南豐縣氣象服務展示平臺概述

李 昕，涂 婷

南豐縣氣象局，江西南豐 344500

目前，南豐縣氣象局查看實時氣象數據存在多個平臺，且比較雜亂，預警發布精細化程度不夠，無法針對縣區各區域的特色，提供不同氣象數據的監控、預警，只能通過人工查看數據監控并進行人工研判后發布預警，預警區域范圍較大，不能滿足對特色產業區域的精細化氣象預警服務。氣象服務展示平臺在業務使用中，可直接查看特定區域的監控數據，包括氣象數據監控和影像監控等。再通過數據接口調用特定站點周邊氣象站的數據，自動對不同站點的氣象實況數據進行預警閾值檢查，并通過手機短信或APP的方式，自動發布預警信息到指定特定區域、指定相關人員等。

1 系統功能

氣象服務展示平臺將吸取預警系統和影像監控的優勢，彌補日常服務僅靠自動站采集的常規數據的不足。通過深入調研、綜合考量及業務人員的分析，最終實現符合業務需求的氣象服務展示平臺。因此，開發統一的特色產業區域“預警+影像”融合平臺，對日常的氣象服務展示工作具有迫切的現實意義。該平臺的開發成功，投入使用，將大大推動對地方政府對氣象事業發展，提高特色產業區域精細化預警的力度，還能帶動特色產業的經濟效益，為區域特色提高氣象保障。

南豐縣氣象物聯網智能監控平臺內容涵蓋以下3個方面。（1）影像監控通過云化對接服務平臺：影像監控對接服務平臺的核心是在影像監控云化，通過將影像監控上傳至云端，連接云端獲取影像。（2）特色產業區域精細化預警：為特色產業區域提供精細化預警的核心是對該區域的氣象數據獲取及融合分析，某些特色產業區域無氣象觀測站及負氧離子站，對此，將通過空間分析獲取周邊氣象站實時數據，對特色產業區域精細化預警提供數據支持。（3）大屏展示功能：通過大屏幕可直觀地掌握特色站點預警信息、預警區域、氣象數據情況、特色站點的預警次數，對預警直觀監控。從系統的實用性、先進性、經濟性、可靠性和可維護性等出發，設計了大屏幕投影顯示界面。

2 系統說明

硬件環境要求：數據庫使用SQL Server2005或以上版本，瀏覽器使用IE（8）或以上版本，分辨率為1024×768，操作系統使用Windows7及以上版本[1]。

服務器硬件要求：最大支持2顆最新一代英特爾?至強?可擴展系列處理器，支持英特爾睿頻加速技術3.0，英特爾高級矢量擴展指令集（Intel?SSE4.2,Intel?AVX, Intel?AVX2, Intel?AVX-512）；8個內存DIMM槽，最大支持2TB ECC LRDIMM/RDIMM；具有高級內存容錯功能；可選RAID配置，支持在線恢復RAID陣列，硬盤出現故障時可確保數據安全；支持8塊2.5/3.5寸SATA熱插拔存儲盤位，2塊2.5寸內置存儲盤位；支持2條PCI-E 3.0×16速插槽，3條PCI-E 3.0×8速 插 槽，1條PCI-E 3.0×4速插槽，以及1個M.2接口；600 W專用電源[2-4]。

服務器系統：Windows Server 2003或以上版本。

服務器架設方式：外網+專業部署。B/S服務器：JDK1.7 + Tomcat7.0或以上版本[5]。

平臺采用B/S方式，整體運用微服務架構技術，更高效、合理地利用系統資源，通過數據一體化支持層服務應用，提供使用功能，并做到氣象服務的指向性和特定性。在瀏覽器輸入網址即可進入系統，推薦用IE11、360極速版等瀏覽器。平臺基礎功能包括用戶登錄、用戶注冊、忘記密碼等；系統管理功能包括機構管理、角色管理、菜單管理、用戶管理、系統權限管理等。日志管理功能為記錄登錄用戶對每個操作系統的操作信息，系統管理員可對日志進行刪除、導出等功能操作。站點管理功能新增站點信息，并對站點進行管理，登錄進入首頁后，可以從webGIS地圖上查看到所有站點，并能實時查看當前時間以及當天的天氣與溫度等信息。點擊地圖上的站點，可以查看站點對應的要素信息。同時，對不同站點的信息進行質控，并對于有疑誤的數據進行報警次數統計。

3 功能實現

3.1 系統預警方式

一是鏈入本平臺的江西省12379預警發布系統；二是依托本縣各氣象區域自動站，對小范圍的氣象災害預警的發布。

異常預警包括以下7個方面。

（1）站點信息展示：首頁中顯示所有站點列表，僅顯示南豐縣區域地圖；可通過列表中的站點或地圖上的站點顯示站點詳細信息以及最新站點要素數據。

（2）在地圖中以藍、黃、橙、紅4種顏色變幻站點圖標，實現站點狀態預警。

（3）系統對預警信息自動對特定人群短信或APP推送。

（4）站點管理：可新增、修改、刪除和查詢目前系統中以接入的站點基礎信息，可手動設置各站點斷線報警閾值。

（5）要素管理：可新增、修改、刪除和查詢目前系統中接入的站點要素基礎信息、要素關聯站點，可設置各要素數據閾值預警。

（6）應用數據接口：對接已存在的數據接口，獲取站點信息、站點要素數據等核心業務數據，數據接入頻率5 min/次。

（7）視頻圖片接口：與海康品牌硬件攝像頭對接，實時獲取自動區域站監控圖片數據（僅對安裝了視頻監測系統的自動區域站）。

3.2 特色產業服務

本系統的一個重點就是：氣象服務本地的蜜桔種植、甲魚養殖和全域旅游，對突發性氣象進行及時預警或提醒。

3.2.1 蜜桔種植通過蜜桔種植園的實時監控系統，監測到種植環境情況有明顯變化時，對特定人群進行短信或APP推送，及時提醒關注。通過分析總結得出南豐蜜桔生育對氣象條件的要求有以下幾方面。

第一，溫度。南豐蜜桔性喜溫暖，要求年平均氣溫在15℃以上，冬季極端最低氣溫不低于-7℃，最冷月平均氣溫不低于5℃。蜜桔生長有效溫度在10℃~38℃范圍內，最適宜生長溫度以26℃為中心，23℃~34℃范圍內均可。溫度低于10℃，南豐蜜桔停止生長進入休眠。圖1為南豐縣歷年平均氣溫數據曲線圖[6]。

圖1 南豐縣歷年平均氣溫數據曲線圖

第二，水分。南豐蜜桔不但要求熱量豐富，而且喜歡濕潤。要求年降水量在1 500 mm左右，相對濕度在65%~75%之間，土壤相對含水量60%~80%為宜。柑桔生長期內每月需要120~150 mm的降水量，如果降水量低于120 mm，南豐蜜桔就會感到水分不足。如果雨水過多、土壤積水，均會導致南豐蜜桔根系吸收功能減弱，甚至爛根，引起葉片和花果掉落，嚴重時植株會死亡。圖2為南豐縣歷年平均降水數據曲線圖。

圖2 南豐縣歷年平均降雨數據曲線圖

第三，日照。南豐蜜桔系短日照果樹，喜漫射光，較耐陰，一般要求年日照1 200~1500 h。不同生育時期南豐蜜桔對日照的要求不同，在幼葉、花蕾形成、新梢成熟等生長較弱的階段，在12℃左右溫度時，光照強度可降到晴天的50%~60%；但在新梢或果實旺盛生長時期，當平均溫度為15℃~16℃時，光照不能低于70%；果實成熟后期，充足的陽光可以提高果實糖分。夏季過強的日照易使蜜桔患日燒病，特別是干旱時，日照過強，會使蜜桔長勢不良，產生卷葉，果皮干裂，甚至落果。圖3為南豐縣歷年日照平均數據曲線圖。

圖3 南豐縣歷年日照平均數據曲線圖

3.2.2 甲魚養殖業特殊要求水產養殖水生物生長發育都離不開水，而水質的好壞則會直接影響水產養殖的產量及質量。因此，進行水質監測是非常有必要的。往常，對于水質的監測多是依賴于人工檢測，不僅工作量大，而且檢測數據時效性差，不能及時發現水質異常。為實現對水質的實時在線監測，使用專業的水質在線監測系統，實時獲取水質pH值、溶解氧、溫度、鹽度、濁度、電導率、氨氮、亞硝酸鹽等多參數變化數據。實時預警提醒可通過電話、短信、微信公眾號和小程序、郵箱等方式第一時間接收，從而減輕養殖戶人工檢測成本、時間成本，提高經濟高質量效益。針對甲魚養殖業，通過水質在線監測系統以GPRS/4G，監測硬件設備作為前端，24 h不停地監測現場水質環境數據，包括pH值、溶解氧、溫度、鹽度、濁度、電導率、氨氮、亞硝酸鹽等，同時通過現場影像等手段，自動監測數據、大數據分析、數據管理、系統監控，當數據超標時，為養殖戶提供預警提醒服務[7]。

甲魚養殖水質化學參數要求有以下幾方面。溶解氧：適宜的溶解氧4~6 mg/L，若小于4 mg/L或在低氧(1 mg/L)條件下，甲魚生長緩慢。甲魚在生長期間主要以肺呼吸，當水體溶解氧極低時，可以浮出水面呼吸，因此，在使用調水產品時，甲魚產生缺氧嚴重應激的情況比較少見。水體pH值：水的最適pH值在7.2~8.5之間。水體溫度：甲魚生長適宜溫度為25℃~35℃，最適水溫應為28℃~30℃，在冬棚的加溫養殖中，保持和穩定甲魚在適宜水溫下生長十分重要，若養稚、幼甲魚的水溫從30℃降至27℃，甲魚的日增重就會下降50%，體質也明顯下降，可見維持溫度穩定的重要性。開春期間是一個天氣多變的季節，要注意掌握氣溫和水溫的變化，尤其是水溫變化以不超過3℃為宜。溫差過大，都極有可能引發嚴重的應激反應，造成大量死亡。

3.2.3 旅游環境監控展示從氣候的特點看，對旅游構成影響的各要素，如冷、熱、干、濕、風、云、雨、雪、霜、霧等，不僅影響直接造景、育景功能，而且是影響人類旅游活動的基本條件。因此，將對旅游環境的監測一并接入本系統：如潭湖水庫和觀必上水庫環境負氧離子監測站，同時將多處環境監控系統直接在系統中顯示出來，實現氣象數據發布和旅游環境預警于一體[8]。

4 總結

氣象服務展示平臺投入業務使用后，可在平臺中直接查看特定區域的監控數據，包括氣象數據監控和影像監控等。再通過數據接口調用特定站點周邊氣象站的數據，自動對不同站點的氣象實況數據進行預警閾值檢查，并通過手機短信的方式，自動發布預警信息到指定特定區域、指定相關人員等。經初步使用，具有以下3個方面優勢。第一，減少多個軟件系統的反復切換等工作及混合使用量，通過一個平臺的使用實現氣象數據監控、影像監控，并自動發布預警信息，工作效率提高50%以上。第二，可同時接入多個廠家的設備數據，及其他新增區域站數據或自建特色氣象站設備數據，對新增區域站及自建特色氣象站數據進行采集、入庫、管理，并以GIS地圖為基礎，監控顯示采集設備的監測數據信息。第三，系統界面風格偏向于大屏展示頁面形式，可在PC端監控顯示大屏直觀地查看特色站點預警信息、預警區域、氣象數據情況、特色站點的預警次數等，能夠第一時間直觀地監控顯示預警信息。

展示平臺投入使用后，可以直觀地展示氣象實時數據，有效提供對本地特色產業區域（精品蜜桔園、甲魚基地、旅游景區）的監控、精細化預警，對單個或特定區域預警提供強有力的保障，為氣象信息現代化、智能化做出有力貢獻。該平臺對特色產業區域氣象預警的精細化服務上有顯著提高，減少預警與影像監控平臺的切換，提高業務人員對特色產業區域影像監控及預警監控的效率，對產業災害發生及時提前預警，對比歷年產生情況，使災情有較大幅度的降低。