山东省灾害性天气预警联防系统设计与应用

邱 刚，李晓利

（潍坊市气象局，山东 潍坊 261011）

山东省灾害性天气预警联防系统设计与应用

邱 刚，李晓利

（潍坊市气象局，山东 潍坊 261011）

山东省灾害性天气监测预警平台中的预警联防系统是省市县三级使用基本业务支撑系统，其基本功能包括预警信号和应急响应的发布、更新、解除，预警信号和应急响应的监控显示，预警信号和应急响应的统计和分析以及报警、联防四个子模块。主要使用了 Web、数据库、Flash、Ajax等技术。页面之间实现了异步传输，构成了Web2.0特性的用户体验。

预警信号；应急响应；XML；Flash；数据库

引言

随着全球气候变暖现象的加剧，极端天气气候事件呈频发且灾害加重的趋势，这给防灾减灾气象服务特别是灾害性天气监测预警服务提出了很高的要求［1］，近年来，各级气象部门不断提升气象灾害监测预警水平，提高防灾减灾气象保障能力，在减少气象灾害造成的损失、保障经济社会发展中发挥了重要作用。在以往的山东气象服务系统中依托Web技术建立的“十一运场馆精细预报服务交互平台”、“山东海洋气象预报业务平台”等已经验证了基于Web技术构建省、市、县一体化的预报业务系统是一种高效、方便、易用的建设模式。为了进一步提高基层台站灾害性天气监测预警能力，为上下级业务交互提供支撑，进一步提高信息共享水平和业务实时管理能力，山东省气象台组织了灾害性天气监测预警平台的研究与开发。其中预警联防系统实现了省、市、县预警信息的快速联防，规范了业务流程，提高工作效率，此文针对平台中的预警联防系统的设计思路、功能实现、操作应用及关键技术进行了详尽的描述。

1　设计思路

1.1设计依据

灾害性天气预警联防系统根据山东省预警信号与应急预案业务流程制作了预警信号、应急的监控、制作、发布、查询统计、报警等模块，按照省、市、县三级业务需求实现了省、市、县三级一体化的结构布局，制作统一和规范的产品操作流程，最大限度地避免重复劳动，提高灾害预警的响应速度。

1.2业务流程

在三级业务流程方面，预警联防系统重点明晰了省、市、县三级台站在预警信号、应急预案发布中的职能和作用，实现运行及管理的统一，充分发挥各级台站在预警信号发布过程中的指导、联防以及服务上的相互作用，制作的产品统一规范、统一结论、统一发布，切实避免出现各级预警服务中的不一致问题，实现了指导、交互、联防为一体的产品发布体系（图1）。

图1　预警信号发布系统结构图

1.3技术实现

采用Php，Ajax，Flash等技术，设计友好的人机交互操作界面，在该系统的Flash监控显示界面中加入多种动画元素，造成的视觉冲击能够多方位、多角度体现灾害发布区域，用户的制作、发布的预警信息能迅速体现在系统的Flash三级监控界面上；系统提供灾害发生地的提醒功能使地市级的灾害预警能够得到快速响应；其查询模块采用自由度更高的查询方法，使用户能够按需所查，多方位分析、统计已发生的灾害预警情况。系统充分利用了Flash与Ajax技术的完美结合，当鼠标在Flash省市级监控界面中移动、停留时，系统文字化监控显示模块能准确获取鼠标位置相应地市的预警信息并显示出来。

此外，系统采用Cookies和Sessions相结合的技术手段，使用户能够定制周边相关县、市、区的服务产品，达到联防作用。

2　功能设计

2.1数据库设计

系统数据库按照气象部门基本规范结合数据库范式化设计完成。主要包括预警信号表（yj_tab）、应急响应表（yuan_tab）、预警模板表（yj_mod）、气象要素表（yj_element）、报警表（yj_alarm）。

2.2预警监控模块功能设计

预警监控页面分图形化监控显示模块和文字化监控显示模块，主要包括监控页面的布局、配色、图标显示位置的准确度、对后台程序提供接口等技术。图形化监控显示模块使用Flash实现，分为省-市、市-县两级页面，并通过相应技术实现图像的放大、缩小，实现两级页面的互动。通过Ajax与Flash完美结合，使用异步传输技术把 Flash动画同文字化监控显示模块联系在一起，实现互动。当鼠标停留在地市地图上时相应地市地图突出显示并在文字化监控显示模块中检索、显示相应地市及所属县、市、区发布的预警信息。文字化监控显示模块以卡片的形式在页面右端显示，正在发布的预警信号标题用深黑色显示，状态一栏以红色显示“预警中”；已解除预警信号用浅灰色显示，状态一栏以浅灰色显示“已解除”。

如果用户已登录，省局和各地市局初始页面默认显示省-市级页面，县局初始页面自动跳转到县局所属地市的市-县级页面。两级界面可以自由切换：省-市级页面中，点击地市地图进入相应地市的市-县级页面（图2），在市-县级页面中点击本市以外灰暗色的地方则返回到省-市级页面。

图2　预警监控模块市-县级Flash界面

当鼠标点击Flash地图中预警信号图标、应急响应图标或文字监控卡片时，通过 Ajax异步传输技术在当前页面弹出详细信息层［2］，能够更快速、直观地查看相应详细信息。

2.3预警信号和应急响应制作模块设计

预警信号和应急响应的制作在同一个页面中。整个页面布局为左、中、右三列。左边栏有预警信号选择列表及发布条件查看功能；中间栏为预警信号编辑、发布、解除模块；右边栏有应急响应发布、历史预警信号导入、其他地市相应预警信号导入和快捷插入项四个栏目。

在预警信号选择列表中，当鼠标移动到预警信号图标上时，系统动态显示相应预警信号的发布条件，方便预报员能够更直观地查询各类预警信号的发布条件。当鼠标单击预警信号图标时，相应预警信息图标和内容自动填充到产品制作模块中。在应急响应制作模块中提供了4个按钮，分别为1，2，3，4，对应四个级别的应急响应，并包含启动、终止、升级、降级4个操作。每一个操作会弹出一个对话框，提供应急响应操作的标题、内容、时间、签发人、上传文件信息的录入。“历史查询”和“地市导入”模块分别提供本地市已发布预警信号和其他地市已发布预警信号的快速查询及快速导入、制作的功能。当鼠标点击两个模块中已发布预警信号的标题时，能够把此预警信号的内容自动填充到相应文本框中，方便快速制作预警信号。在快捷插入模块中，提供几种基本要素，在制作文本中可以把常用文本通过鼠标点击快速插入到光标处。

制作模块提供正在发布的预警信号和启动的应急响应模块、图形化查看模块及文本制作模块。如果没有发布预警信号或启动应急响应，正在发布的预计信号和启动的应急响应模块隐藏不显示；如果已发布预警信号或启动应急响应，此模块被激活并显示，提供修改、解除预警信号或终止应急响应、变更应急响应级别的操作。

预警信号制作完成后点击“预览并发布预警”按钮，弹出预览层，此界面提供制作好的预警信号产品的预览和导入到Word文本功能。

2.4预警信号和应急响应查询、统计模块设计

此页面中分别提供预警信号与应急响应的查询与统计功能。左边栏为选中查询条件模块，右边栏为查询结果显示模块并提供查询结果数量显示，方便分析、统计。

为了达到用户自由组合查询条件，对数据进行多样化的查询，对程序进行了严格的逻辑算法，以便对数据进行更为有效的分析、统计。为了查询结果的统一规范、查询速度和用户体验，此模块中使用了 Ajax异步传输和分页技术，查询条件语句和对数据库的查询语句都为其编写了相应的类，统一调用，完成了代码的简洁性和复用性。

2.5报警模块设计

系统提供了山东省内预警信号和应急响应预定选项，使用本地用户登录，可以定制周边城市发布的预警信号和应急响应信息。当定制的城市发布预警信号和应急响应时，可以及时收取到声音报警和界面弹出层提示信息。省级用户在发布预警信号和应急响应时，可以选择对相关地市进行提醒。被提醒的地市用户在收到提醒信息后以声音报警和监控界面弹出层方式进行操作，并可对提醒单位进行反馈，达到联防作用。

3　关键技术

3.1基于Flash的地图显示技术

通过对多种地图表现方式及多种WebGIS系统的对比、分析，为了实现预警、应急产品生动和快捷的表现形式，使用Flash开发了简洁、易用的山东地图系统，地图投影方式为墨卡托投影（正轴等角圆柱投影）［3］。Flash图形界面中省-市级与市-县级地图为手工制作成的矢量地图，其他所有功能均由ActionScitpt［4］代码编写实现。

Flash是Adobe 公司推出的一种交互式矢量多媒体技术，具有跨平台的特性，在预警监控中使用Flash图形化界面，将矢量地图、位图、动画和深一层CGI交互动作有机地、灵活地结合在一起，制作出美观、新奇、交互性更强的动画效果，提高系统的运行效率、表现力与视觉效果。

3.2Ajax+Php的异步传输技术

Ajax实际上不是一种新技术，它是将JavaScript，Xhtml，Css，Dom，XML，Xstl，XMLHttpreques等多种技术融合到一起实现web2.0的一种方法，能够在用户体验和系统响应效率上得到明显提高。在该系统中大量使用了 Ajax技术，如监控页面中Flash地图和卡片文字信息之间的交互，产品制作页面中内容的局部更改，产品查询页面中的分页显示等。在使用 Ajax技术中要特别注意页面编码的统一，因为它是由多种技术组合而成的，不同技术使用的编码不同，因此，数据要在多种技术中流转，就要统一编码，在 Php和JavaScript中都有相应函数进行编码的转换。

4　接口

随着业务的增长和变更，该系统需根据业务变化进行相应更改，这就需要提供灵活的接口供其他业务系统及新增业务调用数据。该系统是以提供的XML文件的方式供其它系统调用，地址为/jointdefense/yj_view/xml/xml_dishi.xml，它同预警信号和应急预案产品同步更新，增加系统的可扩展性，避免重复劳动。

5　应用情况

自2010年8月开始，“山东省灾害性天气监测预警平台”开始在全省气象部门业务应用，该平台的使用做到了对重大灾害性天气过程预报的及时服务。其中的预警联防系统经过多次升级、优化，能够快速生成产品，减轻工作量。预警信号的及时发布、应急预案的及时启动、预警联防的互动，使社会各部门针对灾害性天气过程快速及时提高防备，有效减少了经济损失。

6　结语

系统面向省、市、县三级预警与应急业务需求，主要采用了B/S架构，利用Web、数据库、Flash，Ajax等技术，使用Php，ActionScript等编程语言开发，建立符合业务需求的小型地图系统，并提供接口增加其扩展性，系统能够满足灾害性天气监测预警、联防、上下级业务交互、信息共享、实时管理等业务需要。

［1］ 郭进修，李泽椿.我国气象灾害的分类与防灾减灾对策［J］.灾害学，2005，20（4）：106-110.

［2］ 游丽贞，郭宇春，李纯喜.Ajax引擎的原理和应用［J］.软件时空，2006，补充卷（2）：205-207.

［3］ Maling，Derek H.Coordinate Systems and Map Projections（second ed.）［J］.Pergamon Press，1992：51-55

［4］ 邱彦林.Flex第一步 基于ActionScript3.0的Flex2应用开发［M］.北京：清华大学出版社，2007：149-153.

P49

B

1005-0582（2015）03-0032-04

2015-02-02

邱刚（1978—），男，山东诸城人，本科，工程师，主要从事网络管理及装备保障工作。