丁 旻, 張 淼, 張淑霞

(1.貴州省氣象災(zāi)害防御技術(shù)中心, 貴州 貴陽 550002;2.貴州省農(nóng)村綜合經(jīng)濟信息中心, 貴州 貴陽 550081)

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基于Android移動設(shè)備的防雷減災(zāi)公共服務(wù)APP系統(tǒng)*

丁 旻1, 張 淼2, 張淑霞1

(1.貴州省氣象災(zāi)害防御技術(shù)中心, 貴州 貴陽 550002;2.貴州省農(nóng)村綜合經(jīng)濟信息中心, 貴州 貴陽 550081)

介紹了基于Android移動設(shè)備的防雷減災(zāi)公共服務(wù)APP的系統(tǒng)設(shè)計和功能實現(xiàn)。提出基于Android移動設(shè)備的防雷減災(zāi)公共服務(wù)APP將雷電監(jiān)測、雷電預(yù)警、雷電防御、雷電災(zāi)害上報等功能集于一體,向公眾提供防雷減災(zāi)公共服務(wù),實現(xiàn)公眾與APP系統(tǒng)的有效互動。

防雷減災(zāi)公共服務(wù)APP; 天氣預(yù)報; 雷電監(jiān)測; 雷電防御

0 引 言

隨著防雷減災(zāi)體制改革不斷深入推進,氣象部門提出“著力提升防雷減災(zāi)業(yè)務(wù)能力和公共服務(wù)水平”的要求,同時公眾對防雷減災(zāi)公共服務(wù)的信息化和智能化也有著迫切需求。

基于移動互聯(lián)網(wǎng)的防雷減災(zāi)公共服務(wù)APP是一種新型的智能信息技術(shù)化系統(tǒng),以最新的智能操作系統(tǒng)Android為載體[1],可應(yīng)用于手機、平板電腦等移動智能設(shè)備上,讓用戶操作不受地域、時間影響。該APP系統(tǒng)為公眾及時提供雷電監(jiān)測、預(yù)警、防御等信息化服務(wù),同時實現(xiàn)公眾與APP系統(tǒng)的有效互動,能夠提升社會公眾對防雷減災(zāi)安全的社會關(guān)注度,從而達到提升社會整體防雷減災(zāi)公共服務(wù)能力,保障人身財產(chǎn)安全[2]。

1 功能需求分析

為實現(xiàn)通過多種方式向公眾和專業(yè)用戶提供雷電減災(zāi)公共服務(wù),開發(fā)了集天氣預(yù)報、雷電監(jiān)測、科普宣傳、雷電預(yù)警信息推送、雷災(zāi)上報等各類服務(wù)的防雷減災(zāi)公共氣象服務(wù)APP系統(tǒng)。APP系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 APP系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1 設(shè)計思路

對于APP系統(tǒng)的開發(fā),技術(shù)涉及APP客戶端和Web后臺管理端兩方面。APP客戶端主要采用Andorid開發(fā)技術(shù)和API進行開發(fā),Web后臺管理端主要采用Java Web開發(fā),同時還涉及數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建和數(shù)據(jù)訪問技術(shù)。APP系統(tǒng)E-R如圖2所示。

圖2 APP系統(tǒng)E-R

2.2 主要功能設(shè)計

2.2.1 天氣預(yù)報及預(yù)警信息推送設(shè)計

天氣預(yù)報主要是采用Java Web開發(fā)技術(shù),結(jié)合中國天氣網(wǎng)天氣預(yù)報API讀取數(shù)據(jù)。Java程序?qū)PI中的數(shù)據(jù)獲取,并按照設(shè)計的UI界面將數(shù)據(jù)顯示,為用戶提供預(yù)報功能。在有雷電預(yù)警信息發(fā)布時,根據(jù)預(yù)警等級,APP首頁顯示對應(yīng)預(yù)警等級圖標,并通過XMPP協(xié)議即時通信技術(shù)推送預(yù)警信息及防御措施。該功能設(shè)計以C/S為整體結(jié)構(gòu)體系,客戶端通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)采用TCP協(xié)議連接到服務(wù)器。服務(wù)器采用開源的Openfire作為實時推送平臺,推送功能使用開放的XMPP即時通信協(xié)議。

2.2.2 閃電實時監(jiān)測顯示設(shè)計

讀取閃電實時監(jiān)測數(shù)據(jù),利用地圖可視化顯示技術(shù)將數(shù)據(jù)標注在閃電所發(fā)生的地理位置上。利用即時通信技術(shù)將附近(20 km)的閃電實時監(jiān)測情況(包括閃電的強度、高度、經(jīng)緯度等參數(shù)),并根據(jù)閃電發(fā)生位置,將對應(yīng)需采取的防御措施推送到移動設(shè)備客戶端。主要研究了閃電實時

監(jiān)測數(shù)據(jù)和GPS地理位置數(shù)據(jù)的集成以及通過Android移動設(shè)備可視化顯示方面的內(nèi)容。該功能將GPS數(shù)據(jù)與功能設(shè)計程序結(jié)合,并通過格式轉(zhuǎn)換與閃電監(jiān)測數(shù)據(jù)匹配集成后反饋給移動設(shè)備,然后根據(jù)閃電監(jiān)測數(shù)據(jù)添加覆蓋物,最終完成閃電監(jiān)測數(shù)據(jù)的可視化顯示。該功能數(shù)據(jù)流分為原始數(shù)據(jù)流、整合數(shù)據(jù)流和顯示數(shù)據(jù)流等三層數(shù)據(jù)流。

2.2.3 后臺管理系統(tǒng)設(shè)計

采用Spring MVC框架+Java技術(shù)完成信息上傳和下載功能,基于PC端采用B/S模式開發(fā)后臺管理系統(tǒng),實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的功能和數(shù)據(jù)的管理。

3 功能實現(xiàn)

該APP系統(tǒng)已完成全部功能的開發(fā),建設(shè)完成天氣預(yù)報、雷電監(jiān)測、雷電防御、個人中心等4個模塊。

3.1 天氣預(yù)報

(1) 天氣信息顯示。實現(xiàn)了天氣實況以及未來5天的天氣預(yù)報顯示。數(shù)據(jù)采用中國天氣網(wǎng)提供的氣象數(shù)據(jù),顯示內(nèi)容包括當(dāng)前的溫/濕度、體感溫度、空氣質(zhì)量指數(shù)、風(fēng)力風(fēng)向等天氣要素以及顯示未來5天的天氣預(yù)報信息,如圖3(左)所示。

(2) 雷電預(yù)警信息顯示。雷電預(yù)警信息根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀笈_發(fā)布的雷電預(yù)警信息,在系統(tǒng)首頁顯示相應(yīng)的預(yù)警信息圖標,點擊圖標可顯示詳細雷電預(yù)警信息和防御措施,如圖3(右)所示。另外,GPS自動定位顯示當(dāng)前的城市位置的天氣信息。

(3) 天氣分享。用戶隨時分享身邊的天氣信息,在線用戶可以隨時查看并評論和點贊,所有分享內(nèi)容根據(jù)城市分類,在線用戶可以通過選擇查詢不同城市分享天氣情況。

(4) 預(yù)警信息推送。在有雷電預(yù)警信息或者發(fā)生雷電電閃情況時,系統(tǒng)自動推送雷電預(yù)警信息或雷電電閃情況到客戶端。在天氣預(yù)報頁面上方以醒目的信息條方式提醒關(guān)注的雷電信息。

圖3 天氣預(yù)報模塊

3.2 雷電監(jiān)測

雷電監(jiān)測實現(xiàn)了對實時三維閃電監(jiān)測信息顯示,還可選擇查詢過去3 h、 6 h、12 h用戶周邊范圍為5 km、10 km、15 km和20 km的閃電監(jiān)測數(shù)據(jù),包括閃電發(fā)生經(jīng)緯度、強度、高度等參數(shù)。同時,系統(tǒng)還會根據(jù)閃電的發(fā)生位置進行臨近雷電監(jiān)測信息及相應(yīng)的防御措施推送,如圖4所示。

圖4 雷電監(jiān)測模塊

3.3 雷電防御

(1) 完成氣象動態(tài)、基本知識、避險措施、法律法規(guī)、歷年災(zāi)害、服務(wù)產(chǎn)品、技術(shù)標準和標準化建設(shè)等模塊的構(gòu)建,供用戶在線學(xué)習(xí),并提供下載功能,如圖5所示。

圖5 雷電防御模塊

(2) 雷電災(zāi)害報送。用戶能夠?qū)ι磉叞l(fā)生的雷電災(zāi)害進行實時報送,填寫雷災(zāi)地點、雷災(zāi)時間及相關(guān)描述,并可以上傳錄音、攝像、拍照等資料。用戶上傳資料的GPS信息由系統(tǒng)自動讀取且顯示。APP管理員可根據(jù)用戶報送的資料初步判斷是否為雷電導(dǎo)致的災(zāi)害,并根據(jù)情況安排到現(xiàn)場調(diào)查,在積累了雷災(zāi)基礎(chǔ)資料的同時,也增加了公眾參與防雷減災(zāi)的主動性。

3.4 個人中心

(1) 用戶可修改個人密碼、個人頭像,并對雷電監(jiān)測、雷電預(yù)警推送消息進行開/關(guān)設(shè)置,如圖6(左)所示。

(2) 雷電測距。這是根據(jù)聲音和光速速度差的原理開發(fā)的測量閃電發(fā)生距離的程序。用戶看到閃電時,點擊按鈕開始測距,當(dāng)聽到雷聲后點擊結(jié)束。系統(tǒng)會自動算出閃電發(fā)生地到用戶的距離,并且給出防御措施提示,如圖6(右)所示。

4 結(jié) 語

防雷減災(zāi)公共氣象服務(wù)APP項目是在閃電實時監(jiān)測的基礎(chǔ)上,利用移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行的技術(shù)創(chuàng)新和服務(wù)升級。

(1) 打破了Web網(wǎng)頁端服務(wù)的局限性。傳統(tǒng)的Web網(wǎng)頁服務(wù)在服務(wù)人群和服務(wù)及時性方面都有很大的局限性?；谝苿釉O(shè)備的防雷減災(zāi)公共氣象服務(wù)更好地為公眾開展服務(wù)。

圖6 雷電監(jiān)測模塊

(2) GPS定位技術(shù)提高了雷電預(yù)警的精確度。防雷減災(zāi)公共氣象服務(wù)APP使用移動設(shè)備的GPS定位技術(shù),精確推送附近20 km以內(nèi)的雷電預(yù)警信息,提高了預(yù)警準確度。

(3) 閃電實時監(jiān)測數(shù)據(jù)實現(xiàn)基于Android移動設(shè)備的可視化顯示。通過移動設(shè)備的GPS定

位功能,將附近20 km以內(nèi)的閃電實時監(jiān)測通過可視化方式顯示給用戶,并根據(jù)閃電位置進行防御措施信息的推送,提醒用戶采取防御措施。

(4) 實現(xiàn)了天氣預(yù)報、雷電監(jiān)測、科普宣傳、雷電預(yù)警信息推送、雷災(zāi)上報等各類服務(wù)?；贏ndroid移動設(shè)備的防雷減災(zāi)公共氣象服務(wù)APP為防雷減災(zāi)工作提供了一種全新的信息化服務(wù)模式。

[1] 賀秋艷,王智剛,蔡嘯,等.基于移動互聯(lián)網(wǎng)的掌上防雷APP應(yīng)用研究[C].第32屆中國氣象學(xué)會年會S20 第十三屆防雷減災(zāi)論壇——雷電物理和防雷新技術(shù),2015.

[2] 李勝.安卓版專業(yè)氣象服務(wù)APP(應(yīng)用)開發(fā)[C].第30屆中國氣象學(xué)會年會論文集,2013.

Lightning Protection and Disaster Reduction Public Service APP System Based on Android Mobile Device

DING Min1, ZHANG Miao2, ZHANG Shuxia1

(1.Guizhou Meteorological Disaster Prevention Technology Center, Guizhou 550002, China; 2.GuizhouRural Comprehensive Economic Information Center, Guizhou 550081, China)

This paper introduced the sysem design and function implementation of lightning protection and disaster reduction public service APP based on Android mobile device.It is pointed out that the lightning protection and disaster reduction public service APP combines the functions of lightning monitoring,lightning warning,lightning defence and lightning disaster reporting,and provides the public service of the lightning protection and disaster reduction,which realilzes the effective interaction between the public and APP system.

lightning protection and disaster reduction public service APP; weather forecast; lightning monitoring; lightning defence

丁 旻(1984—),男,工程師,從事雷電防護方面的工作。

貴州省氣象局2015年業(yè)務(wù)技術(shù)攻關(guān)小組項目(防雷減災(zāi)公共氣象服務(wù)APP)

TU 856

B

1674-8417(2016)11-0053-04

10.16618/j.cnki.1674-8417.2016.11.015

2016-10-12

張 淼(1987—),男,從事計算機科學(xué)與技術(shù)方面的工作。

張淑霞(1987—),女,工程師,從事氣象災(zāi)害防御技術(shù)方面的工作。