣象方面的投資成本，能夠有效的提高工作效率，也能夠最及時(shí)的滿足客戶對(duì)于氣象的需求[2]。

2 智慧氣象信息服務(wù)系統(tǒng)的功能

為了滿足氣象服務(wù)工作人員的需求，也為了滿足客戶的需求，整個(gè)智慧氣象信息服務(wù)系統(tǒng)包括了數(shù)據(jù)資源的配置，產(chǎn)品的管理以及產(chǎn)品的制作和發(fā)布等等，一整套流程非常的完整，主要目的就是為了滿足一線的業(yè)務(wù)人員的工作需求，提高他們的工作效率。

2.1 數(shù)據(jù)資源配置設(shè)計(jì)

在智慧氣象信息服務(wù)平臺(tái)當(dāng)中，能夠?qū)λ玫降臄?shù)據(jù)信息進(jìn)行解析，并且在計(jì)算的時(shí)候融入一些高性能的算法。整個(gè)系統(tǒng)類似于數(shù)據(jù)庫(kù)，支持以數(shù)據(jù)庫(kù)的方式來(lái)存儲(chǔ)一些氣象信息。并且可以對(duì)氣象信息進(jìn)行精細(xì)化的報(bào)告，將其做成更易了解的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行解析。能夠加載出我國(guó)各省市以及地級(jí)縣的地理空間信息，并且所用配色方案比較多元化，更能夠吸引客戶的目光。也能夠滿足客戶對(duì)于氣象信息的需求。

2.2 常規(guī)及專題產(chǎn)品制作

整個(gè)智能化的氣象信息服務(wù)系統(tǒng)采取的是自定義的配置，標(biāo)題以及其色彩跟圖形要素都可以進(jìn)行自定義，并且也支持預(yù)報(bào)常規(guī)的一些災(zāi)害的天氣要素。對(duì)于災(zāi)害要素采取了專題制作。展示氣象信息圖形支持多樣化展示，主要包括柱狀圖，綜合圖以及折線圖等等。

2.3 圖庫(kù)及配置管理

圖庫(kù)管理主要包括三部分，分別為圖標(biāo)庫(kù)，地圖庫(kù)以及圖文對(duì)象庫(kù)。系統(tǒng)在運(yùn)營(yíng)的過(guò)程當(dāng)中支持自動(dòng)化的服務(wù)以及產(chǎn)品的歷史參數(shù)查詢。

2.4 產(chǎn)品一鍵發(fā)布

整個(gè)智能化氣象信息系統(tǒng)的發(fā)布支持本地發(fā)布，也支持一些公共服務(wù)產(chǎn)品庫(kù)或者是FTP服務(wù)器等等。所發(fā)布的產(chǎn)品可以在手機(jī)端展示，也可以在電腦端展示以及電視端等等不同的媒介。

3 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和數(shù)據(jù)處理技術(shù)

3.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型

氣象信息服務(wù)當(dāng)中的一些實(shí)況類的數(shù)據(jù)主要是通過(guò)氣象站自動(dòng)觀測(cè)得到的氣象數(shù)據(jù)。一般來(lái)說(shuō)，原始的氣象數(shù)據(jù)是存在于數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中的。每一個(gè)氣象觀測(cè)自動(dòng)站每分鐘都能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上收集到或上傳一些統(tǒng)一的天氣信息。氣象信息歷史數(shù)據(jù)主要是指近24個(gè)小時(shí)之內(nèi)的氣象歷史數(shù)據(jù)[3]。通過(guò)對(duì)24小時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較以及采集跟分析，所獲得的值就是單點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)。智能化的氣象信息服務(wù)系統(tǒng)，在預(yù)報(bào)的時(shí)候主要預(yù)報(bào)的是零到三小時(shí)，三到六小時(shí)，六到24小時(shí)以及一到七天的天氣預(yù)報(bào)的數(shù)據(jù)。預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)的數(shù)值算法主要可以采取快速同化算法，或者是OCF模式算法等等。

3.2 數(shù)據(jù)網(wǎng)格化處理

為滿足客戶的使用需求，氣象部門(mén)提出了要讓氣象服務(wù)跟手機(jī)的定位功能進(jìn)行結(jié)合，以此來(lái)提供智慧化的氣象服務(wù)?；诙ㄎ环?wù)的智慧化氣象服務(wù)，可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)格化的處理，并且可以為用戶提供任意位置的氣象信息以及扁平化的氣象信息。利用插值算法就能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)格化的數(shù)據(jù)計(jì)算。在一個(gè)空間當(dāng)中，距離越近的點(diǎn)越有可能具有相似的豎直距離越遠(yuǎn)的點(diǎn)，其數(shù)值相似的可能性就越來(lái)越小。這屬于一種最基本的理論假設(shè)。在理論假設(shè)的基礎(chǔ)上，可以形成各種各樣的算法。在許多氣象服務(wù)系統(tǒng)當(dāng)中，都使用的是插值算法，插值算法可以把一些離散點(diǎn)數(shù)據(jù)變成一個(gè)連續(xù)的數(shù)據(jù)，能夠進(jìn)一步的去形成等值線或者是色斑圖。

3.3 氣象數(shù)據(jù)手機(jī)端現(xiàn)繪流程

因?yàn)槊刻煊泻Ａ坑脩魰?huì)訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)的手機(jī)端，因此為了保證互聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)τ谟脩舻脑L問(wèn)有足夠的承載力，并且能夠以最快的速度來(lái)響應(yīng)用戶的需求。因此系統(tǒng)會(huì)把多種氣象格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成為二進(jìn)制格式，然后再完成運(yùn)輸跟計(jì)算等方式。通過(guò)分布式計(jì)算把系統(tǒng)所得到的氣象數(shù)值變成瓦片圖?；A(chǔ)的數(shù)據(jù)加工流程，首先需要把離散點(diǎn)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成為比較適合的網(wǎng)格數(shù)據(jù)。在網(wǎng)格當(dāng)中存在著一些非已知的點(diǎn)，這些點(diǎn)的數(shù)值我們可以使用插值方法對(duì)其進(jìn)行增加處理。輸出省氣象范圍內(nèi)的網(wǎng)格化的數(shù)據(jù)文件。統(tǒng)一對(duì)數(shù)據(jù)網(wǎng)格化之后的實(shí)況以及預(yù)報(bào)信息進(jìn)行處理。統(tǒng)一將數(shù)據(jù)文件的大小格式進(jìn)行壓小處理，在處理過(guò)后的文件可以減少80%的占用量。另一方面，也需要把這些數(shù)據(jù)信息處理成手機(jī)客戶端客戶比較方便查看的信息。

4 關(guān)鍵技術(shù)

在智慧化的氣象信息服務(wù)的數(shù)據(jù)模塊處理當(dāng)中，為了能夠?qū)⒍喾N數(shù)據(jù)源頭的產(chǎn)品進(jìn)行統(tǒng)一的融合，使用的是二進(jìn)制的數(shù)據(jù)處理方式。在數(shù)據(jù)處理當(dāng)中，可以對(duì)儲(chǔ)存的信息進(jìn)行直接的解析，或直接傳輸。但是在傳輸過(guò)程當(dāng)中的數(shù)據(jù)效率可能會(huì)比較低，容易導(dǎo)致服務(wù)端的瓦片數(shù)據(jù)生成緩慢，反應(yīng)在客戶的手機(jī)上的時(shí)候表現(xiàn)為數(shù)據(jù)加載的非常慢，不同的圖層切換響應(yīng)也比較低，為了解決這樣的問(wèn)題，主要在系統(tǒng)當(dāng)中采用了二進(jìn)制的數(shù)據(jù)處理方法。把數(shù)據(jù)的四類格式轉(zhuǎn)化成為二進(jìn)制的格式并且壓縮，這樣能夠在最快的時(shí)間內(nèi)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，并且可以在服務(wù)端完成傳輸以及解析等步驟。以二進(jìn)制的數(shù)據(jù)格式傳送到客戶端的時(shí)候，能夠繪制出等值線圖[4]。

5 基于位置信息的智慧化的氣象信息服務(wù)在農(nóng)業(yè)方面的實(shí)例應(yīng)用

整個(gè)智慧化的氣象信息系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用，其基本的構(gòu)成要素主要包括硬件以及軟件兩個(gè)部分。具體主要包括預(yù)警系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)以及從定位以及氣象信息服務(wù)方面可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的一些數(shù)據(jù)的采集，并且也能夠完成智能的分析跟預(yù)警。形成了非?，F(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)管理模式。將智慧氣象信息應(yīng)用在農(nóng)業(yè)的服務(wù)系統(tǒng)當(dāng)中，可以形成一個(gè)功能非常強(qiáng)大并且涵蓋面積非常廣的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤以及水質(zhì)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。通過(guò)智能控制跟智慧氣象的結(jié)合，可以使農(nóng)民能夠了解到最新的農(nóng)情信息以及最新的氣象信息，包括一些突發(fā)的事件。整個(gè)系統(tǒng)可以為農(nóng)民的種植做出非常科學(xué)的指導(dǎo)?；A(chǔ)的設(shè)施主要包括為表現(xiàn)層，應(yīng)用層，應(yīng)用支撐層，數(shù)據(jù)層以及基礎(chǔ)設(shè)施層五個(gè)層次。表現(xiàn)層指的就是最后形成在客戶面前的一個(gè)可視層的終端。表現(xiàn)層的主要的展現(xiàn)形式就是通過(guò)統(tǒng)一的瀏覽器來(lái)為客戶提供氣象信息，工作人員可以通過(guò)控制表現(xiàn)層來(lái)控制客戶端所展現(xiàn)的信息[5]。應(yīng)用支撐層包括整個(gè)系統(tǒng)的框架。主要部分分為通用功能組件，接口服務(wù)組件等等。這些組件以及多層的架構(gòu)構(gòu)成了整個(gè)智能化的氣象信息系統(tǒng)的核心部分。數(shù)據(jù)層指的是數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)層在整個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中是非常重要的一個(gè)部分，主要是所有的業(yè)務(wù)對(duì)象實(shí)現(xiàn)的一個(gè)途徑。在數(shù)據(jù)層當(dāng)中，主要存儲(chǔ)的信息是天氣預(yù)報(bào)的實(shí)況數(shù)據(jù)，包括一些災(zāi)害的預(yù)警以及監(jiān)測(cè)到的一些設(shè)備數(shù)據(jù)。

6 結(jié)語(yǔ)

智慧氣象信息服務(wù)系統(tǒng)是中國(guó)氣象局近些年來(lái)推薦并且提出的一種可以適應(yīng)現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展的一種新型的氣象服務(wù)理念。能夠?qū)⒅腔刍睦砟钬瀼氐秸麄€(gè)氣象的業(yè)務(wù)以及服務(wù)跟管理活動(dòng)當(dāng)中?？梢酝ㄟ^(guò)智能化的信息技術(shù)來(lái)構(gòu)建一個(gè)大數(shù)據(jù)，并且采取開(kāi)放共享的機(jī)制，能夠?yàn)橛脩籼峁┚W(wǎng)格化的氣象預(yù)報(bào)，并且可以為氣象信息系統(tǒng)提供更好的技術(shù)支持?，F(xiàn)如今，移動(dòng)終端正在不斷的發(fā)展當(dāng)中，位置定位信息服務(wù)現(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用的非常成熟，并且也已經(jīng)應(yīng)用在了許多的軟件當(dāng)中?；谖恢眯畔⒍ㄎ坏闹悄芑臍庀笮畔⒎?wù)可以有效地展開(kāi)對(duì)于山洪地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)警，并且能夠更好的應(yīng)用在公共衛(wèi)生，安全管理以及水路救助等領(lǐng)域，能夠有效的提升氣象防災(zāi)能力以及公共服務(wù)能力。