薛箏箏,高英育,肖建輝,左湘文,黃玉學(xué)
(1.中國(guó)氣象局旱區(qū)特色農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警與風(fēng)險(xiǎn)管理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,銀川 750002;2.寧夏氣象防災(zāi)減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,銀川 750002;3.寧夏大氣探測(cè)技術(shù)保障中心,銀川 750002)
寧夏綜合氣象觀(guān)測(cè)站網(wǎng)是支撐氣象預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)服務(wù)的主體,在全區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、防災(zāi)減災(zāi)等方面發(fā)揮著重要作用。隨著氣象服務(wù)需求更為精細(xì)化、個(gè)性化,對(duì)各類(lèi)專(zhuān)業(yè)氣象觀(guān)測(cè)的需求也越來(lái)越高,寧夏綜合氣象觀(guān)測(cè)站網(wǎng)種類(lèi)、數(shù)量不斷增加,目前全區(qū)已建成天氣雷達(dá)站、高空氣象觀(guān)測(cè)站、國(guó)家氣象觀(guān)測(cè)站、交通站和農(nóng)田小氣候站等。然而,寧夏綜合氣象觀(guān)測(cè)站網(wǎng)信息管理較為混亂,沒(méi)有形成標(biāo)準(zhǔn)的站網(wǎng)信息源,為氣象工作者帶來(lái)很多不便,很多學(xué)者在站網(wǎng)信息化管理方面進(jìn)行研究[1-3]。李新慶[4]2015年設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的寧夏站網(wǎng)信息管理系統(tǒng)僅針對(duì)地面站,且缺乏站網(wǎng)信息動(dòng)態(tài)管理。為推進(jìn)氣象觀(guān)測(cè)業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化,2018年中國(guó)氣象局發(fā)布了最新氣象觀(guān)測(cè)站分類(lèi)及命名,2019-06-01寧夏完成了全區(qū)國(guó)家級(jí)氣象觀(guān)測(cè)站站名更新工作。
因此,為了規(guī)范全區(qū)綜合氣象觀(guān)測(cè)站網(wǎng)的信息化管理,亟需建立基于新站名錄的寧夏綜合氣象觀(guān)測(cè)站網(wǎng)管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)全區(qū)綜合氣象觀(guān)測(cè)站網(wǎng)信息從建站到遷站再到撤站的全生命周期管理,為區(qū)、市、縣三級(jí)用戶(hù)提供查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)、臺(tái)站探測(cè)環(huán)境顯示和地圖展示等功能。
寧夏綜合氣象觀(guān)測(cè)站網(wǎng)管理系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu),囊括了基準(zhǔn)氣候站、基本站氣象站、(常規(guī))氣象觀(guān)測(cè)站、天氣雷達(dá)站、高空氣象觀(guān)測(cè)站、應(yīng)用氣象觀(guān)測(cè)站(農(nóng)業(yè))、應(yīng)用氣象觀(guān)測(cè)站(交通)、應(yīng)用氣象觀(guān)測(cè)站(大氣成分)、省級(jí)氣象觀(guān)測(cè)站等13大類(lèi)觀(guān)測(cè)站。
系統(tǒng)總體框架如圖1所示,由表示層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)層3部分組成[5-7]。表示層采用ElementUI設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn),負(fù)責(zé)與用戶(hù)交互,提供站網(wǎng)信息管理、用戶(hù)管理等功能,通過(guò)百度地圖、圖表等方式顯示查詢(xún)統(tǒng)計(jì)結(jié)果;業(yè)務(wù)邏輯層不僅提供了站網(wǎng)信息數(shù)據(jù)、用戶(hù)信息、審批信息的接口訪(fǎng)問(wèn),還提供對(duì)用戶(hù)操作日志管理服務(wù);數(shù)據(jù)層直接與數(shù)據(jù)庫(kù)建立連接,實(shí)現(xiàn)用戶(hù)的各種請(qǐng)求,為系統(tǒng)提供氣象觀(guān)測(cè)站網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、遷站、升級(jí)和審批管理數(shù)據(jù)[8]。
圖1 系統(tǒng)總體框架
系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)寧夏綜合氣象觀(guān)測(cè)站網(wǎng)從建站、使用、遷站、升級(jí)到撤站的全生命周期信息化管理,旨在為全區(qū)氣象部門(mén)提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的站網(wǎng)信息數(shù)據(jù)源,實(shí)現(xiàn)全區(qū)各類(lèi)氣象觀(guān)測(cè)站信息的管理、查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)、分析、綜合顯示以及新建站點(diǎn)申請(qǐng)、審批等功能,詳細(xì)的系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)如下:
1)首頁(yè)。首頁(yè)是系統(tǒng)訪(fǎng)問(wèn)的入口,基于百度地圖綜合展示不同類(lèi)型站點(diǎn)分布及基本信息。
2)站網(wǎng)信息。主要包括查詢(xún)統(tǒng)計(jì)、信息管理和審批管理3大功能。
查詢(xún)統(tǒng)計(jì)功能可通過(guò)站號(hào)、站名、所屬地市、縣區(qū)、觀(guān)測(cè)要素、站距、遷站狀態(tài)、升級(jí)狀態(tài)等條件進(jìn)行查詢(xún),并以圖形、列表和地圖的方式為用戶(hù)展示。通過(guò)圓心站號(hào)和半徑查詢(xún)?cè)谠摲秶鷥?nèi)的站點(diǎn),并計(jì)算站間距;可以查詢(xún)遷站信息、升級(jí)信息以及撤站信息。
信息管理包括站點(diǎn)基本信息、遷站信息、升級(jí)信息的編輯,以及撤站功能,其中市縣級(jí)用戶(hù)沒(méi)有撤站權(quán)限。
審批管理實(shí)現(xiàn)新建站點(diǎn)申請(qǐng)及審批流程信息化管理,提供申報(bào)流程的數(shù)據(jù)錄入和審核功能。同時(shí),用戶(hù)可以對(duì)申報(bào)站點(diǎn)狀態(tài)進(jìn)行查詢(xún)。
3)用戶(hù)管理。不僅提供對(duì)用戶(hù)添加、修改、查詢(xún)和刪除功能,還提供了密碼修改和重置功能,根據(jù)不同權(quán)限建立不同級(jí)別的用戶(hù)。同時(shí),建立了用戶(hù)操作日志,顯示操作類(lèi)型、操作時(shí)間等。
該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了綜合氣象觀(guān)測(cè)站網(wǎng)信息從建站、使用、遷站、升級(jí)到撤站的全生命周期管理,具體流程為:首先提交新建站點(diǎn)申請(qǐng),包括基本信息、八方位圖、申請(qǐng)理由、建站申請(qǐng)表和站址勘察表等的錄入;其次新建站點(diǎn)審批通過(guò)后,在查詢(xún)統(tǒng)計(jì)和信息管理模塊中生成新建站點(diǎn)信息,可進(jìn)行查詢(xún)統(tǒng)計(jì)、信息編輯等;如發(fā)生遷站或升級(jí),須填寫(xiě)遷站或升級(jí)信息,查詢(xún)統(tǒng)計(jì)和信息管理模塊中生成最新站點(diǎn)信息,同時(shí)存儲(chǔ)原站點(diǎn)信息、遷站時(shí)間或升級(jí)時(shí)間,從查詢(xún)統(tǒng)計(jì)模塊中查看歷史遷站或升級(jí)信息;最后提交撤站申請(qǐng),審批通過(guò)后刪除信息管理模塊中的站點(diǎn)信息,同時(shí)存儲(chǔ)該站點(diǎn)所有信息,從查詢(xún)統(tǒng)計(jì)模塊中查看撤銷(xiāo)站點(diǎn)信息。
以SQLite3數(shù)據(jù)庫(kù)為開(kāi)發(fā)平臺(tái),構(gòu)建氣象觀(guān)測(cè)站網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)如表1所示,包括19個(gè)數(shù)據(jù)表,分別存儲(chǔ)站點(diǎn)基礎(chǔ)信息、站點(diǎn)八方位圖片、站點(diǎn)類(lèi)型、審批記錄、用戶(hù)操作記錄、遷站升級(jí)信息、用戶(hù)信息等,其中站點(diǎn)基礎(chǔ)信息表需要存儲(chǔ)站號(hào)、站名、經(jīng)度、緯度、海拔高度、建站日期、現(xiàn)址啟用日期、觀(guān)測(cè)任務(wù)、生產(chǎn)廠(chǎng)家、儀器型號(hào)、考核等級(jí)等信息,審批記錄表需要存儲(chǔ)審批站號(hào)、申請(qǐng)日期、申請(qǐng)人用戶(hù)、申請(qǐng)人姓名、審批日期、審批人用戶(hù)名、審批人姓名、申請(qǐng)類(lèi)型、申請(qǐng)狀態(tài)、申請(qǐng)事由等信息。
表1 數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)
利用HttpListener實(shí)現(xiàn)多線(xiàn)程Web服務(wù)程序,利用C#實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)讀寫(xiě)等操作,并根據(jù)需要進(jìn)行用戶(hù)登錄控制、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)運(yùn)算等操作。針對(duì)用戶(hù)的具體操作,采用Axios完成AJAX請(qǐng)求,為表示層返回所需的JSON封裝數(shù)據(jù)。
系統(tǒng)前端采用VUE結(jié)合ElementUI的框架,實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)信息查詢(xún)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示及管理等服務(wù)。該框架相對(duì)比較靈活,管理系統(tǒng)使用的組件齊全,適合中小型項(xiàng)目的快速開(kāi)發(fā)。主要模塊及功能如下:
1)地圖顯示模塊
調(diào)用百度地圖接口,顯示不同類(lèi)型站點(diǎn)的分布及基本信息,當(dāng)鼠標(biāo)懸停在站點(diǎn)上時(shí),會(huì)彈出站點(diǎn)基本信息窗口;通過(guò)勾選不同站點(diǎn)類(lèi)型或查詢(xún)統(tǒng)計(jì),可方便查看站點(diǎn)的分布情況。
2)查詢(xún)統(tǒng)計(jì)模塊
查詢(xún)范圍包括所有站點(diǎn)類(lèi)型,查詢(xún)結(jié)果以列表和地圖的方式顯示,方便查詢(xún)站點(diǎn)周?chē)欢ǚ秶鷥?nèi)站點(diǎn)的個(gè)數(shù)、距離及分布情況;同時(shí)查詢(xún)的結(jié)果會(huì)按照不同市、縣、要素?cái)?shù)、生產(chǎn)廠(chǎng)家進(jìn)行統(tǒng)計(jì),以柱狀圖和餅狀圖的形式顯示站數(shù)及比例;并以查詢(xún)結(jié)果為基礎(chǔ)統(tǒng)計(jì)各市、縣站網(wǎng)密度,結(jié)果以柱狀圖的方式展示。為今后寧夏綜合氣象觀(guān)測(cè)站網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)備選型等提供支撐。
3)審批管理模塊
市縣級(jí)提交新建氣象觀(guān)測(cè)站的申請(qǐng),由區(qū)級(jí)審核批準(zhǔn),同時(shí)可以查詢(xún)審批狀態(tài);審批通過(guò)后在查詢(xún)統(tǒng)計(jì)和信息管理模塊生成新建站點(diǎn)信息。氣象觀(guān)測(cè)站點(diǎn)申請(qǐng)錄入界面包括基本信息的錄入,站點(diǎn)八方位圖、站址勘查表和建站申請(qǐng)表的上傳。
寧夏綜合氣象觀(guān)測(cè)站網(wǎng)管理系統(tǒng)提供了全區(qū)綜合氣象觀(guān)測(cè)站網(wǎng)從建站、使用、遷站、升級(jí)到撤站全過(guò)程信息,實(shí)現(xiàn)了氣象觀(guān)測(cè)站網(wǎng)全生命周期管理,進(jìn)一步加強(qiáng)了全區(qū)氣象觀(guān)測(cè)站網(wǎng)的管理工作。同時(shí),該系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確及時(shí)地提供任意類(lèi)型站點(diǎn)的空間分布、數(shù)量、站網(wǎng)密度等信息,為今后寧夏綜合氣象觀(guān)測(cè)站網(wǎng)日常管理、規(guī)劃、設(shè)備選型等工作提供支撐。目前該系統(tǒng)已在寧夏氣象部門(mén)投入業(yè)務(wù)試運(yùn)行,且能夠滿(mǎn)足區(qū)市縣三級(jí)業(yè)務(wù)人員對(duì)站網(wǎng)管理的需求。