二維碼技術(shù)在氣象信息數(shù)字化管理中的應(yīng)用探析

黃昕怡

（湘潭縣氣象局 湖南湘潭 411100）

二維碼技術(shù)在氣象信息數(shù)字化管理中的應(yīng)用探析

黃昕怡

（湘潭縣氣象局 湖南湘潭 411100）

二維碼技術(shù)是近年來新興的條碼技術(shù)，具有信息容量大、安全強度高等多方面優(yōu)勢，可以直接用手機、網(wǎng)絡(luò)終端等進行拍照和識讀，從而達到傳遞信息的目的。本文闡述了二維碼技術(shù)具有的主要特點和應(yīng)用優(yōu)勢，針對二維碼技術(shù)在氣象信息數(shù)字化管理中的應(yīng)用進行了探討，以供參考。

二維碼技術(shù)；氣象信息；數(shù)字化管理

1 引言

通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在氣象信息管理的數(shù)字化發(fā)展進程中的應(yīng)用，不僅拓展了氣象基本業(yè)務(wù)范圍，還有效促進了大量新型探測設(shè)備的引進，但同時也給氣象信息數(shù)字化的管理帶來一定難度。二維碼技術(shù)是一種近年新興的技術(shù)，該技術(shù)方便實用、安全快捷，如果能夠應(yīng)用于氣象信息數(shù)字化管理，即可解決管理難題。

2 二維碼技術(shù)的基本概念

所謂的二維碼（見圖1），是將一些特定幾何圖形，按照一定的規(guī)律，于平面上組合分布，形成一種黑白相間的圖形；二維碼技術(shù)，則是利用該圖形，記錄數(shù)據(jù)、符號等各種信息，是一種新興的條碼技術(shù)。在圖像被識讀之后，可利用特定的圖形和二進制對應(yīng)規(guī)則，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)符號的自動識別。當(dāng)前應(yīng)用最多的手機二維碼服務(wù)，即是指通過移動終端、移動互聯(lián)網(wǎng)，進行二維碼的存儲、解讀、處理和傳播，進而產(chǎn)生各種移動增值服務(wù)。在此過程中，如果按照手機終端所承擔(dān)的存儲二維碼信息，或解讀二維碼信息等功能進行區(qū)分，則可以該服務(wù)分成兩類：手機被讀類應(yīng)用和手機主讀類應(yīng)用。

圖1 二維條碼

3 二維碼技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

以往所使用的條碼技術(shù)，是一種較為經(jīng)濟、實用的自動識別技術(shù)，主要優(yōu)點在于輸入速度快、可靠性高、采集信息量大、成本低等。而二維碼的出現(xiàn)進一步拓展了條碼技術(shù)的應(yīng)用范圍，提高了應(yīng)用水平。二維條碼的使用原理，是通過掃描標識條碼，利用其長度、寬度中所記載的二進制數(shù)據(jù)，獲取所包含的內(nèi)部信息。相較于一維條碼，二維碼的優(yōu)勢更加顯著，主要包括以下方面：

（1）信息存儲量大，二維碼能在二維方向上同時存儲各種不同信息，可容納多達1000多個字節(jié)或500多個漢字。該條碼除存儲文字、數(shù)字等文本信息外，還可以對圖片、指紋、聲音等高容量信息進行編碼，并可表示多種語言文字。

（2）使用的環(huán)境較為復(fù)雜，粘貼標簽在使用過程中，往往容易遭受不同程度的污染或折損，由于二維條碼采用的是糾錯算法，具有較強的抗損、抗干擾能力，即使標簽出現(xiàn)部分的損壞，仍然能夠利用糾錯識讀正確信息并還原，從而保證信息的使用可靠性。

（3）二維碼成本低，易制作，網(wǎng)上提供了很多免費的二維碼生成軟件，也可以自己編制軟件。制作過程中對于打印機也沒有特殊要求，可以隨時打印在紙上、卡片上，因此具有很好的實用價值。

（4）二維碼中能夠可以將各種氣象信息、氣象的監(jiān)測設(shè)備信息、技術(shù)信息等都進行編碼，然后通過掃描儀來自動識讀，這樣能夠有效解決數(shù)據(jù)信息的自動錄入問題，在很大程度上提高了數(shù)據(jù)錄入的正確率。

（5）手機是目前人們生活中必不可少的日常工具之一，二維碼除可以使用無需連接電腦的專用掃描識讀器離線閱讀并識別其包含的信息外，還可以用智能手機閱讀。手機攝像頭可以對二維碼進行拍照，并自動識別其中的數(shù)據(jù)信息。如果能鏈接到互聯(lián)網(wǎng)上，便可以觀看相關(guān)圖像和視頻等。

4 二維碼技術(shù)在氣象信息數(shù)字化管理中的應(yīng)用

近年來，氣象部門在對于氣象信息的數(shù)字化管理方面，進行了大量的研究開發(fā)工作，已經(jīng)在技術(shù)水平上有了很大進步，氣象業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)已完全實現(xiàn)數(shù)字化。為了方便工作，簡化業(yè)務(wù)流程，氣象科技工作者開發(fā)出適合各個崗位的軟件系統(tǒng)，而二維碼技術(shù)也在其中得到了應(yīng)用。

4.1 完善氣象檔案的自動查詢

氣象檔案資料，通常包括業(yè)務(wù)資料、財務(wù)資料、科技服務(wù)材料以及行政辦公材料等。為了方便工作人員進行查詢，應(yīng)開發(fā)建設(shè)針對各種不同信息的不同版本氣象檔案資料自動查詢系統(tǒng)，可以采用B/S模式進行系統(tǒng)開發(fā)。因為氣象數(shù)據(jù)量較為龐大，數(shù)據(jù)的錄入工作量也相對較大，后期維護工作繁瑣。但是，如果能夠在系統(tǒng)中合理運用二維碼技術(shù)，在錄入數(shù)據(jù)時，附加一個特定的二維碼，便可以減輕后期查詢和維護的工作量。對于財務(wù)紙質(zhì)憑證資料，除在數(shù)據(jù)庫中附加相應(yīng)的二維碼外，還可以將二維碼打印后附加在紙質(zhì)憑證盒上，后期只需使用二維碼掃描儀便可以輕松查詢歷史憑證資料。

4.2 監(jiān)理氣象裝備管理系統(tǒng)

在氣象信息的管理工作中，對于裝備的管護，是其基本業(yè)務(wù)重要環(huán)節(jié)之一，更是保障氣象監(jiān)測、信息傳輸、天氣預(yù)報等業(yè)務(wù)能夠正常運轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)。隨著氣象現(xiàn)代化建設(shè)的快速發(fā)展，這項工作的重要性和緊迫性日益突出。新型氣象裝備的科技含量較高，在提高性能的同時，也增加了管理難度。引入二維碼技術(shù)，可大大提高系統(tǒng)工作效率，幫助工作人員進行設(shè)備的監(jiān)督維護。利用二維碼信息容量大、對網(wǎng)絡(luò)和主系統(tǒng)依賴性低的特點，可以建立面向所有設(shè)備的、全壽命期的設(shè)備管理系統(tǒng)，從設(shè)備出廠階段，即建立起能夠一一對應(yīng)、直至其生命周期結(jié)束的二維碼，該二維碼中應(yīng)當(dāng)包含的信息包括出廠基本信息、維修維護信息、流通信息等。全新的氣象裝備管理系統(tǒng)可以利用氣象部門現(xiàn)有的高速業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)搭建WEB訪問形式、數(shù)據(jù)庫信息共享的省、市、縣三級管理體系，便于各級氣象部門統(tǒng)一管理，資源統(tǒng)一調(diào)配。

例如，某市舉辦了全市的氣象技術(shù)裝備動態(tài)管理信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)立足于氣象信息化，基于科技進步實現(xiàn)對氣象物資裝備保障的定量化、自動化、規(guī)范化管理。系統(tǒng)的投入運行，為每一個氣象裝備配備了一個電子身份證，實現(xiàn)對裝備的全壽命跟蹤，在氣象裝備的供應(yīng)、檢定、維修的各個業(yè)務(wù)流程實現(xiàn)狀態(tài)屬性和地理屬性的信息化管理。利用設(shè)備查詢統(tǒng)計模塊的數(shù)據(jù)分析功能，為氣象裝備的供應(yīng)、檢定、維修等環(huán)節(jié)提供科學(xué)依據(jù)，客觀評價生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品的優(yōu)劣，為以后的設(shè)備選型和采購提供參考，實現(xiàn)對氣象裝備信息的智慧掌控。

4.3 豐富網(wǎng)絡(luò)氣象的服務(wù)形式

為了更好的服務(wù)大眾，氣象部門采取了多式多樣的服務(wù)形式，而網(wǎng)絡(luò)渠道已經(jīng)逐漸成為其中最重要的形式之一。當(dāng)前的氣象部門主要是通過網(wǎng)絡(luò)，向公眾傳遞天氣狀況，并進行預(yù)報預(yù)警，由于服務(wù)形式的增加，受到廣大用戶的好評。二維碼在網(wǎng)絡(luò)上的流行，讓各行各業(yè)都陸續(xù)將其加入自身的服務(wù)應(yīng)用中，網(wǎng)絡(luò)氣象服務(wù)引入二維碼技術(shù)，可以讓手機用戶更加方便的獲取到所需的氣象服務(wù)信息。例如，可以制作出含有最新天氣預(yù)報預(yù)警信息的二維碼，放置到各類網(wǎng)絡(luò)媒介中，大眾用戶只需用手機自帶的二維碼掃描軟件便可以獲取其中包含的信息，大大提高時效性。

例如，某市的氣象局通過深入一線調(diào)查，總結(jié)了種植戶對氣象服務(wù)的具體需求，開展了精細化的氣象服務(wù)，服務(wù)內(nèi)容包括二氧化碳濃度、地表溫度、10～50cm土層土壤溫度與濕度等。氣象部門通過建立市縣聯(lián)動的作物觀測、農(nóng)情調(diào)查、產(chǎn)品制作、信息服務(wù)新模式，由農(nóng)技、植保、林業(yè)、氣象等專家組成涉農(nóng)專家聯(lián)盟，為全市農(nóng)業(yè)開展精細化、針對性氣象服務(wù)，形成市農(nóng)氣中心-縣級氣象服務(wù)中心-鄉(xiāng)鎮(zhèn)氣象服務(wù)站-農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體四級“直通式”氣象服務(wù)體系。針對數(shù)十種當(dāng)?shù)氐奶厣r(nóng)作物開展氣象服務(wù)工作。

4.4 用于雷電防護

對于雷電氣象的防護，則是通過建立二維碼數(shù)據(jù)庫，將數(shù)據(jù)庫分為若干個組，對全市的防雷業(yè)務(wù)工作進行管理，所有的二維碼數(shù)據(jù)都在一個數(shù)據(jù)庫中管理。針對電源防雷器造假的情況，設(shè)想有如下的解決方案：利用二維碼技術(shù)，事先根據(jù)設(shè)計圖紙來制定防雷器的基本信息，來生成出相應(yīng)的二維碼。在首次檢測時根據(jù)圖紙防雷器的位置把相應(yīng)的二維碼貼在相對的防雷器每個模塊上，每個模塊的二維碼是不可拆掉的，這樣在復(fù)檢時就可以知道是不是利用原先的防雷器。這樣做：①避免了留下安全隱患；②也起到了提高復(fù)檢時的檢測效率，不用在參照圖紙對應(yīng)防雷器。為了防止檢測報告造假的情況發(fā)生，可以在檢測報告的首頁標注二維碼標識，實現(xiàn)防偽監(jiān)管。

5 基于二維碼的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)設(shè)計

基于二維碼的氣象信息共享網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，可以分為服務(wù)器和移動終端兩部分，其系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。

其中，移動終端分為六大功能模塊：用戶管理模塊、密碼管理模塊、網(wǎng)絡(luò)管理模塊、設(shè)備管理模塊、備忘錄和日志管理。

基于二維碼的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)通過手機app實現(xiàn)，運行于安卓系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以通過用戶名密碼登錄，也可以采用識別碼掃描登錄。識別碼是分配給管理員的二維碼，用于識別管理員身份，相當(dāng)于用戶名和密碼的組合，可快速登錄系統(tǒng)。管理員采用手機拍攝識別碼作為有效的登錄憑證，系統(tǒng)巡查時掃描已拍攝的識別碼即可。

圖2 基于二維碼的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)

（1）用戶管理模塊

該模塊實現(xiàn)用戶的管理，主要功能有：用戶的創(chuàng)建和注銷，用戶識別碼的生成和更換，用戶權(quán)限的設(shè)置。用戶包括：網(wǎng)絡(luò)管理員，值班人員，網(wǎng)絡(luò)使用人員。

（2）密碼管理模塊

該模塊實現(xiàn)氣象信息共享網(wǎng)絡(luò)中的系統(tǒng)和設(shè)備的密碼，如vpn網(wǎng)絡(luò)密碼等，采用二維碼形式記錄并以卡片形式保存。該模塊生成、更改和制作密碼卡，實現(xiàn)二級密碼管理。使用時通過掃描密碼卡，實現(xiàn)實時的解碼、解密和顯示密碼信息。

（3）網(wǎng)絡(luò)管理模塊和設(shè)備管理模塊

氣象信息共享網(wǎng)絡(luò)中的所有物理連接線路和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備均采用二維碼形式標識。物理鏈路兩端均有二維碼標簽，通過掃描該標簽檢索物理鏈路的走向和網(wǎng)絡(luò)拓撲。設(shè)備的功能信息及其處于網(wǎng)絡(luò)中的拓撲位置信息等也通過設(shè)備二維碼檢索。系統(tǒng)的其他功能模塊包括日志管理模塊和備忘錄模塊。其中，日志模塊的功能是實現(xiàn)系統(tǒng)中的日志瀏覽和檢索；備忘錄模塊是在進行網(wǎng)絡(luò)管理過程中的筆記記錄。

6 結(jié)語

二維碼技術(shù)是一種新型信息承載技術(shù)，應(yīng)用于氣象部門時，有效地實現(xiàn)了業(yè)務(wù)的現(xiàn)代化發(fā)展，完善了現(xiàn)有的各種信息管理系統(tǒng)，成為值得引進的優(yōu)秀技術(shù)之一。氣象行業(yè)應(yīng)當(dāng)通過學(xué)習(xí)宣傳、專業(yè)預(yù)防等方法，真正讓二維碼技術(shù)在氣象信息數(shù)字化管理中的應(yīng)用優(yōu)勢得到充分發(fā)揮。

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P409

A

1004-7344（2016）06-0270-02

2016-1-22

黃昕怡（1987-），女，助理工程師，本科，主要從事綜合氣象業(yè)務(wù)及技術(shù)管理工作。