基层气象台站气象服务平台的设计与搭建

基层气象台站气象服务平台的设计与搭建

史俊南

（泰安农业气象试验站  271000）

摘要：本文旨在设计并搭建一个服务于基层气象台站的综合气象服务平台，以应对社会经济快速发展对气象服务提出的更高要求。通过引入Browser/Server架构，结合Django Web框架与Anaconda平台，构建了一个集数据查询、预报预警、气象服务产品自动生成等功能于一体的高效系统平台。该平台不仅提升了数据处理的自动化程度，减轻了基层测报人员的工作负担，而且增强了气象服务的准确性和即时性。本文将对平台的设计思路、系统架构、模块功能以及应用效果进行详细介绍，并对后续优化方向进行探讨。

关键词：气象服务；基层台站；B/S架构；Django；自动化生成；数据查询；预报预警

引言

随着社会的快速发展，公共气象服务在各行各业中扮演着愈发重要的角色。它不仅为生产指挥、防灾减灾提供及时的气象依据，还在气候资源的合理开发利用以及环境保护等方面发挥着至关重要的作用。与此同时，各行各业对气象服务的需求也日益增长，这导致基层测报人员需要投入大量时间和精力来制作复杂多样的气象服务产品。特别是，某些气象产品常展现出格式标准化、数值运算繁复且内容客观性强的特性，这就迫切需要构建一个简便、高效的基层气象服务平台，能够自动化生成部分气象服务产品，以缓解工作压力并提高服务效率。

1.气象服务平台需求分析

1.1 用户需求分析

基层气象工作者，他们是平台的直接使用者，其需求包括快速获取和分析实时气象数据、便捷地制作和发布气象服务产品、自动化生成常规报告等，以减轻工作负担并提高工作效率。

1.2 功能需求分析

数据查询功能，允许用户查询各类气象要素的实时与历史数据，支持多种时间分辨率；预报预警，集成实时数据处理和模型预测，发布预报信息，并在特定条件下自动触发预警；气象服务产品自动生成功能，自动化生成标准报告，如气候概况、气象证明、雨情信息等；用户管理与权限控制功能，确保不同用户角色（如管理员、预报员、普通用户）有相应权限访问信息。

2.气象服务平台系统架构与技术选型分析

基层台站气象服务平台的设计充分考虑了用户友好性和功能丰富性。平台采用Browser/Server架构（图1），这一架构允许用户通过网页浏览器无缝访问平台功能，无需安装特定客户端，大大增强了使用的灵活性和普及范围。平台基于Django构建的Web后端框架系统，在Anaconda平台下运行，该平台集成了丰富的数据处理和科学计算工具，为气象数据的深度分析提供了有力支持。前端采用Bootstrap框架，结合HTML、CSS、JavaScript技术，打造出直观易用的界面，便于用户浏览和操作各项功能模块。后端作为平台的核心，通过Django框架调用MySQL数据库，运用Python语言对数据进行精准分析和处理。此外，数据库与气象大数据云平台紧密相连，实现了数据的实时获取和高效存储，为气象服务的准确性和及时性提供了坚实保障。

3. 气象服务平台功能模块设计

3.1 数据查询模块

业务人员可通过数据查询模块得到气象要素实况数据、分钟数据、小时数据、日数据、旬数据、月数据；可根据实际情况需要，查询某一时间段内气象要素特征值及历史数据，气象要素特征值包括最大值、平均值、中位数、变化率等；可查询指定值的历史排位及大于（等于或小于）指定值的年、月份；针对特定气象要素的查询需求，如汛期降水量，该模块特别开设了一个查询窗口，使业务人员能够迅速获取降水量的实况数据和历史数据。这一功能极大地提高了业务人员在汛期气象服务信息收集的效率。数据来源于大监站及辖区内的区域站，确保了数据的准确性和实时性，为气象服务提供了可靠的数据支持。

3.2 预报预警模块

预报预警模块可供业务人员查询市一级别实时、历史预报预警信息。当出现预警时会发出警报通知预警人员及时核对预警信息并发布预警信号；可根据预警信号的种类及类型查询相关统计值。模块提供预报编辑器，编辑器页面显示实时大监站与各区域站温度、降水、风速风向数据及大致分布情况，预报员可以直接在编辑器中选取所需数据，无须手动录入，大幅提升了工作效率。与此同时，页面右侧同步呈现了市级气象局官方发布的预报内容，作为编制作业的参照，确保预报信息的准确性和一致性。

3.3 气象服务产品自动生成模块

该模块主要提供了三个气象服务产品样板，分别为：气候概况、气象证明、雨情信息。业务人员进入这一模块后，可选择查看生成的气象服务产品。气候概况分为月、季、年气候概况，气候概况属于业务产品，需定时提交，所以平台设计为在每月、季、年最后一天的20时后自动生成气候概况评价，业务人员可直接下载查看文本信息，历史气候概况存于数据库中。气象证明生成时需选择相应的时间段和对应镇街，确定落款时间，手动输入证明申请单位或个人，点击生成即可，业务人员、申请人、开证明时间及内容简介相关信息会自动存于气象证明申请列表中，便于后期统计管理。雨情短信的格式相对简单，选择对应的时间段，即可生成辖区内大监站和各区域站的雨量信息，同时与同时段去年、常年值进行比较，以txt显示，页面还会显示雨量简要分布示意图，雨情模块设有增减区域站和调整顺序的功能，使平台更有适用性。

4.气象服务平台系统实现与初步运行

基层台站气象服务平台的建立与应用，通过自动化处理和智能化服务，在很大程度上有效减轻了基层气象工作者的工作负担，平台的高效数据处理能力不仅加快了信息流通速度，还显著增强了气象预报和服务产品的精确度，为农业规划、灾害预防及公共安全等提供了更为可靠的决策依据。该平台在泰安站54827和泰山站54826两个试点单位的运行中，已经展现出了一定的价值，收获了当地气象测报员的一致肯定。这一正面反馈证明了平台设计的实用性和有效性，为进一步推广至更多基层气象台站打下了坚实的基础。

5. 气象服务平台问题与展望

5.1 当前存在的问题

①结构简单与功能覆盖不全。目前，基层台站气象服务平台在架构上相对简单，导致一些高级功能缺失或者定制化服务难以实现。例如，可能缺乏针对特定农业种植区的精细化气象服务、特定灾害类型的深度预警模型等。②数据延迟。数据获取和处理过程中存在延迟，可能是因为数据传输链路不稳定、处理算法效率不高或是数据库查询性能不佳等因素，影响了气象服务的时效性。

5.2 持续优化的策略

针对结构简单与功能覆盖不全，开发新的服务模块，如农业气象专项服务、旅游气象服务、健康气象提示等，以满足更广泛的社会需求。提供服务模块的自定义选项，允许用户根据自身需求调整数据展示方式、预警阈值等，提高服务的适用性和用户满意度；针对数据延时，优化数据传输机制。这包括采用更高效的数据传输协议、增加数据传输带宽、优化数据处理流程等，确保平台能够实时获取最新的气象信息，提高气象服务的时效性。

结语

综上所述，基层气象台站气象服务平台的设计与搭建，不仅体现了技术创新在提升公共服务效率方面的重要作用，还彰显了对基层工作人员实际需求的深切关注。通过采用现代信息技术的应用，实现了数据的快速查询、预报预警的即时响应及服务产品的自动化生成，显著减轻了基层测报人员的工作负荷，增强了气象服务的实用性和便捷性。虽然在初步实施阶段取得了积极反响，但平台的持续优化亦是不可或缺的。随着技术迭代和实践经验的积累，期待这一平台能持续升级，为防灾减灾、资源管理、环境保护等多领域提供更为精准、高效的气象支持。

参考文献

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[2]李玉华,褚希,车军辉,等.山东省智慧气象为农服务业务系统的设计与实现[J].陕西气象,2021(03):67-72.

[3]李春光,李芳,马步天.济宁市县两级农业气象服务平台的设计与实现[J].现代农业科技,2016,(10):338-339.

作者简介：史俊南（1995.06），男，汉族，江苏省泗阳县人，硕士研究生，助理工程师，研究方向：综合气象观测。