包頭市智慧農業氣象服務系統設計與實現

彭麗娜，陳 慧，李景良，烏春蘭

（內蒙古自治區包頭市氣象局，內蒙古包頭014030）

包頭市位于溫帶大陸半干旱區，具有氣候變化快、敏感度高、農業生產脆弱等特點，因此該地區經常性出現氣象災害現象，為當地農業帶來了不同程度的經濟損失，嚴重影響了當地農業的健康、可持續發展。為此，包頭市氣象局根據當地農業發展現狀，加大了農業設施的信息化建設，通過研發一款智慧農業氣象服務系統，為農業的快速發展提供專業化的氣象信息服務指導，從而提高氣象資源的利用率，為實現當地農業防災減災能力的全面提高打下堅實的基礎。

1 系統硬件建設

為了進一步提高智慧農業氣象服務系統的運行性能，軟件開發人員在設計和開發系統之前，從以下兩方面入手做好對系統硬件的建設工作：一是系統自動氣象監測站網的建設。通過加大對該監測站網的建設力度，能夠最大限度地拓展監測氣象的空間和場地，極大地提高小區域氣候監測的準確度，以滿足農業氣象發展的相關要求。二是農業氣象服務示范基地建設。為了充分發揮和利用智慧農業氣象服務系統的應用價值，加強對農業氣象服務示范基地的科學建設顯得尤為重要。在這個過程中，通過將農業氣象服務示范基地與包頭市氣象服務進行有效結合，可以為農民提供專業化的農業生產建議和相關氣象預警信息，為更好地促進包頭市氣象服務行業向精細化、智能化、信息化方向不斷發展打下堅實的基礎?？傊?，只有做好監測站網和示范基地的建設，才能為促進智慧農業氣象服務系統的健康、可持續發展以及提高農產品的生產水平提供重要的硬件支持。

2 系統軟件設計與實現

2.1 系統功能設計

2.1.1 城鎮天氣實況和預報功能 該功能在具體的設計中需要軟件開發人員采用表格和圖形2 種形式，將當日的氣溫變化情況、降水量、天氣狀況等信息發送到電子屏終端，由電子屏終端利用該功能將這些信息形象、直觀地顯示出來。這一功能的開發和使用使農民能夠及時了解天氣實況[1]，確保農民對氣象災害做到防患于未然，并提前做好對農作物的規劃，以促進農業的創新、長遠發展。

2.1.2 農業災害性天氣實況警報功能 該功能具體的設計需要軟件開發人員在運用系統的基礎上，充分利用包頭市相關監測數據，對災害性天氣狀況進行全面了解，然后對災害性天氣的相關指標信息進行全面、科學地分析和判斷，確保系統能夠采用自動化生成的方式，將干旱、高溫、臺風、洪澇等自然災害傳輸并推送到電子屏終端[2]，由電子屏終端利用農業災害性天氣實況警報功能將這些自然災害信息發布出來，便于農民及時查閱。

2.1.3 大田作物氣象災害預警和實況警報功能 為了進一步保證該功能的設計水平，軟件開發人員要充分利用包頭市氣象臺，將天氣預報時間定在每天下午，然后以24 h 為時間單位，對未來7 d 的天氣實況信息進行實時預報，從而為農民提供重要的天氣預報信息[3]。此外，在該功能的應用背景下，系統可以對災害性天氣狀況信息進行全面分析和判斷，并根據災害性天氣的相關指標信息，采用自動生成的方式，智能化生成災害性天氣實況信息，并將這些信息全部播報給廣大農民群眾。

2.1.4 大田作物氣候影響評價功能 該功能在具體的設計中需要氣象服務人員針對災害性天氣狀況信息，采用制作發布的方式，完成對該功能的設計，確保農業技術專家能夠利用人工推送功能[4]，為廣大農民群眾提供專業的農業生產建議和重要的氣象服務提示信息，以實現對大田作物氣候影響評價功能的設計與開發。

2.2 系統結構設計

該系統主要由數據傳輸模塊、綜合數據庫模塊、預警預測產品模塊、信息支持模塊等組成，系統結構如圖1 所示。其中，數據傳輸模塊作為該系統的重要組成部分，主要用于對相關信息數據的傳輸和監測，使其推送到氣象站網上。綜合數據庫模塊主要負責向整個系統提供各種重要的信息數據[5]，以實現對相關產品信息數據的存儲、分析和加工。預警預測模塊作為該系統的核心和關鍵，通過利用預測預警模型，針對農業生產需求，在結合災害性天氣實況的基礎上，制定出一套系統、完善的對策建議，以保證農業的產量，提高農民的經濟收入。

圖1 系統結構示意圖

2.3 系統工作流程與服務

該系統的整個工作流程：首先，通過完成對天氣實況信息數據的采集和觀測[6]，采用數值預報的方式，實現對相關產品的綜合預報。在此基礎上，將預警預測模塊輸入到系統中，充分利用該模塊的應用優勢，在借助業務服務功能的基礎上，實現對相關產品的有效訂正和加工。最后，根據防災減災的建議，在農業專家的交流和合作下，完成對最終服務產品的開發，然后充分發揮公共媒體的作用，實現對服務產品的進一步推廣和普及。

3 結束語

在計算機信息技術的應用背景下，智慧農業氣象服務系統在設計和開發方面取得了很大的突破和創新。該系統不僅功能強大、通用性強、具有良好的用戶體驗，還在農業發展領域中取得了顯著的應用效果，深受廣大用戶的青睞和喜愛。為了方便后期系統的維護和升級，需要相關軟件開發人員再接再厲，用更加高效的代碼擴充更多適用的功能，從而為促進智慧農業氣象服務系統健康、可持續發展以及提高其應用價值和應用前景提供有力的保障。