基于百度地圖的氣象探測環境保護范圍計算系統開發

譚婷　張敏　肖美英

摘 要：《基于百度地圖的氣象探測環境保護范圍計算系統開發》是衡陽市氣象局在2016年下達的課題。考慮到氣象探測工作是整個氣象工作的前提和基礎，系統實現依托百度地圖進行氣象探測環境保護范圍內障礙物距離的測量及障礙物控制高度計算的功能。

關鍵詞：百度地圖；氣象探測環境保護；范圍計算；系統

中圖分類號：P41 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20180733209

氣象探測工作是整個氣象工作的前提和基礎，為進一步加強氣象探測環境保護工作，減少或避免因城市、鄉鎮規劃建設項目導致氣象探測環境和設施受到影響和破壞，強制性國家標準《氣象探測環境保護規范地面氣象觀測站》（GB31221-2014） [1]、《氣象探測環境保護規范天氣雷達站》（GB 31223-2014）[2]已于2015年正式實施。本系統根據上述2項標準整理出地面氣象觀測站和天氣雷達站氣象探測環境保護范圍內障礙物控制高度的具體計算方法，并依托百度地圖進行氣象探測環境保護范圍內障礙物距離的測量及其控制高度的計算，以期為各級氣象部門開展氣象審查城市建設項目提供便利與技術支持。

1 百度地圖API簡介

百度地圖API是一套為開發者免費提供的基于百度地圖的應用程序接口，包括JavaScript、ios、Andriod、靜態地圖、Web服務等多種版本，提供基本地圖、位置搜索、周邊搜索等多種搜索服務。使用前首先需要申請一個百度地圖的api key，并下載SDK開發包，然后才能引用百度SDK。

2 障礙物控制高度計算公式

2.1 地面氣象觀測站障礙物控制高度計算公式

基準站及基本站：H=h+D/10（50m≤D<2000m）

且H=h+0.087D（日出日落角度范圍內）

一般站：H=h+D/8（30m≤D<800m）

且H=h+0.123D（日出日落角度范圍內）

式中H為障礙物限制海拔高度，單位為m；h為觀測場海拔高度，單位為m；D為圍欄距離障礙物最近點與測量點垂線的水平距離，單位為m。

2.2 天氣雷達站障礙物控制高度計算公式

一級保護區：h2=h1-10λ（0

h2=h1+D/2-d×tan（180λ/πD）（D2/2λ+10λ/tan（180λ/πD）

式中h2為障礙物限制海拔高度，單位為m；λ為雷達工作波長，單位為m；h1為雷達天線口下沿點的海拔高度，單位為m；d為雷達天線口下沿點到物體最高點的水平距離，單位為m；D為雷達天線直徑，單位為m。

二級保護區：h3=h1+（D/2）×cosφ+[d+（D/2）×sinφ]×tan（φ-θ/2+β）（d>2D2/λ）

式中h3為障礙物限制海拔高度，單位為m；λ為雷達工作波長，單位為m；h1為雷達天線口下沿點的海拔高度，單位為m；d為雷達天線口下沿點到物體最高點的水平距離，單位為m；D為雷達天線直徑，單位為m；φ為雷達最低工作仰角，單位為度（°）；θ為雷達天線波束寬度，單位為度（°）；β為障礙物最高點對應的遮擋仰角容限值，單位為度（°）。

3 系統功能介紹

3.1 地圖配置與操作

系統利用Javascript語言對百度地圖API進行調用，支持鼠標拖拽、顯示經緯度信息等交互功能。地圖信息通過“僅從本地”“本地優先”“僅從遠程”三種方式獲取。點擊鼠標右鍵，還可以實現“居中”“放大”“縮小”“清除標注”及“清除圖形”等功能。

3.2 地圖類型切換

系統根據需要實現普通矢量地圖和衛星圖的切換，切換代碼如下。

mMapView=（MapView）findViewById（R.id.bmapView）；

mBaiduMap=mMapView.getMap（）；

//地圖

mBaiduMap.setMapType（BaiduMap.MAP_TYPE_NORMAL）；

//開啟交通圖

mBaiduMap.setTrafficEnabled（true）；

//衛星圖

mBaiduMap.setMapType（BaiduMap.MAP_TYPE_SATELLITE）。

3.3 地面氣象觀測站障礙物控制高度計算

地面氣象觀測站分為基準站、基本站及一般站，在計算前先根據實際情況進行點選。以衡陽市國家基本氣象觀測站為例，輸入測站及障礙物的經、緯度及海拔高度等相關信息并確定后，系統通過調用map.addControl（），自動在地圖上顯示以該站點為圓心的每個100m的同心圓及日出日落方位，每一個圓上標注其距測站距離及控制高度。根據系統計算結果運用Marker對障礙物坐標進行標注，運用Label在地圖上標注障礙物離觀測場的距離及控制高度，如圖1所示。

3.4 天氣雷達站障礙物控制高度計算

在計算天氣雷達站障礙物控制高度前，同樣首先點選天氣雷達站。以衡陽市天氣雷達站為例，輸入雷達站點及障礙物的相關信息及雷達的相關參數并確定后，系統運用同樣的方法自動在地圖上顯示雷達探測環境一級保護區及二級保護區，并根據系統計算結果標注出障礙物坐標點及其距雷達站的距離及控制高度，如圖2所示。

4 結語

目前該系統已經完成開發，并進行了測試和修改，現已進入試運行階段。系統無特殊的硬件要求，無需安裝，任意一臺win7以上的電腦上只要安裝了NET Framework 4.5.2以上版本都可以直接運行。從試運行情況來看，系統運行穩定，滿足探測環境保護范圍內障礙物控制高度計算等業務應用需求，達到了系統設計目標和應用要求。但該系統目前功能還不夠完善，比如雷達站方位寬度限制的計算等，今后將不斷增加系統的功能模塊，以解決更多實際工作中的問題。

參考文獻

[1]邵偉森，吳淑琴.談加強氣象探測環境及設施保護[J].科技創新與應用，2012（6）：33.

作者簡介：譚婷（1986-），女，綜合氣象觀測工程師。