基于位置服务的智慧气象信息服务系统开发与应用

张朝明

（山西省大气探测技术保障中心，山西 太原 030002）

0 引言

气象和人们的日常生活是息息相关的，人们的生活起居以及工作都无法离开气象信息，伴随着互联网的不断发展，人们现在已经可以使用智能化的网络技术来得到实时的气象信息，为了能够更好的获得气象信息。近些年来，气象部门提出了智慧气象手机客户端软件。通过智慧气象，每个人都可以实现实时的定位，了解实时的气象信息，能够让用户充分的感受到气象科学技术的进步成果，让气象服务显得更加的智慧化[1]。

1 基于位置服务的智慧气象信息

随着科学技术的不断发展，我们早就已迈入了一个移动通讯时代，移动设备现如今在人们的日常生活以及生产和工作当中占领着重要的地位。除此之外，因为高速带宽的支持，现如今定位服务已经在各移动设备上使用的越来越广泛。通过移动设备的定位服务，我们可以了解到周围的环境，也能够完成线上线下的应用。基于位置服务的智慧气象信息使用的就是实时的定位系统，能够在线同步的更新数据。

智慧气象信息系统是一项面向气象部门的快速信息服务制作系统。该系统依托成熟的网络技术以及相关的业务信息，可以通过位置服务的定位来完成对于信息技术的采集，采集到多种气象信息，并且对这些气象信息进行要素分析。能够帮助一线的气象服务人员最快的将其生成在网站以及手机客户端当中，最终将其制定为一个可以在终端发布的气象服务产品。除此之外，智慧气象信息系统还可以对气象信息产品进行综合的管理，能够实现自动化的更新，联网以及并且上传相关的公共气象信息。可以满足不同领域的气象信息服务。不仅如此，基于位置服务的智慧气象信息服务系统还拥有非常便捷的人机交互图形制作功能，面对各类灾害，比方说台风，泥石流或者是沙尘暴等等，都能够实现实时的预报。该系统在运营的过程当中，能够满足公共气象服务以及专业气象服务等多方面的应用服务，可以大大的减少一线的气象服务人员的工作压力，并且也能够减少在气象方面的投资成本，能够有效的提高工作效率，也能够最及时的满足客户对于气象的需求[2]。

2 智慧气象信息服务系统的功能

为了满足气象服务工作人员的需求，也为了满足客户的需求，整个智慧气象信息服务系统包括了数据资源的配置，产品的管理以及产品的制作和发布等等，一整套流程非常的完整，主要目的就是为了满足一线的业务人员的工作需求，提高他们的工作效率。

2.1 数据资源配置设计

在智慧气象信息服务平台当中，能够对所得到的数据信息进行解析，并且在计算的时候融入一些高性能的算法。整个系统类似于数据库，支持以数据库的方式来存储一些气象信息。并且可以对气象信息进行精细化的报告，将其做成更易了解的数据格式进行解析。能够加载出我国各省市以及地级县的地理空间信息，并且所用配色方案比较多元化，更能够吸引客户的目光。也能够满足客户对于气象信息的需求。

2.2 常规及专题产品制作

整个智能化的气象信息服务系统采取的是自定义的配置，标题以及其色彩跟图形要素都可以进行自定义，并且也支持预报常规的一些灾害的天气要素。对于灾害要素采取了专题制作。展示气象信息图形支持多样化展示，主要包括柱状图，综合图以及折线图等等。

2.3 图库及配置管理

图库管理主要包括三部分，分别为图标库，地图库以及图文对象库。系统在运营的过程当中支持自动化的服务以及产品的历史参数查询。

2.4 产品一键发布

整个智能化气象信息系统的发布支持本地发布，也支持一些公共服务产品库或者是FTP服务器等等。所发布的产品可以在手机端展示，也可以在电脑端展示以及电视端等等不同的媒介。

3 数据准备和数据处理技术

3.1 基础数据类型

气象信息服务当中的一些实况类的数据主要是通过气象站自动观测得到的气象数据。一般来说，原始的气象数据是存在于数据库当中的。每一个气象观测自动站每分钟都能够通过网络上收集到或上传一些统一的天气信息。气象信息历史数据主要是指近24个小时之内的气象历史数据[3]。通过对24小时数据进行比较以及采集跟分析，所获得的值就是单点的数据库的数据。智能化的气象信息服务系统，在预报的时候主要预报的是零到三小时，三到六小时，六到24小时以及一到七天的天气预报的数据。预报数据的数值算法主要可以采取快速同化算法，或者是OCF模式算法等等。

3.2 数据网格化处理

为满足客户的使用需求，气象部门提出了要让气象服务跟手机的定位功能进行结合，以此来提供智慧化的气象服务。基于定位服务的智慧化气象服务，可以对数据进行网格化的处理，并且可以为用户提供任意位置的气象信息以及扁平化的气象信息。利用插值算法就能够实现网格化的数据计算。在一个空间当中，距离越近的点越有可能具有相似的竖直距离越远的点，其数值相似的可能性就越来越小。这属于一种最基本的理论假设。在理论假设的基础上，可以形成各种各样的算法。在许多气象服务系统当中，都使用的是插值算法，插值算法可以把一些离散点数据变成一个连续的数据，能够进一步的去形成等值线或者是色斑图。

3.3 气象数据手机端现绘流程

因为每天有海量用户会访问互联网的手机端，因此为了保证互联网能够对于用户的访问有足够的承载力，并且能够以最快的速度来响应用户的需求。因此系统会把多种气象格数据转化成为二进制格式，然后再完成运输跟计算等方式。通过分布式计算把系统所得到的气象数值变成瓦片图。基础的数据加工流程，首先需要把离散点的数据转化成为比较适合的网格数据。在网格当中存在着一些非已知的点，这些点的数值我们可以使用插值方法对其进行增加处理。输出省气象范围内的网格化的数据文件。统一对数据网格化之后的实况以及预报信息进行处理。统一将数据文件的大小格式进行压小处理，在处理过后的文件可以减少80%的占用量。另一方面，也需要把这些数据信息处理成手机客户端客户比较方便查看的信息。

4 关键技术

在智慧化的气象信息服务的数据模块处理当中，为了能够将多种数据源头的产品进行统一的融合，使用的是二进制的数据处理方式。在数据处理当中，可以对储存的信息进行直接的解析，或直接传输。但是在传输过程当中的数据效率可能会比较低，容易导致服务端的瓦片数据生成缓慢，反应在客户的手机上的时候表现为数据加载的非常慢，不同的图层切换响应也比较低，为了解决这样的问题，主要在系统当中采用了二进制的数据处理方法。把数据的四类格式转化成为二进制的格式并且压缩，这样能够在最快的时间内对数据进行压缩，并且可以在服务端完成传输以及解析等步骤。以二进制的数据格式传送到客户端的时候，能够绘制出等值线图[4]。

5 基于位置信息的智慧化的气象信息服务在农业方面的实例应用

整个智慧化的气象信息系统在农业方面的应用，其基本的构成要素主要包括硬件以及软件两个部分。具体主要包括预警系统，数据处理系统以及从定位以及气象信息服务方面可以实现对于现场的一些数据的采集，并且也能够完成智能的分析跟预警。形成了非常现代化的农业管理模式。将智慧气象信息应用在农业的服务系统当中，可以形成一个功能非常强大并且涵盖面积非常广的实时监测土壤以及水质的监测系统。通过智能控制跟智慧气象的结合，可以使农民能够了解到最新的农情信息以及最新的气象信息，包括一些突发的事件。整个系统可以为农民的种植做出非常科学的指导。基础的设施主要包括为表现层，应用层，应用支撑层，数据层以及基础设施层五个层次。表现层指的就是最后形成在客户面前的一个可视层的终端。表现层的主要的展现形式就是通过统一的浏览器来为客户提供气象信息，工作人员可以通过控制表现层来控制客户端所展现的信息[5]。应用支撑层包括整个系统的框架。主要部分分为通用功能组件，接口服务组件等等。这些组件以及多层的架构构成了整个智能化的气象信息系统的核心部分。数据层指的是数据的存储。数据层在整个系统当中是非常重要的一个部分，主要是所有的业务对象实现的一个途径。在数据层当中，主要存储的信息是天气预报的实况数据，包括一些灾害的预警以及监测到的一些设备数据。

6 结语

智慧气象信息服务系统是中国气象局近些年来推荐并且提出的一种可以适应现代化社会发展的一种新型的气象服务理念。能够将智慧化的理念贯彻到整个气象的业务以及服务跟管理活动当中。可以通过智能化的信息技术来构建一个大数据，并且采取开放共享的机制，能够为用户提供网格化的气象预报，并且可以为气象信息系统提供更好的技术支持。现如今，移动终端正在不断的发展当中，位置定位信息服务现在已经应用的非常成熟，并且也已经应用在了许多的软件当中。基于位置信息定位的智能化的气象信息服务可以有效地展开对于山洪地质灾害的预警，并且能够更好的应用在公共卫生，安全管理以及水路救助等领域，能够有效的提升气象防灾能力以及公共服务能力。