多元氣象災情信息采集系統的設計與應用

◆鞠曉雨 佘冰冰

（安徽省氣象災害防御技術中心 安徽 230061）

近年來，受全球氣候變化影響，我國極端天氣氣候時間明顯增多，氣象災害的多樣性、突發性、極端性日顯突出，災害的多變性、關聯性和難以預見性更加明顯[1]。安徽省地處我國南北氣候過渡帶，淮河以北屬溫帶半濕潤季風氣候，淮河以南屬于亞熱帶濕潤季風氣候，南北冷暖氣流常常交匯于江淮地區，天氣氣候復雜，氣象災害種類多、強度大、頻率高，主要有暴雨洪澇、臺風、連陰雨、雷電、大風、冰雹等。通過結合人工和科技手段，及時地開展氣象災害調查，可以進一步確定災害性天氣的強度及其直接引起的災情和次生災害，加強對氣候變化的充分認識，有助于應對甚至避免氣象災害帶來的破壞[2]。目前在對往期的災害調查進行總結分析時發現，一方面災情資料數據相對零散，不夠直觀和便捷，只能通過依次翻閱調查報告獲得，使得災情信息的匯總分析工作步驟煩瑣、效率較低且缺乏整合性；另一方面，調查的實時性和定點性欠缺，一些重要的災情要素記錄不夠完整，難以快速、全面地獲取現場受災情況。近年來，隨著移動網絡和智能手機的迅速發展，手機APP、微信小程序等已經普遍應用于各行各業，極大提高了生活質量、工作效率，在氣象災害現場調查中也開始發揮重要作用[3]，很多地區也都開發了相關的產品和系統，應用效果良好[4]。

根據當前氣象災害調查業務需要，本文設計了氣象災害調查中多元災情信息采集系統，讓前方的調查人員可以通過該系統及時上報不同災情要素、上傳相關圖片視頻、查閱當地歷史災情、參考相關標準規范、瀏覽公共媒體上相關的災情動態信息等，后方管理員可以通過系統及時接收并整理災情數據、豐富案例庫等，極大地方便了工作人員有效地開展氣象災害業務。

1 系統設計

1.1 總體設計

多元災情信息采集系統在設計時主要針對前方的信息采集以及后方數據調取及整合。所以在總體設計上，首先需要通過總結分析往期災害調查報告和歷史災情數據，選取我省發生較為頻繁的災種，結合以往災害調查工作，按照不同災種分析并總結所需采集的災情信息，如時間地點、承災體類型、致災方式、氣象及環境因素、具體災情描述等等，通過整理出系統開發所需要的示范數據，對所需采集的災情信息進行規范化。最后依據整理的災情信息及需求，進行系統的制作、上線和應用。

從適用性角度，該系統選擇微信平臺開發。由于微信平臺較手機APP 相比，開發和使用都更為簡捷，且兼容了iOS 和Android 系統，無須下載即可供調查者使用，同時還能夠便捷地獲取用戶信息、定位并推送消息。在設計上，小程序一般設計原則為：重點突出、流程明確、反饋及時、異常可控[5]。其采用原生開發模式，將邏輯層與渲染層分開，頁面結構由wxml 負責，頁面樣式由wxss 負責，頁面邏輯由js 負責，以接口式開發方式，前后端分離，分別搭建前端界面和撰寫接口。

1.2 功能設計

系統設計路線和實施方案如圖1 所示，前端功能主要為身份審核、地圖瀏覽、定位與路徑導航、災情的數據、圖片和視頻采集并同步上傳、微博微信及互聯網等公共媒體上有效災情信息的動態更新等。在后端功能主要為用戶管理、災情信息查看等。結合4G、5G 或Wifi網絡，實現災情信息的精準標注、遠程數據的即時傳輸，提高災情收集和上報效率，供后方人員分析判讀。

圖1 設計路線和實施方案

以上功能集成于首頁、新聞、查詢、標準文件、個人中心五個模塊。其中數據采集是系統的核心功能，從首頁中直接進入，主要的前端內容為：

①選擇災情分類

②進入災情基本信息填寫頁面，根據字段信息填寫（如：災情名稱、自動獲取受災位置、經緯度、海拔高度、采集人姓名、采集時間、上傳受災圖片、受災視頻）

③填寫災情描述（如：開始時間、結束時間、最大淹沒深度、人員傷亡情況、其他情況）

④添加承載體，根據不同災情分類選擇承載體（如：農林牧漁、交通路網、工業、建筑物、公共基礎設置等），再根據選擇的承載體填寫具體的受災情況，保存后提交。

災情子模塊中除了基本的災情信息外，圖像和視頻記錄通過從手機中的相冊中選取后實現上傳；若現場情況比較緊急或特殊，未能及時錄入災情信息，對已有記錄可臨時暫存，后期再調取、修改、添加并保存。由于在實際調查工作中，往往一次災情需要前往多個事發地點并記錄，所以在功能實現上，通過選取過往災情名稱的形式來實現多條記錄的合并。

新聞模塊由后臺上傳，前端展示，可通過文章列表加災情標簽的形式來顯示新聞的圖文詳情；查詢模塊中可以根據起始時間段、災情分類來檢索查詢歷史災情采集記錄以及往期的災害調查報告；在標準文件模塊中，可上傳相關的災害調查規范性標準及相關文件，供前方調查人員參考使用。

后臺管理主要分為三個方面：

①后臺內容管理：包括對新聞、標準文件、災情分類、部門管理等模塊的標題內容和標簽的添加、刪除、排序，以及可根據時間以及標題關鍵詞進行搜索。

②后臺會員管理：包括會員列表，顯示會員手機號、昵稱、部門、注冊時間，可凍結會員賬號，可根據會員id 以及手機號碼進行篩選。

③后臺災情管理：包括將前端提交的災情信息展示，并由列表點擊查看災情詳情信息等，還可以通過檢索姓名/災情分類/災情名稱來導出災情描述信息、圖片和視頻，并對每個模塊進行數據的管理。

1.3 頁面顯示

根據安徽省的歷史災情匯總分析，災情采集系統選取了暴雨洪澇、臺風、雷電、連陰雨、冰雹、雪災、大風、龍卷、大霧、干旱、低溫冷害、高溫熱浪、凍害和霜凍十三個災種直接在首頁顯示并錄入，其他災種可從“其他”子目錄中錄入。選中災種后可根據現場情況進行災情信息采集。手機端主要的頁面顯示如圖2 所示。前方災情信息錄入后，該記錄經服務器同步到后臺，后方的工作人員可通過電腦端實時瀏覽、查詢并導出。

圖2 多元氣象災情信息采集系統的顯示界面

2 系統應用

系統自2020 年七月下旬上線測試，在2020 年7 月22 日的龍卷災害調查工作中進行了實地操作。通過該小程序，前方工作人員及時在現場采集并上傳了災情的信息、照片及視頻，其他工作人員及后臺在第一時間共享并獲取了災情資料，后臺工作人員也即時上傳了龍卷災害調查相關標準、新聞，供調查人員參考，并完成了數據的實時快速集成。由于災情調查次數的限制，該系統后續將進行更多的業務化應用并完善。

3 總結

隨著氣象災害調查中多元災情信息采集系統的設計和實現，相關災害調查人員可以經審核后使用該系統，可以解決災害調查工作中數據零散，無法匯總及即時傳輸等問題，能夠充分提高災害調查的工作效率，實現調查人員在現場利用手機實時采集多元災情信息，供后方人員實時共享并處理分析，為災中調查、災后分析提供更先進、便捷的技術手段和更豐富、準確的數據資料。在后續的工作中，多元災情信息采集系統仍需更多地應用于各地氣象災害調查工作，并不斷優化，完善和規范我省氣象災害調查案例庫，為我省災害調查業務能力建設提供技術支撐，努力升氣象災害防御和應對能力。