基于移动互联网的手机气象服务客户端软件设计

何登科，沈文建，吴 链，陈 婷，陈 勇

（长沙市气象局，湖南 长沙410205）

随着智能手机的普及，越来越多的用户习惯通过手机客户端来获取信息，各种手机APP 以及应用软件层出不穷。气象智能终端服务系统就是其中一种。该服务系统包含了日常气象信息、气象防灾减灾、公共气象服务、生态文明保障服务等信息，非常贴近人们的生活。近年来，随着全球气候变暖，各种极端气候事件频繁发生。国内外学者对天气预报软件做了大量的开发研究工作[1-4]。北京、上海、深圳等发达省市先后推出了3G、4G 气象智能终端服务系统，如“墨迹天气”、“雅虎天气”等，其气象数据覆盖全国3 000个县级以上城市及地区，为广大手机用户提供了天气、温度、风力、灾害预警等气象信息服务[5-8]。

1 “变天了”气象服务客户端概况

长沙属于内陆省会城市，位于湖南省东部偏北，湘江下游东岸，属亚热带季风湿润气候区，常年主导风向以西北风为主，夏季以东南风为主。“变天了”气象服务客户端软件，将先进网络技术与现代化气象业务相结合，体现本土特色，注重天气变化及其影响，只在灾害性天气来袭、晴雨转换、温度骤降5℃以上、最低气温低于8℃以下，最高气温高于30℃以上、风力增至4 级以上、空气质量中度污染以上等情况下，为用户提供天气有变的贴心提醒服务；如果没收到提醒推送，则天气无忧，用户尽可放心工作、愉快生活及出行。该客户端界面直观，简洁明快，突出重点，软件容量小、易下载、较实用，提醒方式图文并茂、精美形象，依据天气影响程度的不同分级提醒；用户可自定义提醒时间和模块、设置提醒阀值，客户端会根据用户位置将天气情况、预警预报及灾情等精细化气象信息服务产品第一时间传递给用户，实现个性化天气有变时预警提醒服务。该软件大大提升了手机气象信息服务能力，在减轻或避免灾害损失过程中发挥重要作用。

2 “变天了”气象服务客户端系统平台的设计与实现

2.1 技术要求

整体上，系统平台要求界面简洁、美观、布局合理。采用分层构架和模块化的方式设计开发，各功能模块之间以数据接口为纽带，原则上相互独立，对各功能模块建权，可根据需要对不同用户群开放权限。后台数据加工处理服务以.NET 平台为基础；前端以Ios 系统（6.0 以上）、Android 系统（2.2 以上）为服务框架，前端GIS 采用webGIS 模式，支持WMS、WFS、WCS 等GIS 服务；后台地图服务采用REST 技术架构；通过网格化数据生成和解析M ICAPS 等多种气象通用格式数据，并在ios 客户端、Android 客户端实现等值线、等值面等多种图形化产品展示。

2.2 模块设置与实现

“变天了”客户端系统依托长沙市气象台信息网络中心提供的基础数据，开发了用户注册、要素监测、灾害预警、晴雨转换、空气污染、气温骤降、昼夜温差、交通出行、舒适度、紫外线，城市管理等11个功能模块，同时还提供丰富优质的气象服务内容以及后台预报制作、数据管理、数据监控和统计、人机交互控制等强大的信息服务功能，实现客户端软件预报制作、数据实时监控、报警，维护、管理及用户分类、活跃度等相关数据的统计及图表展示。用户通过“220.168.31.93:5015/csfzzst”下载安装，即可体验长沙市气象台丰富优质的气象服务内容和强大的信息功能服务，再辅以过去24 h 的温度、降水、空气质量实况以及未来72 h的精细化预报、一周预报、全国各地旅游天气预报等。软件支持ios、Android 等手机及平板电脑的操作系统，点击软件主界面左上角的设置键即可获取详细的软件使用说明。

3 系统特点及功能

3.1 界面显示与管理

如图1 所示，主界面上方有点击菜单，如雨雪、污染、降温、温差、出行、舒适度，点击菜单则在中间位置展示相关信息及提醒图文；下方显示过去24 h 内的温度、相对湿度、风向、风力及空气质量等信息；城市管理模块可任意添加全国县级以上城市，提供天气有变时的贴心提醒服务；上下拉动刷新。后台数据监控制作管理模块，主要实现各模块数据的更新、监控、预报制作、报警，数据维护管理统计，用户分类、活跃度等相关数据的统计及图表展示。

图1 “变天了”客服端软件应用界面

3.2 功能模块的用途

3.2.1 灾害预警 当未来24 h 有暴雨、暴雪、雷电、冰雹、霜冻、大风、高温、干旱、大雾、霾、寒潮、道路积冰及台风等灾害性天气来袭时，GIS 服务可实现全市预警图标、预警等级的显示，并及时将预警信息推送给用户。根据其严重性、紧急程度和影响程度分级确定天气关键词及图文，如暴雨的天气关键词：暴雨红色预警信号，图标使用暴雨红色预警信号图标，提醒用语即为暴雨红色预警提醒语言，其他以此类推，如图1（a）长沙寒潮预警标识（向下箭头）。

3.2.2 雨雪 当未来24 h 由无雨、无雪转为有雨、有雪，或者相反从有雨、有雪转为无雨、无雪时，“变天了”客户端将根据雨雪量级，分7 级提醒，并依据24 h预报中降水最大量级及其出现时间来确定与之对应的天气关键词及图文。

3.2.3 污染 当未来24 h 内空气质量指数预报或实况值达到中度污染以上级别时，“变天了”客户端将根据空气质量指数强度分3 级提醒，并依据空气质量指数预报结果或实况值确定与之对应的天气关键词及图文。例如：预报未来24 h 空气质量指数201～300，则天气关键词为：重度污染，图形为：鬼，提醒用语：一般人群减少户外活动，易感人群尽量避免外出，如图1（d）所示。

3.2.4 降温 当未来24 h 内出现气温骤降5～6℃、7～8℃、9～10℃、11～12℃及≥13℃的情况时，“变天了”客户端将根据气温下降幅度分5 级提醒，并依据明天与今天的最高气温预报值与最低气温预报值之间的降温最大值来确定与之对应的天气关键词及图文，如图1（b）所示。

3.2.5 温 差 当未来24 h 昼夜温差为8～10℃、11～13℃及＞13℃时，“变天了”客户端将根据温差大小分3 级提醒，并依据24 h 预报中最高气温与最低气温差值确定与之对应的天气关键词及图文，如图1（c）所示。

3.2.6 出行 当未来24 h 内出现影响交通出行的大雾、强降水及高温等不利天气时，“变天了”客户端将根据天气危害性和影响程度分5 级提醒，并依据24 h精细化预报结果确定与之对应的天气关键词及图文，如表1 所示。

表1 交通出行影响因素与天气关键词及提醒图文对照

3.2.7 舒适度 当舒适度指数SSD 达到冷提醒标准（26～50）、热提醒标准（76～88）时，“变天了”客户端将根据舒适度指数分3 级进行冷提醒、热提醒，并依据舒适度指数计算值对应的等级结果确定与之对应的天气关键词及图文。人体舒适度指数计算公式：SSD=（1.818 t＋18.18）（0.88＋0.002 f）＋（t-32）/（45-t）-3.2 v＋18.2，其中，t 为平均气温，f 为相对湿度，v 为风速。

3.2.8 紫外线 当紫外线强度指数达到中等以上等级时，“变天了”客户端将根据紫外线强度指数分3 级提醒，并依据紫外线指数计算值对应的等级结果确定与之对应的天气关键词及图文。

3.2.9 预报 基于智能化精细化天气、降水、气温、风、空气质量等预报信息的制作分享功能，每天3 次更新。

4 小结

“变天了”客户端软件将先进网络技术与现代化气象业务应用紧密结合，体现本土特色，注重天气变化及其影响，只在灾害性天气来袭、晴雨转换、温度骤降5℃以上、最低气温低于8℃以下，最高气温高于30℃以上、空气质量中度污染以上等情况下，为用户提供天气有变时的贴心提醒服务，也为气象信息的发布提供一个便捷快速的绿色通道，减轻了气象灾害造成的损失。

该客户端软件支持ios、Android 等手机和平板电脑操作系统；用户可通过“220.168.31.93:5015/csfzzst”链接下载安装，点击软件主界面左上角设置键可获取详细的软件使用说明。同时，该软件容量小、易下载、较实用，提醒方式图文并茂、形象精美，界面直观，简洁明快；用户可自定义提醒时间和模块，设置提醒阀值，并根据用户位置将天气情况、预警预报及灾情等精细化气象信息产品第一时间传递给用户，实现个性化天气有变时预警提醒服务。

[1]邹建明，丁德平，陈小满.基于移动互联网气象信息发布APP技术实现[J].计算机光盘软件与应用，2014，（6）：111-114.

[2]卞娟娟，米卫红，张 晖，等.智能人机交互技术在气象服务系统中的应用[A].中国气象学会.第三届气象服务发展论坛文集[C].北京:气象出版社，2014.75-82.

[3]郭有明，刘小刚.基于气象实时数据库应用的移动互联网气象信息服务[A].中国气象学会.数据库技术在气象领域的应用学术会议论文集[C].北京:气象出版社，2001.574-579.

[4]钱 峥，赵科科，许皓皓，等.基于Android的移动气象信息服务系统设计与实现[J].气象科学，2014，42（1）：79-83.

[5]翟宇波，李心科.基于J2ME的智能手机气象服务终端的设计[J].农业网络信息，2007，（9）：64-67.

[6]金勇根，黄芬根，雷桂莲，等.手机移动气象防灾减灾服务系统的设计与实现[J].自然灾害学报，2006，15（5）：79-83.

[7]金勇根，黄芬根，雷桂莲，等.手机技术在气象服务上的应用及推广[A].中国气象学会.第27届中国气象学会年会重大天气气候事件与应急气象服务风会场论文集[C].北京:气象出版社，2010.26-32.

[8]谭 畅.基于J2ME的移动气象信息服务系统开发[D].重庆：重庆大学，2007.