南豐縣氣象服務(wù)展示平臺概述

李 昕，涂 婷

南豐縣氣象局，江西南豐 344500

目前，南豐縣氣象局查看實時氣象數(shù)據(jù)存在多個平臺，且比較雜亂，預(yù)警發(fā)布精細(xì)化程度不夠，無法針對縣區(qū)各區(qū)域的特色，提供不同氣象數(shù)據(jù)的監(jiān)控、預(yù)警，只能通過人工查看數(shù)據(jù)監(jiān)控并進行人工研判后發(fā)布預(yù)警，預(yù)警區(qū)域范圍較大，不能滿足對特色產(chǎn)業(yè)區(qū)域的精細(xì)化氣象預(yù)警服務(wù)。氣象服務(wù)展示平臺在業(yè)務(wù)使用中，可直接查看特定區(qū)域的監(jiān)控數(shù)據(jù)，包括氣象數(shù)據(jù)監(jiān)控和影像監(jiān)控等。再通過數(shù)據(jù)接口調(diào)用特定站點周邊氣象站的數(shù)據(jù)，自動對不同站點的氣象實況數(shù)據(jù)進行預(yù)警閾值檢查，并通過手機短信或APP的方式，自動發(fā)布預(yù)警信息到指定特定區(qū)域、指定相關(guān)人員等。

1 系統(tǒng)功能

氣象服務(wù)展示平臺將吸取預(yù)警系統(tǒng)和影像監(jiān)控的優(yōu)勢，彌補日常服務(wù)僅靠自動站采集的常規(guī)數(shù)據(jù)的不足。通過深入調(diào)研、綜合考量及業(yè)務(wù)人員的分析，最終實現(xiàn)符合業(yè)務(wù)需求的氣象服務(wù)展示平臺。因此，開發(fā)統(tǒng)一的特色產(chǎn)業(yè)區(qū)域“預(yù)警+影像”融合平臺，對日常的氣象服務(wù)展示工作具有迫切的現(xiàn)實意義。該平臺的開發(fā)成功，投入使用，將大大推動對地方政府對氣象事業(yè)發(fā)展，提高特色產(chǎn)業(yè)區(qū)域精細(xì)化預(yù)警的力度，還能帶動特色產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟效益，為區(qū)域特色提高氣象保障。

南豐縣氣象物聯(lián)網(wǎng)智能監(jiān)控平臺內(nèi)容涵蓋以下3個方面。（1）影像監(jiān)控通過云化對接服務(wù)平臺：影像監(jiān)控對接服務(wù)平臺的核心是在影像監(jiān)控云化，通過將影像監(jiān)控上傳至云端，連接云端獲取影像。（2）特色產(chǎn)業(yè)區(qū)域精細(xì)化預(yù)警：為特色產(chǎn)業(yè)區(qū)域提供精細(xì)化預(yù)警的核心是對該區(qū)域的氣象數(shù)據(jù)獲取及融合分析，某些特色產(chǎn)業(yè)區(qū)域無氣象觀測站及負(fù)氧離子站，對此，將通過空間分析獲取周邊氣象站實時數(shù)據(jù)，對特色產(chǎn)業(yè)區(qū)域精細(xì)化預(yù)警提供數(shù)據(jù)支持。（3）大屏展示功能：通過大屏幕可直觀地掌握特色站點預(yù)警信息、預(yù)警區(qū)域、氣象數(shù)據(jù)情況、特色站點的預(yù)警次數(shù)，對預(yù)警直觀監(jiān)控。從系統(tǒng)的實用性、先進性、經(jīng)濟性、可靠性和可維護性等出發(fā)，設(shè)計了大屏幕投影顯示界面。

2 系統(tǒng)說明

硬件環(huán)境要求：數(shù)據(jù)庫使用SQL Server2005或以上版本，瀏覽器使用IE（8）或以上版本，分辨率為1024×768，操作系統(tǒng)使用Windows7及以上版本[1]。

服務(wù)器硬件要求：最大支持2顆最新一代英特爾?至強?可擴展系列處理器，支持英特爾睿頻加速技術(shù)3.0，英特爾高級矢量擴展指令集（Intel?SSE4.2,Intel?AVX, Intel?AVX2, Intel?AVX-512）；8個內(nèi)存DIMM槽，最大支持2TB ECC LRDIMM/RDIMM；具有高級內(nèi)存容錯功能；可選RAID配置，支持在線恢復(fù)RAID陣列，硬盤出現(xiàn)故障時可確保數(shù)據(jù)安全；支持8塊2.5/3.5寸SATA熱插拔存儲盤位，2塊2.5寸內(nèi)置存儲盤位；支持2條PCI-E 3.0×16速插槽，3條PCI-E 3.0×8速 插 槽，1條PCI-E 3.0×4速插槽，以及1個M.2接口；600 W專用電源[2-4]。

服務(wù)器系統(tǒng)：Windows Server 2003或以上版本。

服務(wù)器架設(shè)方式：外網(wǎng)+專業(yè)部署。B/S服務(wù)器：JDK1.7 + Tomcat7.0或以上版本[5]。

平臺采用B/S方式，整體運用微服務(wù)架構(gòu)技術(shù)，更高效、合理地利用系統(tǒng)資源，通過數(shù)據(jù)一體化支持層服務(wù)應(yīng)用，提供使用功能，并做到氣象服務(wù)的指向性和特定性。在瀏覽器輸入網(wǎng)址即可進入系統(tǒng)，推薦用IE11、360極速版等瀏覽器。平臺基礎(chǔ)功能包括用戶登錄、用戶注冊、忘記密碼等；系統(tǒng)管理功能包括機構(gòu)管理、角色管理、菜單管理、用戶管理、系統(tǒng)權(quán)限管理等。日志管理功能為記錄登錄用戶對每個操作系統(tǒng)的操作信息，系統(tǒng)管理員可對日志進行刪除、導(dǎo)出等功能操作。站點管理功能新增站點信息，并對站點進行管理，登錄進入首頁后，可以從webGIS地圖上查看到所有站點，并能實時查看當(dāng)前時間以及當(dāng)天的天氣與溫度等信息。點擊地圖上的站點，可以查看站點對應(yīng)的要素信息。同時，對不同站點的信息進行質(zhì)控，并對于有疑誤的數(shù)據(jù)進行報警次數(shù)統(tǒng)計。

3 功能實現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)預(yù)警方式

一是鏈入本平臺的江西省12379預(yù)警發(fā)布系統(tǒng)；二是依托本縣各氣象區(qū)域自動站，對小范圍的氣象災(zāi)害預(yù)警的發(fā)布。

異常預(yù)警包括以下7個方面。

（1）站點信息展示：首頁中顯示所有站點列表，僅顯示南豐縣區(qū)域地圖；可通過列表中的站點或地圖上的站點顯示站點詳細(xì)信息以及最新站點要素數(shù)據(jù)。

（2）在地圖中以藍(lán)、黃、橙、紅4種顏色變幻站點圖標(biāo)，實現(xiàn)站點狀態(tài)預(yù)警。

（3）系統(tǒng)對預(yù)警信息自動對特定人群短信或APP推送。

（4）站點管理：可新增、修改、刪除和查詢目前系統(tǒng)中以接入的站點基礎(chǔ)信息，可手動設(shè)置各站點斷線報警閾值。

（5）要素管理：可新增、修改、刪除和查詢目前系統(tǒng)中接入的站點要素基礎(chǔ)信息、要素關(guān)聯(lián)站點，可設(shè)置各要素數(shù)據(jù)閾值預(yù)警。

（6）應(yīng)用數(shù)據(jù)接口：對接已存在的數(shù)據(jù)接口，獲取站點信息、站點要素數(shù)據(jù)等核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)接入頻率5 min/次。

（7）視頻圖片接口：與海康品牌硬件攝像頭對接，實時獲取自動區(qū)域站監(jiān)控圖片數(shù)據(jù)（僅對安裝了視頻監(jiān)測系統(tǒng)的自動區(qū)域站）。

3.2 特色產(chǎn)業(yè)服務(wù)

本系統(tǒng)的一個重點就是：氣象服務(wù)本地的蜜桔種植、甲魚養(yǎng)殖和全域旅游，對突發(fā)性氣象進行及時預(yù)警或提醒。

3.2.1 蜜桔種植通過蜜桔種植園的實時監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)測到種植環(huán)境情況有明顯變化時，對特定人群進行短信或APP推送，及時提醒關(guān)注。通過分析總結(jié)得出南豐蜜桔生育對氣象條件的要求有以下幾方面。

第一，溫度。南豐蜜桔性喜溫暖，要求年平均氣溫在15℃以上，冬季極端最低氣溫不低于-7℃，最冷月平均氣溫不低于5℃。蜜桔生長有效溫度在10℃~38℃范圍內(nèi)，最適宜生長溫度以26℃為中心，23℃~34℃范圍內(nèi)均可。溫度低于10℃，南豐蜜桔停止生長進入休眠。圖1為南豐縣歷年平均氣溫數(shù)據(jù)曲線圖[6]。

圖1 南豐縣歷年平均氣溫數(shù)據(jù)曲線圖

第二，水分。南豐蜜桔不但要求熱量豐富，而且喜歡濕潤。要求年降水量在1 500 mm左右，相對濕度在65%~75%之間，土壤相對含水量60%~80%為宜。柑桔生長期內(nèi)每月需要120~150 mm的降水量，如果降水量低于120 mm，南豐蜜桔就會感到水分不足。如果雨水過多、土壤積水，均會導(dǎo)致南豐蜜桔根系吸收功能減弱，甚至爛根，引起葉片和花果掉落，嚴(yán)重時植株會死亡。圖2為南豐縣歷年平均降水?dāng)?shù)據(jù)曲線圖。

圖2 南豐縣歷年平均降雨數(shù)據(jù)曲線圖

第三，日照。南豐蜜桔系短日照果樹，喜漫射光，較耐陰，一般要求年日照1 200~1500 h。不同生育時期南豐蜜桔對日照的要求不同，在幼葉、花蕾形成、新梢成熟等生長較弱的階段，在12℃左右溫度時，光照強度可降到晴天的50%~60%；但在新梢或果實旺盛生長時期，當(dāng)平均溫度為15℃~16℃時，光照不能低于70%；果實成熟后期，充足的陽光可以提高果實糖分。夏季過強的日照易使蜜桔患日燒病，特別是干旱時，日照過強，會使蜜桔長勢不良，產(chǎn)生卷葉，果皮干裂，甚至落果。圖3為南豐縣歷年日照平均數(shù)據(jù)曲線圖。

圖3 南豐縣歷年日照平均數(shù)據(jù)曲線圖

3.2.2 甲魚養(yǎng)殖業(yè)特殊要求水產(chǎn)養(yǎng)殖水生物生長發(fā)育都離不開水，而水質(zhì)的好壞則會直接影響水產(chǎn)養(yǎng)殖的產(chǎn)量及質(zhì)量。因此，進行水質(zhì)監(jiān)測是非常有必要的。往常，對于水質(zhì)的監(jiān)測多是依賴于人工檢測，不僅工作量大，而且檢測數(shù)據(jù)時效性差，不能及時發(fā)現(xiàn)水質(zhì)異常。為實現(xiàn)對水質(zhì)的實時在線監(jiān)測，使用專業(yè)的水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)，實時獲取水質(zhì)pH值、溶解氧、溫度、鹽度、濁度、電導(dǎo)率、氨氮、亞硝酸鹽等多參數(shù)變化數(shù)據(jù)。實時預(yù)警提醒可通過電話、短信、微信公眾號和小程序、郵箱等方式第一時間接收，從而減輕養(yǎng)殖戶人工檢測成本、時間成本，提高經(jīng)濟高質(zhì)量效益。針對甲魚養(yǎng)殖業(yè)，通過水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)以GPRS/4G，監(jiān)測硬件設(shè)備作為前端，24 h不停地監(jiān)測現(xiàn)場水質(zhì)環(huán)境數(shù)據(jù)，包括pH值、溶解氧、溫度、鹽度、濁度、電導(dǎo)率、氨氮、亞硝酸鹽等，同時通過現(xiàn)場影像等手段，自動監(jiān)測數(shù)據(jù)、大數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)管理、系統(tǒng)監(jiān)控，當(dāng)數(shù)據(jù)超標(biāo)時，為養(yǎng)殖戶提供預(yù)警提醒服務(wù)[7]。

甲魚養(yǎng)殖水質(zhì)化學(xué)參數(shù)要求有以下幾方面。溶解氧：適宜的溶解氧4~6 mg/L，若小于4 mg/L或在低氧(1 mg/L)條件下，甲魚生長緩慢。甲魚在生長期間主要以肺呼吸，當(dāng)水體溶解氧極低時，可以浮出水面呼吸，因此，在使用調(diào)水產(chǎn)品時，甲魚產(chǎn)生缺氧嚴(yán)重應(yīng)激的情況比較少見。水體pH值：水的最適pH值在7.2~8.5之間。水體溫度：甲魚生長適宜溫度為25℃~35℃，最適水溫應(yīng)為28℃~30℃，在冬棚的加溫養(yǎng)殖中，保持和穩(wěn)定甲魚在適宜水溫下生長十分重要，若養(yǎng)稚、幼甲魚的水溫從30℃降至27℃，甲魚的日增重就會下降50%，體質(zhì)也明顯下降，可見維持溫度穩(wěn)定的重要性。開春期間是一個天氣多變的季節(jié)，要注意掌握氣溫和水溫的變化，尤其是水溫變化以不超過3℃為宜。溫差過大，都極有可能引發(fā)嚴(yán)重的應(yīng)激反應(yīng)，造成大量死亡。

3.2.3 旅游環(huán)境監(jiān)控展示從氣候的特點看，對旅游構(gòu)成影響的各要素，如冷、熱、干、濕、風(fēng)、云、雨、雪、霜、霧等，不僅影響直接造景、育景功能，而且是影響人類旅游活動的基本條件。因此，將對旅游環(huán)境的監(jiān)測一并接入本系統(tǒng)：如潭湖水庫和觀必上水庫環(huán)境負(fù)氧離子監(jiān)測站，同時將多處環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)直接在系統(tǒng)中顯示出來，實現(xiàn)氣象數(shù)據(jù)發(fā)布和旅游環(huán)境預(yù)警于一體[8]。

4 總結(jié)

氣象服務(wù)展示平臺投入業(yè)務(wù)使用后，可在平臺中直接查看特定區(qū)域的監(jiān)控數(shù)據(jù)，包括氣象數(shù)據(jù)監(jiān)控和影像監(jiān)控等。再通過數(shù)據(jù)接口調(diào)用特定站點周邊氣象站的數(shù)據(jù)，自動對不同站點的氣象實況數(shù)據(jù)進行預(yù)警閾值檢查，并通過手機短信的方式，自動發(fā)布預(yù)警信息到指定特定區(qū)域、指定相關(guān)人員等。經(jīng)初步使用，具有以下3個方面優(yōu)勢。第一，減少多個軟件系統(tǒng)的反復(fù)切換等工作及混合使用量，通過一個平臺的使用實現(xiàn)氣象數(shù)據(jù)監(jiān)控、影像監(jiān)控，并自動發(fā)布預(yù)警信息，工作效率提高50%以上。第二，可同時接入多個廠家的設(shè)備數(shù)據(jù)，及其他新增區(qū)域站數(shù)據(jù)或自建特色氣象站設(shè)備數(shù)據(jù)，對新增區(qū)域站及自建特色氣象站數(shù)據(jù)進行采集、入庫、管理，并以GIS地圖為基礎(chǔ)，監(jiān)控顯示采集設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)信息。第三，系統(tǒng)界面風(fēng)格偏向于大屏展示頁面形式，可在PC端監(jiān)控顯示大屏直觀地查看特色站點預(yù)警信息、預(yù)警區(qū)域、氣象數(shù)據(jù)情況、特色站點的預(yù)警次數(shù)等，能夠第一時間直觀地監(jiān)控顯示預(yù)警信息。

展示平臺投入使用后，可以直觀地展示氣象實時數(shù)據(jù)，有效提供對本地特色產(chǎn)業(yè)區(qū)域（精品蜜桔園、甲魚基地、旅游景區(qū)）的監(jiān)控、精細(xì)化預(yù)警，對單個或特定區(qū)域預(yù)警提供強有力的保障，為氣象信息現(xiàn)代化、智能化做出有力貢獻。該平臺對特色產(chǎn)業(yè)區(qū)域氣象預(yù)警的精細(xì)化服務(wù)上有顯著提高，減少預(yù)警與影像監(jiān)控平臺的切換，提高業(yè)務(wù)人員對特色產(chǎn)業(yè)區(qū)域影像監(jiān)控及預(yù)警監(jiān)控的效率，對產(chǎn)業(yè)災(zāi)害發(fā)生及時提前預(yù)警，對比歷年產(chǎn)生情況，使災(zāi)情有較大幅度的降低。