智慧氣象系統(tǒng)在山東省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務中的應用

郭 芳，李亞萍，時 蕾

（聊城市氣象局，山東聊城 252000）

隨著我國經(jīng)濟發(fā)展速度不斷加快，云計算、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術應用于氣象服務中對于提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務的建設工作有著非常重要的促進作用。我國在進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的同時，離不開氣象系統(tǒng)的支持。山東省作為我國農(nóng)業(yè)大省之一，農(nóng)作物種植十分廣泛，農(nóng)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)標準化和現(xiàn)代化的趨勢。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應用智慧氣象系統(tǒng)已經(jīng)成為山東省農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個重要支撐。通過智慧氣象系統(tǒng)建設工作能夠及時了解相應的防災減災信息，利用系統(tǒng)本身的采集、監(jiān)控、制作及服務系統(tǒng)提供精準的氣象信息，為農(nóng)業(yè)種植的開展提供便捷[1]。

1 智慧氣象系統(tǒng)的概念及意義

智慧氣象系統(tǒng)是一個涉及面廣、內(nèi)容豐富、服務體系健全的系統(tǒng)。氣象系統(tǒng)由地圖數(shù)據(jù)庫、GIS 云服務、業(yè)務數(shù)據(jù)庫等共同組合而成，能夠針對氣象觀測數(shù)據(jù)、突發(fā)事件預警、氣象數(shù)據(jù)預報、氣象災害預報、農(nóng)業(yè)氣象等不同信息進行綜合性的匯總，并以完整的形式呈現(xiàn)出來。當前我國絕大部分城市建設的智慧氣象系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)、環(huán)保、電力、旅游、水文、消防、林業(yè)等諸多行業(yè)中的應用已經(jīng)成為一種常見的現(xiàn)象。通過智慧氣象系統(tǒng)發(fā)布的相關數(shù)據(jù)信息，不同的行業(yè)可以結合自身生產(chǎn)工作的實際情況采取相應的應急預防措施，能夠滿足不同行業(yè)的用戶需要，同時為智慧氣象產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了廣闊空間。

氣象監(jiān)測對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作的開展有著非常重要的促進作用，通過智慧氣象能夠為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供多樣化、個性化的服務，同時對于發(fā)展地區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟和促進農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)轉型也有著重要意義[2]。山東省作為全國農(nóng)業(yè)和糧食大省，近年來其農(nóng)業(yè)經(jīng)濟實力顯著增強，內(nèi)部結構優(yōu)化明顯，農(nóng)產(chǎn)品和糧食總產(chǎn)量位居全國前列。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中應用智慧氣象系統(tǒng)已經(jīng)成為很多農(nóng)業(yè)種植用戶關注的重點內(nèi)容，智慧氣象系統(tǒng)通過先進的技術手段進行數(shù)據(jù)監(jiān)測，對于洪澇、干旱等災害可以根據(jù)地區(qū)環(huán)境、農(nóng)作物特性、災害變化情況等進行綜合匯報，能夠提前預測氣象的變化情況，幫助用戶及時采取相應的預防和補救措施，對于減少經(jīng)濟損失、提升農(nóng)業(yè)種植產(chǎn)量有著較大的作用。

2 山東省氣象災害特點及農(nóng)業(yè)特色

2.1 山東省氣象災害特點

山東省位于我國華東地區(qū)北部的沿海地帶，總面積約占全國面積的1.64%，是我國人口及農(nóng)業(yè)種植面積較大的一個省份，同時是我國經(jīng)濟較為繁榮的一個省份。受山東省地理特征的影響，這一地區(qū)的天氣變化情況較為復雜，導致各種氣象災害發(fā)生的頻率較高。山東省因氣象災害導致的農(nóng)作物和經(jīng)濟受損情況較為嚴重。其氣象災害特點主要體現(xiàn)在以下3 個方面。1）氣象災害種類較多。氣象災害大致可以分為7 類18 種，按照山東省以往氣象災害的匯總情況能夠看出，這一地區(qū)受到雨澇、干旱、風暴等影響較大，涉及的范圍和面積較廣。2）氣象災害范圍較廣。根據(jù)氣象部門發(fā)布的相關數(shù)據(jù)，山東省一年四季出現(xiàn)的不同氣象災害的類型較多，且在不同季節(jié)均有發(fā)生。其中夏季高溫干旱、冬季風雪等情況較為嚴重；加上臨海城市較多，受到冬季對流天氣的影響，各種氣象災害發(fā)生的頻率較高。3）氣象災害持續(xù)時間長。通過查閱文獻可以看出，在1960—1961 年、1977—1980 年、1986—1989 年 等不同的時間段內(nèi)均有連續(xù)性的旱災情況發(fā)生，給地區(qū)的經(jīng)濟帶來的打擊較大。

2.2 山東省農(nóng)業(yè)特色

山東省作為我國農(nóng)業(yè)種植的重要省份，是全國糧食種植的主要產(chǎn)區(qū)。其中種植的梨、蘋果、水稻、大蒜、棗、大蔥等農(nóng)作物較為廣泛；畜牧業(yè)養(yǎng)殖中的黑豬、黑山羊、魯西牛等產(chǎn)量在全國位居前列，已經(jīng)成為發(fā)展地區(qū)經(jīng)濟的一個重要來源。通過政府的大力扶持，近年來山東省的農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)的發(fā)展正走向一個新的時期，為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增長帶來較大動力。

3 智慧氣象系統(tǒng)框架

當前從我國智慧氣象系統(tǒng)框架的整體構建情況來看，主要是由農(nóng)業(yè)服務Web 客戶端、智慧氣象農(nóng)業(yè)移動用戶端和農(nóng)業(yè)綜合數(shù)據(jù)庫3 個部分共同組合而成，且這些不同的板塊都承擔著重要的角色，對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務有著非常重要的作用[3]。

3.1 Web 客戶端

Web 客戶端設計時需要結合農(nóng)業(yè)氣象服務的實際情況開展相應的設計工作。1）Web 客戶端將不同的操作系統(tǒng)平臺通過特定的技術整合到一起，通過連接中央氣象局天氣預報接口就能夠直接獲取相應的天氣數(shù)據(jù)信息。農(nóng)戶在生產(chǎn)和種植的過程中可以通過自身的實際需要添加相應的B/S 桌面應用，其中B/S 桌面應用的內(nèi)容包含實時天氣預報、氣溫升降信息、病蟲害防治意見、地區(qū)農(nóng)作物增長情況等信息。2）Web 客戶端作為一種公共氣象服務平臺，能夠在國土服務、農(nóng)業(yè)服務、環(huán)保服務、市政服務、消防服務等領域中發(fā)揮巨大的作用[4]。其中氣象監(jiān)測系統(tǒng)中的在線辦理氣象證明板塊能夠根據(jù)涉農(nóng)用戶的實際需要開展對應的氣象監(jiān)測工作。智慧氣象系統(tǒng)在實際應用過程中，技術人員可結合地區(qū)氣象的變化情況對所需要呈現(xiàn)出來的信息進行技術更新，便于不同行業(yè)的氣象需求服務工作更好運行。3）Web 客戶端在應用時整合了云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)、大數(shù)據(jù)等新技術，能夠?qū)崿F(xiàn)對海量氣象數(shù)據(jù)和行業(yè)數(shù)據(jù)的采集、處理、監(jiān)控和加工。農(nóng)業(yè)大戶可以依據(jù)這些信息安排生產(chǎn)和相應的預防工作。

3.2 農(nóng)業(yè)綜合數(shù)據(jù)庫

農(nóng)業(yè)綜合數(shù)據(jù)庫是智慧氣象系統(tǒng)中的一個重要組成部分，涵蓋了非常廣的農(nóng)業(yè)信息在內(nèi)，不同農(nóng)業(yè)種植領域的用戶可以結合自身的實際需要開展相應的種植工作，滿足信息現(xiàn)代化的實際需求。按照不同的分類可以將數(shù)據(jù)庫分為地理、氣象、預報數(shù)據(jù)庫。將山東省不同區(qū)域的綜合數(shù)據(jù)信息錄入其中，在預報服務工作中在線辦理氣象證明，通過氣象監(jiān)測能夠分別展示出對應的氣象信息，同時更加便于檢測部門及時更改數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

3.3 移動客戶端

移動客戶端是在Web 客戶端的基礎上衍生出來的一種新形式，能夠直接通過Web 客戶端完成相應的服務任務。當前，我國很多社交平臺中都有相應的應用，如微信公眾號、微信小程序、手機APP 等都能直接使用。通過系統(tǒng)登錄之后就能進入對應的氣象系統(tǒng)內(nèi)，根據(jù)不同的板塊，用戶可以選擇自己需要的內(nèi)容添加在首頁，便于后續(xù)查詢和使用；并且移動客戶端內(nèi)的功能還能進行擴展應用，如針對農(nóng)業(yè)氣象災害評估分析的同時，還能查詢氣象干旱與農(nóng)業(yè)干旱、作物產(chǎn)量預報、病蟲害預報等十幾種氣象服務，真正做到氣象服務“無縫”融入到生產(chǎn)活動中，從而為經(jīng)濟社會發(fā)展服務[4]。

4 智慧氣象系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務中的應用

4.1 氣候影響評價模塊

山東省氣象局在智慧氣象系統(tǒng)開發(fā)時，將監(jiān)測精密和預報精準作為系統(tǒng)建設的首要標準，科學謀劃發(fā)展氣象智能觀測業(yè)務和預報業(yè)務。智慧氣象系統(tǒng)建設時評價模塊的建設主要分為日評價、周評價和月評價3 個主要部分，提升了智慧氣象系統(tǒng)的精準性[5]。日評價模塊主要是針對每天不同時間段內(nèi)農(nóng)作物的生長情況及未來天氣的整體預測情況作出相應的分析，以綜合評判的形式為后續(xù)農(nóng)作物種植提供一定的建議。周評價則是在日評價的基礎上開展的評價工作，通過總結過去一周氣象的整體變化情況進行預測，為后續(xù)系統(tǒng)的氣象發(fā)布提供一定的數(shù)據(jù)支撐。而月評價則是在日評價和周評價的基礎上開展的，系統(tǒng)內(nèi)部會根據(jù)過去四周評價工作的整體趨勢及近階段農(nóng)作物的生長情況統(tǒng)計出對應的信息數(shù)據(jù)。反映農(nóng)作物在不同階段的生長情況及影響因素等級評定，將影響等級分為“非常嚴重、嚴重、不嚴重、有利、非常有利”5 個不同的層次，再結合大數(shù)據(jù)、云計算和人工智能等信息技術進行綜合性的分析。但對當前山東省智慧氣象系統(tǒng)的天氣影響評價模塊建設而言，還存在一定的不足，主要體現(xiàn)在信息數(shù)據(jù)的處理靈活性和針對性較差，尤其是針對極端天氣的預測不足，農(nóng)田旱情高發(fā)時期的預測不足。需要在與省農(nóng)業(yè)氣象專家共同討論的基礎上進行干預，再讓技術人員結合討論的結果發(fā)布相應的信息，才能更好地起到預防作用，減少農(nóng)業(yè)經(jīng)濟損失。

4.2 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的服務

智慧氣象系統(tǒng)在實際應用的過程中主要是通過農(nóng)業(yè)氣象情報、農(nóng)業(yè)氣象災害預報和農(nóng)用天氣預報等預報活動為農(nóng)事提供有針對性的氣象服務。

1）農(nóng)業(yè)氣象觀測和試驗。通過對現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)氣象的整體變化情況進行測試和試驗的形式，能夠較好地確認農(nóng)業(yè)氣象系統(tǒng)中具體需要使用到的內(nèi)容和標準。傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)氣象觀測主要是通過農(nóng)業(yè)部門以人工觀察、預測或者是總結近階段氣象的變化情況的形式對當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實際情況進行觀測，從而分析出相應的氣象數(shù)據(jù)和信息，發(fā)布在對應的平臺中，方便用戶使用。隨著智慧氣象系統(tǒng)的發(fā)展速度不斷加快，當前絕大部分氣象部門在總結和預測時主要是通過智慧氣象系統(tǒng)加人工監(jiān)測的形式對當?shù)貧庀筮M行預報。通過結合本地區(qū)氣象的變化情況在系統(tǒng)中發(fā)布對應的氣象數(shù)據(jù)，涉農(nóng)用戶通過農(nóng)業(yè)氣象情報及時掌握歷史天氣的情況及變化特點，為未來利用好氣象做好農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供依據(jù)[6]。山東省春末至仲夏高溫少雨，年初年末易出現(xiàn)大范圍霧和霾天氣，加上春夏風雹多發(fā)都會給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來較大的影響。為減少不同的氣象災害天氣造成的經(jīng)濟損失和農(nóng)作物生長受損情況，應用智慧氣象系統(tǒng)對不同區(qū)域的氣象進行發(fā)布，有助于涉農(nóng)用戶在第一時間采取相應的預防和應急措施，從而減少經(jīng)濟損失。

2）農(nóng)用天氣預報服務。針對山東省天氣及氣象災害的實際情況來看，將農(nóng)用天氣預報服務有效應用在智慧氣象系統(tǒng)中不僅能夠減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟損失，同時還能降低氣象災害發(fā)生的概率。智慧氣象系統(tǒng)在實際應用時，技術人員通過系統(tǒng)分析的方式做出相應的數(shù)據(jù)分析圖表，從原有的單向推送向雙向互動轉變，實現(xiàn)了按需生產(chǎn)、智能制作、精準推送，客戶完全可以根據(jù)實際需求進行“按單點菜”式定制[7]。涉農(nóng)用戶還可以根據(jù)氣象災害的實際情況及標準，對達到災害標準的區(qū)域開具證明，達到線上辦理的目的，便于開展后續(xù)的服務工作。同時有利于氣象災害的減災和應對工作的開展，涉農(nóng)用戶可以結合自身的生產(chǎn)情況有選擇地進行定制服務，在促進大數(shù)據(jù)技術發(fā)展的同時也使得智慧氣象系統(tǒng)不斷完善。

5 結語

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務需要在依靠氣象服務的基礎上開展，而智慧氣象系統(tǒng)作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務的一個重要載體，其本身發(fā)揮著非常重要的作用。本文通過結合山東省氣象災害特點及農(nóng)業(yè)特色的實際情況，探討智慧氣象系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務中的應用。山東省智慧氣象系統(tǒng)在實際應用過程中能夠結合地區(qū)經(jīng)濟和農(nóng)業(yè)發(fā)展的實際情況開展對應的功能板塊，通過數(shù)據(jù)的更新開展智慧氣象為農(nóng)服務業(yè)務。在氣象服務平臺的基礎上給予地區(qū)涉農(nóng)用戶相應的預測和指導信息，能夠有效避免因極端氣象災害造成的經(jīng)濟損失，對于加快智慧氣象系統(tǒng)建設有著較好的促進作用。智慧氣象系統(tǒng)應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務中的整體效果較好，應當持續(xù)性建設，為提升智慧氣象系統(tǒng)的發(fā)展注入更多的動力和技術支撐，使智慧氣象系統(tǒng)服務工作開展更加高效。