基于Android移动设备的防雷减灾公共服务APP系统*

丁 旻, 张 淼, 张淑霞

(1.贵州省气象灾害防御技术中心, 贵州 贵阳 550002;2.贵州省农村综合经济信息中心, 贵州 贵阳 550081)



基于Android移动设备的防雷减灾公共服务APP系统*

丁 旻1, 张 淼2, 张淑霞1

(1.贵州省气象灾害防御技术中心, 贵州 贵阳 550002;2.贵州省农村综合经济信息中心, 贵州 贵阳 550081)

介绍了基于Android移动设备的防雷减灾公共服务APP的系统设计和功能实现。提出基于Android移动设备的防雷减灾公共服务APP将雷电监测、雷电预警、雷电防御、雷电灾害上报等功能集于一体,向公众提供防雷减灾公共服务,实现公众与APP系统的有效互动。

防雷减灾公共服务APP; 天气预报; 雷电监测; 雷电防御

0 引 言

随着防雷减灾体制改革不断深入推进,气象部门提出“着力提升防雷减灾业务能力和公共服务水平”的要求,同时公众对防雷减灾公共服务的信息化和智能化也有着迫切需求。

基于移动互联网的防雷减灾公共服务APP是一种新型的智能信息技术化系统,以最新的智能操作系统Android为载体[1],可应用于手机、平板电脑等移动智能设备上,让用户操作不受地域、时间影响。该APP系统为公众及时提供雷电监测、预警、防御等信息化服务,同时实现公众与APP系统的有效互动,能够提升社会公众对防雷减灾安全的社会关注度,从而达到提升社会整体防雷减灾公共服务能力,保障人身财产安全[2]。

1 功能需求分析

为实现通过多种方式向公众和专业用户提供雷电减灾公共服务,开发了集天气预报、雷电监测、科普宣传、雷电预警信息推送、雷灾上报等各类服务的防雷减灾公共气象服务APP系统。APP系统功能结构如图1所示。

图1 APP系统功能结构

2 系统设计

2.1 设计思路

对于APP系统的开发,技术涉及APP客户端和Web后台管理端两方面。APP客户端主要采用Andorid开发技术和API进行开发,Web后台管理端主要采用Java Web开发,同时还涉及数据库的创建和数据访问技术。APP系统E-R如图2所示。

图2 APP系统E-R

2.2 主要功能设计

2.2.1 天气预报及预警信息推送设计

天气预报主要是采用Java Web开发技术,结合中国天气网天气预报API读取数据。Java程序将API中的数据获取,并按照设计的UI界面将数据显示,为用户提供预报功能。在有雷电预警信息发布时,根据预警等级,APP首页显示对应预警等级图标,并通过XMPP协议即时通信技术推送预警信息及防御措施。该功能设计以C/S为整体结构体系,客户端通过GPRS无线网络采用TCP协议连接到服务器。服务器采用开源的Openfire作为实时推送平台,推送功能使用开放的XMPP即时通信协议。

2.2.2 闪电实时监测显示设计

读取闪电实时监测数据,利用地图可视化显示技术将数据标注在闪电所发生的地理位置上。利用即时通信技术将附近(20 km)的闪电实时监测情况(包括闪电的强度、高度、经纬度等参数),并根据闪电发生位置,将对应需采取的防御措施推送到移动设备客户端。主要研究了闪电实时

监测数据和GPS地理位置数据的集成以及通过Android移动设备可视化显示方面的内容。该功能将GPS数据与功能设计程序结合,并通过格式转换与闪电监测数据匹配集成后反馈给移动设备,然后根据闪电监测数据添加覆盖物,最终完成闪电监测数据的可视化显示。该功能数据流分为原始数据流、整合数据流和显示数据流等三层数据流。

2.2.3 后台管理系统设计

采用Spring MVC框架+Java技术完成信息上传和下载功能,基于PC端采用B/S模式开发后台管理系统,实现对整个系统的功能和数据的管理。

3 功能实现

该APP系统已完成全部功能的开发,建设完成天气预报、雷电监测、雷电防御、个人中心等4个模块。

3.1 天气预报

(1) 天气信息显示。实现了天气实况以及未来5天的天气预报显示。数据采用中国天气网提供的气象数据,显示内容包括当前的温/湿度、体感温度、空气质量指数、风力风向等天气要素以及显示未来5天的天气预报信息,如图3(左)所示。

(2) 雷电预警信息显示。雷电预警信息根据当地气象台发布的雷电预警信息,在系统首页显示相应的预警信息图标,点击图标可显示详细雷电预警信息和防御措施,如图3(右)所示。另外,GPS自动定位显示当前的城市位置的天气信息。

(3) 天气分享。用户随时分享身边的天气信息,在线用户可以随时查看并评论和点赞,所有分享内容根据城市分类,在线用户可以通过选择查询不同城市分享天气情况。

(4) 预警信息推送。在有雷电预警信息或者发生雷电电闪情况时,系统自动推送雷电预警信息或雷电电闪情况到客户端。在天气预报页面上方以醒目的信息条方式提醒关注的雷电信息。

图3 天气预报模块

3.2 雷电监测

雷电监测实现了对实时三维闪电监测信息显示,还可选择查询过去3 h、 6 h、12 h用户周边范围为5 km、10 km、15 km和20 km的闪电监测数据,包括闪电发生经纬度、强度、高度等参数。同时,系统还会根据闪电的发生位置进行临近雷电监测信息及相应的防御措施推送,如图4所示。

图4 雷电监测模块

3.3 雷电防御

(1) 完成气象动态、基本知识、避险措施、法律法规、历年灾害、服务产品、技术标准和标准化建设等模块的构建,供用户在线学习,并提供下载功能,如图5所示。

图5 雷电防御模块

(2) 雷电灾害报送。用户能够对身边发生的雷电灾害进行实时报送,填写雷灾地点、雷灾时间及相关描述,并可以上传录音、摄像、拍照等资料。用户上传资料的GPS信息由系统自动读取且显示。APP管理员可根据用户报送的资料初步判断是否为雷电导致的灾害,并根据情况安排到现场调查,在积累了雷灾基础资料的同时,也增加了公众参与防雷减灾的主动性。

3.4 个人中心

(1) 用户可修改个人密码、个人头像,并对雷电监测、雷电预警推送消息进行开/关设置,如图6(左)所示。

(2) 雷电测距。这是根据声音和光速速度差的原理开发的测量闪电发生距离的程序。用户看到闪电时,点击按钮开始测距,当听到雷声后点击结束。系统会自动算出闪电发生地到用户的距离,并且给出防御措施提示,如图6(右)所示。

4 结 语

防雷减灾公共气象服务APP项目是在闪电实时监测的基础上,利用移动互联网技术进行的技术创新和服务升级。

(1) 打破了Web网页端服务的局限性。传统的Web网页服务在服务人群和服务及时性方面都有很大的局限性。基于移动设备的防雷减灾公共气象服务更好地为公众开展服务。

图6 雷电监测模块

(2) GPS定位技术提高了雷电预警的精确度。防雷减灾公共气象服务APP使用移动设备的GPS定位技术,精确推送附近20 km以内的雷电预警信息,提高了预警准确度。

(3) 闪电实时监测数据实现基于Android移动设备的可视化显示。通过移动设备的GPS定

位功能,将附近20 km以内的闪电实时监测通过可视化方式显示给用户,并根据闪电位置进行防御措施信息的推送,提醒用户采取防御措施。

(4) 实现了天气预报、雷电监测、科普宣传、雷电预警信息推送、雷灾上报等各类服务。基于Android移动设备的防雷减灾公共气象服务APP为防雷减灾工作提供了一种全新的信息化服务模式。

[1] 贺秋艳,王智刚,蔡啸,等.基于移动互联网的掌上防雷APP应用研究[C].第32届中国气象学会年会S20 第十三届防雷减灾论坛——雷电物理和防雷新技术,2015.

[2] 李胜.安卓版专业气象服务APP(应用)开发[C].第30届中国气象学会年会论文集,2013.

Lightning Protection and Disaster Reduction Public Service APP System Based on Android Mobile Device

DING Min1, ZHANG Miao2, ZHANG Shuxia1

(1.Guizhou Meteorological Disaster Prevention Technology Center, Guizhou 550002, China; 2.GuizhouRural Comprehensive Economic Information Center, Guizhou 550081, China)

This paper introduced the sysem design and function implementation of lightning protection and disaster reduction public service APP based on Android mobile device.It is pointed out that the lightning protection and disaster reduction public service APP combines the functions of lightning monitoring,lightning warning,lightning defence and lightning disaster reporting,and provides the public service of the lightning protection and disaster reduction,which realilzes the effective interaction between the public and APP system.

lightning protection and disaster reduction public service APP; weather forecast; lightning monitoring; lightning defence

丁 旻(1984—),男,工程师,从事雷电防护方面的工作。

贵州省气象局2015年业务技术攻关小组项目(防雷减灾公共气象服务APP)

TU 856

B

1674-8417(2016)11-0053-04

10.16618/j.cnki.1674-8417.2016.11.015

2016-10-12

张 淼(1987—),男,从事计算机科学与技术方面的工作。

张淑霞(1987—),女,工程师,从事气象灾害防御技术方面的工作。