氣象災(zāi)害預(yù)警信號制作、發(fā)布與檢驗一體化平臺的開發(fā)與建設(shè)

于增華 才奎志 萬千惠

摘 要：該文介紹了與國家氣象中心預(yù)報系統(tǒng)開放實驗室共同開發(fā)的基于Micaps網(wǎng)絡(luò)化平臺（簡稱WebMicaps）開發(fā)的氣象災(zāi)害預(yù)警信號制作平臺，根據(jù)省市縣三級預(yù)警實際需求，開發(fā)了預(yù)警制作發(fā)布功能。基于WEB的省市縣三級預(yù)警信號制作、發(fā)布與檢驗一體化平臺的建設(shè)利用JavaScript及HTML5實現(xiàn)預(yù)警信號的制作模塊，通過現(xiàn)有的預(yù)警信號高速傳真系統(tǒng)實現(xiàn)預(yù)警信號傳真的快速發(fā)布，并集成ftp上傳與notes的同步發(fā)布。預(yù)警信號制作、發(fā)布與檢驗一體化平臺，實現(xiàn)了預(yù)警信號制作的規(guī)范化管理、精確化預(yù)警、快速化制作與發(fā)布，加快了現(xiàn)代氣象業(yè)務(wù)的集約化與精確化的進(jìn)度。

關(guān)鍵詞：氣象災(zāi)害；預(yù)警信號；集約化；快速制作；發(fā)布

中圖分類號 P429 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2015）23-100-04

Integrated Platform of Meteorologic Disasters for the Production，Distribution and Inspection of Early Warning Signal

Yu Zenghua1 et al.

（1Liaoning Meteorological Disaster Monitoring and Early Warning Centre，Shenyang 110166，China）

Abstract：This paper introduces the development of the network platform（WebMicaps），which is based on the Micaps network platform（referred to as）. Based on the integration platform of the three levels of WEB in the provinces and cities，the construction of the FTP and the HTML5 and JavaScript are used to realize the early warning signal of the system. The integration platform of the production，distribution and inspection of early warning signal，the standardization management of early warning signal production，accurate early warning，rapid production and distribution，and accelerate the intensive and precise progress of modern meteorological service.

Key words：Meteorologic disasters；Early warning signal；Intensive；Rapid production；Release

1 引言

近年來，隨著大眾氣象災(zāi)害防御意識的不斷提高，氣象災(zāi)害預(yù)警信號已經(jīng)成為政府和老百姓防災(zāi)減災(zāi)中重要的“消息樹”和“信號燈”。隨著氣象現(xiàn)代化建設(shè)的開展，遼寧省氣象災(zāi)害預(yù)警信息的發(fā)布手段也逐漸多樣化，包括：傳真、電話、手機短信、災(zāi)情直報系統(tǒng)、國家突發(fā)事件預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)、網(wǎng)站、微博、電視、廣播、電子顯示屏和農(nóng)村大喇叭等，這些技術(shù)手段在傳遞災(zāi)害預(yù)警信息中承擔(dān)著“主渠道”的功能，為各級政府部門和社會公眾提供了多樣的、立體式的信息來源。但同時，這也對氣象災(zāi)害預(yù)警信號的制作和發(fā)布工作提出了更高的要求，如何實現(xiàn)預(yù)警信息的快速、同步發(fā)送，是當(dāng)前亟需解決的重要問題。

目前，遼寧省還沒有一套比較完善的省、市、縣通用的氣象災(zāi)害預(yù)警信息制作及發(fā)布平臺，大部分單位預(yù)警信號制作仍主要依賴于文本修改，導(dǎo)致在預(yù)警發(fā)布過程中浪費了一定的時間，嚴(yán)重影響到預(yù)警信息的及時性。另外，由于遼寧省氣象災(zāi)害預(yù)警信號精細(xì)化程度較高，暴雨預(yù)警需精細(xì)化到鄉(xiāng)鎮(zhèn)，在鄉(xiāng)鎮(zhèn)站點的編輯過程中操作繁瑣，極有可能造成較多的人為錯誤。同時，預(yù)警信號檢驗信息需要在預(yù)警文檔中提取，預(yù)警信號備份機制不夠健全，給預(yù)警信號的檢驗工作造成了很大的阻礙。因此，建立適用于省、市、縣三級，快速化、集約化的氣象災(zāi)害預(yù)警信號制作檢驗平臺，已成為當(dāng)務(wù)之急。

通過該項目的建設(shè)，可實現(xiàn)預(yù)警信號的快速制作和客觀化檢驗，減少人為操作錯誤，暴雨預(yù)警信號制作簽發(fā)時間可縮短到3min，其他預(yù)警信號制作簽發(fā)可縮短到2min，并提供客觀化、自動化的預(yù)警信號檢驗，為管理部門提供最新數(shù)據(jù)，提高管理效率，減少管理成本。項目完成后預(yù)警信號可通過數(shù)據(jù)庫檢索直接發(fā)布，減少二次加工程序、并可為氣象災(zāi)害從自動監(jiān)測到預(yù)警信號制作提供二次開發(fā)接口，最終實現(xiàn)氣象災(zāi)害監(jiān)測到預(yù)警制作、發(fā)布、檢驗一體化，提高預(yù)警信號的準(zhǔn)確性和時效性，減少人民財產(chǎn)的損失。

2 平臺開發(fā)背景

與國家氣象中心預(yù)報系統(tǒng)開放實驗室共同開發(fā)的基于Micaps網(wǎng)絡(luò)化平臺（簡稱WebMicaps）開發(fā)的預(yù)警信號制作平臺，根據(jù)省市縣三級預(yù)警實際需求，開發(fā)預(yù)警制作發(fā)布功能。

3 平臺開發(fā)語言及環(huán)境

平臺基于Windows的WEB環(huán)境開發(fā)，使用java服務(wù)器完成后臺核心服務(wù)，通過基本語言JavaScript與標(biāo)記語言HTML5交叉使用設(shè)計預(yù)警制作前端界面，并通過樣式語言CSS及圖片處理工具Photoshop對界面進(jìn)行美化。通過調(diào)用現(xiàn)有的C#接口完成預(yù)警的傳真、ftp、notes、短信的同步發(fā)布。

4 平臺結(jié)構(gòu)及功能亮點

4.1 搭建預(yù)警信息數(shù)據(jù)庫 建立基本信息、配置信息、接收部門、站點信息、預(yù)警內(nèi)容、預(yù)警模板、預(yù)警產(chǎn)品、天氣實況等信息數(shù)據(jù)庫，并支持XML語言進(jìn)行交互，方便平臺調(diào)用與修改，實現(xiàn)統(tǒng)一管理，使預(yù)警業(yè)務(wù)集約化（圖1）。文件名格式：MSP2_預(yù)警類型_級別_發(fā)布單位_發(fā)布時間_持續(xù)時間.XML。預(yù)警信號站點信息除縣級單位外增加鄉(xiāng)鎮(zhèn)站點；預(yù)警內(nèi)容統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式，按地點錄入數(shù)據(jù)庫，每條記錄包含預(yù)警序號預(yù)警類型、級別、發(fā)布時間、預(yù)警信號內(nèi)容、站點名稱、站點所屬縣（市）、目前時長（小時）、目前實況、預(yù)報時長（小時）、預(yù)報量級、實況出現(xiàn)時間、實況量級、預(yù)警提前時間（分鐘）、預(yù)報員等信息。預(yù)警實況包括即時天氣、3h地面數(shù)據(jù)、加密自動站、閃電定位儀等數(shù)據(jù)（圖2）。

圖2 預(yù)警信號類型規(guī)則示意

4.2 預(yù)警信息制作模塊開發(fā) 基于中國氣象臺系統(tǒng)開放實驗室開發(fā)的“WebMicaps省市縣預(yù)報預(yù)警綜合業(yè)務(wù)平臺”的基礎(chǔ)上進(jìn)行開發(fā)。根據(jù)省、市、縣預(yù)警業(yè)務(wù)分工，授予不同業(yè)務(wù)單位相應(yīng)的預(yù)警制作權(quán)限，縣級預(yù)警可制作大霧、冰雹、雷電3類所有級別的預(yù)警信號，市級預(yù)警可制作非重大類所有級別預(yù)警信號，省級預(yù)警可制作重大類預(yù)警信號以及其他所有預(yù)警信號，同時此權(quán)限可由省級部門進(jìn)行更改（圖3）。

預(yù)警制作平臺包括預(yù)警相關(guān)信息查看、預(yù)警制作發(fā)布等功能。建立2種制作預(yù)警選項分別為圈畫、選擇，針對省市縣分工指定不同的操作流程。在預(yù)警制作發(fā)布產(chǎn)品列表面板上，點擊新建預(yù)警按鈕或圖標(biāo)。在彈出的預(yù)警制作面板上新建預(yù)警，主要分為4步操作：（1）選取預(yù)警類型及等級；（2）在地圖上繪制落區(qū)、并雙擊結(jié)束（此步驟可以不操作，即不畫落區(qū)，直接進(jìn)入文字編輯）；（3）編輯預(yù)警正文：點預(yù)警制作按鈕；（4）審核發(fā)布（圖4）。

選擇預(yù)警信號的種類和級別后可在GIS系統(tǒng)地圖中圈畫需要預(yù)警的范圍（圖5）。

在確定預(yù)警地點后點擊圈畫落區(qū)，加載出地理信息后，可補充其他內(nèi)容，并檢查、訂正。確認(rèn)無誤后點擊可生成預(yù)警文檔，可預(yù)覽查錯，最后簽發(fā)（圖6）。

為簡化市、縣級預(yù)警制作的步驟，對于小范圍以縣為單位的預(yù)警信號的制作，可由直接選擇預(yù)警類別、級別、預(yù)警地點按鈕，同時勾選時效，經(jīng)確認(rèn)后直接生成相應(yīng)的預(yù)警信號。

4.3 預(yù)警信號檢驗?zāi)K開發(fā) 根據(jù)預(yù)警信息中的預(yù)警站點、實況量、預(yù)報量、發(fā)布時間等信息，結(jié)合天氣實況信息進(jìn)行檢驗，檢驗的具體方法依據(jù)氣象災(zāi)害預(yù)警信號質(zhì)量檢驗辦法，檢驗工作在后臺完成。具體檢驗流程：按照預(yù)警信號標(biāo)準(zhǔn)對過去24h內(nèi)出現(xiàn)的天氣要素進(jìn)行搜索，將滿足條件氣象要素分類存儲，然后將發(fā)布過的預(yù)警信號位置與實況進(jìn)行對比，進(jìn)行分級檢驗和不分級檢驗。檢驗內(nèi)容包括預(yù)警信號的準(zhǔn)確性和時效性，準(zhǔn)確性檢驗指標(biāo)為TS評分、空報率、漏報率和命中率；時效性檢驗指標(biāo)為預(yù)警信號時間提前量，評定3個指標(biāo)，分別為準(zhǔn)確預(yù)警的時間提前量（T1）、預(yù)警的時間提前量（T2）和有效預(yù)警的時間提前量（T3）。對于錯誤數(shù)據(jù)，建立標(biāo)記更正功能，人工進(jìn)行訂正，保證預(yù)警信號檢驗的質(zhì)量（圖7）。

5 系統(tǒng)開發(fā)的技術(shù)路線及難點

預(yù)警信號制作與發(fā)布一體化平臺基于中央氣象臺系統(tǒng)開放實驗室開發(fā)的“WebMicaps省地縣預(yù)報預(yù)警綜合業(yè)務(wù)平臺”，用于需要面向全國氣象預(yù)警業(yè)務(wù)，但各省份的預(yù)警業(yè)務(wù)形式各異，因此，在開發(fā)過程中，既要體現(xiàn)出全國統(tǒng)一的規(guī)范規(guī)定，又要兼顧各地區(qū)的特色。預(yù)警制作界面以本省預(yù)警業(yè)務(wù)特點結(jié)合，根據(jù)需求定制預(yù)警編輯界面，制作全國版與本地版2個預(yù)警制作界面（圖8、圖9）。

暴雨預(yù)警需要精細(xì)到鄉(xiāng)鎮(zhèn)，在“WebMicaps省地縣預(yù)報預(yù)警綜合業(yè)務(wù)平臺”地圖基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中添加遼寧省鄉(xiāng)鎮(zhèn)邊界數(shù)據(jù)，使鄉(xiāng)鎮(zhèn)的精細(xì)化預(yù)警。預(yù)警模板采用統(tǒng)一樣式模板，經(jīng)過Java后臺服務(wù)根據(jù)編輯界面的信息進(jìn)行替換，方便模板布局靈活更改。

6 結(jié)語

本文建立了適用于省、市、縣三級，快速化、集約化的氣象災(zāi)害預(yù)警信號制作平臺，該平臺具有快捷性、集約化、網(wǎng)絡(luò)實時共享、智能化等特點，不僅能實現(xiàn)預(yù)警信號的快速制作，暴雨預(yù)警信號制作簽發(fā)時間可縮短到5min，其他預(yù)警信號制作簽發(fā)可縮短到3min，而且有效地將預(yù)警信號制作、發(fā)布與檢驗3個步驟銜接起來，接入遼寧省氣象災(zāi)害預(yù)警傳真系統(tǒng)、郵件、短信等發(fā)布平臺，錄入自主研發(fā)的預(yù)警檢驗平臺。同時，該平臺通過網(wǎng)絡(luò)化構(gòu)架實現(xiàn)了省市縣三級預(yù)警信號的實時共享，上下協(xié)調(diào)。

基于WebMicaps預(yù)警信號制作平臺的應(yīng)用大幅減少了預(yù)警制作發(fā)布時間，降低了人為因素產(chǎn)生的錯誤率，提高了預(yù)警信號發(fā)布效率，為政府決策和人民防御氣象災(zāi)害贏得更多的寶貴時間。該平臺對市、縣級氣象臺推廣應(yīng)用后將對全省氣象災(zāi)害預(yù)警信號的制作與發(fā)布產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

預(yù)警模板與編輯界面使用可定制的開發(fā)方法，最大程度適應(yīng)千變?nèi)f化的地方預(yù)警特色，使其可在全國范圍推廣。

參考文獻(xiàn)

[1]王瀛，孫欣，陳傳雷.遼寧省海洋氣象業(yè)務(wù)服務(wù)系統(tǒng)[J].氣象與環(huán)境學(xué)報，2007，23（2）：63-67.

[2]江崟，譚明艷，吳迪.深圳市氣象監(jiān)測綜合業(yè)務(wù)平臺的設(shè)計與實現(xiàn)[J].廣東氣象，2010，32（3）.

[3]盧娟，唐亞平，陳傳雷.遼寧省專業(yè)氣象服務(wù)工作平臺設(shè)計與實現(xiàn)[J].氣象與環(huán)境學(xué)報，2008，24（4）.

[4]李大為，隋東，黃振.沈陽天氣預(yù)報業(yè)務(wù)自動化平臺的開發(fā)研制[J].氣象與環(huán)境學(xué)報，2006，22（2）：69-71.

（責(zé)編：張宏民）