基于位置服務的智慧氣象信息服務系統開發與應用

張朝明

（山西省大氣探測技術保障中心，山西 太原 030002）

0 引言

氣象和人們的日常生活是息息相關的，人們的生活起居以及工作都無法離開氣象信息，伴隨著互聯網的不斷發展，人們現在已經可以使用智能化的網絡技術來得到實時的氣象信息，為了能夠更好的獲得氣象信息。近些年來，氣象部門提出了智慧氣象手機客戶端軟件。通過智慧氣象，每個人都可以實現實時的定位，了解實時的氣象信息，能夠讓用戶充分的感受到氣象科學技術的進步成果，讓氣象服務顯得更加的智慧化[1]。

1 基于位置服務的智慧氣象信息

隨著科學技術的不斷發展，我們早就已邁入了一個移動通訊時代，移動設備現如今在人們的日常生活以及生產和工作當中占領著重要的地位。除此之外，因為高速帶寬的支持，現如今定位服務已經在各移動設備上使用的越來越廣泛。通過移動設備的定位服務，我們可以了解到周圍的環境，也能夠完成線上線下的應用。基于位置服務的智慧氣象信息使用的就是實時的定位系統，能夠在線同步的更新數據。

智慧氣象信息系統是一項面向氣象部門的快速信息服務制作系統。該系統依托成熟的網絡技術以及相關的業務信息，可以通過位置服務的定位來完成對于信息技術的采集，采集到多種氣象信息，并且對這些氣象信息進行要素分析。能夠幫助一線的氣象服務人員最快的將其生成在網站以及手機客戶端當中，最終將其制定為一個可以在終端發布的氣象服務產品。除此之外，智慧氣象信息系統還可以對氣象信息產品進行綜合的管理，能夠實現自動化的更新，聯網以及并且上傳相關的公共氣象信息。可以滿足不同領域的氣象信息服務。不僅如此，基于位置服務的智慧氣象信息服務系統還擁有非常便捷的人機交互圖形制作功能，面對各類災害，比方說臺風，泥石流或者是沙塵暴等等，都能夠實現實時的預報。該系統在運營的過程當中，能夠滿足公共氣象服務以及專業氣象服務等多方面的應用服務，可以大大的減少一線的氣象服務人員的工作壓力，并且也能夠減少在氣象方面的投資成本，能夠有效的提高工作效率，也能夠最及時的滿足客戶對于氣象的需求[2]。

2 智慧氣象信息服務系統的功能

為了滿足氣象服務工作人員的需求，也為了滿足客戶的需求，整個智慧氣象信息服務系統包括了數據資源的配置，產品的管理以及產品的制作和發布等等，一整套流程非常的完整，主要目的就是為了滿足一線的業務人員的工作需求，提高他們的工作效率。

2.1 數據資源配置設計

在智慧氣象信息服務平臺當中，能夠對所得到的數據信息進行解析，并且在計算的時候融入一些高性能的算法。整個系統類似于數據庫，支持以數據庫的方式來存儲一些氣象信息。并且可以對氣象信息進行精細化的報告，將其做成更易了解的數據格式進行解析。能夠加載出我國各省市以及地級縣的地理空間信息，并且所用配色方案比較多元化，更能夠吸引客戶的目光。也能夠滿足客戶對于氣象信息的需求。

2.2 常規及專題產品制作

整個智能化的氣象信息服務系統采取的是自定義的配置，標題以及其色彩跟圖形要素都可以進行自定義，并且也支持預報常規的一些災害的天氣要素。對于災害要素采取了專題制作。展示氣象信息圖形支持多樣化展示，主要包括柱狀圖，綜合圖以及折線圖等等。

2.3 圖庫及配置管理

圖庫管理主要包括三部分，分別為圖標庫，地圖庫以及圖文對象庫。系統在運營的過程當中支持自動化的服務以及產品的歷史參數查詢。

2.4 產品一鍵發布

整個智能化氣象信息系統的發布支持本地發布，也支持一些公共服務產品庫或者是FTP服務器等等。所發布的產品可以在手機端展示，也可以在電腦端展示以及電視端等等不同的媒介。

3 數據準備和數據處理技術

3.1 基礎數據類型

氣象信息服務當中的一些實況類的數據主要是通過氣象站自動觀測得到的氣象數據。一般來說，原始的氣象數據是存在于數據庫當中的。每一個氣象觀測自動站每分鐘都能夠通過網絡上收集到或上傳一些統一的天氣信息。氣象信息歷史數據主要是指近24個小時之內的氣象歷史數據[3]。通過對24小時數據進行比較以及采集跟分析，所獲得的值就是單點的數據庫的數據。智能化的氣象信息服務系統，在預報的時候主要預報的是零到三小時，三到六小時，六到24小時以及一到七天的天氣預報的數據。預報數據的數值算法主要可以采取快速同化算法，或者是OCF模式算法等等。

3.2 數據網格化處理

為滿足客戶的使用需求，氣象部門提出了要讓氣象服務跟手機的定位功能進行結合，以此來提供智慧化的氣象服務。基于定位服務的智慧化氣象服務，可以對數據進行網格化的處理，并且可以為用戶提供任意位置的氣象信息以及扁平化的氣象信息。利用插值算法就能夠實現網格化的數據計算。在一個空間當中，距離越近的點越有可能具有相似的豎直距離越遠的點，其數值相似的可能性就越來越小。這屬于一種最基本的理論假設。在理論假設的基礎上，可以形成各種各樣的算法。在許多氣象服務系統當中，都使用的是插值算法，插值算法可以把一些離散點數據變成一個連續的數據，能夠進一步的去形成等值線或者是色斑圖。

3.3 氣象數據手機端現繪流程

因為每天有海量用戶會訪問互聯網的手機端，因此為了保證互聯網能夠對于用戶的訪問有足夠的承載力，并且能夠以最快的速度來響應用戶的需求。因此系統會把多種氣象格數據轉化成為二進制格式，然后再完成運輸跟計算等方式。通過分布式計算把系統所得到的氣象數值變成瓦片圖。基礎的數據加工流程，首先需要把離散點的數據轉化成為比較適合的網格數據。在網格當中存在著一些非已知的點，這些點的數值我們可以使用插值方法對其進行增加處理。輸出省氣象范圍內的網格化的數據文件。統一對數據網格化之后的實況以及預報信息進行處理。統一將數據文件的大小格式進行壓小處理，在處理過后的文件可以減少80%的占用量。另一方面，也需要把這些數據信息處理成手機客戶端客戶比較方便查看的信息。

4 關鍵技術

在智慧化的氣象信息服務的數據模塊處理當中，為了能夠將多種數據源頭的產品進行統一的融合，使用的是二進制的數據處理方式。在數據處理當中，可以對儲存的信息進行直接的解析，或直接傳輸。但是在傳輸過程當中的數據效率可能會比較低，容易導致服務端的瓦片數據生成緩慢，反應在客戶的手機上的時候表現為數據加載的非常慢，不同的圖層切換響應也比較低，為了解決這樣的問題，主要在系統當中采用了二進制的數據處理方法。把數據的四類格式轉化成為二進制的格式并且壓縮，這樣能夠在最快的時間內對數據進行壓縮，并且可以在服務端完成傳輸以及解析等步驟。以二進制的數據格式傳送到客戶端的時候，能夠繪制出等值線圖[4]。

5 基于位置信息的智慧化的氣象信息服務在農業方面的實例應用

整個智慧化的氣象信息系統在農業方面的應用，其基本的構成要素主要包括硬件以及軟件兩個部分。具體主要包括預警系統，數據處理系統以及從定位以及氣象信息服務方面可以實現對于現場的一些數據的采集，并且也能夠完成智能的分析跟預警。形成了非常現代化的農業管理模式。將智慧氣象信息應用在農業的服務系統當中，可以形成一個功能非常強大并且涵蓋面積非常廣的實時監測土壤以及水質的監測系統。通過智能控制跟智慧氣象的結合，可以使農民能夠了解到最新的農情信息以及最新的氣象信息，包括一些突發的事件。整個系統可以為農民的種植做出非常科學的指導。基礎的設施主要包括為表現層，應用層，應用支撐層，數據層以及基礎設施層五個層次。表現層指的就是最后形成在客戶面前的一個可視層的終端。表現層的主要的展現形式就是通過統一的瀏覽器來為客戶提供氣象信息，工作人員可以通過控制表現層來控制客戶端所展現的信息[5]。應用支撐層包括整個系統的框架。主要部分分為通用功能組件，接口服務組件等等。這些組件以及多層的架構構成了整個智能化的氣象信息系統的核心部分。數據層指的是數據的存儲。數據層在整個系統當中是非常重要的一個部分，主要是所有的業務對象實現的一個途徑。在數據層當中，主要存儲的信息是天氣預報的實況數據，包括一些災害的預警以及監測到的一些設備數據。

6 結語

智慧氣象信息服務系統是中國氣象局近些年來推薦并且提出的一種可以適應現代化社會發展的一種新型的氣象服務理念。能夠將智慧化的理念貫徹到整個氣象的業務以及服務跟管理活動當中。可以通過智能化的信息技術來構建一個大數據，并且采取開放共享的機制，能夠為用戶提供網格化的氣象預報，并且可以為氣象信息系統提供更好的技術支持。現如今，移動終端正在不斷的發展當中，位置定位信息服務現在已經應用的非常成熟，并且也已經應用在了許多的軟件當中。基于位置信息定位的智能化的氣象信息服務可以有效地展開對于山洪地質災害的預警，并且能夠更好的應用在公共衛生，安全管理以及水路救助等領域，能夠有效的提升氣象防災能力以及公共服務能力。