袁正國， 岳 旭， 雷桂蓮， 田 白

(江西省氣象服務(wù)中心，江西南昌 330046)

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基于Android平臺(tái)的江西省煙草氣象服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

袁正國， 岳 旭， 雷桂蓮， 田 白

(江西省氣象服務(wù)中心，江西南昌 330046)

摘要為了進(jìn)一步促進(jìn)江西煙草業(yè)的發(fā)展，結(jié)合現(xiàn)代氣象綜合業(yè)務(wù)和煙草氣象服務(wù)的需求，建立了一套基于Android系統(tǒng)的煙草氣象信息綜合服務(wù)平臺(tái)。運(yùn)用該平臺(tái)提供的手機(jī)客戶端軟件，能夠獲取與煙草種植、加工與管理相關(guān)的氣象信息和煙草公司發(fā)布的技術(shù)與管理信息；同時(shí)，該系統(tǒng)還能向相關(guān)人員主動(dòng)發(fā)送有關(guān)的氣象預(yù)警或其他災(zāi)害信息等?；贏ndroid系統(tǒng)的煙草氣象服務(wù)系統(tǒng)的應(yīng)用將大大加快現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)建設(shè)的發(fā)展步伐。

關(guān)鍵詞現(xiàn)代氣象服務(wù)；煙草氣象信息；集成平臺(tái)；Android系統(tǒng)

煙草產(chǎn)業(yè)一直是國民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，在滿足社會(huì)消費(fèi)需求和增加國家及地方財(cái)政收入方面具有非常重要的地位。為促進(jìn)煙草產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高質(zhì)量和效益，江西省出臺(tái)了確保全省煙草產(chǎn)業(yè)快速健康發(fā)展的相關(guān)政策，近年來江西省煙草產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)上升態(tài)勢，但是仍然存在許多制約其發(fā)展的因素。近年來，由于全球氣候變暖及特有的山區(qū)地形等因素的作用，極端天氣氣候事件和頻繁發(fā)生的寒潮、低溫、凍害、冰雹、雷雨大風(fēng)等氣象災(zāi)害對烤煙生產(chǎn)的影響日趨嚴(yán)重，整個(gè)煙草行業(yè)大幅減產(chǎn)。只有了解各煙區(qū)的氣候特征及與天氣的災(zāi)害特點(diǎn)，才能針對性地進(jìn)行預(yù)警提醒、季節(jié)指導(dǎo)[1]；同時(shí)制定栽培技術(shù)措施和管理決策，科學(xué)有效地預(yù)防和減少氣象災(zāi)害對煙葉生產(chǎn)造成的危害[2]，從而提高煙農(nóng)的種煙積極性，提升整個(gè)煙草行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。在當(dāng)前形勢下，筆者基于廣泛應(yīng)用于移動(dòng)終端的Android系統(tǒng)，研制并開發(fā)了一套擁有自主知識產(chǎn)權(quán)、提供煙草氣象服務(wù)的綜合平臺(tái)，既可以進(jìn)行全省煙區(qū)長、中、短期天氣預(yù)報(bào)及災(zāi)害性煙草天氣預(yù)警預(yù)報(bào)信息預(yù)測、預(yù)警及發(fā)布，又可以為煙農(nóng)和技術(shù)專家開創(chuàng)一個(gè)有現(xiàn)代特色的專業(yè)交流平臺(tái)，具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

1農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)發(fā)展現(xiàn)狀

21世紀(jì)，我國農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的對象、條件、環(huán)境、技術(shù)等均發(fā)生了重大變化，對農(nóng)業(yè)氣象工作也提出諸多新的需求。在國外，利用高新技術(shù)開展農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)方面，美國部分州的中尺度氣象監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)(Mesonet)以自動(dòng)站觀測資料為基本信息，采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)采集、加工、傳輸農(nóng)業(yè)氣象信息，并通過因特網(wǎng)向公眾提供多種服務(wù)。在我國，利用高新技術(shù)開展農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)也取得積極進(jìn)展，已初步建成了國家級和省(市)級農(nóng)業(yè)氣象情報(bào)服務(wù)系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)氣象作物產(chǎn)量預(yù)報(bào)服務(wù)系統(tǒng)[3]。然而，此類系統(tǒng)主要特點(diǎn)是[4]：信息管理以原始信息多，產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫少，聯(lián)網(wǎng)共享少；信息服務(wù)產(chǎn)品以情報(bào)信息多，預(yù)報(bào)信息少；系統(tǒng)開發(fā)多為單機(jī)系統(tǒng)，有著功能強(qiáng)大的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也存在著互動(dòng)性不足的缺點(diǎn)。因此，尤其需要結(jié)合現(xiàn)代氣象綜合業(yè)務(wù)和煙草氣象服務(wù)的需求，建立一套專業(yè)的、有著互動(dòng)式特點(diǎn)的為農(nóng)服務(wù)綜合系統(tǒng)平臺(tái)。煙草行業(yè)相關(guān)人員將可以通過調(diào)閱該平臺(tái)提供的手機(jī)客戶端軟件，獲取到與煙草種植、加工與管理相關(guān)的氣象信息和煙草公司發(fā)布的技術(shù)與管理信息；同時(shí)，平臺(tái)還能向相關(guān)人員主動(dòng)發(fā)送有關(guān)的氣象預(yù)警或其他信息，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)與被動(dòng)相結(jié)合的信息發(fā)布形式。最終，逐步建成一個(gè)功能齊全、針對性強(qiáng)、操作性好，對煙草生產(chǎn)決策具有科學(xué)指導(dǎo)意義的氣象服務(wù)體系。

2煙草氣象服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與功能實(shí)現(xiàn)

2.1系統(tǒng)框架煙草氣象服務(wù)系統(tǒng)的總體模塊結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1　煙草氣象服務(wù)系統(tǒng)的框架設(shè)計(jì)Fig.1　Framework design of tobacco meteorological service system

由圖1可知，整個(gè)煙草氣象服務(wù)系統(tǒng)包括：后臺(tái)平臺(tái)管理，比如煙農(nóng)、煙技員、專家等不同的用戶管理和權(quán)限管理，不同地域的服務(wù)信息管理；移動(dòng)終端管理軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)及更新；對煙區(qū)長、中、短期天氣預(yù)報(bào)及災(zāi)害性天氣預(yù)警預(yù)報(bào)信息預(yù)測、預(yù)警及發(fā)布；針對煙區(qū)的短期氣象預(yù)報(bào)、中長期預(yù)報(bào)、病蟲害預(yù)報(bào)等；支持不同用戶之間的信息傳遞、技術(shù)交流。

整個(gè)系統(tǒng)建設(shè)分為4大部分：Android版操作系統(tǒng)的手機(jī)客戶端、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、后臺(tái)管理系統(tǒng)、氣象數(shù)據(jù)獲取與產(chǎn)品處理系統(tǒng)。系統(tǒng)建設(shè)后的信息交互流程見圖2。

圖2　煙草氣象服務(wù)系統(tǒng)信息交互流程Fig.2　Information interaction flow of tobacco meteorological service system

通過Android版的手機(jī)客戶端軟件，利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)交互[5]，主要進(jìn)行兩方面的信息傳遞。一是與后臺(tái)管理系統(tǒng)進(jìn)行信息傳遞。作為支持的后臺(tái)管理系統(tǒng)可以與氣象管理用戶和煙草管理用戶(包括江西省煙草專賣局煙草管理人員、市煙草專賣局煙草管理人員、縣煙草專賣局煙草管理人員、煙農(nóng))提供各項(xiàng)服務(wù)并相互交互，氣象數(shù)據(jù)則定期調(diào)用江西省氣象公共服務(wù)，由江西省煙草種植區(qū)域3大帶19個(gè)縣市(分別是：信豐、安遠(yuǎn)、會(huì)昌帶，贛縣、寧都、興國、石城、瑞金、泰和、萬安、宜黃、廣昌帶，峽江、永豐、安福、黎川、崇仁、樂安、資溪帶)的氣象服務(wù)提供信息。二是與氣象數(shù)據(jù)獲取與產(chǎn)品處理系統(tǒng)進(jìn)行信息傳遞。既可以提供在線技術(shù)交流問題的功能，也能通過移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)向江西氣象各業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供煙葉生產(chǎn)信息的反饋功能。重要的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)由主數(shù)據(jù)庫和容災(zāi)數(shù)據(jù)庫構(gòu)成，服務(wù)器均采用Windows Server 2008 的64位操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫軟件采用MySQL5.5及以上版本。2.2系統(tǒng)客戶端設(shè)計(jì)及功能實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)客戶端軟件界面采用了C++編程技術(shù)，在智能手機(jī)的Android操作系統(tǒng)平臺(tái)上，基于Qt Quick(Qt User Interface Kit)來編寫應(yīng)用。同時(shí)，采用基于Java語言開發(fā)并搭建符合理念和框架的客戶端氣象服務(wù)平臺(tái)?？蛻舳说木唧w功能包括以下幾個(gè)方面。

(1)提供江西省煙草種植區(qū)域氣象信息。

(2)在烤煙生長關(guān)鍵環(huán)節(jié)(育苗期、移栽期、旺長期、成熟期)提供預(yù)報(bào)服務(wù)。

(3)在病蟲害易發(fā)季節(jié)，煙技員及煙葉管理人員通過該客戶端為煙農(nóng)提供病蟲害預(yù)測、煙草防蟲技術(shù)措施。

(4)災(zāi)害性天氣預(yù)報(bào)預(yù)警。當(dāng)種植煙葉的19個(gè)縣市有冰雹、大風(fēng)、短時(shí)強(qiáng)降水、暴雨、洪澇、低溫冰凍、干旱等災(zāi)害性天氣出現(xiàn)時(shí)，系統(tǒng)主動(dòng)推送文本及圖像作為預(yù)報(bào)預(yù)警及減災(zāi)措施等信息給有關(guān)人員，提供災(zāi)害預(yù)警和生產(chǎn)指導(dǎo)服務(wù)。

(5)客戶端提供煙農(nóng)的信息資料管理，煙草技術(shù)人員可以通過手機(jī)自己修改信息。

(6)提供一個(gè)技術(shù)交流的平臺(tái)，比如煙草技術(shù)人員及煙葉管理人員提供煙葉生產(chǎn)技術(shù)或烤煙設(shè)備維修信息等給煙農(nóng)。對于煙葉生產(chǎn)中碰到問題，煙農(nóng)可以通過語音、圖片、文字等方式與煙草技術(shù)人員、煙葉管理人員等專家進(jìn)行“一對一”的咨詢、交流和在線問答。

以第一項(xiàng)系統(tǒng)服務(wù)為例，主要指從中國氣象網(wǎng)獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，包括與煙草種植、加工與管理相關(guān)的氣象信息，然后對旬預(yù)報(bào)、月度預(yù)報(bào)、季度預(yù)報(bào)、年度預(yù)報(bào)進(jìn)行管理。由于江西省所處地理位置和特有地形地貌的影響，常年氣候具有特定的區(qū)域特點(diǎn)和顯著的氣候特征[6]。主要產(chǎn)煙縣的平均氣溫呈明顯季節(jié)變化，表現(xiàn)為冬春低、夏秋高，早春的極端低溫和夏季的極端高溫都對煙草生產(chǎn)不利。該氣象服務(wù)系統(tǒng)可以定期調(diào)用江西省氣象公共服務(wù)，提供江西省煙草種植區(qū)域3大帶19個(gè)縣市的氣象服務(wù)信息在移動(dòng)終端顯示。

基于Android平臺(tái)的煙草氣象服務(wù)系統(tǒng)預(yù)報(bào)服務(wù)界面見圖3。

圖3預(yù)報(bào)服務(wù)界面中，提供5 d天氣預(yù)報(bào)是指提供19個(gè)縣市、未來5 d天氣預(yù)報(bào)，在烤煙生長關(guān)鍵環(huán)節(jié)(育苗期、移栽期、旺長期、成熟期)結(jié)合煙葉生產(chǎn)建議進(jìn)行重點(diǎn)預(yù)報(bào)。后3種為中長期預(yù)報(bào)，其中，旬預(yù)報(bào)是指每月1、11、21日發(fā)布19個(gè)縣市及產(chǎn)區(qū)的旬預(yù)報(bào)；月度預(yù)報(bào)是每月逢1日發(fā)布3大帶19個(gè)縣市煙草產(chǎn)區(qū)當(dāng)月的月度預(yù)報(bào)；季度預(yù)報(bào)則是11月底和2月底發(fā)布3大帶19個(gè)縣市煙草產(chǎn)區(qū)季度預(yù)報(bào)。另外，年度預(yù)報(bào)是當(dāng)年12月發(fā)布次年3大帶19個(gè)縣市煙草產(chǎn)區(qū)的烤煙生產(chǎn)指導(dǎo)年度預(yù)報(bào)，重點(diǎn)為當(dāng)年12月至次年6月，在后期進(jìn)行不定期修正。信息發(fā)送對象包括煙農(nóng)、煙技員及煙葉管理人員。

以第六項(xiàng)服務(wù)功能為例，通過手機(jī)客戶端軟件在線技術(shù)交流典型問題并瀏覽文本及圖片的功能如圖4所示。

圖4顯示，基于Android平臺(tái)的煙草氣象服務(wù)系統(tǒng)手機(jī)客戶端界面美觀、清晰，圖文并茂，能播放語音和視頻文件，在功能和人機(jī)交互界面上貼近用戶日常操作習(xí)慣，用戶操作簡便易用。

2.3系統(tǒng)服務(wù)器端的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)服務(wù)器系統(tǒng)包括應(yīng)用服務(wù)器和Web服務(wù)器[7]，操作系統(tǒng)均為Windows Server 2008 64 位操作系統(tǒng)，前者采用了JDK 1.6+Tomcat 7.0的配置，后者采用了最流行的HTTP服務(wù)器軟件Apache 2.2。為了便于數(shù)據(jù)管理，系統(tǒng)數(shù)據(jù)的交換和存儲(chǔ)均以數(shù)據(jù)庫為主，其他格式為輔。江西省煙草氣象服務(wù)系統(tǒng)的后臺(tái)界面設(shè)計(jì)見圖5。

圖3　基于Android平臺(tái)的煙草氣象服務(wù)系統(tǒng)預(yù)報(bào)服務(wù)界面Fig.3　Forecast service interface of tobacco meteorological service system based on Android platform

圖4　基于Android平臺(tái)的煙草氣象服務(wù)系統(tǒng)語音對講在線交流Fig.4　Voice intercom online communication of tobacco meteorological service system based on Android platform

由圖5可知，整個(gè)煙草氣象服務(wù)系統(tǒng)的用戶權(quán)限級別設(shè)計(jì)合理，不同地域用戶只接收本地的氣象信息。煙草人員根據(jù)級別不同，接收的氣象信息及煙草信息均不同。例如：各級管理人員可以查詢其所管理的下級人員的相關(guān)信息，如相關(guān)人員個(gè)人信息、種煙年限、煙田位置等。

該系統(tǒng)還能夠提供有效的安全保障，具備完善的身份認(rèn)證、訪問控制、數(shù)據(jù)加密等安全保密機(jī)制，保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、主機(jī)系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)的安全，為客戶提供完整的安全保密。它采用了移動(dòng)化信息系統(tǒng)技術(shù)、可平滑擴(kuò)展的系統(tǒng)硬件體系結(jié)構(gòu)、開放式的系統(tǒng)軟件平臺(tái)、模塊化的應(yīng)用軟件結(jié)構(gòu)，確保系統(tǒng)在處理能力和業(yè)務(wù)功能方面可靈活擴(kuò)充，并可與其他系統(tǒng)進(jìn)行無縫集成。

圖5　基于Android平臺(tái)的江西省煙草氣象服務(wù)系統(tǒng)的后臺(tái)界面Fig.5　Background interface of tobacco meteorological service system based on Android platform in Jiangxi Province

3結(jié)語

江西省溫潤濕熱的氣候條件溫暖濕潤，能滿足煙草生產(chǎn)所需，但是煙草生長階段前期出現(xiàn)的低溫寡照和后期出現(xiàn)的高溫烈日天氣，均對煙草生長和成熟有不利影響，成熟期的降雨量整體偏多，往往會(huì)降低煙葉品質(zhì)甚至產(chǎn)生嚴(yán)重的洪澇災(zāi)情。鑒于氣候條件對煙葉品質(zhì)有著極大影響，只有明確各煙區(qū)的氣候特征及與天氣的災(zāi)害特點(diǎn)，才能針對性地進(jìn)行預(yù)警提醒、季節(jié)指導(dǎo)及制定栽培技術(shù)措施和管理決策。而推進(jìn)煙草農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、增加煙農(nóng)收入、加速煙草農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化與現(xiàn)代化進(jìn)程，則要依靠煙草農(nóng)業(yè)科技的進(jìn)步與創(chuàng)新。

江西氣象部門開展烤煙氣象服務(wù)工作時(shí)間已久，但因多種因素影響，氣象信息服務(wù)煙葉生產(chǎn)的針對性不強(qiáng)，不能滿足防災(zāi)、抗災(zāi)和指導(dǎo)煙時(shí)生產(chǎn)的需求。為盡量避免和減輕不利氣候條件對煙草生產(chǎn)和品質(zhì)的制約，防范異常災(zāi)害的情況，建立對煙草生產(chǎn)決策具有科學(xué)指導(dǎo)意義的服務(wù)體系，江西省氣象服務(wù)中心技術(shù)人員設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于Android平臺(tái)的煙草氣象服務(wù)系統(tǒng)。它既健全了全省煙區(qū)長、中、短期天氣預(yù)報(bào)及災(zāi)害性煙草天氣預(yù)警預(yù)報(bào)信息預(yù)測、預(yù)警及發(fā)布制度，又創(chuàng)建了一個(gè)有現(xiàn)代特色的煙農(nóng)和技術(shù)專家的專業(yè)交流平臺(tái)。整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范、合理，具有安全性、先進(jìn)性、易操作性、可靠擴(kuò)充性等特點(diǎn)。從實(shí)際應(yīng)用方面來說，該系統(tǒng)功能齊全、針對性強(qiáng)、操作便捷，為提高江西煙草生產(chǎn)決策水平和煙草產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益提供了有力的技術(shù)支持。

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基金項(xiàng)目江西省氣象局2015年重點(diǎn)科研項(xiàng)目“江西省煙草氣象服務(wù)智能終端系統(tǒng)研究”。

作者簡介袁正國(1973- )，男，江西豐域人，高級工程師，從事計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)研究。

收稿日期2016-04-08

中圖分類號S 126

文獻(xiàn)標(biāo)識碼A

文章編號0517-6611(2016)13-283-04

Design and Implementation of Tobacco Meteorological Service System in Jiangxi Province Based on Android Platform

YUAN Zheng-guo,YUE Xu,LEI Gui-lian et al

(Jiangxi Meteorological Service Center,Nanchang,Jiangxi 330046)

AbstractIn order to further promote development of tobacco industry in Jiangxi,combining the modern meteorological service with the demand of tobacco industry,an integrated platform to provide meteorological services for tobacco industry based on Android platform was built.Through application on mobile phone,all meteorological information related to cultivating,processing and managing of tobacco,and technology and management information released by tobacco companies can be obtained.It can initiatively send weather warning or other disaster information to relevant staff in tobacco industry at the same time.The application of tobacco meteorological service system based on Android system will greatly promote the development of modern tobacco agriculture.

Key wordsModern meteorological service; Tobacco meteorological information; Integrated platform; Android system