气象数据可视化系统研发与应用
梁乐宁，刘轻扬，卢大维，陈日建，邱志林
(中国气象局公共气象服务中心，北京100081)
摘要：介绍的气象数据可视化系统结合气象服务部门实际业务使用场景，完成触控、点评、科普和屏屏联动四种服 务模式的创建，系统搭建了多种气象数据可视化功能模块，通过管理后台实现用户和功能模块的权限控制，完成气 象数据可视化系统和管理后台的技术实现和业务流程建设，系统已在国务院应急办和中国气象频道等单位业务化应用。
关键词：气象数据可视化；技术实现；服务模式
中图分类号:P451 文献标识码:A文章编号:1673-1131(2018)06-052-02
0引言
可视化就是把数据、信息和知识转化为可视的表示形式
的过程。使用有效的可视化界面，可以快速高效地对数据进
行解读和分析，并以用户可感知和易理解的方式进行服务和
解读w，可视化的技术应用使数据和挖掘结果更容易理解。
在气象服务领域，数据视化在气象服务领域的发展，己经
成为提升气象服务传播效果的有力途径M。气象数据可视化
呈现通常需要和地理信息相结合13]，地理信息技术的应用在
当前气象数据可视化展示方面己得到广泛的应用，借助在线
地图进行气象数据的综合应用在众多业务系统开发中被广
泛应用气
以往气象数据可视化应用多集中在实时业务单位，气象
数据可视化的通俗性和美观程度方面有所欠缺，系统在使用
过程中对操作人员的专业性要求较高，如何能搭建一个便于
气象服务领域用户使用和展示的可视化系统成为本文的研究
任务。
1气象数据可视化系统
考虑基层气象部门业务人员使用气象数据可视化系统便
捷性，系统开发增加了后台管理和可视化产品种类9完成系
统前端操作配置和远程屏屏联动操作等功能开发，方便管理
员用户进行可视化系统用户的管理、权限分配，自主増加或配
置可视化功能模块，主动添加新的数据内容，创建新的可视化
模块并调整页面布局，最大程度地方便用户使用可视化系统，
使系统兼具可视化展示功能和主动配置开发功能。系统总体
架构如图1所示。
(1) 气象数据可视化系统在逻辑架构上分为后台管理、可 视化展示系统、气象数据服务和移动端控制；
(2) 气象数据可视化系统管理后台管理用户权限，并对用 户使用信息进行收集，可对用户访问模块权限进行分配；
(3)气象数据可视化系统核心能力引擎主要由统一鉴权 认证、地理信息引擎和图形产品引擎组成，实现用户登录鉴权，
气象服务产品和气象数据实时加载，通过G IS地理信息引擎
实现产品和图层叠加、气象要素动态化展示、下垫面数据叠加
展示等功能；
(4) 移动控制端通过扫描二维码连接成功后，服务器接收 控制端指令并推送至相应的客户端，客户端主线程接收到消
息后分发至子线程，子线程对指令做出响应；
(5) 气象数据服务主要结合实时数据交换总线，通过气 象数据接口实现对气象数据和服务产品地接入、转换及加载
处理。图1气象数据可视化系统软件总体架构
2气象数据可视化系统客户端技术路线
系统采用渐进式开发、前后端实现彻底分离，采用Jqueiy、
Swiper、Iscroll等框架提高开发速率，基于Electron为底层的
开发，支持Nodejs使用。
(1)桌面应用采用Hybrid混合开发，提供双平台客户端
(MACAWndows)；
⑵采用模块化分而治之，采用JQuery库提高开发效率，
各功能模块维护起来较为方便，工具类开发达到代码可复用
性；
(3) 选择天地图进行气象数据的展示，确保基础地理信息
表达符合国家规范，风场数据等大数据部分采用更加先进的
Leaflet进行展示；
(4) 部分配置信息缓存本地机制，减少服务端依赖；
(5) 多端通讯采用Socketio库进行Browser/Server与Cli­
ent/server之间的通信：
(6) 代码托管Gitlab，本地G ulp自动化构建应用，支持多
数据可视化大屏设计
人协作开发，代码管理方面使用较为流行的G it进行分布式
管理；
(7) 项目使用Gulp进行打包，实现项目自动化流程。
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一种基于单片机的穿戴式u v感测装置研究
罗红艳，章伟耀，孙奥
(苏州工业职业技术学院电子与通信工程系，江苏苏州215000)
摘要：不同类型、不同强度的紫外线对人体的渗透程度及产生的生化作用也不同。文章将针对市场上现有U V感测器的 体积大、功能单一的特点，运用HT46R64单片机为核心控制器，通过模块化的设计方法完成一款UV感测装置的设计制
作。该装置体积小，使用方便，可以实时显示当前紫外线强度，能够很方便地与服钟、鞋帽等穿戴装备相结合，具有较好 扩展应用前景和实用价值。
关键词：紫外线;HT46R64单片机;U V感測
中图分类号:TP242 文献标识码:A 文章编号:1673-1131(2018 )06-0053-02
0引言
随着人类生活和工业生产对自然环境破坏的不断累积，地球臭氧层被破坏的现象日趋严重。臭氧层的主要作用之一 就是吸收太阳光中的紫外线，保护人类和动植物免遭短波紫 外线的伤害。紫外线是位于日光髙能区的不可见光线，其波 长范围包括lOnmMOQnm，根据波长不同又被分为近紫外线 (UVA)，远紫外线(UVB)和超短紫外线(UVC)，其对人体皮肤的 渗透程度各有不同。紫外线具有杀菌、消毒的作用，适当地照 射紫外线，能够帮助人们皮肤病和软骨病。但是，过量地 照射紫外线，尤其是UVB，则会引起皮肤红斑、验证，严重的情 况下甚至会引起白内障、皮肤癌。
考虑到人类是无法凭借肉眼发觉和判断紫外线的强弱程 度，目前市场上已经出现了一些用于测量紫外线强度的U V感 测器。本文将针对现有U V感测器的体积大，功能单—的特点，设计一种可穿戴式U V感测装置。主要研究思路是将电子线路 板，电子线路板包括U V传感器、信号放大补偿电路、单片机、LCD驱动芯片、LCD显示屏、第一时钟电路、按键电路和纽扣电池集中放置在穿中，对环境中的紫外线值进行测试显示。1硬件原理框图设计
1.1硬件设计思路
设计的整体思路是将电子线路板集中放置在穿戴装置中，首先利用传感器将光模拟信号转换为电流信号，并将该信号 送至放大电路，完成信号的放大补偿；然后经由模数转换电路 进行换算，换算的结果再利用单片机实现内部数值比的计算；最后通过外部L C D电路将相应的结果进行数字的显示。电 路的硬件原理框图如图1所示。
图1硬件原理框图
3关键技术
(1)实现M ac和Windows跨平台应用^
⑵采用Jquery、Swiper和Iscroll等框架提髙开发速率，采用模块化分而治之，工具类开发达到代码可复用性，降低了 系统开发的成本，便于后期的升级和维护。
(3)调用天地图、Leaflet和Mapbox地图A P I实现可视化 系统客户端地图服务的搭建，实现服务产品和气象数据图层 地实时绘制。
4气象数据可视化系统应用
本文介绍的气象数据可视化系统命名为“蓝P I幻视”，该 系统在2016年汛期前己完成测试和业务化应用，并于汛前正 式开展了面向决策层的汛期气象服务支撑保障。气象数据可 视化系统结合气象服务部门实际业务使用场景，完成触控模 式、点评模式、科普模式和屏屏联动四种服务模式的创建。可 为气象数据可视化展示、应急辅助决策指挥、气象影视直播业 务和气象科普服务提供支撑。系统已在国务院应急办、中国 气象频道、青海省气象服务中心、西藏自治区气象服务中心和 南宁市气象周等单位进行业务化应用。
气象数据可视化系统的业务化应用提升了业务应用单位 在数据可视化展示效果，数据展示方式更多样、产品可视化效 果更丰富，加强了气象数据和服务产品的应用能力，便于公众 用户和决策用户对气象产品的理解。系统简洁、易懂的操作方式更便于基层业务人员的使用和业务维护，新增的屏屏联
动功能丰富了产品切换和讲解的形式，提升系统的扩展能力
和互动能力。
在实际业务应用过程中，发现系统对于气象可视化产品
种类的増加、图表产品类型的丰富、数据可视化呈现的效果方
面还有进一步提升的空间，后续将在系统的研发过程中进一
步提升上述方面的能力，在业务应用过程中不断提升系统的
稳定性和可用性。
参考文献：
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作者简介：梁乐宁(1984-)，男，硕士研究生，工程师，研究方向
为移动端气象服务产品研发及气象数据可视化应用。
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