山东省重大活动气象保障服务平台的设计与实现

张 红，褚 希，李玉华，尤 军

（山东省气象服务中心，济南 250031）

随着社会经济的不断发展，各个领域组织的活动越来越多，随着活动组织质量的不断进步，活动的规模化、标准化、产业化在不断提升，活动越发呈现大型化、室外化等特点［1，2］。重大活动是公众活动事件，也是重要的社会化事件，受到社会的广泛关注，且活动受天气因素影响大。因此，气象保障服务工作已经成为有效协助重大活动顺利举办的重要因素，气象服务被很多大型活动列为重要的组成部分。服务重大活动作为提升气象服务水平、检验科技成果和拓宽合作领域的重要载体，可使气象部门通过重大活动气象保障，不断提高气象服务的能力和水平，能进一步得到公众的认可，气象工作的社会关注度也与日俱增。因此，重大活动气象保障服务技术的开发与应用具有较为急迫的现实服务需求。气象保障服务需要气象部门尽快适应活动保障的需求，由传统气象服务向精细化活动保障服务转变［3，4］。

山东省重大活动气象保障服务平台是基于Html5 技术开发的WEB 服务端，通过对接重大活动气象保障，利用LBS 服务技术、WEB GIS 技术，对活动位置信息进行精准获取，实现基于活动位置的精准气象服务；依托气象观测和预报信息，将气象服务与活动服务需求结合，结合气象实时监测信息、预报预警信息等，开展重大活动全过程的保障气象服务。山东省重大活动气象保障服务平台为重大活动气象保障提供服务支撑，可较好地满足重大活动气象保障服务的需求。

1 平台设计

山东省重大活动气象保障服务平台利用Web Service 服务进行软件开发，利用FSO（File System Object）组建技术读取文件服务器中的文本文件内容，获取气象服务信息，基于重大活动的举办位置，生成重大气象服务保障的气象服务信息和产品，将短时天气预报、短期天气预报、中期天气预报、海洋天气预报等预报内容，以文本、图形或地图叠加等方式显示在网页中。通过对网站进行瘦型优化，架构重大活动气象保障服务平台。

1.1 平台模块设计

重大活动气象保障服务平台的首页提供基础的气象服务信息和产品，包括预报服务、预警信息、天气咨询等服务模块。其中，短时天气预报为用户提供时效为6 h 内短时临近天气预报；短期天气预报为用户提供时效为72 h 内的山东天气预报；中期天气预报为用户提供未来4～7 d 山东天气变化趋势的预报；海洋天气预报为用户提供时效为72 h 内的山东近海海区天气预报。各个模块要采用块状结构设计，便于维护，易扩展。一旦某些内容出现问题，不会造成整个网站瘫痪。另外，背景图大部分采用矢量图制作，保障下载速度，减少浏览者的等候时间。

重大活动气象保障服务平台中重点突出活动现场天气服务，主要提供当地未来2 h 的天气预报，包括当时的温度、风向、风速、相对湿度实况，全省逐3 h 气温预报，24 h 最高最低气温预报，包括风向风速、相对湿度预报以及相应的交通气象服务产品。

1.2 开发工具及关键技术

山东省重大活动气象保障服务平台基于Microsoft Windows Server© 2012 操作系统，利用Web Service 服务进行软件开发，综合运用了WEB GIS、HTML5、JavaScript 等多种网络技术，架构平台的网络展示系统，将预报信息服务技术与Web Gis 技术相结合，实现基于位置的精准气象服务信息的推送，从而实现重大活动的气象保障服务［5-8］。

平台的关键技术主要包括，图形展示技术，将预报制作系统每天制作出的各类预报图上传到文件服务器中，由实时调用程序将其传送到数据处理服务器中，通过web 技术、图片压缩等进行加工处理，再传送到web 服务器中，通过浏览器访问web 服务器上的共享资源，实现各类预报的图形显示；利用图片轮番技术自动轮番调用国内港口城市天气预报，山东省内港口城市天气预报、活动现场天气和济南遥墙机场天气预报，通过图片轮番程序调用脚本文件，利用Flash 技术实现预报产品的图片轮番显示；基于GIS 的预报显示技术。通过对城市进行地理坐标标注，利用WEB GIS 技术，识别鼠标是否触及地图的某一城市，识别程序将该城市的名称与放在缓存中的气象信息进行匹配，匹配成功后，利用HTML5 技术把该城市所对应的气象信息输出和显示；图形的动画展示技术，利用图像曲线处理技术，每个时次制作出图，将最高温度预报图、最低温度预报图、气象数据、每小时降水量图和每小时温度实况等进行曲线图形展示，生成时次序列图，利用程序设置时间和播放长度将序列图自动进行Flash 循环展示。

2 平台实现

2.1 平台首页及功能

由图1 可知，重大活动气象保障服务平台首页主要有预报服务、雷达监测、实况监测、山东省17 城市24、48、72 h 天气预报、山东省17 城市气温、相对湿度、降水量和风向风速整点天气实况、国内主要港口城市天气预报、山东省主要港口城市天气预报、济南遥墙机场天气预报、山东省17 城市天气实况、天气预警信息发布、山东17 城市天气候特点、天气资讯、科普知识、气象保障APP 等版块组成。提供重大活动所需的天气预报服务，以及相关的全省范围内的天气预报服务，包括全省24、48、72 h 城市天气预报。提供基于位置的整点天气实况，包括气温、相对湿度、降水量和风力风向。

图1 重大活动气象保障服务平台首页

预报服务以图形和动画方式显示。利用天气预报制作系统每天制作出的各类预报图，上传到文件服务器后，由实时调用程序将其传送到数据处理服务器中，分别进行加工处理，传送到web 服务器中，再通过浏览器来访问web 服务器上的共享资源，即各类预报以图形显示的预报。包括24 h 最高温度预报、24 h 最低温度预报、最高温度预报图（24、48、72 h）、最低温度预报图（24、48、72 h）等预报产品，另外还包括空气质量预报、空气污染预报、雾预报等环境气象预报。此外，最高温度预报图、最低温度预报图、全国雷达拼图、山东雷达拼图、济南雷达拼图、每小时降水量图和每小时温度实况，利用每天每个时次制作出的各类图，通过程序调用把序列图自动地按设置时间和播放长度在平台循环播放。

首页的背景图采用矢量图制作而成，下载速度快，浏览用户等候时间短。首页的网页结构由6 大块组成，包括港口城市天气预报、预警信息、网页头（top.asp）、72 h 全省17 城市天气预报、全省17 城市整点的天气实况（温度、相对湿度、降水量、风向和风速）、山东17 城市气候特点以及预报服务、雷达监测和实况监测（图2）。

图2 重大活动气象保障服务平台首页网页结构

2.2 重大活动现场天气保障服务

提供重大活动现场气象保障服务，在重大活动气象保障服务平台中提供活动现场的天气实况，活动现场未来3 h 的天气预报，预报要素主要包括温度、风向、风速、相对湿度、降水等，另外，还要保障重大活动所在位置的天气预警信号的及时发布，以及提供保障赛事所需的交通气象服务等。

2.2.1 重大活动现场天气服务 提供重大活动现场预报服务。基于位置以WEB GIS 形式为重大活动现场提供实时及预报服务。利用Web GIS 开发包，使用ArcGIS API for JS、OpenLayers、LeafLetjs 所封装的功能调用GIS 库。基于一个点在浏览器屏幕的位置，采用百度地图定位库，自动获取地图中重大活动的当前经纬度，实现其经纬度坐标和屏幕坐标的转换［9，10］。找到最近的国家级气象观测站和区域气象观测站，匹配当前位置的气象预报信息和数据，在Arcgis online 上的瓦片地图获取地图瓦片，结合FSO组建技术读取文件服务器中的文本内容，再通过前端瓦片绘制技术，在平台地图上显示重大赛事活动位置的实况、预报预警信息（图3）。

图3 重大活动现场天气服务模块

2.2.2 重大活动现场天气预警信号发布 针对重大活动气象服务，开发天气预警信号自动处理程序，实现天气预警信号自动处理和显示。天气预警信号自动处理流程为，监控气象台是否发布天气预警信号，通过tq_yujing.inc.asp 程序实现3 min 监控一次，当检测到发布预警信号时，该程序就发出预警指令，自动调用天气预警信号符号，再利用FSO 组建技术调用预警信号内容，把原有的当天预报内容更换为预警信号内容，同时“天气预警”标志不断闪烁。当预警信号解除时，系统将自动地把天气预警信息关闭，重新显示当天预报信息，系统恢复原状（图4）。

图4 重大活动天气预警信号自动处理流程

2.2.3 重大活动的港口交通预报服务 图片轮番显示港口交通预报服务产品。利用图片轮番技术，通过轮番程序实现自动轮番调用国内港口城市天气预报，山东省内港口城市天气预报、活动现场天气和济南遥墙机场天气预报。图片轮番程序gangkou_yb.htm，程序调用脚本文件gangkoutqyb.js，以及4 个程序，China34city-yb.asp（中国主要港口城市预报）、sd_gangkou_yb.asp（山东省港口城市天气预报）、weather-live.asp（活动现场天气）、jinan_jichang_yb.asp（济南机场天气预报）实现图片轮番显示。

中国主要港口城市预报、山东省港口城市天气预报、济南机场天气预报采用地图式展示，系统后端将地图主要城市进行地理坐标标注，当鼠标放在城市上方时，鼠标识别程序将该城市的名称与放在缓存中的气象信息进行比较，把该城市所对应的气象信息、气象符号及相关的信息进行输出，即可完成基于位置的气象信息的显示，如济南机场天气预报的展示（图5）。

图5 济南机场天气预报的展示

3 平台应用

山东省重大活动气象保障服务平台是山东省气象局通过网络服务社会公众的公益性服务平台，为赛事举办方及社会公众提供全方位的气象服务资讯。重大活动的参与者可通过该平台，清楚地了解到活动现场的天气预报预警、实时监测、短时临近预报、交通和环境预报、活动现场天气、山东省17 城市的天气气候特点等信息。山东省重大活动气象保障服务平台为重大活动及公众提供了有力的气象服务保障，该平台页面浏览量已过亿，社会公众不出门就能全面详细地了解到天气情况和气象信息，不仅保障了重大活动的顺利举行，还方便了社会公众的出行、办公，取得了明显的社会经济效益。同时，平台的研发和应用对促进气象业务智能化发展，提高气象数据应用能力具有重要作用。此外，平台中的部分模块及插件已应用到山东气象网、山东兴农网、山东天气网和山东省人民政府网站中，进一步拓宽了气象服务领域，具有广阔的应用前景。

4 小结

山东省重大活动气象保障服务平台，以重大活动气象服务需求为指引，将气象与重大活动服务需求进行融合，提供全面的精细化气象服务，平台运用了Web 技术、数据库技术、缓存技术、舌签效果、插件镶嵌、图像曲线处理、HTML5、VBScript、JavaScript等多种网络技术，利用Web Service 服务进行软件开发，实现了重大活动气象保障服务。平台为省、市、县三级气象部门参与重大活动的气象保障提供支撑，满足了社会活动对气象精细化服务需求，已在山东省气象部门推广应用。此外，平台的相关功能模块和插件可在政府决策、环保、农业、水利等部门中推广应用，为更多的行业开展安全生产提供气象服务。