汪甫

摘 要：網(wǎng)絡(luò)技術(shù)因其自身具有實(shí)時(shí)性、遠(yuǎn)程監(jiān)控、精確度高以及安全可靠等優(yōu)勢，不僅能提升氣象災(zāi)害預(yù)警的準(zhǔn)確度與時(shí)效性，還可在災(zāi)害發(fā)生時(shí)為引導(dǎo)救災(zāi)、轉(zhuǎn)移人員提供準(zhǔn)確的信息，爭取寶貴的防災(zāi)減災(zāi)時(shí)間，被廣泛應(yīng)用到氣象災(zāi)害監(jiān)測領(lǐng)域中，得到認(rèn)可、好評(píng)，并在氣象災(zāi)害監(jiān)測領(lǐng)域中占據(jù)重要地位。文章主要分析了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在氣象災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)的應(yīng)用，希望能為氣象災(zāi)害預(yù)警提供借鑒。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；氣象災(zāi)害；預(yù)警系統(tǒng)；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）22-0167-02

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是一種通信網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的延伸與拓展，主要是集傳感技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)、氣體感應(yīng)、紅外感應(yīng)器與全球定位技術(shù)為一體，對(duì)物理世界進(jìn)行感知識(shí)別，并通過網(wǎng)絡(luò)傳輸互聯(lián)的方式采集、計(jì)算、處理數(shù)據(jù)信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)物的感知、識(shí)別與控制，形成高智能決策。因此在氣象災(zāi)害預(yù)測系統(tǒng)中應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對(duì)提前預(yù)測氣象災(zāi)害的發(fā)生，提高監(jiān)測效率具有重要意義。

1 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的概述

1.1 無線傳感技術(shù)

無線傳感技術(shù)的出現(xiàn)于上世紀(jì)70年代，主要由點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸、數(shù)據(jù)處理單元以及連接傳感控制器組成。作為遠(yuǎn)程自動(dòng)獲取信息的先進(jìn)技術(shù)，無線傳感技術(shù)是通過協(xié)議形成一個(gè)完整的網(wǎng)絡(luò)框架，對(duì)采集信息處理后，經(jīng)無線電波傳輸?shù)礁鞴?jié)點(diǎn)中，其監(jiān)測點(diǎn)的覆蓋范圍不會(huì)受到有限網(wǎng)絡(luò)的限制，具有覆蓋范圍廣泛的特性，已被廣泛應(yīng)用到環(huán)境監(jiān)測與保護(hù)、醫(yī)療護(hù)理、軍事以及商業(yè)等領(lǐng)域中，獲得認(rèn)可與支持。

1.2 無線射頻識(shí)別技術(shù)

無線射頻識(shí)別技術(shù)，稱為RFID與電子標(biāo)簽，是通過無線射頻識(shí)別技術(shù)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取對(duì)象信息的一種技術(shù)，由3部分組成：標(biāo)簽、芯片與耦合元件。該技術(shù)的應(yīng)用主要是在設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，標(biāo)簽進(jìn)入磁場時(shí)，會(huì)自動(dòng)接收解讀器輸出的射頻信號(hào)，通過感應(yīng)電流的方式將采集的能量存儲(chǔ)到芯片中，因其具有識(shí)別效率高、穩(wěn)定性以及識(shí)別速度快的優(yōu)勢，在圖書館、門禁系統(tǒng)以及食品安全溯源等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。

1.3 納米技術(shù)

納米技術(shù)，稱為毫微技術(shù)，是現(xiàn)代科學(xué)與現(xiàn)代技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，主要以研究結(jié)構(gòu)尺寸在0.1～100nm內(nèi)材料的性質(zhì)與應(yīng)用為主。該技術(shù)的應(yīng)用，能夠在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行連接與交互，拓寬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使用領(lǐng)域，對(duì)氣象災(zāi)害的精細(xì)化監(jiān)測具有重要意義。

2 氣象災(zāi)害中較為常見的類型與影響

氣象災(zāi)害的種類繁多、分布地區(qū)廣泛，具有較高的發(fā)生頻率，一旦氣象災(zāi)害發(fā)生，極易給國家與社會(huì)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，國內(nèi)每年因氣象災(zāi)害帶來的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)4000億元，約占GDP的3%。目前氣象災(zāi)害的發(fā)生主要有洪澇、暴雨、冰雹、干旱以及暴雪。其中洪澇，稱為洪水，是一種因大雨、暴雨或者是持續(xù)降雨，導(dǎo)致低洼地區(qū)淹沒于漬水的自然現(xiàn)象。洪澇災(zāi)害的發(fā)生會(huì)導(dǎo)致山洪暴發(fā)、河水泛濫、淹沒農(nóng)田以及毀壞農(nóng)業(yè)設(shè)施，往往發(fā)生于浙江、江西、四川等南方多雨地帶。暴雨在氣象學(xué)上成為強(qiáng)降水與強(qiáng)降雨，是指降水強(qiáng)度較大的雨。暴雨災(zāi)害的發(fā)生，極易引發(fā)山洪、內(nèi)澇、山體滑坡以及泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，摧毀公路鐵路等交通設(shè)施，甚至是村鎮(zhèn)，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。冰雹是一種從強(qiáng)烈發(fā)展的積雨云中降下來的冰疙瘩、冰塊，稱為雹子。在夏季與春季之交非常普遍，有綠豆大小，特大的冰雹與柚子大小相同，能損毀農(nóng)作物，損壞建筑物，砸傷人體與牲畜。干旱會(huì)造成農(nóng)作物的水分流失，導(dǎo)致農(nóng)作物在生長過程中發(fā)生落花、落果、枯萎和長勢緩慢的問題，造成農(nóng)作物減產(chǎn)，甚至是絕收。而干旱災(zāi)害發(fā)生的主要原因來源于季風(fēng)氣候，常見于蒙古自治區(qū)、東北、華北等區(qū)域較。暴雪是是指在12h內(nèi)持續(xù)降雪超過4mm的一種自然現(xiàn)象，如果發(fā)生暴雪，會(huì)造成交通堵塞與農(nóng)牧業(yè)減產(chǎn)，甚至是死亡。而這些氣象災(zāi)害借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，可提前預(yù)警與預(yù)測，并在發(fā)生災(zāi)害的同時(shí)，為指導(dǎo)救災(zāi)與轉(zhuǎn)移人員提供依據(jù)[2]。

3 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在氣象災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)的應(yīng)用

3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是搭建系統(tǒng)的主要項(xiàng)目，關(guān)系到整個(gè)氣象災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)的應(yīng)用效果，主要負(fù)責(zé)分析基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、災(zāi)害數(shù)據(jù)，方便氣象人員了解各個(gè)氣象預(yù)警區(qū)地址災(zāi)害的發(fā)生情況，并制定相應(yīng)的救災(zāi)、預(yù)防方案。因此在規(guī)劃系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)時(shí)，程序人員需要向氣象人員了解氣象災(zāi)害預(yù)警區(qū)的情況，編制合理的整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，才能搭建預(yù)警預(yù)報(bào)模型。

對(duì)于軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)而言，因?yàn)镃/S模式具有PC系統(tǒng)的處理能力，具有處理實(shí)時(shí)、靈活性的特點(diǎn)，所以選用C/S結(jié)構(gòu)較為適宜。其中C/S系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是三層架構(gòu)，由數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層與管理層形成。具體體現(xiàn)為：（1）數(shù)據(jù)層。數(shù)據(jù)層負(fù)責(zé)讀取數(shù)據(jù)信息，經(jīng)處理后將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、地理數(shù)據(jù)、災(zāi)害數(shù)據(jù)與預(yù)想預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)分類儲(chǔ)存到服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中。（2）應(yīng)用層。應(yīng)用層，稱為表現(xiàn)層，負(fù)責(zé)分析與研究數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以圖表、圖形的方式展示出來，方便人員通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)瀏覽這些數(shù)據(jù)。（3）管理層。管理層作為數(shù)據(jù)層與應(yīng)用層的連接通道，為應(yīng)用層與數(shù)據(jù)層提供數(shù)據(jù)，在三層架構(gòu)中具有重要意義[3]。

3.2 系統(tǒng)功能

3.2.1 氣象綜合信息的集成

氣象綜合信息集成平臺(tái)運(yùn)用先進(jìn)的數(shù)據(jù)適配器技術(shù)，集調(diào)度SCADA數(shù)據(jù)、生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)、山或衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)、調(diào)度應(yīng)急指揮中心數(shù)據(jù)、公網(wǎng)氣象環(huán)境數(shù)據(jù)、高危用戶數(shù)據(jù)以及輸變電狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)為一體，實(shí)時(shí)采集、篩選與處理氣象防災(zāi)減災(zāi)有關(guān)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，并將有效信息儲(chǔ)存到SQL Server2005數(shù)據(jù)庫中，達(dá)到氣象防災(zāi)減災(zāi)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)高效繼承共享與集約化管理的目的。

3.2.2 系統(tǒng)管理

任何系統(tǒng)的運(yùn)行都離不開系統(tǒng)的有效管理，氣象災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)的應(yīng)用亦是如此。因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，為了充分利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理與圖形界面，必須加強(qiáng)對(duì)氣象災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)的管理，方便人員對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行增、改操作，為人員不同使用需要賦予相應(yīng)權(quán)限，從而提高系統(tǒng)的操作效率。例如某市氣象災(zāi)害分區(qū)預(yù)警系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)于系統(tǒng)管理方面的設(shè)計(jì)，編程人員運(yùn)用Oracle 10g關(guān)系數(shù)據(jù)庫作為管理平臺(tái)，對(duì)微型、雷達(dá)、地面觀測站、閃電定位以及區(qū)域氣象觀測站的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行探測管理，將QPE與QPF等信息形成各種預(yù)警圖文，并儲(chǔ)存到數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)工作人員進(jìn)入Oracle數(shù)據(jù)庫后，即可通過平臺(tái)系統(tǒng)服務(wù)器掃描系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)掃描分類錄入，從而找出所需的數(shù)據(jù)信息。

3.2.3 氣象災(zāi)害的監(jiān)測管理

系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為基礎(chǔ)的信息展示平臺(tái)，通過與調(diào)度SCADA系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，對(duì)衛(wèi)星遙感監(jiān)測、公網(wǎng)氣象監(jiān)測以及Internet網(wǎng)絡(luò)等系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，并分析、處理數(shù)據(jù)，然后利用WEB、RSS、SERVICE、XML以及socket等通信接口將處理的信息傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，這樣監(jiān)控中心的專業(yè)人員即可依據(jù)ArcCIS提供的點(diǎn)狀、箭頭狀、字符狀和圖片，推理判斷監(jiān)測點(diǎn)是否發(fā)生天氣、氣候?yàn)?zāi)害，并做出有效的天氣預(yù)報(bào)，發(fā)送給有關(guān)用戶與單位，方便做好預(yù)防準(zhǔn)備工作。

3.2.4 系統(tǒng)輔助決策分析

系統(tǒng)輔助決策分析是在現(xiàn)有的專家規(guī)則庫與國家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，推理判斷氣象災(zāi)害發(fā)生的概率、災(zāi)害影響范圍以及經(jīng)濟(jì)損失等項(xiàng)目，并通過開源規(guī)則引擎技術(shù)drools進(jìn)行輔助決策分析，為工作人員決策提供輔助性的建議。

3.2.5 氣象災(zāi)害預(yù)測預(yù)警

氣象災(zāi)害預(yù)測預(yù)警負(fù)責(zé)分析典型區(qū)域的氣象災(zāi)害與非自然災(zāi)害，依據(jù)模型分析氣象災(zāi)害的影響程度，建立氣象災(zāi)害預(yù)測預(yù)警系統(tǒng)模型，然后轉(zhuǎn)換成不同等級(jí)的災(zāi)害預(yù)警，以便工作人員了解監(jiān)測點(diǎn)的氣象災(zāi)害情況。例如網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在氣象災(zāi)害預(yù)測預(yù)警系統(tǒng)的運(yùn)用，負(fù)責(zé)監(jiān)測氣象次生、衍生等突發(fā)性較強(qiáng)、破壞力巨大的自然災(zāi)害，在監(jiān)測到氣象災(zāi)害后，會(huì)通過GSM公共網(wǎng)絡(luò)、Internet以及衛(wèi)星通信傳輸?shù)綒庀鬄?zāi)害所在區(qū)域，然后借助藍(lán)牙、ZigBee以及WiFi等技術(shù)通知當(dāng)?shù)厝藗冏龊梅罏?zāi)減災(zāi)的準(zhǔn)備工作。與此同時(shí)還可借助FM廣播、Pad、手機(jī)、LED屏幕以及高音喇叭的方式警告人們，及時(shí)進(jìn)行預(yù)防、躲避。而氣象監(jiān)控中心則是依據(jù)獲取的信息，確定氣象災(zāi)害發(fā)生的地點(diǎn)、危害程度，為搶險(xiǎn)救災(zāi)提供依據(jù)[4]。

4 結(jié)束語

綜上所述，21世紀(jì)作為信息迅猛發(fā)展的時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)革命為氣象災(zāi)害服務(wù)帶來了新的挑戰(zhàn)，同時(shí)也為氣象災(zāi)害服務(wù)帶來了新的機(jī)遇。因此在進(jìn)行氣象災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，為了提高預(yù)警系統(tǒng)的運(yùn)行效率，必須充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢，將其靈活運(yùn)用到系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)輔助決策分析、氣象災(zāi)害預(yù)測預(yù)警、氣象災(zāi)害的監(jiān)測管理、氣象綜合信息的集成、系統(tǒng)管理等系統(tǒng)功能中，提高氣象災(zāi)害預(yù)測預(yù)警效率，才能促進(jìn)氣象災(zāi)害服務(wù)的穩(wěn)步發(fā)展。

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