李杉 黃丹萍 董彤

摘要：氣象局在運(yùn)行過程中保存了大量珍貴的歷史影像素材。通過對這些素材進(jìn)行針對性管理，能充分挖掘其價(jià)值，發(fā)揮其應(yīng)有的作用。借助現(xiàn)代化的數(shù)字處理技術(shù)，將氣象影視素材進(jìn)行進(jìn)一步數(shù)字化處理，能加快構(gòu)建完善且合理的氣象影視素材數(shù)字化管理平臺(tái)，并將相關(guān)素材經(jīng)過數(shù)字化處理后儲(chǔ)存到專用的數(shù)據(jù)庫中。本文主要探討了氣象影視素材數(shù)字化管理平臺(tái)的設(shè)計(jì)與開發(fā)，希望對更好地提高素材的檢索效率和影視制作效率有一定幫助。

關(guān)鍵詞：氣象影視素材；數(shù)字化管理平臺(tái)；設(shè)計(jì)開發(fā)

隨著科技的發(fā)展和數(shù)字化時(shí)代的到來，氣象影視服務(wù)也需要跟上時(shí)代的步伐。傳統(tǒng)的氣象影視素材管理方式已經(jīng)無法滿足對大量素材的管理與利用需求。因此，設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)氣象影視素材數(shù)字化管理平臺(tái)是當(dāng)前急需解決的問題，它將提高素材管理的效率和科學(xué)性，同時(shí)也將為氣象影視節(jié)目制作提供更強(qiáng)力的支持。通過數(shù)字化管理平臺(tái)的應(yīng)用，我們將邁向更加便捷、高效的氣象影視服務(wù)時(shí)代。

一、平臺(tái)設(shè)計(jì)需求分析

（一）用戶需求調(diào)研

對于氣象影視制作人員來講需要一個(gè)方便的平臺(tái)來管理和查找相關(guān)影視素材，能夠快速準(zhǔn)確地找到所需的素材資源。對于影視制作公司來說，他們需要一個(gè)集中管理和共享素材資源的平臺(tái)，能夠方便不同項(xiàng)目組之間的合作和素材共享。對于氣象研究人員來說，他們需要一個(gè)平臺(tái)來收集、整理和分析氣象影視素材，以支持他們的科研工作。

（二）功能需求分析

平臺(tái)需要提供用戶管理功能，包括用戶注冊、登錄、個(gè)人信息管理和權(quán)限管理等。用戶可以將氣象影視素材上傳到平臺(tái)，包括視頻、圖片、音頻等不同文件格式。平臺(tái)需要支持對上傳的素材進(jìn)行分類管理。用戶可以根據(jù)關(guān)鍵詞或篩選條件進(jìn)行素材檢索，以便快速找到所需素材。具備預(yù)覽操作，包括視頻播放、圖片查看和音頻播放等功能。用戶可以選擇下載所需素材，并支持不同格式的下載選項(xiàng)。平臺(tái)需要提供素材編輯功能，用戶可以對素材進(jìn)行剪輯、合并、裁剪等操作，并能夠分享給其他用戶或外部平臺(tái)，支持生成分享鏈接或直接分享至社交媒體等渠道。同時(shí)，用戶還可以選擇將素材導(dǎo)出至本地存儲(chǔ)設(shè)備，并支持常見的文件格式和視頻/音頻編碼形式。平臺(tái)需要提供數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)功能，以確保用戶上傳的素材數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。此外，平臺(tái)還需要提供數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析功能，包括用戶訪問量、素材下載量、用戶活躍度等數(shù)據(jù)分析。管理員需要具備對設(shè)備、素材和系統(tǒng)設(shè)置進(jìn)行管理和維護(hù)的權(quán)限。整個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)需要具備一定的安全性能，包括用戶身份驗(yàn)證、數(shù)據(jù)加密和防止非法上傳和下載等措施。

（三）框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

用戶界面層是用戶與系統(tǒng)進(jìn)行交互的前端部分，包括登錄注冊頁面、主頁面、搜索頁面、預(yù)覽頁面、上傳下載頁面等。通過友好的界面和交互方式，提供給用戶方便快捷地管理和使用氣象影視素材的功能。應(yīng)用服務(wù)層是平臺(tái)的核心部分，負(fù)責(zé)處理業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)處理，包括用戶管理、權(quán)限控制、數(shù)據(jù)管理、存儲(chǔ)管理、數(shù)據(jù)備份等功能。該層與用戶界面層進(jìn)行交互，并根據(jù)用戶的需求進(jìn)行相應(yīng)的操作。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層是氣象影視素材的持久化存儲(chǔ)部分，可以使用數(shù)據(jù)庫來存儲(chǔ)用戶上傳的影視素材文件、元數(shù)據(jù)信息，以及相關(guān)的用戶權(quán)限信息等。外部接口層主要用于與其他系統(tǒng)進(jìn)行交互，例如與天氣數(shù)據(jù)接口、版權(quán)保護(hù)接口、第三方資源許可接口等，以獲取或驗(yàn)證相關(guān)數(shù)據(jù)。安全性負(fù)責(zé)保護(hù)平臺(tái)的安全性，包括用戶身份驗(yàn)證、權(quán)限控制、數(shù)據(jù)加密等，確保只有授權(quán)用戶才能訪問相關(guān)素材和功能，并保護(hù)用戶的隱私信息。

（四）數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

當(dāng)建立數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮以下幾個(gè)方面并確保準(zhǔn)確性和完整性：首先，素材管理。需要建立素材庫存表、素材標(biāo)簽表和素材關(guān)鍵詞表。素材庫存表應(yīng)包括素材ID、素材名稱、文件路徑、上傳時(shí)間等字段。素材標(biāo)簽表應(yīng)包含標(biāo)簽ID、標(biāo)簽名稱等字段，用于對素材進(jìn)行分類和檢索。素材關(guān)鍵詞表應(yīng)包括關(guān)鍵詞ID、關(guān)鍵詞名稱等字段，用于對素材進(jìn)行關(guān)鍵詞搜索。其次，用戶管理。需要建立用戶表、用戶角色表和用戶權(quán)限表。用戶表應(yīng)涵蓋用戶ID、用戶名、密碼等字段，用于存儲(chǔ)用戶信息。用戶角色表應(yīng)包括角色I(xiàn)D、角色名稱等字段，用于區(qū)分不同用戶角色及其權(quán)限。用戶權(quán)限表應(yīng)包含權(quán)限ID、權(quán)限名稱等字段，用于控制用戶對素材的訪問和使用權(quán)限。再次，數(shù)據(jù)分析。需要建立數(shù)據(jù)分析表，包括分析ID、分析類型、分析結(jié)果等字段，用于存儲(chǔ)平臺(tái)進(jìn)行的數(shù)據(jù)分析結(jié)果。同時(shí)，創(chuàng)建數(shù)據(jù)導(dǎo)出表，包括導(dǎo)出ID、導(dǎo)出文件路徑等字段，用于存儲(chǔ)用戶導(dǎo)出的數(shù)據(jù)結(jié)果。第四，學(xué)習(xí)輔助。需要建立學(xué)習(xí)輔助表，包括學(xué)習(xí)ID、素材ID、用戶ID、學(xué)習(xí)進(jìn)度等字段，用于記錄用戶的學(xué)習(xí)情況和進(jìn)度。建立字幕表，包括字幕ID、素材ID、字幕內(nèi)容等字段，以提供素材的字幕功能。最后，廣告制作。廣告制作涉及廣告表和廣告素材關(guān)聯(lián)表。廣告表應(yīng)包含廣告ID、廣告名稱、廣告時(shí)長等字段，用于管理廣告信息。廣告素材關(guān)聯(lián)表包括廣告ID、素材ID等字段，用于關(guān)聯(lián)廣告和素材[1]。同時(shí)，還需要考慮數(shù)據(jù)安全性、性能優(yōu)化、備份和恢復(fù)機(jī)制，以及數(shù)據(jù)庫的擴(kuò)展性和易維護(hù)性。

二、平臺(tái)開發(fā)與實(shí)施

（一）系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境搭建

常見的開發(fā)語言包括Java、Python和C#等。對應(yīng)的開發(fā)框架可以選擇Spring、Django和ASP.NET等?？梢赃x擇適合的數(shù)據(jù)庫來存儲(chǔ)氣象影視素材和相關(guān)數(shù)據(jù)，常見的選擇包括關(guān)系型數(shù)據(jù)庫如MySQL、Oracle，或NoSQL數(shù)據(jù)庫如MongoDB、Redis等。為實(shí)現(xiàn)用戶界面，可以使用HTML、CSS和JavaScript等前端技術(shù)進(jìn)行開發(fā)。選擇合適的前端框架，例如React、Vue.js等。氣象影視素材通常比較大，需考慮通過云存儲(chǔ)服務(wù)來存儲(chǔ)和管理這些文件，常用的云存儲(chǔ)服務(wù)提供商包括阿里云、騰訊云、AWS等。根據(jù)需求，要與外部系統(tǒng)或服務(wù)進(jìn)行交互，例如獲取天氣數(shù)據(jù)、版權(quán)保護(hù)等，了解相關(guān)API的文檔和接口規(guī)范，并進(jìn)行相應(yīng)的開發(fā)和集成。為保護(hù)用戶數(shù)據(jù)和系統(tǒng)安全，要考慮使用 SSL證書來實(shí)現(xiàn) HTTPS通信。使用用戶身份驗(yàn)證和授權(quán)機(jī)制來保護(hù)應(yīng)用程序?？梢钥紤]使用安全漏洞掃描工具和日志監(jiān)控工具來提高安全性。使用版本控制工具（如Git）來管理代碼，使多人協(xié)同開發(fā)更容易，并能回退到歷史版本。提前準(zhǔn)備一個(gè)獨(dú)立的測試環(huán)境，進(jìn)行系統(tǒng)的功能測試、性能測試和安全測試，確保系統(tǒng)的質(zhì)量。

（二）前端后端開發(fā)

1.前端開發(fā)

首先，確定用戶界面設(shè)計(jì)、根據(jù)用戶需求和UI/UX設(shè)計(jì)原則確定平臺(tái)的界面設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)可視化組件、布局和交互方式，使用戶能夠方便地上傳、搜索、預(yù)覽和下載氣象影視素材。其次，使用前端技術(shù)如HTML、CSS和JavaScript進(jìn)行頁面開發(fā)。根據(jù)設(shè)計(jì)，使用HTML標(biāo)記語言構(gòu)建頁面結(jié)構(gòu)，使用CSS美化頁面樣式，使用JavaScript實(shí)現(xiàn)頁面的交互邏輯和動(dòng)態(tài)效果。再次，集成前端框架。根據(jù)選擇的前端框架，如React、Vue.js等，快速構(gòu)建和管理前端界面，提高開發(fā)效率。第四，對接后端API。與后端開發(fā)團(tuán)隊(duì)協(xié)調(diào)，調(diào)用后端提供的API接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和交互[2]。

2.后端開發(fā)

首先，構(gòu)建應(yīng)用程序框架。根據(jù)選擇的后端開發(fā)語言和框架構(gòu)建應(yīng)用程序的框架結(jié)構(gòu)，設(shè)置路由、控制器等。其次，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)和集成。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫模型，根據(jù)需求創(chuàng)建適當(dāng)?shù)谋斫Y(jié)構(gòu)，并使用ORM（對象關(guān)系映射）技術(shù)將數(shù)據(jù)庫與應(yīng)用程序進(jìn)行集成。再次，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯。根據(jù)用戶需求，實(shí)現(xiàn)上傳、搜索、預(yù)覽、下載等相關(guān)的業(yè)務(wù)邏輯功能。編寫相應(yīng)的代碼來處理用戶請求，管理素材數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)。第四，安全控制和權(quán)限管理。設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)對用戶身份進(jìn)行驗(yàn)證和授權(quán)，確保只有授權(quán)用戶可以訪問和管理素材。考慮采用加密技術(shù)保護(hù)敏感數(shù)據(jù)。最后，對接外部服務(wù)和API。連接與平臺(tái)相關(guān)的外部服務(wù)和API，如天氣數(shù)據(jù)接口、版權(quán)保護(hù)接口等，以實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能。

3.協(xié)同開發(fā)和測試

要進(jìn)行良好的溝通和協(xié)調(diào)，確保前端和后端開發(fā)團(tuán)隊(duì)之間接口和功能的一致性。在開發(fā)過程中進(jìn)行單元測試、集成測試和系統(tǒng)測試，修復(fù)漏洞和錯(cuò)誤，并確保系統(tǒng)正常運(yùn)行并符合用戶需求。

4.部署和維護(hù)

進(jìn)行系統(tǒng)部署，將前端和后端代碼上傳到服務(wù)器，并配置好相應(yīng)的環(huán)境和數(shù)據(jù)庫連接。測試服務(wù)器的穩(wěn)定性和性能，并實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。定期備份和維護(hù)數(shù)據(jù)庫，及時(shí)更新反饋和需求，進(jìn)行功能擴(kuò)展和改進(jìn)，修復(fù)Bug和優(yōu)化性能。同時(shí)，確保系統(tǒng)的安全性，對漏洞進(jìn)行及時(shí)修復(fù)，并加強(qiáng)系統(tǒng)的安全措施。

（三）部署與上線

根據(jù)需求和預(yù)算，選擇適用于Web應(yīng)用程序的服務(wù)器或云服務(wù)提供商，例如阿里云、騰訊云、AWS等，其性能穩(wěn)定。安裝所需的操作系統(tǒng)和運(yùn)行環(huán)境在所選擇的服務(wù)器上。安裝并配置數(shù)據(jù)庫引擎（如MySQL、MongoDB等），確保數(shù)據(jù)庫能正常運(yùn)行。將前端和后端的代碼文件打包并上傳到服務(wù)器。通過版本控制工具（如Git）拉取代碼庫，在服務(wù)器上進(jìn)行構(gòu)建和編譯生成可部署的應(yīng)用程序。根據(jù)具體技術(shù)棧的要求，使用相應(yīng)的命令行工具或腳本來完成部署過程。如果有一個(gè)域名，需將其指向服務(wù)器的IP地址，以便通過域名來訪問應(yīng)用程序。配置DNS服務(wù)提供商，將域名與服務(wù)器的IP地址進(jìn)行關(guān)聯(lián)。在部署完成后，在服務(wù)器或云服務(wù)上進(jìn)行進(jìn)行功能、性能和安全性測試，修復(fù)漏洞或錯(cuò)誤，確保應(yīng)用程序能正常運(yùn)行。驗(yàn)證緒后，通過域名訪問應(yīng)用程序，將其正式上線[3]。

三、素材采集與處理

（一）素材采集

一方面可以與相關(guān)機(jī)構(gòu)、公司或個(gè)人合作，通過收購或許可協(xié)議獲得氣象影視素材。這可以涵蓋已有的氣象影視素材庫，并與版權(quán)所有者合作，確保合法獲取素材。另一方面可以組織自主拍攝團(tuán)隊(duì)，按照需求采集與氣象相關(guān)的影視素材。同時(shí)，與各種數(shù)據(jù)提供方合作也很重要，比如與氣象局、衛(wèi)星數(shù)據(jù)供應(yīng)商等合作，以獲得實(shí)時(shí)氣象數(shù)據(jù)和圖像。此外，建立一個(gè)公眾貢獻(xiàn)平臺(tái)也是不錯(cuò)的選擇，該平臺(tái)可以鼓勵(lì)用戶上傳和分享自己拍攝的氣象影視素材，從而擴(kuò)充素材庫，并進(jìn)行版權(quán)核實(shí)和篩選。

（二）素材質(zhì)量控制

在素材采集階段，需要確保由技術(shù)人員使用專業(yè)的氣象設(shè)備進(jìn)行氣象數(shù)據(jù)的采集，以保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性和準(zhǔn)確性。定期對設(shè)備進(jìn)行檢測和校準(zhǔn)，確保其準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性。此外，需要注重?cái)?shù)據(jù)的有效處理，包括數(shù)據(jù)去噪、插值和填補(bǔ)缺失值等處理，以提高數(shù)據(jù)的完整性和連續(xù)性。對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制，包括異常值檢測和數(shù)據(jù)一致性檢查等，確保數(shù)據(jù)的合理性和可信度。同時(shí)，采用穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，確保數(shù)據(jù)的安全性和可靠性。設(shè)計(jì)合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和索引，以提高數(shù)據(jù)的查詢效率和存儲(chǔ)空間利用率。提供直觀清晰的數(shù)據(jù)展示界面，包括圖表和地圖等形式，以方便用戶查看和分析數(shù)據(jù)。同時(shí)，提供數(shù)據(jù)過濾和篩選功能，讓用戶可以根據(jù)自己的需求定制所需的數(shù)據(jù)展示。最后，需要對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行與實(shí)際情況的對比可信度[4]。

（三）視頻剪輯與合成

第一，視頻剪輯。系統(tǒng)中提供基本的視頻剪輯工具，包括剪切、復(fù)制、粘貼、刪除等操作，以對素材視頻進(jìn)行裁剪和拼接。支持調(diào)整大小、旋轉(zhuǎn)、鏡像等操作，以滿足用戶的個(gè)性化需求。提供時(shí)間軸界面，方便用戶精確地定位和操作不同的視頻片段。第二，視頻特效和過渡效果。能夠提供豐富的視頻特效和過渡效果，例如顏色調(diào)整、濾鏡、動(dòng)畫等，以增加視頻的藝術(shù)感和吸引力。支持自定義特效和過渡效果，讓用戶能根據(jù)自己的需求設(shè)計(jì)獨(dú)特的視頻效果。第三，文字和字幕。提供文字添加和字幕編輯功能，允許用戶在視頻中添加標(biāo)題、說明文字、字幕等內(nèi)容，以增強(qiáng)信息傳達(dá)的效果。支持調(diào)整文字和字幕的樣式、位置和動(dòng)畫，以滿足用戶的設(shè)計(jì)需求。第四，音頻處理。提供音頻剪輯和混音功能，允許用戶在視頻中添加背景音樂、音效等音頻元素。支持音頻剪切、淡入淡出、音量調(diào)整等操作，以達(dá)到音頻與視頻的良好協(xié)調(diào)。第五，視頻合成。支持多個(gè)視頻素材的合成，讓用戶可以將不同的素材視頻拼接在一起形成一個(gè)完整的視頻作品。提供視頻合成的時(shí)間軸界面，方便用戶對各個(gè)視頻片段進(jìn)行精確地排列和調(diào)整。最后，輸出和導(dǎo)出。支持多種視頻格式的輸出和導(dǎo)出，包括常見的MP4、AVI、MOV等格式。

四、結(jié)束語

綜上所述，設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)氣象影視素材數(shù)字化管理平臺(tái)是當(dāng)前迫切需要解決的氣象影視服務(wù)問題。該系統(tǒng)平臺(tái)的成功建立和應(yīng)用能夠?yàn)闅庀笥耙曀夭牡牟樵兲峁┓奖憧旖莸姆?wù)，大大提高素材的利用效率和氣象影視節(jié)目制作效率，并為各類專題節(jié)目和氣象新聞氣象預(yù)報(bào)的制作提供相應(yīng)支持。

作者單位：李杉 黃丹萍 董彤 江西省撫州市

氣象局

參考文獻(xiàn)

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[3]鞏建波，段文.首都?xì)庀笥耙暼襟w演播室的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].新媒體研究，2022，8（02）：16-18.

[4]郭超燕，李盛芳，游立杭.淺談氣象影視服務(wù)的“供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革”[J].記者搖籃，2021（07）：35-36.