基于GIS 技術構建農業氣象災害監測預警系統

李軼群 馬麗莉

1、福建省福安市氣象局 2、福建省屏南縣氣象局

1 系統構建思路

在農業氣象災害防御過程中需要做到以下幾方面的內容，如天氣預報和氣象災害的影響范圍，氣象災害的時間和強度等，還要分析氣象災害對農作物的影響范圍，主要有空間地理信息和氣象屬性信息等。在具體的農業防災減災的過程當中，GIS 平臺至關重要。通過GIS 技術建立農業氣象災害動態監測預警系統，為農民做好防災減災措施奠定基礎。

1.1 GIS系統軟件的優勢和設計的原則

現代氣象工作過程中，尤其是在具體的業務開展中，科學的氣象數據起著一定的作用，在氣象業務開展中引入GIS 技術，不僅能夠提高數據的共享性、穩定性、連續性，同時還能夠提高氣象科學數據的利用率，從而滿足農業發展中的防災減災，為社會主義新農村的建設和發展奠定基礎。GIS 系統軟件的主要優點有地理數據豐富、功能強大，通過GIS 技術可以將農業氣象災害中的統計信息在地圖上顯示，更好地為人們進行氣象災害監測預警提供幫助。在進行GIS 系統設計的過程當中，應該堅持一定的原則，即可靠性和安全性。

1.2 系統總體框架

GIS 地理信息系統的建設主要分為三個部分。網絡層：網絡層是系統運行的基本保障，包括網絡系統和相關的軟硬件環境。數據層：主要包括用戶的信息、氣象災害預警、種植大戶庫等。應用層：該部分主要提供天氣預報，農作物氣象災害預警，氣象災害天氣情況，農業氣象知識等。

2 系統關鍵技術的解決方案

2.1 業務交換和數據共享問題

為解決數據共享的問題，應該注意以下幾方面的內容，結合實際需求進行程度功能的設計，保證每個服務都有相應的接口對接，從而更好地為操作系統和硬件平臺服務。具體應用的過程當中將接口和契約緊密起來，而構建出一種服務和統一的相互關系。

2.2 空間信息檢索分析問題

GIS 技術有自身的特點，同時和其他的制圖系統存在差異性。該技術的空間分析能力比較強，能夠比較準確地表達出空間位置和空間關系。經過數據檢索之后獲取的數據信息，加載到業務系統中，為用戶檢索提供方便。此外，系統應該設計多種區域選擇方式，為用戶提供自由的選擇形式，進一步分析區域內的氣象要素奠定基礎。

2.3 工作流引擎問題

工作流引擎通過對業務進行分析之后能夠得出一些數據，用戶通過可視化的工具對事項的流程和環節等進行操作和修改，從而滿足自身的需求，工作流通過管理系統能夠為用戶的使用提供強有力的支持，為管理效率的提高奠定基礎。

2.4 插件技術問題

GIS 技術具有一定的建模功能，這些功能在一定程度上有利于農業氣象災害性和天氣損失評估建模的建立。該模型的建立有一定的復雜性和多樣性。為此，在使用的過程中需要對模型進行一定的修改，從而實現模型的參數能夠結合實際的需要發生動態性的變化。需要注意的是，一些特定的參數需要配合使用特定的文件才能實現有效的利用。在具體使用模型的過程中，模型可能會出現變化的情況，對配置文件的修改有一定的影響。系統在設計的過程中可以采取一些插件技術來增加系統的適應性和擴展性，插件通過自定義的方式能夠對程序的參數進行一定的啟動和修改，而且還能對計算結果進行顯示。

2.5 數據模型的統一與交互問題

GIS 系統一個重要的目標就是能夠實現資源的共享，實現管理的規范化，為了更好地實現其功能，應該建立統一的數據模型，能夠和國際通用的模型。為數據的交互和統一使用奠定基礎，避免造成過多的數據維護。系統的主要功能是對發出預警的信息地點進行監測，一些信息能夠在地圖上顯示。需要結合地圖進行監測預警發布，及時了解不同的氣象災害信息。針對不同的氣象災害，采取不同的預警措施，可以在地圖上以不同的形式標記出來，通過查看選定區域來判斷災害的情況。系統還可以通過短信平臺，廣播，系統等方式為用戶提供幫助以及使用的便利性，如果發布預警信息，用戶能夠及時地查詢，并及時地了解氣象災害的進度，為做好氣象災害的防范工作奠定基礎。

3 系統安全保障機制的設置

3.1 數據的加密

使用GIS 系統的過程當中數據的加密很關鍵，通過信息加密工具實現對鑰匙的創建和管理，對信息進行加密與簽名，對文件的傳輸和歸檔進行加密。

3.2 病毒的防疫

為了更好地提高病毒的防治效果，應該在服務器端安裝先進的防毒軟件，通過自身的作用來獲得系統的控制權，從而能夠判斷系統中是否存在病毒，并且能夠在一定程度上阻止病毒對計算機系統的侵入。

3.3 防黑客服務

主要分為以下幾方面，如安全漏洞修補服務，系統入侵緊急響應服務，系統和數據庫的安全檢測服務，安全漏洞修補服務等。

3.4 備份與恢復

系統安全性非常的重要，應該保護系統中的信息不能丟失，做好備份工作和恢復工作。為了最大程度的保護計算機內部的數據，保證被破壞掉的計 算機系統中的數據能夠得到很好的恢復。結合系統的數據量和使用的頻率等采取科學的方式進行全盤備份。如果是一些比較關鍵的業務型數據，可以采取每個月全盤備份，這樣做能夠為保護數據和實現數據的恢復性奠定基礎。

4 系統主要功能

4.1 氣象與農情信息監測模塊

模塊主要包括特色農業范圍內的氣象和農田信息采集和傳輸情況，其中氣象與農情信息采集和傳輸能力可以在一定的范圍內顯示出一定的信息以及溫度和濕度，尤其是能夠顯示降水等氣象要素的數據，數據庫對軟件的數據進行接收，之后進行入庫和更新顯示。

4.2 精細化氣象預報產品模塊。

選擇由歐洲、日本和美國使用的數值模式，通過采取最優化集成方法對集成成員進行客觀的解釋，形成多模式的狀態，從而形成比較精細化的降水、溫度和相對濕度等預報產品。

4.3 氣象災害預警模塊

首先，氣象災害預警模塊。通過自動氣象站能夠對數據進行實時的監測和精細化的預報，結合農業氣象災害指標來對氣象災害的等級進行計算。通過氣象與農情信息采集與傳輸裝置的作用能夠有效地演變出天氣現象和氣象災害。最后，通過反演的作用對天氣現象和氣象災害的等級進行驗證和修正，同時輸出一定的結果。其次，模塊功能和界面。該模塊能夠實現對特色農業氣象災害的預警，尤其是用戶能夠選擇出市場的時間和氣象要素等參數。在此作用下，預警產品能夠以圖形化和文字表現出來，從而為農業氣象服務人員和農業相關部門提供參考。

4.4 數據查詢和管理模塊

數據庫起著比較重要的作用，里面不僅包含有農業氣象災害統計數據和歷年的氣象數據信息，同時也有精細化的天氣預報客觀產品區數據以及特色農業氣象災害指標體系，實現了數據的查詢和檢索功能。

5 結語

GIS 技術在農業氣象災害監測預警系統的建設中具有很重要的作用，該技術能夠提高預警信息的時效性，同時為人們提供準確的預警信息。此外，還能夠提供農業氣象災害信息的查詢和檢索，更好的減少或者是避免氣象災害對農業帶來的影響，為農村的建設和農業的發展奠定基礎。