“蓝天卫士”环境气象监测平台的研究与设计

周 席

（中国移动通信集团河南有限公司许昌分公司，河南 许昌 461000）

当下城市发展非常迅速，城市化建设已经成为重要的发展项目之一，城市城镇已经变成人们共同生活娱乐的重要场所，而城市的气候状况及环境现状伴随着整个社会的需求受到政府有关部门的密切关注。如何快速准确地做好城市及周边环境气象预报，是满足气象预报服务实时运用需求迫切需要解决的气象数据监测问题。

1 系统平台分析与设计

1.1 平台组成

1.1.1 监控中心

硬件主要由服务器、客户端和打印机组成。软件主要由操作系统软件、数据库软件和全自动气象监测系统软件构成。气象实时监测系统软件采用B/S结构设计，满足用户局域网和广域网浏览需求。

1.1.2 通信网络和信号塔

支持公网专线、VPN专网、移动专线等多种组网模式。通信信号塔是指移动信号网络铁塔。

1.1.3 气象站和现场监测设备

气象站由气象传感器、气象数据采集仪、电源系统、轻型百叶箱、野外防护箱和定制支架、流量卡等部分构成。现场计量仪根据实际监测需要配置[1]。

系统平台组成如图1所示。

图1 系统平台组成

1.2 整体拓扑结构

整体拓扑结构如图2所示。

图2 整体拓扑结构

1.2.1 数据采集层

该部分主要功能是采集多个气象站数据信息，经过数据采集通道使用数据同步服务将数据获取处理存储至系统服务器。

1.2.2 数据存储层

系统数据库采用关系数据库，主要用于存放环境气象数据等信息。

1.2.3 数据业务层

该部分主要功能对各类环境气象信息数据的整理，分类归纳，为更好的数据呈现和用户体验做准备。

1.2.4 应用层

该部分主要功能是数据的呈现，将系统获取到的环境气象数据信息和设备信息整理分类组合成条理的数据报表、分析报表设备监控报表等多种用户报表[2]。

1.3 功能模块简介

系统开发主要分为四大模块：数据采集模块、平台管理模块、统计报表模块、农业服务模块。

1.3.1 数据采集

（1）数据获取。系统开发数据采集服务，气象站设备采集到的数据格式进行对应解析和分类，使数据更加条理明了。

（2）数据检验。数据采集完成后，系统建立完善的数据检验机制，会依据制定的数据检验机制，检查数据的完整性、真实性和准确性。

（3）数据分析。在系统中预设各个环境因子的预警值，如达到预设值，及时向系统返回预警信息，联系相关人员及时处理分析。

1.3.2 平台管理

（1）用户管理。对系统中用户进行基础信息：姓名、职务、地址、联系方式、邮箱等的填写、完善、修改、删除等操作。管理系统中所有用户的基础信息。

（2）角色管理。在系统建立不同角色，可将系统中的用户进行分组定义，使不同作用的用户具有不同的操作权限。

（3）权限管理。为系统中的角色分配不同的操作模块，提高系统运行的稳定性和数据资源的安全性。

（4）设备管理。在系统中建立气象站设备的档案信息，用于管理采集设备的基础信息和巡检信息，保证设备运作处于最佳状态。

（5）专家决策。系统增设专家决策预案功能模块，当发生污染事件时，针对不同的环境污染物，系统专家决策可给出不同的处理建议[3]。

1.3.3 统计报表

统计报表主要包括风向风速数据报表、雨量数据报表、气温数据报表、气压数据报表、太阳辐射数据报表、光照数据报表、相对湿度小时报、PM2.5数据报表、PM10数据报表、设备报表，同时还对相关数据进行分析。

1.3.4 农业气象

（1）气象实况。根据地理位置信息获取最新天气信息和距离最近的自动站实况数据，可以提供农气预报服务产品。

（2）灾害预警。自动推送气象预警、预报信息、病虫害预警等信息。

（3）农气专报。系统提供各地区农气情报查看功能。从气象专业的角度分析过去和当前的气象条件对农业生产的影响，为农事进展提供气象指导。

（4）农情监测。系统提供天气实况色斑图，预报色斑图服务，为农事进展提供可靠性服务。

（5）服务监测。提供农气服务，调取指标库中农作物指标，给出专家建议。

（6）农作指标库。系统建立完整的农作物指标库，针对不同的农作物类型在不同的生长阶段，建立农作生成所需的气象条件，环境条件。方便用户在系统中清楚地看出农作物在生长阶段所需要的生长条件。

（7）耕作建议。系统在农作物生长期间为用户提供的所有耕作建议均汇总于此功能模块，系统按照时间、季节和农作物为用户整理成数据报表，便于用户查阅分析，总结归纳，为下一季度的耕作提供规划依据。

（8）农业专家建议解答。系统设立专家建议解答模块，在农业耕作的重要季节时，农业专家将依据气象信息，各个地区的地理环境，在农业耕作前给出系统用户科学的耕作建议。

（9）“蓝天卫士”监控摄像头复用。自动气象站安装的铁塔，如果已经安装“蓝天卫士”摄像头，可以对摄像头进行使用，对观测的气象数据进行视频验证[4]。

2 结语

本文通过对“蓝天卫士”环境气象监测平台的设计，为政府部门提供了一套环境气象监测的科学方法和实用工具。进一步加强了环境监控平台的基础能力建设，为逐步建成布局合理、覆盖全面、功能齐全、指标完整、运行高效的环境空气质量监测网络打下坚实基础。

[参考文献]

[1]中国气象局.国家气象灾害防御规划（2009—2020年）（气发〔2010〕77号）[EB/OL].（2012-10-19）[2018-04-08].http://www.cma.gov.cn/20 11xzt/2012zhuant/20120718_01/2012070901_2_3_4_1_1/201207090103/201211/t20121105_189322.html.

[2]姜世中.气候学与气象学[M].北京：科学出版社，2010.

[3]曹军骥.PM2.5与环境[M].北京：科学出版社，2014.

[4]张海藩.软件工程[M].2版.北京：人民邮电出版社，2006.