譚婷　張敏　肖美英

摘 要：《基于百度地圖的氣象探測(cè)環(huán)境保護(hù)范圍計(jì)算系統(tǒng)開發(fā)》是衡陽市氣象局在2016年下達(dá)的課題。考慮到氣象探測(cè)工作是整個(gè)氣象工作的前提和基礎(chǔ)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)依托百度地圖進(jìn)行氣象探測(cè)環(huán)境保護(hù)范圍內(nèi)障礙物距離的測(cè)量及障礙物控制高度計(jì)算的功能。

關(guān)鍵詞：百度地圖；氣象探測(cè)環(huán)境保護(hù)；范圍計(jì)算；系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：P41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20180733209

氣象探測(cè)工作是整個(gè)氣象工作的前提和基礎(chǔ)，為進(jìn)一步加強(qiáng)氣象探測(cè)環(huán)境保護(hù)工作，減少或避免因城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)規(guī)劃建設(shè)項(xiàng)目導(dǎo)致氣象探測(cè)環(huán)境和設(shè)施受到影響和破壞，強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《氣象探測(cè)環(huán)境保護(hù)規(guī)范地面氣象觀測(cè)站》（GB31221-2014） [1]、《氣象探測(cè)環(huán)境保護(hù)規(guī)范天氣雷達(dá)站》（GB 31223-2014）[2]已于2015年正式實(shí)施。本系統(tǒng)根據(jù)上述2項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)整理出地面氣象觀測(cè)站和天氣雷達(dá)站氣象探測(cè)環(huán)境保護(hù)范圍內(nèi)障礙物控制高度的具體計(jì)算方法，并依托百度地圖進(jìn)行氣象探測(cè)環(huán)境保護(hù)范圍內(nèi)障礙物距離的測(cè)量及其控制高度的計(jì)算，以期為各級(jí)氣象部門開展氣象審查城市建設(shè)項(xiàng)目提供便利與技術(shù)支持。

1 百度地圖API簡(jiǎn)介

百度地圖API是一套為開發(fā)者免費(fèi)提供的基于百度地圖的應(yīng)用程序接口，包括JavaScript、ios、Andriod、靜態(tài)地圖、Web服務(wù)等多種版本，提供基本地圖、位置搜索、周邊搜索等多種搜索服務(wù)。使用前首先需要申請(qǐng)一個(gè)百度地圖的api key，并下載SDK開發(fā)包，然后才能引用百度SDK。

2 障礙物控制高度計(jì)算公式

2.1 地面氣象觀測(cè)站障礙物控制高度計(jì)算公式

基準(zhǔn)站及基本站：H=h+D/10（50m≤D<2000m）

且H=h+0.087D（日出日落角度范圍內(nèi)）

一般站：H=h+D/8（30m≤D<800m）

且H=h+0.123D（日出日落角度范圍內(nèi)）

式中H為障礙物限制海拔高度，單位為m；h為觀測(cè)場(chǎng)海拔高度，單位為m；D為圍欄距離障礙物最近點(diǎn)與測(cè)量點(diǎn)垂線的水平距離，單位為m。

2.2 天氣雷達(dá)站障礙物控制高度計(jì)算公式

一級(jí)保護(hù)區(qū)：h2=h1-10λ（0

h2=h1+D/2-d×tan（180λ/πD）（D2/2λ+10λ/tan（180λ/πD）

式中h2為障礙物限制海拔高度，單位為m；λ為雷達(dá)工作波長(zhǎng)，單位為m；h1為雷達(dá)天線口下沿點(diǎn)的海拔高度，單位為m；d為雷達(dá)天線口下沿點(diǎn)到物體最高點(diǎn)的水平距離，單位為m；D為雷達(dá)天線直徑，單位為m。

二級(jí)保護(hù)區(qū)：h3=h1+（D/2）×cosφ+[d+（D/2）×sinφ]×tan（φ-θ/2+β）（d>2D2/λ）

式中h3為障礙物限制海拔高度，單位為m；λ為雷達(dá)工作波長(zhǎng)，單位為m；h1為雷達(dá)天線口下沿點(diǎn)的海拔高度，單位為m；d為雷達(dá)天線口下沿點(diǎn)到物體最高點(diǎn)的水平距離，單位為m；D為雷達(dá)天線直徑，單位為m；φ為雷達(dá)最低工作仰角，單位為度（°）；θ為雷達(dá)天線波束寬度，單位為度（°）；β為障礙物最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的遮擋仰角容限值，單位為度（°）。

3 系統(tǒng)功能介紹

3.1 地圖配置與操作

系統(tǒng)利用Javascript語言對(duì)百度地圖API進(jìn)行調(diào)用，支持鼠標(biāo)拖拽、顯示經(jīng)緯度信息等交互功能。地圖信息通過“僅從本地”“本地優(yōu)先”“僅從遠(yuǎn)程”三種方式獲取。點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，還可以實(shí)現(xiàn)“居中”“放大”“縮小”“清除標(biāo)注”及“清除圖形”等功能。

3.2 地圖類型切換

系統(tǒng)根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)普通矢量地圖和衛(wèi)星圖的切換，切換代碼如下。

mMapView=（MapView）findViewById（R.id.bmapView）；

mBaiduMap=mMapView.getMap（）；

//地圖

mBaiduMap.setMapType（BaiduMap.MAP_TYPE_NORMAL）；

//開啟交通圖

mBaiduMap.setTrafficEnabled（true）；

//衛(wèi)星圖

mBaiduMap.setMapType（BaiduMap.MAP_TYPE_SATELLITE）。

3.3 地面氣象觀測(cè)站障礙物控制高度計(jì)算

地面氣象觀測(cè)站分為基準(zhǔn)站、基本站及一般站，在計(jì)算前先根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行點(diǎn)選。以衡陽市國(guó)家基本氣象觀測(cè)站為例，輸入測(cè)站及障礙物的經(jīng)、緯度及海拔高度等相關(guān)信息并確定后，系統(tǒng)通過調(diào)用map.addControl（），自動(dòng)在地圖上顯示以該站點(diǎn)為圓心的每個(gè)100m的同心圓及日出日落方位，每一個(gè)圓上標(biāo)注其距測(cè)站距離及控制高度。根據(jù)系統(tǒng)計(jì)算結(jié)果運(yùn)用Marker對(duì)障礙物坐標(biāo)進(jìn)行標(biāo)注，運(yùn)用Label在地圖上標(biāo)注障礙物離觀測(cè)場(chǎng)的距離及控制高度，如圖1所示。

3.4 天氣雷達(dá)站障礙物控制高度計(jì)算

在計(jì)算天氣雷達(dá)站障礙物控制高度前，同樣首先點(diǎn)選天氣雷達(dá)站。以衡陽市天氣雷達(dá)站為例，輸入雷達(dá)站點(diǎn)及障礙物的相關(guān)信息及雷達(dá)的相關(guān)參數(shù)并確定后，系統(tǒng)運(yùn)用同樣的方法自動(dòng)在地圖上顯示雷達(dá)探測(cè)環(huán)境一級(jí)保護(hù)區(qū)及二級(jí)保護(hù)區(qū)，并根據(jù)系統(tǒng)計(jì)算結(jié)果標(biāo)注出障礙物坐標(biāo)點(diǎn)及其距雷達(dá)站的距離及控制高度，如圖2所示。

4 結(jié)語

目前該系統(tǒng)已經(jīng)完成開發(fā)，并進(jìn)行了測(cè)試和修改，現(xiàn)已進(jìn)入試運(yùn)行階段。系統(tǒng)無特殊的硬件要求，無需安裝，任意一臺(tái)win7以上的電腦上只要安裝了NET Framework 4.5.2以上版本都可以直接運(yùn)行。從試運(yùn)行情況來看，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，滿足探測(cè)環(huán)境保護(hù)范圍內(nèi)障礙物控制高度計(jì)算等業(yè)務(wù)應(yīng)用需求，達(dá)到了系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)和應(yīng)用要求。但該系統(tǒng)目前功能還不夠完善，比如雷達(dá)站方位寬度限制的計(jì)算等，今后將不斷增加系統(tǒng)的功能模塊，以解決更多實(shí)際工作中的問題。

參考文獻(xiàn)

[1]邵偉森，吳淑琴.談加強(qiáng)氣象探測(cè)環(huán)境及設(shè)施保護(hù)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012（6）：33.

作者簡(jiǎn)介：譚婷（1986-），女，綜合氣象觀測(cè)工程師。