晋城市精细化智能专业气象服务研究

祁一剑，程海霞，程波范，张冬香，赵慧琴，徐建文

摘要：晋城市气象局专业气象服务之前的主要措施是向服务对象主要负责人发送天气预报短信和气象灾害预警短信为主。服务形式单一，服务手段有限，服务质量不高。随着企业对安全生产和安全意识的不断提高和现代信息网络的不断发展，落后的服务方式已不能满足专业用户对气象服务的需求。为改进服务方式、增加服务供给，提升服务水平，我局需要开发一套信息化、智能化、现代化的专业气象服务平台，开展精细化智能专业气象服务研究。该平台能使服务对象更加便捷、更加针对性、更加精细化的获取所需的气象资料和天气预报预警服务，减少和避免气象灾害带来的生命和财产损失，为生产生活提供更好的决策依据。

关键词：精细化；智能；专业气象服务：煤矿；

1研究背景与建设的必要性

1.1提出的理由

全国气象部门专业气象服务发展意见中指出提高专业气象服务发展质量和效益，是推动气象事业高质量发展、提升气象服务保障经济社会发展能力的迫切要求。山西省气象局印发的《关于加快推动专业气象服务发展改革的意见》，明确了农业、旅游、交通、环境、能源气象等为专业气象服务发展重点。要建立气象服务一体化业务支撑平台，推进专业气象服务指标库和标准化体系建设，实现专业气象服务集约、智能、融合发展。要改进专业服务运行机制，增强专业气象服务市场竞争力和可持续发展能力。

晋城市是一个以农业为基础的地区，目前主要经济支柱为煤矿，主要转型方式为发展旅游产业。因此对于农业、煤矿、旅游的专业气象显得尤为重要，目前我市的专业气象服务能力还很薄弱，亟待改进专业气象服务方式，扩大专业气象服务有效供给，提高专业气象服务供给水平。

1.2需求及必要性分析

晋城市气象局专业气象服务之前的主要措施是向服务对象主要负责人发送天气预报短信和气象灾害预警短信为主。服务形式单一，服务手段有限，服务质量不高。随着企业对安全生产和安全意识的不断提高和现代信息网络的不断发展，落后的服务方式已不能满足专业用户对气象服务的需求。为改进服务方式、增加

2技术方案

2.1软件架构

系统以数据为中心，对数据进行统一采集、统一转换，结合CIMISS系统的接口和晋城市气象局本地数据库及共享文件。依照各类数据的采集规则，定时采集各类监测数据和预报数据，包括自动站、雷达、卫星、闪电等实况监测数据以及数值模式、智能网格预报、山西省精细化网格预报等格点降水预报数据。经标准化处理后存入数据库中。系统自动定时清理系统数据，保证服务器有足够的空间持续稳定运行。

利用原始数据经服务层中各服务组件和气象算法、模型加工后生成数据产品、图形产品、文字产品、表格产品等多种样式的气象服务产品。

系统软件采用B/S架构，用户工作界面是通过WWW浏览器来实现，极少部分事务逻辑在前端（Browser）实现，但是主要事务逻辑在服务器端(Server)实现，将系统功能实现的核心部分集中到服务器上，方便系统的升级、维护和使用。客户机上只要安装一个网页浏览器（Browser），服务器安装MYSQL数据库。浏览器通过Web Server同数据库进行数据交互。 这样就大大简化了客户端电脑载荷，减轻了系统维护与升级的成本和工作量，降低了用户的总体成本(TCO)。

2.2网络架构

晋城市专业气象服务一体化平台的网络部署，与气象局网络现状有密切关系。将服务器端自动采集程序、任务部署程序、数据库等部署在气象局信息中心机房，专业气象台业务人员通过气象局业务内网登录专业气象服务管理端页面，专业用户通过互联网访问专业气象服务客户端页面。

2.3功能设计

晋城市气象局专业气象服务一体化平台是一个集产品制作、分发、后台管理、数据展示、智能预警、精细化预报于一体的气象服务业务平台。总流程分为：数据采集—处理—分析—展示—分发—存储—制作—发布。总模块有：数据采集模块、管理端模块、客户端模块。

2.4数据采集模块

（1）实况数据采集

CIMISS数据采集。通过MUSIC通用数据接口访问省气象信息中西CIMISS数据库，采集晋城市自动气象站观测的温度、湿度、风向、风速、能见度、雨量、地表温度、地下5cm，地下10厘米浅层地温等要素。通过SQL结构化查询语句动态存储于MYSQL数据库。

本地数据库接入。将晋城市气象局本地自有数据保存于本系统数据库，如：区域站数据、防灾减灾数据、气候极值、30年气候统计数据等。

（2）预报数据采集

欧洲中心高分辨率模式预报数据采集，通过CIMISS系统或MICAPS4系统下载EC高分辨率模式预报数据，采用特定算法对模式数据进行区域裁剪，减轻数据存储压力。通过“最小距离法”或“双线性内插法”等插值算法将格点数据保存为站点数据。

智能网格模式采集，同上进行数据下载、处理、存储。

GRAPES中国模式数据采集，同上进行数据下载、处理、存储。

城镇预报数据采集，定时从中央指导报和晋城市气象台本地订正预报中进行采集、读取、存储。

（3）预警信息采集

主要是采集国家突发公共事件预警发布平台上的预警信号，提取晋城市及周边地区发布的各类预警信号。采集的主要内容包括信息来源、信息发布时间和信息内容。实现国家突发事件预警信息平台信息的自动采集通过自动提取生成的预警信息文件，按照编码规范对预警文件进行解析入库。采集包括自然灾害类、事故灾难类及社会安全事件类的预警信息。预警信息分为首发、续发、变更、取消。

2.5专业气象服务平台管理系统

2.5.1用户概况

通过GIS地图方式显示区域内各服务对象的经纬度位置信息、企业简介、联系人、联系方式、地址、合同有效期等。并有专业服务平台客户端链接网址，通过点击该网址能够快速进去对应服务对象的客户端页面。

2.5.2用户管理

新增、编辑某服务对象的用户信息，包括所属行业、所属区县、企业名称、公司地址、经纬度、联系电话、公司官网、合同有效时间、对应最近的区域气象站等。还可以编辑企业在地图上平面范围、用地边界线、重要场所等信息。

3.5.3预警管理

管理和配置服务对象客户端预警信号的推送权限，例如接收哪些地区发布的预警信号，哪些种类的预警信号，哪种等级的预警信号等。

3.5.4服务产品管理

通过预设模板和数据库中相应数据的处理，实现短期预报、中长期预报、气候影响评价、气候预测、气象台账等服务产品的制作、上传、下载、分发、入库。

2.6专业气象服务平台客户系统

3.6.1天气预报

临近预报。提供区域内精细到任一点的未来3小时的分钟级的格点预报，预报内容主要包括天气状况、降水趋势、最高气温、最低气温等短时临近预报。

未来7天预报。提供自今日起7天天气预报，并支持日期选择。

未来15天预报。提供自今日起15天天气预报。

3.6.2实况监测

地图上实时显示本区域的降水、气温、湿度、风、能见度、空气污染情况等地面观测数据。

地图上实时显示基于闪电定位仪的雷电实时数据。默认为10min的云地闪情况；闪电具有支持显示散电的密度图，分布显示等，支持对范围内散电强度计算。

地图上实时显示雷达数据。根据基础数据反演雷达反射率产品，并将该产品叠加至地图上进行展示；显示区域组合反射率和雷达拼图等图像产品。

地图上实时显示卫星图像。显示可见光云图和红外云图，以及云顶高度、云顶温度、黑体亮温、云液态水路径等的卫星反演产品。

3.6.3历史数据

能够查询该地区以年、月、日为分类的的各类气象要素数据，考虑到数据的保密等级和程度，开放一定程度的非涉密等级的数据查询。

3.6.4预警信号

显示本区域内的各类气象预警信号，并实时显示预警信号的发布状态，是预警中还是已解除。

4 结论分析

（1）提升专业气象服务能力

本项目研究将对服务对象提供更精细、更智能、更有针对性的专业气象服务，使服务对象能够及时、准确、便捷的获取当地气象气候信息，为领导决策、科学研判提供准确参考。

（2）提高行业防御气象灾害能力

本项目研究，将进一步提高我市气象防灾减灾服务能力和煤炭行业的安全管理水平。

（3）规范气象数据存储

项目的实施将完成气象数据的标准化存储，基础数据将按照CIMISS数据格式进行存储和管理，行业数据将独立建库规范存储。

（4）实现气象数据共享

打破信息孤岛，系统建成后可以向其他业务平台或其他用户提供数据接口，以便其他单位或部门调用。

（5）促进气象现代化水平

本项目研究，将进一步增强我市气象现代化水平。为晋城经济社会发展以及人民福祉安康提供更加优质的气象服务。

参考文献：

[1]飞思科技产品研发中心．JSP应用开发详解（第二版）[M]．北京：bai电子工业出版社，2004.

[2]吴以欣,陈小宁．JavaScript 脚本程序设计[M]．北京：人民邮电出版社，2006.

[3]萨师煊,王珊．数据库系统概论(第三版) [M]．北京：高等教育出版社2000

作者简介：祁一剑（1988.10）男，汉族，本科学历，工程师，从事气象工作。