長沙市農業氣象防災減災信息服務客戶端的構建

楊嘯寧，鐘金蓮，王米吉，周建坤

(1．湖南省保靖縣氣象局，湖南保靖416500;2．湖南省長沙市氣象局，湖南長沙410205)

農村是氣象災害防御的薄弱地區，農業是對天氣和氣候變化反應最為敏感的行業之一。農業生產的每個環節以及農業生產對象生長發育的每個階段都在很大程度上依賴于氣象條件。受全球氣候變暖的影響，各類極端天氣氣候事件發生頻率明顯加大。農產品的產量和品質均不同程度受到寒潮低溫、高溫干旱、暴雨大風等氣象災害的影響。隨著社會經濟發展，我國農業正處在由傳統農業向高產、優質、高效、生態、安全和可持續發展的現代農業加快轉變的關鍵時期。隨著智能手機進入人們的生活，手機款式的豐富和價格的降低，其普及率將逐步增加，越來越多的用戶不約而同地以客戶端的方式來獲取信息，用戶通過手機享受到豐富的應用和服務已成為發展趨勢;氣象智能終端服務系統代表了氣象防災減災、公共氣象服務、生態文明保障服務的發展方向。國內外學者對天氣預報軟件進行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”等天氣預報軟件層出不窮［5－8］。但上述氣象服務客戶端軟件針對性、實用性不強，信息服務仍停留在常規及傳統氣象服務基礎上，預報產品的精細化程度及準確率不能滿足現代農業新要求。為此，長沙市氣象局率先致力于開展現代農業氣象服務客戶端“農情通”關鍵技術研究與應用，以服務于現代農業、糧食安全保障、農業防災減災為突破口，由以傳統種植業為主的領域逐漸向新型現代農業產業領域拓展，通過“農情通”這個直通式平臺，為農業種養大戶、漁業等專業化服務組織和農民合作社、農業企業等新型農業經營主體開展直通式氣象服務，實現由傳統農業氣象服務向現代農業氣象服務的轉變，有效提高了現代農業氣象服務的針對性與時效性、預警信息的覆蓋面與針對性及防災減災能力。

1 系統平臺設計與實現

1．1 技術要求 將先進網絡技術與現代化氣象業務應用、農用氣象服務、農業氣象災害預警發布等技術相結合，圍繞數據庫、農業氣象觀測系統、農作物精細化預報方法、農業氣象綜合減災服務及客戶端平臺建設等關鍵技術開展研究與應用。將3G/4G移動通信技術與現代化氣象業務應用技術結合，依托3G/4G網絡和互聯網技術，開發語言有C、C++、Object C、Java、J2EE、Ejb3．0、Strtus、Hibernate、Sping、JavaScript等。服務器采用LINUX系統，服務端運行環境:Apache、Tomcat、JBoss等容器，數據為Mysql5．3;90%以上的手機客戶端操作系統支持 iPad、iPhone、Android、Symbian、Windows Mobile、Java等操作系統的智能手機、電視、平板電腦等。整體界面簡潔、美觀、布局合理，系統采用分層構架、模塊化方式設計開發，各功能模塊之間以數據接口為紐帶，原則上相互獨立，對各功能模塊進行建權，可根據需要對不同用戶群開放權限。用戶通過“220．168．31．93:5020/hncsnqt”下載安裝。

1．2 模塊設置與實現 針對長沙氣象為現代農業服務的現狀，依托長沙市氣象臺信息網絡中心的基礎數據，“農情通”客戶端軟件在繼承常規客戶端軟件服務內容和功能的基礎上，采用前端可視化運行模塊和后端自動或半自動運行模塊緊密結合，前臺負責各類信息圖表展示，后臺負責數據更新、監控、預報制作、報警，數據維護管理、統計，用戶分類等信息處理工作，具有以下功能模塊:用戶注冊、農業氣象觀測、閾值提醒、預警預報、信息服務、專家咨詢、農情建議、農業科技、災情上傳、信息互動以及農產品供銷。詳細應用界面見圖1。

2 系統特點及功能

首頁下方菜單包括“預報”、“監測”、“服務”、“供銷”、“設置”5大菜單。點擊“預報”菜單，上部展示:實時天空狀況、溫度、降水量、風向風速、相對濕度等天氣要素預報;中部位置顯示未來1～7 d天氣預報;上下拉動刷新，下方以曲線及圖形方式顯示過去24 h溫度、濕度及降水量實況值。點擊“監測”則顯示:土壤水分、大棚溫度、大棚濕度及田園風光相關模塊內容;“服務”菜單包含專家咨詢、農情建議、農業科技、災情查看以及災情上傳5大模塊;“供銷”菜單包含供應、需求及市場動態3大模塊。

2．1 “預報”菜單(圖1a) 基于精細化的主要農作物各生長期預報方法研究成果，“預報”菜單顯示常規農用天氣預報、主要農作物各生長期預報、病蟲害預報及作物產量預報等實時農用天氣預報以及精細到鄉鎮24 h內逐小時預報、48 h內逐3 h預報、72 h內逐6 h預報和168 h內逐12 h預報精細化農用預報產品。該功能使農用天氣預報準確率尤其是災害性天氣準確率及精細化水平明顯提高。

2．2 “監測”菜單(圖1b) “監測”菜單作為現代農業氣象觀測系統，是“農情通”客戶端的核心部分。通過對全市各重點集中育秧大棚、蔬菜大棚陸續安裝近50套溫度和濕度自動監測儀，實現對大棚內的溫度、濕度狀況進行24 h自動監控，并設定大棚內溫度、濕度閾值，當大棚內溫度、濕度實況達到設定的閾值時，后臺系統會自動編輯一條預警短信發送到農業大戶、大棚管理員及氣象服務人員的手機上，第一時間通知種糧大戶，提醒采取相應措施。若大棚內溫度或濕度連續2 h超閾值，氣象服務人員及時打電話通知大棚管理人員，提醒其采取通風、加濕等措施來降溫降濕或增濕。“農情通”客戶端被廣大種植大戶稱為“氣象保姆”，可為現代農業氣象服務和客戶端提供重要的基礎數據，主要包括:常規農業、特色農業、設施農業氣象觀測、現代農業生產基地農田小氣候觀測及作物遠程高清實景監控和水產養殖對象的動態觀測。該客戶端在大棚集中式育秧氣象服務中發揮了不可或缺的作用，使氣象為現代農業服務工作更專業、更快捷，進一步提升對種植大戶的生產指導能力。

2．3 “服務”菜單(圖1c) “服務”菜單由專家咨詢、農情建議、農業科技、災情查看以及災情上傳5大模塊組成。為農戶提供優質、科學、實用的天氣預報、天氣實況、農業氣象預警、農業專題服務及農業生產技術、農產品加工技術專家咨詢及災情上傳處理。其中“專家咨詢”信息交互系統可方便農業大戶與農業氣象專家交流互動，指導他們高效配置各種生產要素、合理安排農事活動;“農情建議”在農事生產活動中由專業的農業專家為農戶提供一對一的指導幫助服務;“農業科技”提供實用農業生產的科學技術以及農產品加工技術。包括種植、養殖、化肥農藥的用法、病蟲害防治以及生產資料的鑒別、高效農業生產模式等;災情查看、災情上傳方便農戶及農氣專家及時獲取、了解及查看災情以及實時災情實報和處理、自拍上傳等功能。

2．4 “供銷”菜單(圖1d) “供銷”菜單由供應、需求及市場動態3大模塊組成，可為新型農業經營主體企業(農莊、基地、農資、種子等涉農企業)做產品宣傳，在農業供產銷方面為從事農業產業的相關人員提供一個信息發布共享的平臺，并實行網上交易。

3 結論與討論

(1)“農情通”客戶端軟件將先進網絡技術與現代化氣象業務應用、農用氣象服務、農業氣象災害預警發布等技術相結合，圍繞數據庫、農業氣象觀測系統、農作物精細化預報方法、農業氣象綜合減災服務及客戶端平臺建設等關鍵技術開展研究與應用。

(2)該客戶端軟件支持ios、Android等手機操作系統以及平板電腦;用戶通過“220．168．31．93:5020/hncsnqt”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。為農業種養大戶、漁業等專業化服務組織和農民合作社、農業企業等新型農業經營主體開展直通式氣象服務，有效提高了現代農業氣象服務的針對性和時效性。

(3)依托長沙市氣象臺信息網絡中心的基礎數據，客戶端軟件平臺由“預報”、“監測”、“服務”、“供銷”、“設置”5大菜單構成，具有用戶注冊、農氣觀測、閾值提醒、預警預報、信息服務、專家咨詢、農情建議、農業科技、災情上傳、信息互動及農產品供銷等強大的信息服務功能，實現前端顯示及后端預報制作、數據監控、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。

(4)“預報”菜單顯示常規農用天氣預報及精細化農用預報產品及預警信息;“監測”菜單是“農情通”客戶端的核心部分，實現對大棚內的溫度、濕度狀況實時監控及閾值預警提醒;“服務”菜單為農戶提供優質、科學、實用現代農業氣象服務及農業生產技術、農產品加工技術及災情上傳處理;“供銷”菜單為新型農業經營主體企業提供一個農產品信息發布、供應及銷售于一體的共享平臺。

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