基于移動互聯網的手機氣象服務客戶端軟件設計

何登科，沈文建，吳 鏈，陳 婷，陳 勇

（長沙市氣象局，湖南 長沙410205）

隨著智能手機的普及，越來越多的用戶習慣通過手機客戶端來獲取信息，各種手機APP 以及應用軟件層出不窮。氣象智能終端服務系統就是其中一種。該服務系統包含了日常氣象信息、氣象防災減災、公共氣象服務、生態文明保障服務等信息，非常貼近人們的生活。近年來，隨著全球氣候變暖，各種極端氣候事件頻繁發生。國內外學者對天氣預報軟件做了大量的開發研究工作[1-4]。北京、上海、深圳等發達省市先后推出了3G、4G 氣象智能終端服務系統，如“墨跡天氣”、“雅虎天氣”等，其氣象數據覆蓋全國3 000個縣級以上城市及地區，為廣大手機用戶提供了天氣、溫度、風力、災害預警等氣象信息服務[5-8]。

1 “變天了”氣象服務客戶端概況

長沙屬于內陸省會城市，位于湖南省東部偏北，湘江下游東岸，屬亞熱帶季風濕潤氣候區，常年主導風向以西北風為主，夏季以東南風為主。“變天了”氣象服務客戶端軟件，將先進網絡技術與現代化氣象業務相結合，體現本土特色，注重天氣變化及其影響，只在災害性天氣來襲、晴雨轉換、溫度驟降5℃以上、最低氣溫低于8℃以下，最高氣溫高于30℃以上、風力增至4 級以上、空氣質量中度污染以上等情況下，為用戶提供天氣有變的貼心提醒服務；如果沒收到提醒推送，則天氣無憂，用戶盡可放心工作、愉快生活及出行。該客戶端界面直觀，簡潔明快，突出重點，軟件容量小、易下載、較實用，提醒方式圖文并茂、精美形象，依據天氣影響程度的不同分級提醒；用戶可自定義提醒時間和模塊、設置提醒閥值，客戶端會根據用戶位置將天氣情況、預警預報及災情等精細化氣象信息服務產品第一時間傳遞給用戶，實現個性化天氣有變時預警提醒服務。該軟件大大提升了手機氣象信息服務能力，在減輕或避免災害損失過程中發揮重要作用。

2 “變天了”氣象服務客戶端系統平臺的設計與實現

2.1 技術要求

整體上，系統平臺要求界面簡潔、美觀、布局合理。采用分層構架和模塊化的方式設計開發，各功能模塊之間以數據接口為紐帶，原則上相互獨立，對各功能模塊建權，可根據需要對不同用戶群開放權限。后臺數據加工處理服務以.NET 平臺為基礎；前端以Ios 系統（6.0 以上）、Android 系統（2.2 以上）為服務框架，前端GIS 采用webGIS 模式，支持WMS、WFS、WCS 等GIS 服務；后臺地圖服務采用REST 技術架構；通過網格化數據生成和解析M ICAPS 等多種氣象通用格式數據，并在ios 客戶端、Android 客戶端實現等值線、等值面等多種圖形化產品展示。

2.2 模塊設置與實現

“變天了”客戶端系統依托長沙市氣象臺信息網絡中心提供的基礎數據，開發了用戶注冊、要素監測、災害預警、晴雨轉換、空氣污染、氣溫驟降、晝夜溫差、交通出行、舒適度、紫外線，城市管理等11個功能模塊，同時還提供豐富優質的氣象服務內容以及后臺預報制作、數據管理、數據監控和統計、人機交互控制等強大的信息服務功能，實現客戶端軟件預報制作、數據實時監控、報警，維護、管理及用戶分類、活躍度等相關數據的統計及圖表展示。用戶通過“220.168.31.93:5015/csfzzst”下載安裝，即可體驗長沙市氣象臺豐富優質的氣象服務內容和強大的信息功能服務，再輔以過去24 h 的溫度、降水、空氣質量實況以及未來72 h的精細化預報、一周預報、全國各地旅游天氣預報等。軟件支持ios、Android 等手機及平板電腦的操作系統，點擊軟件主界面左上角的設置鍵即可獲取詳細的軟件使用說明。

3 系統特點及功能

3.1 界面顯示與管理

如圖1 所示，主界面上方有點擊菜單，如雨雪、污染、降溫、溫差、出行、舒適度，點擊菜單則在中間位置展示相關信息及提醒圖文；下方顯示過去24 h 內的溫度、相對濕度、風向、風力及空氣質量等信息；城市管理模塊可任意添加全國縣級以上城市，提供天氣有變時的貼心提醒服務；上下拉動刷新。后臺數據監控制作管理模塊，主要實現各模塊數據的更新、監控、預報制作、報警，數據維護管理統計，用戶分類、活躍度等相關數據的統計及圖表展示。

圖1 “變天了”客服端軟件應用界面

3.2 功能模塊的用途

3.2.1 災害預警 當未來24 h 有暴雨、暴雪、雷電、冰雹、霜凍、大風、高溫、干旱、大霧、霾、寒潮、道路積冰及臺風等災害性天氣來襲時，GIS 服務可實現全市預警圖標、預警等級的顯示，并及時將預警信息推送給用戶。根據其嚴重性、緊急程度和影響程度分級確定天氣關鍵詞及圖文，如暴雨的天氣關鍵詞：暴雨紅色預警信號，圖標使用暴雨紅色預警信號圖標，提醒用語即為暴雨紅色預警提醒語言，其他以此類推，如圖1（a）長沙寒潮預警標識（向下箭頭）。

3.2.2 雨雪 當未來24 h 由無雨、無雪轉為有雨、有雪，或者相反從有雨、有雪轉為無雨、無雪時，“變天了”客戶端將根據雨雪量級，分7 級提醒，并依據24 h預報中降水最大量級及其出現時間來確定與之對應的天氣關鍵詞及圖文。

3.2.3 污染 當未來24 h 內空氣質量指數預報或實況值達到中度污染以上級別時，“變天了”客戶端將根據空氣質量指數強度分3 級提醒，并依據空氣質量指數預報結果或實況值確定與之對應的天氣關鍵詞及圖文。例如：預報未來24 h 空氣質量指數201～300，則天氣關鍵詞為：重度污染，圖形為：鬼，提醒用語：一般人群減少戶外活動，易感人群盡量避免外出，如圖1（d）所示。

3.2.4 降溫 當未來24 h 內出現氣溫驟降5～6℃、7～8℃、9～10℃、11～12℃及≥13℃的情況時，“變天了”客戶端將根據氣溫下降幅度分5 級提醒，并依據明天與今天的最高氣溫預報值與最低氣溫預報值之間的降溫最大值來確定與之對應的天氣關鍵詞及圖文，如圖1（b）所示。

3.2.5 溫 差 當未來24 h 晝夜溫差為8～10℃、11～13℃及＞13℃時，“變天了”客戶端將根據溫差大小分3 級提醒，并依據24 h 預報中最高氣溫與最低氣溫差值確定與之對應的天氣關鍵詞及圖文，如圖1（c）所示。

3.2.6 出行 當未來24 h 內出現影響交通出行的大霧、強降水及高溫等不利天氣時，“變天了”客戶端將根據天氣危害性和影響程度分5 級提醒，并依據24 h精細化預報結果確定與之對應的天氣關鍵詞及圖文，如表1 所示。

表1 交通出行影響因素與天氣關鍵詞及提醒圖文對照

3.2.7 舒適度 當舒適度指數SSD 達到冷提醒標準（26～50）、熱提醒標準（76～88）時，“變天了”客戶端將根據舒適度指數分3 級進行冷提醒、熱提醒，并依據舒適度指數計算值對應的等級結果確定與之對應的天氣關鍵詞及圖文。人體舒適度指數計算公式：SSD=（1.818 t＋18.18）（0.88＋0.002 f）＋（t-32）/（45-t）-3.2 v＋18.2，其中，t 為平均氣溫，f 為相對濕度，v 為風速。

3.2.8 紫外線 當紫外線強度指數達到中等以上等級時，“變天了”客戶端將根據紫外線強度指數分3 級提醒，并依據紫外線指數計算值對應的等級結果確定與之對應的天氣關鍵詞及圖文。

3.2.9 預報 基于智能化精細化天氣、降水、氣溫、風、空氣質量等預報信息的制作分享功能，每天3 次更新。

4 小結

“變天了”客戶端軟件將先進網絡技術與現代化氣象業務應用緊密結合，體現本土特色，注重天氣變化及其影響，只在災害性天氣來襲、晴雨轉換、溫度驟降5℃以上、最低氣溫低于8℃以下，最高氣溫高于30℃以上、空氣質量中度污染以上等情況下，為用戶提供天氣有變時的貼心提醒服務，也為氣象信息的發布提供一個便捷快速的綠色通道，減輕了氣象災害造成的損失。

該客戶端軟件支持ios、Android 等手機和平板電腦操作系統；用戶可通過“220.168.31.93:5015/csfzzst”鏈接下載安裝，點擊軟件主界面左上角設置鍵可獲取詳細的軟件使用說明。同時，該軟件容量小、易下載、較實用，提醒方式圖文并茂、形象精美，界面直觀，簡潔明快；用戶可自定義提醒時間和模塊，設置提醒閥值，并根據用戶位置將天氣情況、預警預報及災情等精細化氣象信息產品第一時間傳遞給用戶，實現個性化天氣有變時預警提醒服務。

[1]鄒建明，丁德平，陳小滿.基于移動互聯網氣象信息發布APP技術實現[J].計算機光盤軟件與應用，2014，（6）：111-114.

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