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(jì)信息中心, 貴州 貴陽 550081)

?

基于Android移動(dòng)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(jì)信息中心, 貴州 貴陽 550081)

介紹了基于Android移動(dòng)設(shè)備的防雷減災(zāi)公共服務(wù)APP的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和功能實(shí)現(xiàn)。提出基于Android移動(dòng)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(bào)等功能集于一體,向公眾提供防雷減災(zāi)公共服務(wù),實(shí)現(xiàn)公眾與APP系統(tǒng)的有效互動(dòng)。

防雷減災(zāi)公共服務(wù)APP; 天氣預(yù)報(bào); 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(jìn),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(shí)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(dòng)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(jī)、平板電腦等移動(dòng)智能設(shè)備上,讓用戶操作不受地域、時(shí)間影響。該APP系統(tǒng)為公眾及時(shí)提供雷電監(jiān)測、預(yù)警、防御等信息化服務(wù),同時(shí)實(shí)現(xiàn)公眾與APP系統(tǒng)的有效互動(dòng),能夠提升社會(huì)公眾對防雷減災(zāi)安全的社會(huì)關(guān)注度,從而達(dá)到提升社會(huì)整體防雷減災(zāi)公共服務(wù)能力,保障人身財(cái)產(chǎn)安全[2]。

1 功能需求分析

為實(shí)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(bào)、雷電監(jiān)測、科普宣傳、雷電預(yù)警信息推送、雷災(zāi)上報(bào)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(jì)

2.1 設(shè)計(jì)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(tái)管理端兩方面。APP客戶端主要采用Andorid開發(fā)技術(shù)和API進(jìn)行開發(fā),Web后臺(tái)管理端主要采用Java Web開發(fā),同時(shí)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(jì)

2.2.1 天氣預(yù)報(bào)及預(yù)警信息推送設(shè)計(jì)

天氣預(yù)報(bào)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(bào)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(jì)的UI界面將數(shù)據(jù)顯示,為用戶提供預(yù)報(bào)功能。在有雷電預(yù)警信息發(fā)布時(shí),根據(jù)預(yù)警等級,APP首頁顯示對應(yīng)預(yù)警等級圖標(biāo),并通過XMPP協(xié)議即時(shí)通信技術(shù)推送預(yù)警信息及防御措施。該功能設(shè)計(jì)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(shí)時(shí)推送平臺(tái),推送功能使用開放的XMPP即時(shí)通信協(xié)議。

2.2.2 閃電實(shí)時(shí)監(jiān)測顯示設(shè)計(jì)

讀取閃電實(shí)時(shí)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(biāo)注在閃電所發(fā)生的地理位置上。利用即時(shí)通信技術(shù)將附近(20 km)的閃電實(shí)時(shí)監(jiān)測情況(包括閃電的強(qiáng)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(dòng)設(shè)備客戶端。主要研究了閃電實(shí)時(shí)

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(dòng)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(jì)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(dòng)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(tái)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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(tái)管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對整個(gè)系統(tǒng)的功能和數(shù)據(jù)的管理。

3 功能實(shí)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(bào)、雷電監(jiān)測、雷電防御、個(gè)人中心等4個(gè)模塊。

3.1 天氣預(yù)報(bào)

(1) 天氣信息顯示。實(shí)現(xiàn)了天氣實(shí)況以及未來5天的天氣預(yù)報(bào)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(bào)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_(tái)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(biāo),點(diǎn)擊圖標(biāo)可顯示詳細(xì)雷電預(yù)警信息和防御措施,如圖3(右)所示。另外,GPS自動(dòng)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(shí)分享身邊的天氣信息,在線用戶可以隨時(shí)查看并評論和點(diǎn)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(shí),系統(tǒng)自動(dòng)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(bào)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(bào)模塊

3.2 雷電監(jiān)測

雷電監(jiān)測實(shí)現(xiàn)了對實(shí)時(shí)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(qiáng)度、高度等參數(shù)。同時(shí),系統(tǒng)還會(huì)根據(jù)閃電的發(fā)生位置進(jìn)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(dòng)態(tài)、基本知識(shí)、避險(xiǎn)措施、法律法規(guī)、歷年災(zāi)害、服務(wù)產(chǎn)品、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)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(bào)送。用戶能夠?qū)ι磉叞l(fā)生的雷電災(zāi)害進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)送,填寫雷災(zāi)地點(diǎn)、雷災(zāi)時(shí)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(dòng)讀取且顯示。APP管理員可根據(jù)用戶報(bào)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(shí),也增加了公眾參與防雷減災(zāi)的主動(dòng)性。

3.4 個(gè)人中心

(1) 用戶可修改個(gè)人密碼、個(gè)人頭像,并對雷電監(jiān)測、雷電預(yù)警推送消息進(jìn)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(shí),點(diǎn)擊按鈕開始測距,當(dāng)聽到雷聲后點(diǎn)擊結(jié)束。系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)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(xiàng)目是在閃電實(shí)時(shí)監(jiān)測的基礎(chǔ)上,利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)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(shí)性方面都有很大的局限性。基于移動(dòng)設(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(dòng)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(zhǔn)確度。

(3) 閃電實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)基于Android移動(dòng)設(shè)備的可視化顯示。通過移動(dòng)設(shè)備的GPS定

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

(4) 實(shí)現(xiàn)了天氣預(yù)報(bào)、雷電監(jiān)測、科普宣傳、雷電預(yù)警信息推送、雷災(zāi)上報(bào)等各類服務(wù)。基于Android移動(dòng)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(dòng)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(huì)年會(huì)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(huì)年會(huì)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(hù)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(xiàng)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(jì)算機(jī)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。