基于ArcgisWeb的人工增雨（雪）防雹指揮平臺簡述

王興濤　任麗雯　孫占峰

摘要 建立智能化的地市級人工增雨（雪）作業指揮系統，提高人工影響天氣作業預警及信息處理自動化精準程度，建立適當的作業時機、部位和劑量業務指標，不斷提高作業前后效益評估并加強彈藥、作業過程中的安全管理。

關鍵詞 精準指揮;安全管理;智能化

中圖分類號：P482 文獻標識碼：A 文章編號：2095–3305（2020）06–0–02

DOI：10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.06.030

祁連山生態修復專項人工影響天氣作業是氣象服務工作中的重中之重，環境生態保護發展人工影響天氣作業規模不斷擴大，目前武威市人影作業依舊按照傳統作業方式讓作業人員對局部天氣狀況觀測來實施作業，但此人工觀測方式不能精準有效地對空中云水資源進行開發利用，需通過建立智能化的地市級人工增雨（雪）作業指揮系統來有效提高作業指揮時機和質量。

“人工影響天氣”是指當氣象災害發生時，能有效地避免或減少損失，合理利用氣候資源，在適當條件下通過科技手段對局部大氣物理、化學過程進行人工影響從而完成人工增雨（雪）、防霜凍和消云等目的的活動。這項工作是氣象服務在防災減災、合理開發利用氣象資源、提高人們生活質量以及恢復生態環境的重要科技手段之一，因此，為減少或避免氣象災害造成損失，做好人工影響天氣工作具有非常重要的現實意義[1-2]。

1 設計概述

《人工影響天氣指揮作業平臺》采用軟硬件結合物聯網思維方式，通過云圖、雷達等實時信息疊加分析作業條件監測預報識別，建立適當作業時機、部位和劑量業務指標，以供指揮人員精準指揮，實時查看作業情況監控畫面，及時糾正違規操作以確保安全作業[3]。讓彈藥庫出入庫智能化管理和人影指導產品在線模板及文檔上傳等多種類型在線預覽，可在手機APP實時對講，查看云圖及數據分析展示。

目前武威市人工影響天氣作業指揮主要存在的問題有：

（1）人工影響天氣作業指揮信息缺乏過程前期針對作業指導產品;（2）參照預報大范圍信息布置增雨（雪）作業量，而過程來臨時則通過作業人員多年經驗進行作業;（3）缺乏預報定量化，無法對每一個作業點領域精準地有效實施作業時機、仰角、用彈量等。

2 系統設計需求分析

2.1 需求分析

人工影響天氣指揮作業平臺主要針對以下幾個目的及功能的實現和完成。

2.1.1 作業點展示 應用3DWEBGIS技術，在頁面中將作業點模型對象及作業點經緯度信息立體地展現在三維地球當中，可準確觀察作業點周圍地形地貌特征及水域河流等相關信息。

2.1.2 氣象信息展示 實時云圖及云圖分析數據展示（提供有效參考值）;實時云帶，逐小時降水量，垂直過冷積水，云水混合比等圖片;接入全國氣象綜合展示平臺。

2.1.3 作業指揮預警 按照實時云圖反演產品及雷達實時資料，確定作業區域和作業點，及時發出預警信號通知相關作業人員做好作業準備。當云中水汽達到報警值時，發出具備作業條件報警，同時根據云高云厚給出發射仰角參考值。

2.1.4 彈藥管理 彈藥庫存管理，通過手持機終端進行彈藥出入庫掃碼，實時掌握彈藥軌跡;彈藥分發，記錄分發的工作人員、作業點及分發數量;彈藥使用記錄，記錄作業基本信息，彈藥出入庫及剩余數量情況;作業記錄，每次作業針對作業前后等工作信息作業記錄，方便日后查詢和追溯[4-5]。

2.1.5 安防檢測信息 一是作業點室內外監控視頻實時查看作業人員操作是否規范;二是預警歷史查看，紅外預警信息會通過后臺服務保存到數據庫當中，如工作人員因忙碌而沒有及時查看到預警信息，也可以查看預警歷史信息來追溯。

2.1.6 系統管理 登錄用戶的添加和刪除及作業點信息的修改和維護。

2.2 系統界面設計

建立信息綜合庫將火箭人工增雨作業決策指揮系統分為8個模塊，由基本信息、資料采集、指導產品制作、作業指揮、信息匯集、信息管理、安防檢測、模型優化等組成（圖1）。

3 功能介紹

3.1 基本信息、資料采集

實現高效智能化人工增雨（雪）作業條件預警[6]。自動對作業對象云系進行結構分析，準確定位出過冷水所在溫度層、垂直分布層及最大過冷水含量，冰晶數濃度。遇強對流天氣，雷達回波強度達到45 dBZ以上時，自動啟動冰雹災害預警警告，并對NCEP中尺度環境條件場進行智能預報分析，定位過冷水層（圖2～3）。

3.2 作業指揮、信息匯集

準確給出火箭、高炮防雹作業發射仰角、水平角度及發彈量，實現一鍵式呼叫作業點（圖4～5）。

3.3 指導產品制作及信息匯集、管理

過程前分析并一鍵式制作出人影作業過程預報、人影潛力分析和作業預案、作業指令[7-8]。智能化進行效果評估，代替人工統計方法，強化合理性檢驗，自動收集雨（雪）情資料數據，并給出分析效果報告（圖6）。

3.4 安防檢測、模型優化

實現作業點智能化安防報警管理功能[9]。通過后臺識別分析發布預警信息短信或APP推送等方式告知相關人員（圖7）。

4 創新點

改變傳統人工增雨（雪）作業主觀指揮形式，改進作業預警等方面存在的隨意性和自動化程度較低問題，提高作業管理效率，實現數據精準化和增加設備安全系數。建立客觀化智能化地市級人工增雨（雪）作業指揮系統[10]。

5 結論

通過基于ArcgisWeb的人工增雨（雪）防雹指揮平臺建設，作業指揮更加精細、高效，可有效提高增雨（雪）防雹效率，促進祁連山空中云水資源開發利用、提升干旱區人工影響天氣作業指揮能力、增強防災減災能力，對改善生態環境、保障糧食安全等都具有十分重要的現實意義。

參考文獻

[1] 劉國強，田文輝，李懷志，等.人工影響天氣作業指揮及信息共享平臺[J].電子測量技術，2014，37（4）：33–37.

[2] 王兆宇.人工影響天氣業務平臺使用功能介紹[J].科技創新導報，2011（3）：79，81.

[3] 呂瓊瑩，劉晗，王曉博，等.基于物聯網模式的遠程無線供水系統的應用[J].國外電子測量技術，2012，31（10）：30–34.

[4] 樊昌元，母夏宇，李東，等.氣象炮射作業前端裝置設計[A].電子測量與儀器學報雜志社.第十七屆全國測控計量儀器儀表學術年會（MCMI'2007）論文集（下冊）[C].電子測量與儀器學報雜志社：電子測量與儀器學報雜志社，2007：4.

[5] 李東，郭維波，樊昌元，等.氣象炮射檢測系統設計[J].微計算機信息，2009，25（23）：10–11，156.

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[7] 張萍.人工增雨防雹作業通訊信號質量分析[J].貴州氣象，2009，33（5）：34–35.

[8] 張清，何金偉，魏旭輝.人工影響天氣作業決策指揮系統解決方案[J].安徽農業科學，2009，37（15）：7301–7302.

[9] 張瑞波.廣西人影作業指揮手機短信發送平臺的研制[J].廣西氣象，2006（2）：35–36.

[10] 陳懷亮，鄒春輝，周毓荃.人影決策指揮地理信息平臺的建立和應用[J].南京氣象學院學報，2002（2）：265–270.

責任編輯：黃艷飛

Brief Introduction of Hail Suppression Command Platform based on ArcGIS Web

WANG Xing-tao et al （Meteorological Bureau of Wuwei City， Wuwei， Gansu， 733000）

Abstract The establishment of intelligent city level artificial precipitation （snow） operation command system can improve the accuracy of weather modification operation early warning and information processing automation， establish appropriate operation time， position and dose business indicators， and continuously improve the benefit evaluation before and after operation and safety management in ammunition and operation process.

Key words Precise command; Safety management; Intelligence

基金項目 基于ArcgisWeb的人工增雨（雪）防雹指揮系統（WW190101）。

作者簡介 王興濤（1988–），男，甘肅永登人，助理工程師，主要從事人工影響天氣工作研究。

收稿日期 2020–06–24