多元气象灾情信息采集系统的设计与应用

◆鞠晓雨 佘冰冰

（安徽省气象灾害防御技术中心 安徽 230061）

近年来，受全球气候变化影响，我国极端天气气候时间明显增多，气象灾害的多样性、突发性、极端性日显突出，灾害的多变性、关联性和难以预见性更加明显[1]。安徽省地处我国南北气候过渡带，淮河以北属温带半湿润季风气候，淮河以南属于亚热带湿润季风气候，南北冷暖气流常常交汇于江淮地区，天气气候复杂，气象灾害种类多、强度大、频率高，主要有暴雨洪涝、台风、连阴雨、雷电、大风、冰雹等。通过结合人工和科技手段，及时地开展气象灾害调查，可以进一步确定灾害性天气的强度及其直接引起的灾情和次生灾害，加强对气候变化的充分认识，有助于应对甚至避免气象灾害带来的破坏[2]。目前在对往期的灾害调查进行总结分析时发现，一方面灾情资料数据相对零散，不够直观和便捷，只能通过依次翻阅调查报告获得，使得灾情信息的汇总分析工作步骤烦琐、效率较低且缺乏整合性；另一方面，调查的实时性和定点性欠缺，一些重要的灾情要素记录不够完整，难以快速、全面地获取现场受灾情况。近年来，随着移动网络和智能手机的迅速发展，手机APP、微信小程序等已经普遍应用于各行各业，极大提高了生活质量、工作效率，在气象灾害现场调查中也开始发挥重要作用[3]，很多地区也都开发了相关的产品和系统，应用效果良好[4]。

根据当前气象灾害调查业务需要，本文设计了气象灾害调查中多元灾情信息采集系统，让前方的调查人员可以通过该系统及时上报不同灾情要素、上传相关图片视频、查阅当地历史灾情、参考相关标准规范、浏览公共媒体上相关的灾情动态信息等，后方管理员可以通过系统及时接收并整理灾情数据、丰富案例库等，极大地方便了工作人员有效地开展气象灾害业务。

1 系统设计

1.1 总体设计

多元灾情信息采集系统在设计时主要针对前方的信息采集以及后方数据调取及整合。所以在总体设计上，首先需要通过总结分析往期灾害调查报告和历史灾情数据，选取我省发生较为频繁的灾种，结合以往灾害调查工作，按照不同灾种分析并总结所需采集的灾情信息，如时间地点、承灾体类型、致灾方式、气象及环境因素、具体灾情描述等等，通过整理出系统开发所需要的示范数据，对所需采集的灾情信息进行规范化。最后依据整理的灾情信息及需求，进行系统的制作、上线和应用。

从适用性角度，该系统选择微信平台开发。由于微信平台较手机APP 相比，开发和使用都更为简捷，且兼容了iOS 和Android 系统，无须下载即可供调查者使用，同时还能够便捷地获取用户信息、定位并推送消息。在设计上，小程序一般设计原则为：重点突出、流程明确、反馈及时、异常可控[5]。其采用原生开发模式，将逻辑层与渲染层分开，页面结构由wxml 负责，页面样式由wxss 负责，页面逻辑由js 负责，以接口式开发方式，前后端分离，分别搭建前端界面和撰写接口。

1.2 功能设计

系统设计路线和实施方案如图1 所示，前端功能主要为身份审核、地图浏览、定位与路径导航、灾情的数据、图片和视频采集并同步上传、微博微信及互联网等公共媒体上有效灾情信息的动态更新等。在后端功能主要为用户管理、灾情信息查看等。结合4G、5G 或Wifi网络，实现灾情信息的精准标注、远程数据的即时传输，提高灾情收集和上报效率，供后方人员分析判读。

图1 设计路线和实施方案

以上功能集成于首页、新闻、查询、标准文件、个人中心五个模块。其中数据采集是系统的核心功能，从首页中直接进入，主要的前端内容为：

①选择灾情分类

②进入灾情基本信息填写页面，根据字段信息填写（如：灾情名称、自动获取受灾位置、经纬度、海拔高度、采集人姓名、采集时间、上传受灾图片、受灾视频）

③填写灾情描述（如：开始时间、结束时间、最大淹没深度、人员伤亡情况、其他情况）

④添加承载体，根据不同灾情分类选择承载体（如：农林牧渔、交通路网、工业、建筑物、公共基础设置等），再根据选择的承载体填写具体的受灾情况，保存后提交。

灾情子模块中除了基本的灾情信息外，图像和视频记录通过从手机中的相册中选取后实现上传；若现场情况比较紧急或特殊，未能及时录入灾情信息，对已有记录可临时暂存，后期再调取、修改、添加并保存。由于在实际调查工作中，往往一次灾情需要前往多个事发地点并记录，所以在功能实现上，通过选取过往灾情名称的形式来实现多条记录的合并。

新闻模块由后台上传，前端展示，可通过文章列表加灾情标签的形式来显示新闻的图文详情；查询模块中可以根据起始时间段、灾情分类来检索查询历史灾情采集记录以及往期的灾害调查报告；在标准文件模块中，可上传相关的灾害调查规范性标准及相关文件，供前方调查人员参考使用。

后台管理主要分为三个方面：

①后台内容管理：包括对新闻、标准文件、灾情分类、部门管理等模块的标题内容和标签的添加、删除、排序，以及可根据时间以及标题关键词进行搜索。

②后台会员管理：包括会员列表，显示会员手机号、昵称、部门、注册时间，可冻结会员账号，可根据会员id 以及手机号码进行筛选。

③后台灾情管理：包括将前端提交的灾情信息展示，并由列表点击查看灾情详情信息等，还可以通过检索姓名/灾情分类/灾情名称来导出灾情描述信息、图片和视频，并对每个模块进行数据的管理。

1.3 页面显示

根据安徽省的历史灾情汇总分析，灾情采集系统选取了暴雨洪涝、台风、雷电、连阴雨、冰雹、雪灾、大风、龙卷、大雾、干旱、低温冷害、高温热浪、冻害和霜冻十三个灾种直接在首页显示并录入，其他灾种可从“其他”子目录中录入。选中灾种后可根据现场情况进行灾情信息采集。手机端主要的页面显示如图2 所示。前方灾情信息录入后，该记录经服务器同步到后台，后方的工作人员可通过电脑端实时浏览、查询并导出。

图2 多元气象灾情信息采集系统的显示界面

2 系统应用

系统自2020 年七月下旬上线测试，在2020 年7 月22 日的龙卷灾害调查工作中进行了实地操作。通过该小程序，前方工作人员及时在现场采集并上传了灾情的信息、照片及视频，其他工作人员及后台在第一时间共享并获取了灾情资料，后台工作人员也即时上传了龙卷灾害调查相关标准、新闻，供调查人员参考，并完成了数据的实时快速集成。由于灾情调查次数的限制，该系统后续将进行更多的业务化应用并完善。

3 总结

随着气象灾害调查中多元灾情信息采集系统的设计和实现，相关灾害调查人员可以经审核后使用该系统，可以解决灾害调查工作中数据零散，无法汇总及即时传输等问题，能够充分提高灾害调查的工作效率，实现调查人员在现场利用手机实时采集多元灾情信息，供后方人员实时共享并处理分析，为灾中调查、灾后分析提供更先进、便捷的技术手段和更丰富、准确的数据资料。在后续的工作中，多元灾情信息采集系统仍需更多地应用于各地气象灾害调查工作，并不断优化，完善和规范我省气象灾害调查案例库，为我省灾害调查业务能力建设提供技术支撑，努力升气象灾害防御和应对能力。