縣級綜合氣象業(yè)務服務系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

胡擁軍，羅飛云，胡自花（湖南省永州市雙牌縣氣象局，湖南 雙牌 425200）

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縣級綜合氣象業(yè)務服務系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

胡擁軍，羅飛云，胡自花（湖南省永州市雙牌縣氣象局，湖南 雙牌 425200）

近年來，隨著氣象部門現(xiàn)代化水平的日益提升，省市各級氣象部門依據(jù)自身具備的豐富的專業(yè)技術知識與強大的裝備技能保障能力，研發(fā)了多個具備高效性與實用性特征的綜合業(yè)務平臺，大幅提升我國氣象服務能力。基于此，本文首先分析了縣級綜合氣象業(yè)務服務系統(tǒng)總體設計，之后對系統(tǒng)主要功能模塊的具體實現(xiàn)進行了詳細的闡述，以供參考。

縣級綜合業(yè)務；系統(tǒng)；設計；實現(xiàn)

1　引言

近年來，隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，各行業(yè)對天氣預報產(chǎn)品的實效性、準確性與精細化程度的要求日益提高。此情況下，縣級氣象部門應當制定及時的、準確的、精細化程度較高的天氣預報產(chǎn)品，從而為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、防災減災、公共服務提供優(yōu)質(zhì)的氣象服務。

2　縣級綜合氣象業(yè)務服務系統(tǒng)總體設計分析

①實現(xiàn)應用平臺集成化目標，這就要求將現(xiàn)有各種業(yè)務系統(tǒng)、預警發(fā)布方法無縫集成至該系統(tǒng)中。②實現(xiàn)氣象監(jiān)測實時化目標，也就是在最短的時間內(nèi)獲得轄區(qū)內(nèi)部各類氣象要素的實時數(shù)據(jù)，一般情況下，區(qū)域站點數(shù)據(jù)每間隔10min會更新一次，自動站數(shù)據(jù)通常每間隔1min更新一次。③實現(xiàn)預報服務便捷化目標，具體來說就是能夠更加快捷的、便利的獲得省市各級指導預報，并在此基礎上，對各類預報服務材料進行統(tǒng)一的、有效的管理。④逐步提升災害性天氣預警能力，通常可以采用將預報預警等服務產(chǎn)品自動轉(zhuǎn)化為語音文件及短信、電話主叫等方式，向指定區(qū)域預警服務人員及時發(fā)送服務產(chǎn)品的形式，全面提升對外預警發(fā)布能力。

對于縣級綜合氣象業(yè)務服務系統(tǒng)整體框架，具體如圖1所示。通過圖1可知，系統(tǒng)主要包括前臺可視化業(yè)務平臺部分與后臺自動化數(shù)據(jù)采集部分。其中，前臺可視化業(yè)務平臺部分主要涉及現(xiàn)有業(yè)務平臺集成、實況數(shù)據(jù)查詢等多個功能，而對于后臺自動化數(shù)據(jù)采集部分，則主要涉及實況數(shù)據(jù)采集入庫、數(shù)據(jù)簡單的維護等方面內(nèi)容。通過該服務系統(tǒng)，可實現(xiàn)多個業(yè)務平臺集成、區(qū)域自動站資料實時監(jiān)視與查詢等方面目標，具體來說就是構(gòu)建一個包括數(shù)據(jù)采集、存儲等系統(tǒng)功能的縣級綜合信息平臺。

圖1　系統(tǒng)整體框架圖

此類系統(tǒng)具有較為豐富的功能，數(shù)據(jù)量也相對較大，所以需要一個龐大的數(shù)據(jù)基礎作為支撐，針對縣級臺站軟硬件資源較為薄弱的特征，系統(tǒng)采用分布式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，也就是在不同服務器中布設數(shù)據(jù)庫。

通常情況下，公用數(shù)據(jù)調(diào)用市局數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，例如區(qū)域站實時數(shù)據(jù)，系統(tǒng)則利用10M內(nèi)網(wǎng)專線的方式來調(diào)取數(shù)據(jù)。對于其他類型數(shù)據(jù)，一般存儲在臺站本地數(shù)據(jù)庫中，不僅能夠有效整合相關資源，還可大大提升數(shù)據(jù)利用效率，并且還能夠使得縣級臺站資源缺少問題、技術保障能力較為薄弱的問題得以妥善的解決。

此外，依據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)內(nèi)容的不同，數(shù)據(jù)存放形式也存在較大的差異。對于區(qū)域站數(shù)據(jù)、災情信息數(shù)據(jù)、人員信息數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)資料的保存，大多以SQL數(shù)據(jù)庫的形式進行，而對于預報預警等服務產(chǎn)品的保存，往往以TXT、WORD等文本形式進行。對于系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程，具體如圖2所示。

圖2　系統(tǒng)數(shù)據(jù)流圖

對于系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集程序，其會自動采集實時數(shù)據(jù)，并存儲至相對應的數(shù)據(jù)庫，之后業(yè)務平臺依據(jù)自身需求，對數(shù)據(jù)信息進行合理的調(diào)取，并對部分數(shù)據(jù)進行適當?shù)男薷呐c刪除。

3　縣級綜合氣象業(yè)務服務系統(tǒng)主要功能模塊的具體實現(xiàn)

3.1實況查詢模塊設計

查詢自動站與區(qū)域站實時觀測數(shù)據(jù)時系統(tǒng)實況查詢模塊的主要功能，其通常包含表格方式查詢與圖形方式查詢這兩個子模塊。該模塊有效融合了GIS技術、信息技術等一系列先進的技術，可為氣象部門全方位信息化目標的實現(xiàn)提供整體應用系統(tǒng)與全程解決方案。

其中，表格查詢模塊主要是通過2個combo Box控件來獲得查詢區(qū)域與查詢要素，以及利用2個date Time Picker控件來獲得查詢起止時間，之后再采用ADO.NET訪問組件與市局區(qū)域數(shù)據(jù)庫進行遠程連接，然后即可通過SQL查詢命令的執(zhí)行來獲得滿足條件的數(shù)據(jù)記錄，最后依據(jù)程序設定的格式，在data Grid View表格控件進行數(shù)據(jù)記錄的填充。

同時，為了給用戶操作提供便利，程序還提供了多個篩選條件用于查詢制定級別的要素數(shù)據(jù)，并且還布設了快捷查詢按鈕。而在該模塊中，還增加了一定的數(shù)據(jù)導出功能，可以較為便利的將查詢結(jié)構(gòu)導出至word文檔，從而使得用戶能夠更加快捷的、更加便利的制作氣象服務產(chǎn)品。

此外，對于系統(tǒng)中的實況數(shù)據(jù)圖形方式查詢模塊，則主要采用C#+SQL2005+MapInfo2005應用開發(fā)模式，并在NET框架基礎上進行組件式GIS的開發(fā)工作，但需要遵循一定的流程，具體如圖3所示。之后再依據(jù)由氣象自動站所采集的數(shù)據(jù)，通過質(zhì)量控制與分析處理之后，構(gòu)建氣象數(shù)據(jù)倉庫，然后采用由C#開發(fā)工具、Map info控件提供的各類數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，通過SQL命令，從基礎氣象數(shù)據(jù)倉庫中查詢已經(jīng)經(jīng)過篩選的、能夠滿足空間數(shù)據(jù)條件的結(jié)果。對于篩選條件，主要包括區(qū)域選擇、經(jīng)緯度等，從而獲得建立地理信息關系系統(tǒng)所需數(shù)據(jù)，之后就可構(gòu)建相對應的空間數(shù)據(jù)集。

圖3　實況數(shù)據(jù)圖形查詢模塊數(shù)據(jù)流圖

3.2服務對象管理模塊設計

對于系統(tǒng)的服務對象管理模塊，主要用于預報預警服務對象信息的添加、刪除、修改與電話號碼輸出等方面的管理工作。在該系統(tǒng)初期開發(fā)階段，主要采集了轄區(qū)內(nèi)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)（含村組）、學校等部門負責人的姓名、所在鄉(xiāng)鎮(zhèn)等有關聯(lián)系信息，只需將其輸入本地服務器中新建的服務對象信息庫，就可利用SQL查詢命令將指定鄉(xiāng)鎮(zhèn)、指定部門的負責人聯(lián)系信息逐一查詢出來。

此外，通過創(chuàng)建file stream文件對象，并指定字符編碼方式，就可將查詢到的電話號碼導出至TXT文件，這樣一來，就能夠很便利的采用各種發(fā)布形式發(fā)布與不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)、不同工作單位人員相對應的預警信息。

3.3預警信息發(fā)布模塊設計

對于系統(tǒng)中的預警信息發(fā)布模塊，其主要涉及發(fā)布系統(tǒng)集成與語音合成兩部分的4個模塊，其中，對于發(fā)布系統(tǒng)集成部分，主要是將現(xiàn)有的短信發(fā)布平臺、電話主叫平臺等信息發(fā)布系統(tǒng)集成至本平臺中，這樣一來，用戶只需要點擊菜單選項，就能夠直接打開相對應的信息發(fā)布平臺。

對于系統(tǒng)中的語音合成模塊，則主要采用TTS語音合成技術將預警信息轉(zhuǎn)變?yōu)橐纛l文件，然后用于電話主叫服務。通常情況下，TTS語音合成技術原理較為復雜繁瑣，但微軟的Mi－crosoftSpeechSDK5.1開發(fā)包能夠為TTS技術提供語音引擎接口，主要包括語音應用程序編程接口SAPI與微軟語音識別引擎及微軟語音合成引擎，這樣一來，只需要采用編程語音，就能夠很方便的將其中包含的“類”用于編制的程序中。

3.4災情檢索模塊設計

對于系統(tǒng)中的災情信息檢索模塊，主要涉及歷史災情資料檢索與災情資料入庫兩個子模塊。當前，系統(tǒng)設計已經(jīng)構(gòu)建了災情信息數(shù)據(jù)庫，并且已經(jīng)將全市的歷史災情普查數(shù)據(jù)導入數(shù)據(jù)庫中，所以，災情檢索子模塊只需要依據(jù)指定的年份與災情的種類，查詢滿足相關條件的災情信息即可。

對于災情資料子模塊，其主要用于災情發(fā)生時間、地點、種類等相關信息的輸入，之后就可將災情信息添加至數(shù)據(jù)庫中。此項系統(tǒng)總共提供了兩種入庫方式：①將災情普查數(shù)據(jù)EXCEL文件批量導入數(shù)據(jù)庫，但此種方式需要構(gòu)建一個Data Set對象，先獲取EXCEL的數(shù)據(jù)導入到Data Set中，然后再將dataset中的數(shù)據(jù)庫insert到數(shù)據(jù)庫；②手工輸入單條災情信息各項內(nèi)容，然后利用insert命令直接插入數(shù)據(jù)庫中即可。

4　結(jié)語

綜上所述，縣級綜合氣象業(yè)務服務系統(tǒng)主要包括氣象信息監(jiān)測、服務產(chǎn)品制作與預警信息發(fā)布，是一種綜合性縣級氣象應用平臺，因此，在進行系統(tǒng)設計時，應當對縣級氣象部門的業(yè)務運行實況與縣級臺站軟硬件資源環(huán)境進行全面的考慮，并且在系統(tǒng)設計初期，還需要詳細的調(diào)研并考察縣級氣象監(jiān)測預警工作，從而使得系統(tǒng)能夠為基層臺站提供更優(yōu)質(zhì)的業(yè)務服務。

［1］劉高平，葉金印.基于分布式架構(gòu)的縣級氣象業(yè)務系統(tǒng)設計與實現(xiàn)［J］.軟件工程師，2015（04）：36～38.

［2］況 源，周小明，梁富強，等.基于Android系統(tǒng)的手機縣級氣象服務系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)［J］.現(xiàn)代電子技術，2015（07）：43～45.

［3］熊安元，趙 芳，王 穎，等.全國綜合氣象信息共享系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)［J］.應用氣象學報，2015（04）：34～36.

胡擁軍（1972-），男，工程師，本科，主要從事綜合氣象業(yè)務工作。

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2095-2066（2016）09-0222-02

2016-3-12