時(shí)間：2023-04-01 10:28:50
序論：在您撰寫氣象信息論文時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
1．1系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和原則
基于WorldWind的交通氣象信息共享系統(tǒng)開發(fā)目標(biāo)：利用最新的技術(shù)研發(fā)手段，融合交通氣象共享數(shù)據(jù)與地理信息數(shù)據(jù)，構(gòu)建具有氣象行業(yè)特色、適合交通氣象服務(wù)應(yīng)用的專業(yè)GIS系統(tǒng)，以滿通氣象服務(wù)對(duì)三維地理信息的業(yè)務(wù)需求，從而最終提高交通氣象災(zāi)害預(yù)警的科學(xué)輔助決策能力。該系統(tǒng)的開發(fā)必須堅(jiān)持先進(jìn)性、通用性、可擴(kuò)展性、模塊化和節(jié)約化相結(jié)合的原則，WorldWind是一個(gè)可以修改源代碼的開放平臺(tái)，其開發(fā)的靈活性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它任何一款商業(yè)三維GIS平臺(tái)。系統(tǒng)開發(fā)擺脫了商業(yè)GIS平臺(tái)軟件的束縛，這正是筆者選擇此平臺(tái)開發(fā)的一個(gè)重要原因，擁有完全的主動(dòng)權(quán)，有利于開發(fā)者最大限度地滿足自身行業(yè)服務(wù)的需求。
1．2系統(tǒng)體系架構(gòu)
交通氣象信息共享系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)由數(shù)據(jù)層、服務(wù)層、應(yīng)用層和客戶層4個(gè)部分組成。基于WWJ的交通氣象信息共享系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。數(shù)據(jù)層是交通氣象信息共享系統(tǒng)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，它為系統(tǒng)提供最基本的數(shù)據(jù)服務(wù)，系統(tǒng)數(shù)據(jù)包括基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、交通氣象共享產(chǎn)品數(shù)據(jù)和WW數(shù)據(jù)。其中基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)主要有基于WMS地圖、Shape文件等數(shù)據(jù)，其存儲(chǔ)方式與傳統(tǒng)的二維GIS系統(tǒng)相似；交通氣象共享產(chǎn)品數(shù)據(jù)有高速公路沿線氣象站監(jiān)測(cè)信息、雷達(dá)信息、氣象衛(wèi)星信息、臺(tái)風(fēng)信息、氣象災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)信息等其它相關(guān)數(shù)據(jù)，它是最關(guān)鍵的核心數(shù)據(jù)；WW數(shù)據(jù)主要包括有Landsat7全球范圍30～120m分辨率的衛(wèi)星影像，SRTM的全球重點(diǎn)城市精細(xì)影像數(shù)據(jù)，BingImagey微軟的高清晰影像地圖，OpenStreetMap開源地圖，全球的行政區(qū)界、地名及標(biāo)注數(shù)據(jù)。WW的數(shù)據(jù)是按照金字塔模型來對(duì)高程數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)進(jìn)行切片處理的，通過服務(wù)器訪問接口建立了高分辨率的三維地形［11］，利用開源地圖服務(wù)軟件包GeoServer搭建了基于WMS的地圖服務(wù)，綜合運(yùn)用Java技術(shù)實(shí)現(xiàn)了交通氣象數(shù)據(jù)服務(wù)和WW數(shù)據(jù)的集成應(yīng)用。服務(wù)層是建立在數(shù)據(jù)層之上，從數(shù)據(jù)層中獲取需要的數(shù)據(jù)并提交給應(yīng)用層進(jìn)行處理，系統(tǒng)運(yùn)用地圖服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器，根據(jù)WWJ提供的組件開發(fā)接口以及對(duì)交通氣象信息共享數(shù)據(jù)的規(guī)約，實(shí)現(xiàn)了交通氣象信息共享數(shù)據(jù)與系統(tǒng)的無縫融合。應(yīng)用層由地圖服務(wù)、圖層管理、數(shù)據(jù)展示、數(shù)據(jù)查詢、氣象要素道路反演分析和預(yù)報(bào)文檔服務(wù)六大功能模塊組成?？蛻魧泳褪菫橛脩籼峁┝艘粋€(gè)人機(jī)交互的功能，本文采用WW的客戶瀏覽器作為三維GIS的客戶層，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)集成和三維展示等功能。
1．3系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)
數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的好壞直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的性能。GIS設(shè)計(jì)得再完美，如果數(shù)據(jù)響應(yīng)表現(xiàn)乏力，也是一個(gè)不成功的應(yīng)用。由于氣象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)具有顯著的時(shí)間特征，所以常用的空間數(shù)據(jù)模型難以勝任氣象信息的處理應(yīng)用。因此，在實(shí)際開發(fā)過程中，為了實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、交通氣象共享數(shù)據(jù)和WW數(shù)據(jù)的無縫融合，我們研究了一種適用于建立氣象信息數(shù)據(jù)庫的時(shí)空數(shù)據(jù)模型。交通氣象信息共享系統(tǒng)的數(shù)據(jù)訪問機(jī)制如圖2所示。交通氣象信息共享產(chǎn)品數(shù)據(jù)種類繁多，實(shí)際應(yīng)用的方式多樣，為了能適應(yīng)數(shù)據(jù)的變化，提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)上采用元數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模式，產(chǎn)品數(shù)據(jù)均納入元數(shù)據(jù)管理范疇，應(yīng)用組件通過訪問元數(shù)據(jù)來控制對(duì)具體數(shù)據(jù)庫的訪問，屏蔽應(yīng)用組件對(duì)氣象業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，尤其是文件型數(shù)據(jù)的直接訪問。交通氣象信息數(shù)據(jù)庫總體設(shè)計(jì)如圖3所示。
2系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)
2．1WorldWindJavaSDK組件開發(fā)
WorldWind是一款虛擬地球的開源三維地理信息系統(tǒng)，由NASA（美國(guó)）國(guó)家航空和宇宙航行局聯(lián)合出品［12］。它是唯一真正開放資源的3D引擎，它的全部代碼都是可獲得的，允許無限制的用戶化定制。海量的數(shù)據(jù)集成和超強(qiáng)的功能設(shè)計(jì)使得它成為一個(gè)十分理想的二次開發(fā)工具，用戶可以充分、深入地使用這些數(shù)據(jù)和功能開發(fā)自己需要的功能。WorldWind有基于．NET語言和Java語言的2種開發(fā)包，基于Java語言的SDK（WWJSDK）既能支持本地運(yùn)行也能支持網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，且具有強(qiáng)大的跨平臺(tái)特性，目前是NASA官方仍在更新的重要版本，因此本文采用WWJSDK作為交通氣象信息共享系統(tǒng)的二次開發(fā)組件。圖4為基于WWJSDK的系統(tǒng)開發(fā)組件架構(gòu)。WWJSDK主要由模型、視圖、事件監(jiān)聽及數(shù)據(jù)等組成［13］，模型由球體、圖層等組成，視圖是在模型的基礎(chǔ)上用來控制用戶視角，系統(tǒng)是通過視圖控制器來實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用程序的交互，事件監(jiān)聽是指對(duì)用戶界面操作事件進(jìn)行監(jiān)聽和處理。WWJ的GIS組件群是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)GIS功能的核心，交通氣象服務(wù)系統(tǒng)需要的是在GIS組件之上的交通氣象數(shù)據(jù)集成、封裝與展示。本文利用WWJSDK以類文件形式構(gòu)建了一系列交通氣象系統(tǒng)服務(wù)組件，完成交通氣象數(shù)據(jù)的存取和應(yīng)用模型的展示等功能，同時(shí)還為系統(tǒng)擴(kuò)展提供了接口。
2．2數(shù)據(jù)緩存機(jī)制
WorldWind使用多分辨率分層技術(shù)為用戶提供了海量的影像和DEM數(shù)據(jù)服務(wù)，當(dāng)用戶縮放到不同區(qū)域時(shí)逐漸加載更多的細(xì)節(jié)。根據(jù)系統(tǒng)分層分塊的結(jié)構(gòu)，通過瓦片金字塔對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行劃分，并以一定的形式緩存在本地目錄。當(dāng)用戶瀏覽某一區(qū)域時(shí)，系統(tǒng)首先會(huì)從本地緩存中提取該區(qū)域的數(shù)據(jù)，如果文件存在就直接加載渲染；若本地緩存不存在，就從服務(wù)器下載需要此區(qū)域的數(shù)據(jù)再進(jìn)行渲染。自構(gòu)建的WMS服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)系統(tǒng)也是按此數(shù)據(jù)緩存機(jī)制處理。系統(tǒng)在訪問交通氣象服務(wù)數(shù)據(jù)時(shí)也建立了相應(yīng)的緩存機(jī)制。交通氣象服務(wù)數(shù)據(jù)的緩存有兩級(jí)，一級(jí)在服務(wù)器端，一級(jí)在客戶端。當(dāng)用戶訪問某類服務(wù)數(shù)據(jù)時(shí)，系統(tǒng)首先會(huì)自動(dòng)搜索客戶端查看要查詢的數(shù)據(jù)緩存是否存在，若存在就直接解析加載，不存在則通過網(wǎng)絡(luò)訪問遠(yuǎn)程應(yīng)用服務(wù)器；如果服務(wù)器本地端存在此時(shí)次數(shù)據(jù)的緩存則由Http協(xié)議傳輸給客戶端后加載，不存在就需要通過數(shù)據(jù)庫訪問得到要查詢的數(shù)據(jù)后再返還給用戶處理，同時(shí)將數(shù)據(jù)寫入緩存區(qū)。該數(shù)據(jù)緩存機(jī)制具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：①大大提高了訪問效率和服務(wù)性能；②減輕了應(yīng)用服務(wù)器端的負(fù)擔(dān)；③使在無網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的脫機(jī)訪問成為可能。雖然這種緩存機(jī)制在較短時(shí)間片下訪問能發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，但針對(duì)某些需要不斷更新的交通氣象服務(wù)數(shù)據(jù)來說可能會(huì)存在數(shù)據(jù)更新不及時(shí)的問題，因此系統(tǒng)也提供了直接從服務(wù)器數(shù)據(jù)庫獲取數(shù)據(jù)的機(jī)制，但訪問效率受到一定的影響。至于采用哪種數(shù)據(jù)訪問機(jī)制由用戶根據(jù)實(shí)際情況去選擇。
2．3氣象要素道路反演算法
相對(duì)于空間分布而言，交通氣象服務(wù)的用戶更關(guān)注氣象信息的沿線分布狀況，這就要求氣象觀測(cè)與預(yù)報(bào)信息均需反演到道路干線上，反演的定義請(qǐng)參見文獻(xiàn)［14］。本文算法最終目的是采用不同的顏色來反演交通道路沿線氣象要素的等級(jí)劃分，從而表明該段道路所受的天氣現(xiàn)象影響。拼圖是絕大部分交通氣象產(chǎn)品需要涉及的內(nèi)容，傳統(tǒng)意義上的拼圖是指圖與圖之間的拼接，本文制作的拼圖是基于站點(diǎn)的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)拼接后將其反演到道路上的產(chǎn)品。本文拼圖所用的算法的基本原理如下：首先獲取所有高速公路沿線交通氣象站觀測(cè)或預(yù)報(bào)信息，同時(shí)讀取出高速公路地圖上的每一個(gè)信息點(diǎn)并搜索到該點(diǎn)最近的2個(gè)沿線附近測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，利用反距離權(quán)重法計(jì)算出該點(diǎn)的插入值，然后根據(jù)計(jì)算出的數(shù)值按要素等級(jí)劃分重新構(gòu)建出一個(gè)新的地圖數(shù)據(jù)，最終根據(jù)等級(jí)用相對(duì)應(yīng)的顏色在系統(tǒng)中展示出來，圖5為氣象要素拼圖反演算法的流程。算法實(shí)現(xiàn)的具體步驟如下：步驟1根據(jù)發(fā)送來的請(qǐng)求參數(shù)內(nèi)容，取出相對(duì)應(yīng)區(qū)域的高速公路矢量地圖的所有線段組經(jīng)緯度數(shù)據(jù)并分別存貯到各自的數(shù)組隊(duì)列中，針對(duì)每組線段的點(diǎn)建立氣象要素等級(jí)數(shù)組，數(shù)組初始值賦為缺省。步驟2取出區(qū)域內(nèi)所有站點(diǎn)資料并初始化到數(shù)組隊(duì)列。步驟3以高速公路上的點(diǎn)為中心、10km為搜索半徑查找離圓心最近兩站點(diǎn)的數(shù)據(jù)，利用反距離權(quán)重法計(jì)算出該點(diǎn)的數(shù)據(jù)根據(jù)等級(jí)劃分賦值。步驟4根據(jù)線段點(diǎn)不同的等級(jí)值記錄拼圖的線段組。（1）如果當(dāng)前點(diǎn)是高速公路一組線段的開始點(diǎn)則構(gòu)建一個(gè)新的隊(duì)列，并將此點(diǎn)的經(jīng)緯度信息放進(jìn)隊(duì)列中去；（2）取下一個(gè)點(diǎn)的等級(jí)數(shù)據(jù)，如果和上一個(gè)點(diǎn)的等級(jí)值相同且不是線段最后一個(gè)點(diǎn)，則將此點(diǎn)插入到當(dāng)前隊(duì)列，如果不等就將此隊(duì)列記錄存貯下來，然后再重新構(gòu)建一個(gè)隊(duì)列把當(dāng)前點(diǎn)放進(jìn)隊(duì)列中循環(huán)本操作，直到當(dāng)前點(diǎn)是線段最后一個(gè)點(diǎn)結(jié)束；（3）重復(fù)（1）、（2）直至高速公路所有線段組遍歷完；步驟5按一定格式要求輸出所有構(gòu)建的拼圖線段組；步驟6根據(jù)輸出等級(jí)用相對(duì)應(yīng)的顏色在系統(tǒng)中繪出這些線段組；
2．4利用SketchUp建立三維模型
在傳統(tǒng)二維中，地理對(duì)象一般由點(diǎn)、線、面三類要素組成。針對(duì)更為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體，基本都是通過這三類要素組合表達(dá)出來。在交通氣象業(yè)務(wù)系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)三維效果的場(chǎng)景，需要建立相應(yīng)的三維模型，選擇適合系統(tǒng)要求的三維數(shù)據(jù)模型－KMZ格式。本文采用三維建模工具SketchUP創(chuàng)建系統(tǒng)中需要的三維模型，模型創(chuàng)建后使用圖片處理技術(shù)作一些渲染修飾后存成WWJ能處理的KMZ格式。系統(tǒng)三維模型的構(gòu)建為用戶提供了更直觀、更形象、更真實(shí)的環(huán)境場(chǎng)景。下面給出3種SketchUP建模方法：①幾何建模法，就是利用SktechUP的擴(kuò)展工具構(gòu)建出實(shí)物的粗糙框架，最后使用紋理圖片進(jìn)行渲染實(shí)現(xiàn)真實(shí)模擬；②紋理映射法，紋理映射技術(shù)能增強(qiáng)模型的逼真度，簡(jiǎn)化模型的復(fù)雜度，對(duì)程序渲染的實(shí)時(shí)性起到關(guān)鍵作用；③坐標(biāo)系法，選擇正確坐標(biāo)系，導(dǎo)入其它一些二維矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行直接建模，能提高建模速度。圖6是高速公路橋梁模型和影像圖的疊加效果，其中橋梁模型由SketchUP工具制作，高分辨的衛(wèi)星影像來自微軟的bing地圖服務(wù)。
3應(yīng)用實(shí)例
本文設(shè)計(jì)的基于WorldWind數(shù)字地球模型的系統(tǒng)在華東區(qū)域交通氣象信息共享業(yè)務(wù)示范性項(xiàng)目中得到了具體應(yīng)用。該業(yè)務(wù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了地球三維瀏覽、定位飛行、圖層控制、氣象信息實(shí)時(shí)預(yù)警及預(yù)報(bào)產(chǎn)品動(dòng)畫顯示等功能。通過交通氣象自定義地圖服務(wù)，將道路反演生成的XML數(shù)據(jù)以GIS圖層的方式組織，在此基礎(chǔ)上集成交通氣象站信息，完成了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警、數(shù)值預(yù)報(bào)以及衛(wèi)星云圖的三維模擬等氣象應(yīng)用。通過數(shù)字地球組件和交通氣象服務(wù)中間件仿真建模，為交通、氣象等相關(guān)部門提供高速公路實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、預(yù)警、預(yù)報(bào)、服務(wù)等形象化的氣象信息，給用戶提供了人機(jī)交互的便利和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。系統(tǒng)主要功能模塊如圖7所示。圖8是華東區(qū)域高速公路交通氣象信息共享系統(tǒng)中的沿線氣象監(jiān)測(cè)站信息預(yù)警展示，圖中的圓圈代表分布在華東區(qū)域高速沿線的交通氣象監(jiān)測(cè)站，圓圈顏色為綠色表示此站點(diǎn)的能見度觀測(cè)數(shù)據(jù)大于1000m，淺藍(lán)色表示500～1000m，藍(lán)色為200～500m，黃色為50～200m，紅色為小于50m，并且在站站之間的道路也用以上顏色進(jìn)行反演繪制，用戶移動(dòng)鼠標(biāo)至站點(diǎn)點(diǎn)擊圓圈時(shí)系統(tǒng)會(huì)瀏覽到該站的所有監(jiān)測(cè)信息。系統(tǒng)采用線程方式實(shí)現(xiàn)每分鐘對(duì)不同氣象要素的實(shí)時(shí)預(yù)警監(jiān)測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到監(jiān)測(cè)要素低于設(shè)定閾值時(shí)，圖8右下角會(huì)出現(xiàn)一個(gè)預(yù)警圖標(biāo)，圖標(biāo)右上方動(dòng)態(tài)顯示出小于閾值的站點(diǎn)個(gè)數(shù)。點(diǎn)擊圖標(biāo)系統(tǒng)彈出小于閾值站點(diǎn)的詳細(xì)信息的對(duì)話框，選擇某個(gè)站后數(shù)字地球自動(dòng)飛行到當(dāng)前站點(diǎn)的位置，并以紅色光圈進(jìn)行閃爍預(yù)警。實(shí)踐表明該系統(tǒng)具有較好的響應(yīng)速度和三維表現(xiàn)能力，能夠滿足用戶進(jìn)行交通氣象實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警、營(yíng)運(yùn)決策和交通事故災(zāi)害評(píng)估的要求。
4結(jié)束語
1.防汛作用
洪澇災(zāi)害往往都是制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的一個(gè)重大因素，洪澇災(zāi)害有波及面廣、損害程度大、損失不易挽回等特點(diǎn)。同時(shí)，洪澇災(zāi)害也威脅著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)民的生命安全。故而，防汛便是氣象信息服務(wù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中較為重要的一個(gè)作用。氣象部門可以根據(jù)降水預(yù)測(cè)、天氣預(yù)報(bào)等服務(wù)措施，憑借著氣象部門的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，及時(shí)有效地將暴雨預(yù)警信息發(fā)放出去，讓農(nóng)民在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過程中能夠做好準(zhǔn)備，進(jìn)而防止農(nóng)民的財(cái)產(chǎn)損失和人身傷害。
2.抗旱作用
與防汛相對(duì)的則是抗旱。全球變暖、氣候異常，極端旱災(zāi)頻發(fā)。在這種情況下，氣象信息服務(wù)就能依據(jù)政府和氣象臺(tái)共同搭建的抗旱指揮部，積極分析氣象態(tài)勢(shì)，并制定相關(guān)措施，確保旱災(zāi)造成的經(jīng)濟(jì)損失和農(nóng)業(yè)損失能夠降到最低。與此同時(shí)，氣象信息服務(wù)可以利用雷達(dá)、衛(wèi)星等進(jìn)行氣象觀測(cè)，也可以引導(dǎo)人工降雨。
3.農(nóng)業(yè)災(zāi)害知識(shí)宣傳作用
除了防汛和抗旱的作用，農(nóng)業(yè)災(zāi)害知識(shí)的宣傳可以稱之為氣象信息服務(wù)的一種綜合性作用。氣象信息服務(wù)最為重要的任務(wù)就是將農(nóng)業(yè)信息和氣象信息匯總、結(jié)合，并進(jìn)行分析，隨后將其傳播給廣大農(nóng)民，讓廣大農(nóng)民能夠得到農(nóng)業(yè)災(zāi)害相關(guān)知識(shí)的普及，不斷提高他們?cè)谵r(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的災(zāi)害預(yù)防能力。
二、氣象信息服務(wù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用存在的弊端和問題
現(xiàn)階段，我國(guó)大部分氣象部門都認(rèn)識(shí)到了氣象信息服務(wù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的重要作用，也在積極利用氣象信息服務(wù)為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)出謀劃策、提供便利。但是在實(shí)際進(jìn)行應(yīng)用的過程中，還是出現(xiàn)了一些問題和弊端。
1.氣象信息失真
氣象信息服務(wù)的過程中，預(yù)測(cè)失誤、氣象發(fā)展分析失誤和報(bào)告失誤等我們往都稱之為氣象信息失真。具體而言，造成氣象信息失真的原因主要有以下兩點(diǎn)：
1.1大氣運(yùn)動(dòng)在計(jì)算機(jī)上的數(shù)值模擬很多時(shí)候不能夠?qū)⒋髿獾恼媸亲兓宫F(xiàn)出來。
1.2氣象預(yù)測(cè)人員在預(yù)測(cè)和分析過程中的人為意識(shí)也極易造成氣象信息失真。
2.氣象信息缺乏及時(shí)性
氣象信息不及時(shí)是氣象信息服務(wù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用存在的相當(dāng)嚴(yán)重的一個(gè)弊端。一旦氣象信息缺乏及時(shí)性，農(nóng)民在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中進(jìn)行自然災(zāi)害的預(yù)防也就不夠及時(shí)，造成貽誤最佳預(yù)警時(shí)間的情況。尤其是冰雹、雷雨、泥石流等災(zāi)害，一旦氣象信息的及時(shí)性不夠，對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)民人身安全的影響將會(huì)很大。
3.氣象信息沒有針對(duì)性
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)氣象信息服務(wù)提出了更高的要求，其中，不斷提高針對(duì)性的氣象信息就是其中一項(xiàng)重要要求。但是在現(xiàn)階段我國(guó)氣象信息服務(wù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的過程中，氣象信息大同小異，都是一些常規(guī)性的氣象信息。沒有針對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的具體要求進(jìn)行氣象信息服務(wù)，進(jìn)而導(dǎo)致了氣象信息服務(wù)對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的指導(dǎo)作用沒有充分發(fā)揮出來。
三、氣象信息服務(wù)順利在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的對(duì)策與措施
1.加強(qiáng)責(zé)任意識(shí)和服務(wù)觀念
要想讓氣象信息服務(wù)能夠順利的在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用，加強(qiáng)各級(jí)氣象部門工作，人員的責(zé)任意識(shí)和服務(wù)觀念就成了一項(xiàng)重要措施，這就要求各級(jí)氣象部門對(duì)氣象工作的重視性有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)。首先，將提高氣象信息服務(wù)水平和多方位立體化進(jìn)行氣象預(yù)報(bào)作為己任。其次，為農(nóng)民提高真實(shí)、準(zhǔn)確、及時(shí)的農(nóng)業(yè)氣象信息應(yīng)當(dāng)是每一個(gè)氣象部門工作人員的服務(wù)觀念。最后，在實(shí)際應(yīng)用過程中，每個(gè)氣象部門的工作人員要端正態(tài)度，時(shí)刻保證氣象信息服務(wù)的高水平、高質(zhì)量、嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)。
2.不斷提高氣象信息的可靠度
氣象信息服務(wù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用過程中，各級(jí)氣象部門都應(yīng)當(dāng)不斷提高氣象信息的可靠度，避免出現(xiàn)失真的氣象信息，同時(shí)也要保證氣象信息能為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的順利進(jìn)行發(fā)揮出重要作用。提高氣象信息可靠度需要做到以下內(nèi)容：2.1積極進(jìn)行創(chuàng)新和實(shí)踐。
2.2不斷引進(jìn)現(xiàn)代科技手段。
2.3積極構(gòu)建研究業(yè)務(wù)化和科研業(yè)務(wù)化的模式。
2.4積極進(jìn)行預(yù)報(bào)模式的開發(fā)和研究。
3.構(gòu)建農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)的體系
無論是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)還是氣象服務(wù)，農(nóng)業(yè)氣象公共服務(wù)體系的地位都是相當(dāng)重要的。所以，氣象信息服務(wù)想要順利在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用，也離不開農(nóng)業(yè)氣象公共五福體系的構(gòu)建。具體而言，構(gòu)建農(nóng)業(yè)氣象公共服務(wù)體系要求做到以下幾點(diǎn)：
3.1積極引入研究人員，讓氣象實(shí)驗(yàn)和農(nóng)業(yè)氣象的貫徹工作能夠能加科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)。
3.2做好農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)體系構(gòu)建的基本規(guī)劃和設(shè)計(jì)，確保構(gòu)建能夠順利進(jìn)行。
3.3加強(qiáng)對(duì)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的預(yù)測(cè)、、預(yù)防等工作。
1電力氣象信息服務(wù)系統(tǒng)的應(yīng)用功能
1.1事故分析
災(zāi)害性天氣及惡劣氣候?qū)﹄娋W(wǎng)的安全運(yùn)行造成的影響主要表現(xiàn)為：大雪、凍雨、雨夾雪等天氣極易使線路出現(xiàn)倒塔、斷線的現(xiàn)象；強(qiáng)風(fēng)易使輸電線路發(fā)生斷線或相間放電；大霧及沙塵天氣易使輸電線路發(fā)生污閃；雷電天氣容易使變電站及輸電線路由于雷擊而遭受損壞；氣溫之間的溫差過大也會(huì)使輸電設(shè)備無法正常運(yùn)行；暴雨天氣極易使輸電線路發(fā)生倒塔。以上災(zāi)害性天氣必須引起電網(wǎng)調(diào)度部門的高度重視。及時(shí)、準(zhǔn)確的對(duì)災(zāi)害性天氣進(jìn)行預(yù)警，能夠使電網(wǎng)調(diào)度及管理部門提前做好應(yīng)對(duì)的措施，從而減少或避免災(zāi)害帶來的損失。
1.2野外的施工檢修
每年都要對(duì)電力系統(tǒng)中的輸配電設(shè)備進(jìn)行定期或不定期的檢修，需要檢修的設(shè)備的數(shù)量多、時(shí)間長(zhǎng)，操作也相對(duì)比較復(fù)雜，并且該項(xiàng)工作極易受到當(dāng)?shù)靥鞖?、氣候等因素的制約，尤其是在惡劣天氣狀況下，會(huì)嚴(yán)重影響到室外的電力施工、搶修及檢修等工作。為了確保順利、安全的實(shí)施該項(xiàng)操作，需要先準(zhǔn)確預(yù)報(bào)當(dāng)?shù)?、?dāng)時(shí)的氣象條件，再進(jìn)行操作及檢修等工作，這種方法不僅使檢修的質(zhì)量及速度有所提高，還能夠在一定程度上減少由于停電引起的負(fù)荷損失。
1.3負(fù)荷預(yù)測(cè)在電力系統(tǒng)的運(yùn)行管理及計(jì)劃
過程中，負(fù)荷預(yù)測(cè)在電能分配、發(fā)電及輸電等方面發(fā)揮著決定性作用。負(fù)荷用電不僅與經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)及工農(nóng)業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)，還受到經(jīng)濟(jì)、政治及政策等因素的制約。以本省為例，山西省負(fù)荷用電與天氣及氣候等因素之間的相關(guān)關(guān)系比較明顯，干旱、內(nèi)澇等增加了農(nóng)灌的負(fù)荷，強(qiáng)度較高的降雪、降雨天氣大幅度降低了用電負(fù)荷。山西省電網(wǎng)用電負(fù)荷表現(xiàn)出明顯的季節(jié)性，通常表現(xiàn)為當(dāng)夏季的氣溫升高時(shí)，制冷負(fù)荷有所增加；當(dāng)冬季氣溫降低時(shí)，采暖負(fù)荷快速增加。因此，氣溫是電網(wǎng)負(fù)荷中一個(gè)較為敏感的因素。
1.4電氣設(shè)備的氣象服務(wù)評(píng)價(jià)
服務(wù)系統(tǒng)的主要功能是通過統(tǒng)計(jì)與分析歷史的電力及氣象資料，研究并逐步建立電力調(diào)度、電力線路發(fā)生污閃事故的氣候量化條件，再依據(jù)不同的氣象條件對(duì)污閃的概率進(jìn)行計(jì)算。針對(duì)大風(fēng)、溫度、暴雨及濕度等建立起相應(yīng)的警報(bào)系統(tǒng)，再分析電力設(shè)備的維護(hù)安裝條件，并以此建立起合理的與設(shè)備安裝維護(hù)相關(guān)的氣象指標(biāo)。
2電力系統(tǒng)氣象信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化路徑
2.1加大基礎(chǔ)設(shè)施的投入力度，建立多元化的投資體系
電力氣象信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是電力氣象信息服務(wù)的關(guān)鍵問題。通常情況下山西省各個(gè)地區(qū)電力氣象信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)存在著很大程度的差異，一些地區(qū)受到資金的制約，沒有足夠的資金投入到網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，致使無法廣泛、深入的開展電力氣象信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)。因此，多元化投資體系的建立非常有必要。將政府投資作為主體，并設(shè)立專用資金用于建設(shè)電力氣象信息服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，從而為電力氣象信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化創(chuàng)造良好的發(fā)展條件。另外，還要使市場(chǎng)的作用得到充分發(fā)揮，制定科學(xué)、合理的政策，吸引和鼓勵(lì)個(gè)人及企業(yè)投資，為該地區(qū)電力氣象信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)提供充足的資金支撐。
2.2充分發(fā)揮政府的主導(dǎo)作用
社會(huì)及科技的發(fā)展，使山西省氣象信息網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)滲透到電力系統(tǒng)領(lǐng)域。目前，該地區(qū)的氣象信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)正逐步完善，但與發(fā)達(dá)省份相比，仍然存在著很大程度的差距。首先，基礎(chǔ)設(shè)施相對(duì)比較薄弱，硬件設(shè)施較為簡(jiǎn)陋且短缺，技術(shù)手段也明顯不足；另外，網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行維護(hù)及軟件的開發(fā)等缺乏經(jīng)費(fèi)保障。電力氣象信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化是一個(gè)與多個(gè)部門相互關(guān)聯(lián)的綜合性能較強(qiáng)的系統(tǒng)工程，相關(guān)部門必須建立起有力的具有主導(dǎo)性的領(lǐng)導(dǎo)體系，并加強(qiáng)對(duì)電力氣象信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化的組織與管理，明確的對(duì)各個(gè)部門進(jìn)行分工協(xié)作，不僅能使電力信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)過程中的浪費(fèi)及重復(fù)建設(shè)現(xiàn)象大大減少，還能有效促進(jìn)其快速、健康發(fā)展。
2.3開展技術(shù)培訓(xùn)，加強(qiáng)信息服務(wù)人才隊(duì)伍建設(shè)
建設(shè)優(yōu)秀的電力氣象信息服務(wù)隊(duì)伍是氣象信息服務(wù)工作順利開展的重要保證。目前，山西省正在逐步完善氣象信息服務(wù)組織，但是仍然缺乏電力氣象信息服務(wù)方面的人才，一方面存在著嚴(yán)重的數(shù)量不足；另一方面是現(xiàn)有的電力氣象信息服務(wù)人員的技能及知識(shí)都已過時(shí)、陳舊，不能夠與復(fù)雜的電力需求相適應(yīng)。因此，必須加強(qiáng)工作人員的培訓(xùn)與教育，可以通過正規(guī)學(xué)校遠(yuǎn)程教育或在職培訓(xùn)，使人員的素質(zhì)得到提升，還要定期組織相關(guān)人員進(jìn)行技術(shù)業(yè)務(wù)培訓(xùn)，爭(zhēng)取構(gòu)建一支專業(yè)的高素質(zhì)的電力氣象信息服務(wù)隊(duì)伍；同時(shí)，還要重視擴(kuò)大電力氣象信息服務(wù)的隊(duì)伍，以確保及時(shí)、準(zhǔn)確、有效的開展電力氣象信息服務(wù)工作。
2.4建立有效的氣象信息收集及機(jī)制
氣象服務(wù)信息資源在電力的發(fā)展過程中發(fā)揮著重要作用，因此，必須對(duì)傳播渠道進(jìn)行改革，通過網(wǎng)絡(luò)渠道收集電力部門對(duì)氣象信息服務(wù)的廣泛需求，并定期組織學(xué)者專家等進(jìn)一步對(duì)需求進(jìn)行分析，再向決策部門上報(bào)。這一方法就能夠使決策部門對(duì)電力部門的需求及動(dòng)向進(jìn)行快速了解，并及時(shí)的對(duì)供給方式及內(nèi)容等進(jìn)行調(diào)整，還要快速的對(duì)電力部門的需求作出反應(yīng)，使電力部門的需求與政府目標(biāo)相互一致。另外，還要制定切實(shí)可行的法律及制度，使政府的氣象信息更加制度化與規(guī)范化。
2.5加強(qiáng)信息資源的整合，推進(jìn)資源共享
為了適應(yīng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要，全墾區(qū)從上到下，每個(gè)農(nóng)場(chǎng)都建立了農(nóng)業(yè)氣象機(jī)構(gòu)，配備專職的農(nóng)業(yè)氣象工作人員，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展發(fā)揮了重要作用。能夠及時(shí)主動(dòng)提供當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需的公益性氣象信息服務(wù)。建立了以基層農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)者為主體的社會(huì)制度，對(duì)屬于公共服務(wù)范疇內(nèi)的信息，采取各種手段保證電視、廣播、報(bào)紙等公眾媒體開辟農(nóng)村氣象信息專欄，方便農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)者能隨時(shí)隨地收聽收看到最新的氣象信息。
二、健全農(nóng)村氣象信息的措施
氣象工作的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)在于為社會(huì)提供公共產(chǎn)品和服務(wù)，氣象部門必須以需求為導(dǎo)向，以滿足服務(wù)對(duì)象的要求為目標(biāo)，不斷拓展氣象服務(wù)領(lǐng)域，積極做好以農(nóng)業(yè)為主的綜合信息服務(wù),具體包括以下幾個(gè)方面：
（一）依靠科技發(fā)展和管理水平，提高基層氣象信息的質(zhì)量
計(jì)算機(jī)相關(guān)信息技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)值預(yù)報(bào)模式分辨率提高，天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率有明顯改善，24小時(shí)的晴雨預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率達(dá)到了90%。但日常的降水預(yù)報(bào)、氣象要素預(yù)報(bào)和臺(tái)風(fēng)等重大災(zāi)害性天氣的定量預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率還較低。因此：一是要依靠氣象現(xiàn)代化化建設(shè)，深入研究天氣和氣候的機(jī)理，開發(fā)新一代天氣數(shù)值預(yù)報(bào)模式，輸出更精細(xì)的可釋用數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品。二是加強(qiáng)基層氣象臺(tái)站的管理水平和業(yè)務(wù)能力建設(shè)，提高天氣預(yù)報(bào)員的職業(yè)道德素質(zhì)和業(yè)務(wù)技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)定時(shí)、定量預(yù)報(bào)，提高天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率。
（二）采用多種渠道，及時(shí)提供農(nóng)業(yè)氣象信息
根據(jù)縣級(jí)氣象部門的業(yè)務(wù)需求，系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)以下四個(gè)基本任務(wù)：一是要實(shí)現(xiàn)應(yīng)用平臺(tái)集成化，需要將現(xiàn)有各種業(yè)務(wù)系統(tǒng)、預(yù)警方式無縫集成到本系統(tǒng)中。二是要實(shí)現(xiàn)氣象監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)化，在最短的時(shí)間內(nèi)獲取轄區(qū)內(nèi)各類氣象要素的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，區(qū)域站數(shù)據(jù)每10分鐘更新一次，自動(dòng)站數(shù)據(jù)每1小時(shí)更新一次。三是要實(shí)現(xiàn)預(yù)報(bào)服務(wù)便捷化，就是能夠方便快捷地獲取省、市各級(jí)的指導(dǎo)預(yù)報(bào)，并對(duì)本地各類預(yù)報(bào)服務(wù)材料進(jìn)行統(tǒng)一管理。四是要進(jìn)一步提高災(zāi)害性天氣的預(yù)警能力，能夠?qū)㈩A(yù)報(bào)預(yù)警等服務(wù)產(chǎn)品自動(dòng)轉(zhuǎn)換成語音文件，通過短信、96121、DAB、電話主叫等方式及時(shí)給指定區(qū)域的預(yù)警服務(wù)人員，增強(qiáng)對(duì)外預(yù)警能力。整個(gè)系統(tǒng)包括前臺(tái)可視化業(yè)務(wù)平臺(tái)部分和后臺(tái)自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集部分。前臺(tái)可視化業(yè)務(wù)平臺(tái)部分包含現(xiàn)有業(yè)務(wù)平臺(tái)集成、實(shí)況數(shù)據(jù)查詢、指導(dǎo)產(chǎn)品查詢、預(yù)報(bào)服務(wù)產(chǎn)品制作、預(yù)警信息等多個(gè)功能。后臺(tái)自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集包含實(shí)況數(shù)據(jù)的采集入庫、指導(dǎo)預(yù)報(bào)產(chǎn)品采集和數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)單維護(hù)。從而實(shí)現(xiàn)多個(gè)業(yè)務(wù)平臺(tái)的集成、區(qū)域自動(dòng)站資料實(shí)況監(jiān)視與查詢、服務(wù)產(chǎn)品制作及預(yù)警信息的，即建立了一個(gè)集數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、開發(fā)、管理、分析和信息等系統(tǒng)功能于一體的縣級(jí)綜合信息平臺(tái)。系統(tǒng)功能豐富、數(shù)據(jù)量大，需要一個(gè)龐大的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，針對(duì)縣級(jí)臺(tái)站軟硬件資源相對(duì)較弱的特點(diǎn)，系統(tǒng)采用分布式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，即將數(shù)據(jù)庫設(shè)置在不同的服務(wù)器中。公用數(shù)據(jù)調(diào)用市局?jǐn)?shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，如區(qū)域站實(shí)況數(shù)據(jù)，系統(tǒng)通過2M內(nèi)網(wǎng)專線調(diào)取數(shù)據(jù)。其他數(shù)據(jù)則存放在臺(tái)站本地的數(shù)據(jù)庫，既整合了資源，提高了數(shù)據(jù)利用率，又有效地解決了縣級(jí)臺(tái)站資源不足，技術(shù)保障能力較弱的問題。根據(jù)數(shù)據(jù)內(nèi)容的不同，數(shù)據(jù)的存放形式也有所區(qū)別，對(duì)于區(qū)域站數(shù)據(jù)、災(zāi)情信息數(shù)據(jù)、人員信息數(shù)據(jù)等以SQL數(shù)據(jù)庫的形式保存，而對(duì)于預(yù)報(bào)預(yù)警等服務(wù)產(chǎn)品則以TXT、WORD等文本形式保存。數(shù)據(jù)采集程序自動(dòng)采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存放到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，業(yè)務(wù)平臺(tái)根據(jù)需要調(diào)取數(shù)據(jù)信息，并且對(duì)部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行修改、刪除等操作。
2系統(tǒng)主要功能模塊的具體實(shí)現(xiàn)
系統(tǒng)在VisualStudio2008平臺(tái)中采用C#語言開發(fā)，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫使用的是SQLServer2008數(shù)據(jù)庫。根據(jù)系統(tǒng)的功能需求，設(shè)計(jì)了業(yè)務(wù)平臺(tái)、實(shí)況資料、指導(dǎo)產(chǎn)品、預(yù)報(bào)制作、服務(wù)對(duì)象管理、預(yù)警信息、災(zāi)情信息檢索、氣象災(zāi)害防御等8大模塊23個(gè)子模塊，以菜單形式分布在平臺(tái)主界面上。
2.1實(shí)況查詢模塊設(shè)計(jì)
實(shí)況查詢模塊主要功能是查詢自動(dòng)站和區(qū)域站的實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)，包括表格方式查詢和圖形方式查詢兩個(gè)子模塊。本模塊融合了GIS技術(shù)、信息技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、OLAP技術(shù)、分布式存儲(chǔ)計(jì)算技術(shù)、Internet技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、WebService技術(shù)、信息流模型技術(shù)等一系列先進(jìn)技術(shù)，為推動(dòng)氣象部門全方位信息化而提供的整體應(yīng)用系統(tǒng)和全程解決方案。表格查詢模塊利用2個(gè)comboBox控件獲取查詢區(qū)域和查詢要素，2個(gè)dateTimePicker控件獲取查詢的起止時(shí)間，使用訪問組件遠(yuǎn)程連接市局區(qū)域站數(shù)據(jù)庫，執(zhí)行SQL查詢命令，查詢滿足條件的數(shù)據(jù)記錄，按照程序設(shè)定的格式，填充到dataGridView表格控件中。為了便于用戶操作，程序提供了多個(gè)篩選條件，用于查詢指定級(jí)別的要素?cái)?shù)據(jù)，并設(shè)置了快捷查詢按鈕。同時(shí)模塊中還增加了數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能，能夠?qū)⒉樵兘Y(jié)果導(dǎo)出到word文檔，使用戶能夠方便快速地制作氣象服務(wù)產(chǎn)品。實(shí)況數(shù)據(jù)圖形方式查詢模塊采用C#+SQL2005+MapInfo2005應(yīng)用開發(fā)模式，在.NET框架下開發(fā)組件式GIS，遵循氣象數(shù)據(jù)信息采集氣象數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理建立氣象數(shù)據(jù)GIS空間分析地圖形式顯示的流程來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)氣象自動(dòng)站所采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過質(zhì)量控制以及分析處理后，建立氣象數(shù)據(jù)倉庫，利用C#開發(fā)工具與Mapinfo控件提供的各類數(shù)據(jù)接口，用SQL命令從基礎(chǔ)氣象數(shù)據(jù)倉庫中查詢出經(jīng)過篩選的滿足空間數(shù)據(jù)條件的結(jié)果，其中包括區(qū)域選擇、經(jīng)緯度、要素選擇時(shí)間段和雨量或者溫度等級(jí)篩選條件等，從而獲取到創(chuàng)建地理信息管理系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)，然后建立相應(yīng)的空間數(shù)據(jù)集；利用MapControl控件加載圖形信息，首先加載湖南的shape地圖庫，然后利用GIS地理信息系統(tǒng)，把各個(gè)氣象要素結(jié)果作為一個(gè)個(gè)layer分層疊加在地理信息系統(tǒng)圖上，用圖形的方式顯示查詢各個(gè)氣象站點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。這樣，就實(shí)現(xiàn)了用圖形的方式顯示查詢的各個(gè)氣象站點(diǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。在某種程度上可以說，把氣象數(shù)據(jù)作為一個(gè)圖層導(dǎo)入GIS系統(tǒng)，就可以輕而易舉地建立基于對(duì)該類氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理的氣象業(yè)務(wù)系統(tǒng)。
2.2服務(wù)對(duì)象管理模塊設(shè)計(jì)
服務(wù)對(duì)象管理模塊用于對(duì)預(yù)報(bào)預(yù)警服務(wù)對(duì)象的信息進(jìn)行添加、刪除、修改和電話號(hào)碼導(dǎo)出等管理。系統(tǒng)開發(fā)初期，采集了轄區(qū)內(nèi)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)（含村組）、水庫、學(xué)校等部門負(fù)責(zé)人姓名、電話、工作單位、所在鄉(xiāng)鎮(zhèn)等聯(lián)系信息，輸入到本地服務(wù)器中新建的服務(wù)對(duì)象信息庫，利用SQL查詢命令查詢指定鄉(xiāng)鎮(zhèn)、指定部門的負(fù)責(zé)人聯(lián)系信息。隨后建立filestream文件對(duì)象，并指定字符編碼方式，就能夠?qū)⒉樵兊碾娫捥?hào)碼導(dǎo)出到TXT文件中，便于利用各種方式對(duì)不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)、工作單位的人員與之相應(yīng)的預(yù)警信息。
2.3預(yù)警信息模塊設(shè)計(jì)
預(yù)警信息模塊包含系統(tǒng)集成和語音合成兩大部分4個(gè)子模塊，系統(tǒng)集成部分就是將現(xiàn)有的短信平臺(tái)、DAB平臺(tái)、電話主叫平臺(tái)等信息系統(tǒng)集成到本平臺(tái)中，用戶點(diǎn)擊菜單選項(xiàng)就可以直接打開相應(yīng)的信息平臺(tái)。語音合成模塊是利用TTS語音合成技術(shù)將預(yù)警信息轉(zhuǎn)換為音頻文件，用于電話主叫服務(wù)。TTS技術(shù)本身原理十分復(fù)雜，但是微軟的Mi－crosoftSpeechSDK5.1開發(fā)包提供了TTS語音引擎接口，這些SDK主要包括語音應(yīng)用程序編程接口SAPI和微軟語音識(shí)別引擎及微軟語音合成引擎；可以通過編程語言靈活將其中的“類”應(yīng)用到編制的程序中。SAPI的TTS都是通過SpVoice對(duì)象來完成的。SpVoice類是支持語音合成(TTS)的核心類，通過SpVoice對(duì)象調(diào)用TTS引擎，然后按SpVoice的Speak（）方法中指定的兩參數(shù)Text和Flages方式進(jìn)行朗讀，最后只將語音輸出到一個(gè)音頻文件，這樣就完成了文本文件到音頻文件的轉(zhuǎn)換。
2.4災(zāi)情檢索模塊設(shè)計(jì)
災(zāi)情信息檢索模塊包括歷史災(zāi)情資料檢索和災(zāi)情資料入庫2個(gè)子模塊，系統(tǒng)設(shè)計(jì)建立了災(zāi)情信息數(shù)據(jù)庫，將全市歷史災(zāi)情普查數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫中，災(zāi)情檢索子模塊根據(jù)指定的年份和災(zāi)情種類，查詢滿足條件的災(zāi)情信息。災(zāi)情資料入庫子模塊用于輸入災(zāi)情發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)、種類、天氣實(shí)況、災(zāi)情損失等信息，將災(zāi)情信息添加到數(shù)據(jù)庫中。系統(tǒng)提供了兩種入庫方式，一是將災(zāi)情普查數(shù)據(jù)EXCEL文件批量導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫，需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)DataSet對(duì)象，先獲取EXCEL的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到DataSet中，再把dataset中的數(shù)據(jù)庫insert到數(shù)據(jù)庫；二是手工輸入單條災(zāi)情信息各項(xiàng)內(nèi)容，用in－sert命令直接插入數(shù)據(jù)庫中。
3小結(jié)
1．1傳感器
本設(shè)計(jì)采用的傳感器型號(hào)是Vaisala公司生產(chǎn)的氣象變送器WXT520，是一個(gè)輕巧的小型變送器，采用緊湊式包裝，可提供6種氣象參數(shù)。WXT520用于測(cè)量風(fēng)速、風(fēng)向、降水、氣壓、溫度和相對(duì)濕度。傳感器外殼的等級(jí)為IP65/IP66，適合于我國(guó)北方的惡劣天氣。WXT520采用32VDC，并使用可選擇的通信協(xié)議輸出串行數(shù)據(jù):SDI－12、ASCII自動(dòng)和輪詢。有4個(gè)串行接口可供選擇:RS－232、RS－485、RS－422和SDI－12;并配備了一個(gè)安裝用8針M12接頭和一個(gè)維護(hù)用4針M8接頭。
1．2主控系統(tǒng)
主控系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集器與控制器，具體包括控制器、采集器、通訊模塊、供電電源和存儲(chǔ)模塊等部分。主控器通過嵌入式軟件與供電、采集、通訊、存儲(chǔ)等單元協(xié)調(diào)工作來完成。自動(dòng)氣象站的核心是數(shù)據(jù)采集器，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)收集、傳輸、統(tǒng)計(jì)分析和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)［4］。采集器電路主板包括主板和底板。主板是嵌入式工控主板，具有良好的擴(kuò)展性，操作性、支持第三方控制器，包括時(shí)鐘管理、實(shí)時(shí)及周期間隔定時(shí)器、復(fù)位、關(guān)機(jī)、高級(jí)中斷及調(diào)試單元(DBGU)。通訊單元為西門子6GK7型工業(yè)以太網(wǎng)通訊單元，可以做到網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一，可與支持EtherNet/IP的設(shè)備連接，結(jié)合使用Ethernet功能使其具有傳感器監(jiān)控器及控制值備份等現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用功能，要想完成任務(wù)下達(dá)命令和數(shù)據(jù)上傳功能需要通過網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)。通訊模塊起到關(guān)鍵作用，所以要求其具備以下功能:①支持國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議，如TCP/IP(6．0)、UDP或者PPP，具有標(biāo)準(zhǔn)RS232串口;②可以自動(dòng)監(jiān)測(cè)聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)，短線1min內(nèi)自動(dòng)撥號(hào)重新連接，防止數(shù)據(jù)的丟失;③接口速率為可選的1200～9600kB/s范圍。存儲(chǔ)單元:因采集數(shù)據(jù)的頻率較短和跟蹤監(jiān)測(cè)的時(shí)間范圍較長(zhǎng)，因此采用存儲(chǔ)容量為閃迪256G固態(tài)硬盤，用于保證存儲(chǔ)容量及數(shù)據(jù)的安全性、穩(wěn)定性和讀取速度，同時(shí)存儲(chǔ)單元可以記錄系統(tǒng)工作狀態(tài)。防雷單元:由于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要全天候連續(xù)工作，所以需要面對(duì)復(fù)雜天氣狀況，因此加裝防雷設(shè)備對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的安全性尤為關(guān)鍵，本系統(tǒng)采用的是雷太LY1－B系列電涌保護(hù)器(一級(jí)防雷器)。供電單元:由于本系統(tǒng)需要在田間進(jìn)行監(jiān)測(cè)，不宜采用城市供電，因此選用了太陽能電池進(jìn)行供電，對(duì)電池的容量要求為在無光線的環(huán)境中可以連續(xù)供電10天。擴(kuò)展單元:新型傳感器需要有相應(yīng)的端口或接口與主控系統(tǒng)相連接，以滿足系統(tǒng)升級(jí)或新添設(shè)備需要。
2系統(tǒng)設(shè)計(jì)
農(nóng)田氣象信息遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主控器選用的是Atmel公司的ARM9系列的AT91SAM9260處理器。該處理器可以采用Linux操作系統(tǒng)，通過嵌入式應(yīng)用控制程序，實(shí)現(xiàn)農(nóng)田環(huán)境多要素氣象數(shù)據(jù)的采集、處理及存儲(chǔ)的功能。被采集到的氣象要素基于TCP/IP協(xié)議的通訊網(wǎng)絡(luò)，采用無線GPRS方式，根據(jù)實(shí)際情況選擇最佳的組網(wǎng)方案，實(shí)現(xiàn)無線氣象數(shù)據(jù)傳輸，并基于LabVIEW開發(fā)農(nóng)業(yè)氣象信息管理軟件，使氣象信息能夠被讀取。
2．1采集控制設(shè)計(jì)
采集系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)采集并對(duì)采集到的氣象要素信號(hào)進(jìn)行處理。采集系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)有存儲(chǔ)器，可以進(jìn)行信息清除并對(duì)采集到的各氣象要素的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，有接口USB實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的備份功能。系統(tǒng)設(shè)有通訊接口RS232/RS485，可以通過該接口與GPRS/CDMA等通訊設(shè)備連接。該系統(tǒng)有時(shí)鐘校準(zhǔn)功能，通過監(jiān)控中心下達(dá)指令，對(duì)氣象站的時(shí)間進(jìn)行校準(zhǔn)。數(shù)據(jù)處理的方法需要設(shè)計(jì)采集數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔。氣象數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)主要為定時(shí)掃描各傳感器的數(shù)據(jù)，通過通訊模塊將數(shù)據(jù)的電信號(hào)傳到主控系統(tǒng)中經(jīng)既定程序(LabVIEW)計(jì)算;通過屏幕可以直接讀取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，針對(duì)特定時(shí)間段的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行有目的的分析，如平均值，不同時(shí)間點(diǎn)的變化趨勢(shì)數(shù)據(jù)以及不同周、月份、年份的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析等［5］。收集數(shù)據(jù)默認(rèn)為溫度、相對(duì)濕度、降雨量、風(fēng)向、風(fēng)速及氣壓;當(dāng)增加傳感器時(shí)，在主控系統(tǒng)中重新設(shè)置就可以進(jìn)行增加項(xiàng)目數(shù)據(jù)的收集。各氣象數(shù)據(jù)中氣溫、相對(duì)濕度、雨量、氣壓的數(shù)據(jù)傳感器每10s測(cè)定一次，根據(jù)氣象學(xué)上常規(guī)的統(tǒng)計(jì)方法，通過程序收集到1min內(nèi)每10s的瞬時(shí)氣象數(shù)據(jù)。氣溫、相對(duì)濕度、雨量、氣壓在1min內(nèi)會(huì)收集到6個(gè)數(shù)據(jù)，舍棄一個(gè)最高值和一個(gè)最低值，使用其余的4個(gè)測(cè)定數(shù)據(jù)來計(jì)算算術(shù)平均值，此值為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)最終在屏幕中實(shí)時(shí)顯示的瞬時(shí)數(shù)值。風(fēng)向、風(fēng)速的監(jiān)測(cè)頻率為1次/min，系統(tǒng)計(jì)算每5min內(nèi)5次測(cè)定值的算數(shù)平均值，此數(shù)據(jù)在LabVIEW程序界面中實(shí)時(shí)顯示。所有測(cè)定的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中均有保存，如統(tǒng)計(jì)部門需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行特殊分析，均可在數(shù)據(jù)庫中將數(shù)據(jù)導(dǎo)出。在數(shù)據(jù)庫中如有異常數(shù)據(jù)，一般以超過臨近時(shí)間點(diǎn)兩倍的數(shù)據(jù)值進(jìn)行特殊標(biāo)記，以便提醒管理員對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行核實(shí)和異常情況的分析。
2．2通訊設(shè)計(jì)
前端采集部分與后端監(jiān)控中心系統(tǒng)通信采用無線GPRS通信方式，由于農(nóng)田氣象站放置在室外，因此不適宜采用光纖傳輸，而采用GPRS無線能夠解決此問題［6］。GPRS采用的組網(wǎng)方式是公網(wǎng)固定IP的方式。GPRS擁有傳遞及時(shí)、通信信號(hào)好等優(yōu)勢(shì)，在并組網(wǎng)時(shí)減少對(duì)原有網(wǎng)絡(luò)資源的浪費(fèi)，節(jié)約了成本，并可以在室外復(fù)雜環(huán)境中實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，而且具有一定的安全性。室外自動(dòng)氣象站與氣象信息管理系統(tǒng)需要建立點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)連接，在連接過程中需要以無線方式登陸到以太網(wǎng)絡(luò)來獲得網(wǎng)絡(luò)地址。要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器地址和端口映射在氣象管理系統(tǒng)中，需要?dú)庀笮畔⒐芾硐到y(tǒng)軟件采用其網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)地址，這樣在管理系統(tǒng)顯示軟件中就可以實(shí)現(xiàn)氣象數(shù)據(jù)的雙向通訊，進(jìn)行有效的信息傳遞和收集［7－8］。圖2為基于GPRS無線通訊的氣象信息系統(tǒng)示意圖。
2．3軟件設(shè)計(jì)
氣象信息管理系統(tǒng)可以通過網(wǎng)絡(luò)來查看氣象信息。本研究天氣顯示采用的軟件是LabVIEW，此軟件是美國(guó)國(guó)家儀器公司推出的一門圖像化編程語言，同時(shí)也是著名的虛擬儀器開發(fā)平臺(tái)［9－10］。作為一門圖形化編程語言，LabVIEW秉承了其簡(jiǎn)單易用的一貫作風(fēng)，使用戶能夠快速編寫出強(qiáng)大的應(yīng)用程序。本研究的LabVIEW編寫程序圖，如圖3所示。為了方便敘述，本文把風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、濕度、雨量和氣壓多種氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)稱為氣象信息值。氣象系統(tǒng)天氣前面板顯示圖，如圖4所示。通過該系統(tǒng)對(duì)哈爾濱市香坊區(qū)東北農(nóng)業(yè)大學(xué)校內(nèi)氣象信息值進(jìn)行監(jiān)測(cè)，與氣象臺(tái)預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)作為參考進(jìn)行對(duì)比，氣象信息值監(jiān)測(cè)結(jié)果如表1所示。表1中實(shí)測(cè)的時(shí)間跨度是實(shí)驗(yàn)當(dāng)天早6:00至晚18:00。從數(shù)據(jù)中可以看出，實(shí)測(cè)日期當(dāng)天監(jiān)測(cè)到的溫度、濕度、雨量、風(fēng)速和氣壓與參考值相比，具有良好的線性關(guān)系，系統(tǒng)可以準(zhǔn)確計(jì)算出當(dāng)天所監(jiān)測(cè)氣象信息的平均值。此收集到的氣象數(shù)據(jù)只是一天中的部分?jǐn)?shù)據(jù)，所以經(jīng)過系統(tǒng)分析計(jì)算出來的數(shù)據(jù)只能代表所監(jiān)測(cè)時(shí)間范圍內(nèi)的氣象信息，與氣象臺(tái)的參考值有偏差。
3結(jié)論
衡量基層信息網(wǎng)絡(luò)通信能力的重要標(biāo)志是網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，具體是指各種信息資料迅速、準(zhǔn)確地流通和安全穩(wěn)定的傳輸。而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的優(yōu)質(zhì)運(yùn)行，除了有適應(yīng)現(xiàn)代信息通信發(fā)展要求的設(shè)備之外，基層信息網(wǎng)絡(luò)保障人員要定崗定編，更重要的是要有一套科學(xué)的、系統(tǒng)的、適應(yīng)基層信息網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備運(yùn)行要求的維護(hù)管理制度。只有高度重視和認(rèn)真做好維護(hù)和管理的每個(gè)環(huán)節(jié)，才能有效地保障基層信息網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備長(zhǎng)期穩(wěn)定地運(yùn)行，不斷提高基層信息網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的整體運(yùn)行質(zhì)量。首先要建立健全機(jī)房管理、系統(tǒng)定期維護(hù)檢測(cè)、值班、設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)、重要數(shù)據(jù)備份以及安全保密等日常管理制度，按照平常、汛期、應(yīng)急時(shí)期的不同工作要求，制定完善各種狀態(tài)下的工作預(yù)案，在執(zhí)行過程中實(shí)行制度管人，不斷完善制度的可操作性。其次要建立健全發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、研究問題、解決問題的技術(shù)保障機(jī)制。認(rèn)真組織基層信息網(wǎng)絡(luò)保障人員定期開展專題研討、技術(shù)座談、業(yè)務(wù)培訓(xùn)，不斷提高基層業(yè)務(wù)人員的技術(shù)水平和業(yè)務(wù)能力，才能進(jìn)一步提高信息網(wǎng)絡(luò)工作的保障力度。
2執(zhí)行科學(xué)的技術(shù)規(guī)范是加強(qiáng)信息網(wǎng)絡(luò)通信保障工作的手段
信息網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)建設(shè)資金投入大，如果缺乏正確、科學(xué)的維護(hù)管理意識(shí)和方法，容易人為地造成信息網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備的損壞或使用壽命縮短，甚至還會(huì)影響到正常業(yè)務(wù)工作的進(jìn)行。所以，信息網(wǎng)絡(luò)保障人員必須樹立正確的保障意識(shí)，針對(duì)設(shè)備的系統(tǒng)特性、運(yùn)行環(huán)境、運(yùn)作周期、使用期限等技術(shù)要求制訂實(shí)用的、科學(xué)的、系統(tǒng)的維護(hù)管理方法，執(zhí)行科學(xué)的技術(shù)規(guī)范。首先要規(guī)范信息網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)日常維護(hù)管理操作流程，確保在各種情況下工作人員都能沉著冷靜、動(dòng)作規(guī)范地進(jìn)行操作，有效避免各種事故苗頭或故障隱患的發(fā)生。在檢查維護(hù)系統(tǒng)的過程中嚴(yán)格做到“一查、二看、三處理”的工作步驟。“一查”，即檢查各種設(shè)備的指示燈狀態(tài)是否正常，聯(lián)機(jī)查看設(shè)備故障告警情況，以便采取相應(yīng)的處置措施。在進(jìn)入機(jī)房時(shí)，先用鼻子聞一下，是否存在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)引起過熱、線路老化產(chǎn)生的糊焦味。“二看”即看各種設(shè)備的指示燈狀態(tài)是否正常，線路是否有燒結(jié)點(diǎn)，空調(diào)溫度和濕度否正常?！叭幚怼奔磳?duì)告警情況進(jìn)行分析，如有非正常情況，迅速查出告警原因。根據(jù)告警原因采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處置，并對(duì)處理情況進(jìn)行總結(jié)，對(duì)告警現(xiàn)象、原因、采取的措施等進(jìn)行記錄，做好技術(shù)檔案，便于以后的維修工作。其次要堅(jiān)持對(duì)系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行“日檢測(cè)、周維護(hù)、月分析”的維護(hù)檢修制度，在此基礎(chǔ)上定期組織信息網(wǎng)絡(luò)保障人員召開情況分析會(huì)，結(jié)合自己業(yè)務(wù)實(shí)際對(duì)各系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行分析交流，對(duì)本系統(tǒng)發(fā)生的故障和隱患現(xiàn)象、原因、采取的措施、處理結(jié)果等技術(shù)資料進(jìn)行討論，研究維護(hù)注意事項(xiàng)及有效解決辦法，全面提高信息網(wǎng)絡(luò)保障人員的故障處理能力。
3強(qiáng)化高度的責(zé)任意識(shí)是加強(qiáng)信息網(wǎng)絡(luò)通信保障工作的關(guān)鍵
基層信息網(wǎng)絡(luò)通信保障工作是一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)且枯燥無味的長(zhǎng)期性工作，技術(shù)上或工作態(tài)度上的點(diǎn)滴疏忽，都可能造成通網(wǎng)絡(luò)通信中斷或系統(tǒng)癱瘓的嚴(yán)重后果，這就要求從事信息網(wǎng)絡(luò)通信保障工作的每一位保障人員都必須進(jìn)一步強(qiáng)化責(zé)任意識(shí)。一是要愛崗敬業(yè)，對(duì)每一個(gè)工作環(huán)節(jié)都能始終保持高度負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，能持之以恒、一絲不茍地做好每一件工作。二是要勇于吃苦，樂于奉獻(xiàn)。信息通信保障工作是一項(xiàng)長(zhǎng)期的、系統(tǒng)的工作，維護(hù)管理都有嚴(yán)格的、標(biāo)準(zhǔn)的方式方法，如設(shè)備性能參數(shù)、技術(shù)指標(biāo)的測(cè)試記錄，幾個(gè)月甚至于一年都沒有變化，但必須長(zhǎng)年累月地重復(fù)這項(xiàng)工作，不可避免地使人產(chǎn)生厭煩和浮燥的情緒，從而動(dòng)搖保障人員的意志，形成懶惰心理。所以信息網(wǎng)絡(luò)保障人員要有吃苦和奉獻(xiàn)精神，耐得住寂寞，守得住清貧，經(jīng)得起考驗(yàn)，才能取得維護(hù)到位，保障有力的效果。三是要強(qiáng)化崗位目標(biāo)管理。對(duì)信息網(wǎng)絡(luò)通信保障的崗位明確定人、定崗、定責(zé)，嚴(yán)格落實(shí)崗位責(zé)任制，實(shí)行誰主管誰負(fù)責(zé)，確保各項(xiàng)管理工作有章可循。按照公開、公平、公正的原則對(duì)保障人員工作績(jī)效情況實(shí)施考評(píng)，考核結(jié)果與評(píng)先創(chuàng)優(yōu)提拔緊密掛鉤，確保崗位責(zé)任落實(shí)有效。
4提高保障人員素質(zhì)和業(yè)務(wù)能力是加強(qiáng)信息網(wǎng)絡(luò)通信保障
