网络技术在气象灾害预警系统的应用

汪甫

摘 要：网络技术因其自身具有实时性、远程监控、精确度高以及安全可靠等优势，不仅能提升气象灾害预警的准确度与时效性，还可在灾害发生时为引导救灾、转移人员提供准确的信息，争取宝贵的防灾减灾时间，被广泛应用到气象灾害监测领域中，得到认可、好评，并在气象灾害监测领域中占据重要地位。文章主要分析了网络技术在气象灾害预警系统的应用，希望能为气象灾害预警提供借鉴。

关键词：网络技术；气象灾害；预警系统；应用

中图分类号：TP393 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）22-0167-02

网络技术是一种通信网与互联网的延伸与拓展，主要是集传感技术、射频识别技术、气体感应、红外感应器与全球定位技术为一体，对物理世界进行感知识别，并通过网络传输互联的方式采集、计算、处理数据信息，从而实现对物的感知、识别与控制，形成高智能决策。因此在气象灾害预测系统中应用网络技术，对提前预测气象灾害的发生，提高监测效率具有重要意义。

1 网络技术的概述

1.1 无线传感技术

无线传感技术的出现于上世纪70年代，主要由点对点传输、数据处理单元以及连接传感控制器组成。作为远程自动获取信息的先进技术，无线传感技术是通过协议形成一个完整的网络框架，对采集信息处理后，经无线电波传输到各节点中，其监测点的覆盖范围不会受到有限网络的限制，具有覆盖范围广泛的特性，已被广泛应用到环境监测与保护、医疗护理、军事以及商业等领域中，获得认可与支持。

1.2 无线射频识别技术

无线射频识别技术，称为RFID与电子标签，是通过无线射频识别技术识别目标对象并获取对象信息的一种技术，由3部分组成：标签、芯片与耦合元件。该技术的应用主要是在设备系统运行的过程中，标签进入磁场时，会自动接收解读器输出的射频信号，通过感应电流的方式将采集的能量存储到芯片中，因其具有识别效率高、稳定性以及识别速度快的优势，在图书馆、门禁系统以及食品安全溯源等领域中得到广泛应用。

1.3 纳米技术

纳米技术，称为毫微技术，是现代科学与现代技术结合的产物，主要以研究结构尺寸在0.1～100nm内材料的性质与应用为主。该技术的应用，能够在网络中进行连接与交互，拓宽网络技术使用领域，对气象灾害的精细化监测具有重要意义。

2 气象灾害中较为常见的类型与影响

气象灾害的种类繁多、分布地区广泛，具有较高的发生频率，一旦气象灾害发生，极易给国家与社会带来巨大的经济损失。据有关数据显示，国内每年因气象灾害带来的经济损失高达4000亿元，约占GDP的3%。目前气象灾害的发生主要有洪涝、暴雨、冰雹、干旱以及暴雪。其中洪涝，称为洪水，是一种因大雨、暴雨或者是持续降雨，导致低洼地区淹没于渍水的自然现象。洪涝灾害的发生会导致山洪暴发、河水泛滥、淹没农田以及毁坏农业设施，往往发生于浙江、江西、四川等南方多雨地带。暴雨在气象学上成为强降水与强降雨，是指降水强度较大的雨。暴雨灾害的发生，极易引发山洪、内涝、山体滑坡以及泥石流等地质灾害，摧毁公路铁路等交通设施，甚至是村镇，造成巨大的经济损失。冰雹是一種从强烈发展的积雨云中降下来的冰疙瘩、冰块，称为雹子。在夏季与春季之交非常普遍，有绿豆大小，特大的冰雹与柚子大小相同，能损毁农作物，损坏建筑物，砸伤人体与牲畜。干旱会造成农作物的水分流失，导致农作物在生长过程中发生落花、落果、枯萎和长势缓慢的问题，造成农作物减产，甚至是绝收。而干旱灾害发生的主要原因来源于季风气候，常见于蒙古自治区、东北、华北等区域较。暴雪是是指在12h内持续降雪超过4mm的一种自然现象，如果发生暴雪，会造成交通堵塞与农牧业减产，甚至是死亡。而这些气象灾害借助网络技术的应用，可提前预警与预测，并在发生灾害的同时，为指导救灾与转移人员提供依据[2]。

3 网络技术在气象灾害预警系统的应用

3.1 系统设计

系统设计的关键是搭建系统的主要项目，关系到整个气象灾害预警系统的应用效果，主要负责分析基础数据、气象数据、灾害数据，方便气象人员了解各个气象预警区地址灾害的发生情况，并制定相应的救灾、预防方案。因此在规划系统总体结构时，程序人员需要向气象人员了解气象灾害预警区的情况，编制合理的整个系统设计方案，才能搭建预警预报模型。

对于软件系统设计而言，因为C/S模式具有PC系统的处理能力，具有处理实时、灵活性的特点，所以选用C/S结构较为适宜。其中C/S系统结构是三层架构，由数据层、应用层与管理层形成。具体体现为：（1）数据层。数据层负责读取数据信息，经处理后将基础数据、地理数据、灾害数据与预想预报数据分类储存到服务器的数据库中。（2）应用层。应用层，称为表现层，负责分析与研究数据结构，并将数据结构以图表、图形的方式展示出来，方便人员通过网络平台浏览这些数据。（3）管理层。管理层作为数据层与应用层的连接通道，为应用层与数据层提供数据，在三层架构中具有重要意义[3]。

3.2 系统功能

3.2.1 气象综合信息的集成

气象综合信息集成平台运用先进的数据适配器技术，集调度SCADA数据、生产管理数据、山或卫星遥感数据、调度应急指挥中心数据、公网气象环境数据、高危用户数据以及输变电状态监测数据为一体，实时采集、筛选与处理气象防灾减灾有关的业务数据，并将有效信息储存到SQL Server2005数据库中，达到气象防灾减灾业务数据高效继承共享与集约化管理的目的。

3.2.2 系统管理

任何系统的运行都离不开系统的有效管理，气象灾害预警系统的应用亦是如此。因此在系统设计过程中，为了充分利用网络技术强大的数据管理与图形界面，必须加强对气象灾害预警系统的管理，方便人员对系统进行增、改操作，为人员不同使用需要赋予相应权限，从而提高系统的操作效率。例如某市气象灾害分区预警系统中网络技术的应用，对于系统管理方面的设计，编程人员运用Oracle 10g关系数据库作为管理平台，对微型、雷达、地面观测站、闪电定位以及区域气象观测站的数据信息进行探测管理，将QPE与QPF等信息形成各种预警图文，并储存到数据库中，当工作人员进入Oracle数据库后，即可通过平台系统服务器扫描系统，实现自动扫描分类录入，从而找出所需的数据信息。

3.2.3 气象灾害的监测管理

系统以网络技术作为基础的信息展示平台，通过与调度SCADA系统有机结合，对卫星遥感监测、公网气象监测以及Internet网络等系统运行状态进行监测，并分析、处理数据，然后利用WEB、RSS、SERVICE、XML以及socket等通信接口将处理的信息传输到监控中心，这样监控中心的专业人员即可依据ArcCIS提供的点状、箭头状、字符状和图片，推理判断监测点是否发生天气、气候灾害，并做出有效的天气预报，发送给有关用户与单位，方便做好预防准备工作。

3.2.4 系统辅助决策分析

系统辅助决策分析是在现有的专家规则库与国家标准的基础上，推理判断气象灾害发生的概率、灾害影响范围以及经济损失等项目，并通过开源规则引擎技术drools进行辅助决策分析，为工作人员决策提供辅助性的建议。

3.2.5 气象灾害预测预警

气象灾害预测预警负责分析典型区域的气象灾害与非自然灾害，依据模型分析气象灾害的影响程度，建立气象灾害预测预警系统模型，然后转换成不同等级的灾害预警，以便工作人员了解监测点的气象灾害情况。例如网络技术在气象灾害预测预警系统的运用，负责监测气象次生、衍生等突发性较强、破坏力巨大的自然灾害，在监测到气象灾害后，会通过GSM公共网络、Internet以及卫星通信传输到气象灾害所在区域，然后借助蓝牙、ZigBee以及WiFi等技術通知当地人们做好防灾减灾的准备工作。与此同时还可借助FM广播、Pad、手机、LED屏幕以及高音喇叭的方式警告人们，及时进行预防、躲避。而气象监控中心则是依据获取的信息，确定气象灾害发生的地点、危害程度，为抢险救灾提供依据[4]。

4 结束语

综上所述，21世纪作为信息迅猛发展的时代，网络革命为气象灾害服务带来了新的挑战，同时也为气象灾害服务带来了新的机遇。因此在进行气象灾害预警系统设计过程中，为了提高预警系统的运行效率，必须充分发挥网络技术的优势，将其灵活运用到系统设计以及系统辅助决策分析、气象灾害预测预警、气象灾害的监测管理、气象综合信息的集成、系统管理等系统功能中，提高气象灾害预测预警效率，才能促进气象灾害服务的稳步发展。

参考文献：

[1]赵智鹏，史莲梅.基于物联网技术的气象灾害监测预警体系研究[J].电脑知识与技术，2016，12（8）：263-265.

[2]张慧，金燕.农业生态和农业气象灾害监测预警系统[J].北京农业，2013（27）：154-155.

[3]罗海明.基于GIS的地质灾害气象预警系统研究[J].中国科技博览，2015（24）：143.

[4]王志利，赵晓锋，武国亮，等.电力微气象灾害监测与预警系统的设计与实现[J].电力与能源，2014，35（6）：712-716.