气象监测十篇

气象监测篇1

一、指导思想

深入贯彻落实科学发展观，坚持以人为本、预防为主，政府主导、部门联动，统一、分级负责，以保障人民生命财产安全为根本，以提高预警信息时效性和覆盖面为重点，依靠法制、依靠科技、依靠基层，进一步完善气象灾害监测预报网络，加快推进信息系统建设，积极拓宽预警信息传播渠道，着力健全预警联动工作机制，努力做到监测到位、预报准确、预警及时、应对高效，最大程度减轻灾害损失，为我市经济社会发展创造良好条件。

二、组织机构

组长：（市政府副市长）

副组长：（市政府副秘书长）

潘家利（市气象局局长）

成员：4个区政府，市发改、财政、规划、国土资源、环保、民政、农业、林业、水务、海洋和渔业、统计、三防办等部门。

三、实施步骤

（一）成立气象灾害防御领导小组（2012年完成）

市政府成立以分管气象工作的副市长为组长，市政府副秘书长、市气象局局长为副组长，公安、民政、环保、国土资源、交通运输、教育、水务、农业、卫生、安监、林业、海洋渔业、民防、三防、海事、通信、供电等相关部门为成员的气象灾害防御领导小组，负责组织、领导全市气象灾害防御工作。

牵头单位：市政府办公厅牵头，市气象局配合。

时间节点：2012年12月前完成。

（二）加强气象监测网络建设（2013年完成）

1.加快推进交通、旅游景点等的气象监测设施建设。在本市23个镇自动气象站的基础上，在假日海滩、观澜湖高尔夫球场、海文高速路、万绿园、南港码头、龙桥高速、永庄、火山口公园等地新建8个能见度、降水、气温、风向、风速、湿度等六要素监测站。

2.加强农村、旅游景区、重点项目及雷电多发区域的雷电灾害监测预警。在东山、长流、三江、大坡四镇，观澜湖高尔夫球场、假日海滩、火山口公园、五公祠、万绿园等旅游景区，美兰机场、大学、桂林洋高校区等重点项目及雷电多发区域布设雷电监测仪，开展雷电监测业务，为临近预警预报业务提供资料保证。

责任单位：市气象局承办，市发改委、财政局配合。

时间节点：由市政府协调安装场地，相关单位和部门给予配合，2013年3-4月完成选点；5-6月，由市财政局组织设备采购招标工作，市气象局协助；7-9月完成安装场地建设（包括场地清理、铺设地下管网、防雷网、预埋件等）；10-11月，市气象局安装调试仪器，信息资料实现各部门共享；12月，组织验收。

资金预算：195万元

六要素监测站：5套×18万元/套+3套×9万元/套=117万元

雷电监测预警仪：6.5万元/套×12套=78万元

（三）开展气象灾害影响风险评估

1.编制气象灾害防御规划（2013年完成）

由市气象局牵头，水务、民政、统计局、三防、4个区、23个镇、249个村委会等配合，以村委会为单元提供台风、暴雨、雷电、低温阴雨、干旱等灾害性天气发生时的详细灾情数据和人口、耕地面积，种养殖业和中小河流等详细情况，为市气象灾害时空分布特征研究和气象灾害风险区划提供原始数据，在此基础上开展气象灾害影响评估，编制气象灾害防御规划，明确市主要气象灾害的特点和防御重点，制定气象防灾减灾工作的指导思想、目标、主要任务和保障措施，指导未来十年气象防灾减灾工作。

责任单位：市政府协调市发改、财政、水务、民政、统计、三防等部门以及4个区，23个镇、249个村委会配合，市气象局承办。

时间节点：

（1）2013年1月，编制实施方案，明确具体任务分工。

（2）2—5月，开展市气象灾害普查，收集编制气象灾害防御规划所需的基础性资料，对所收集的资料进行整理和完善。

（3）6—7月，分析资料，进行市气象灾害分布、气象灾害风险评价和区划研究，编制相应的图表和气象灾害风险区划技术报告。

（4）8—10月，应用前期分析研究成果，组织编写气象灾害防御规划，形成《市气象灾害防御规划》送审稿。

（5）11—12月，邀请专家对《市气象灾害防御规划》进行评估，送市政府审定印发。

资金预算：81.2万元

2.开展气候可行性论证（2013—2015年）

在城乡规划编制和重大工程项目、区域性经济开发项目建设前，严格按规定开展气候可行性论证，充分考虑气候变化因素，避免、减轻气象灾害的影响。

责任单位：市政府协调市发改、住建、规划、法制、政府服务中心等部门，市气象局承办。

时间节点：

（1）2013年2月底前，将气象可行性论证审批工作纳入我市建设项目审批流程，在城乡规划编制和重大工程项目、区域性经济开发项目建设前，严格按规定开展气候可行性论证。

（2）加强气候资源的开发利用和保护管理，2015年前，争取市人大通过《市气候资源管理条例》立法。

（四）提高预警信息覆盖面（2014年完成）

重点针对旅游、农业、海洋和交通行业等气象灾害高影响行业，由市气象局牵头，与移动、联通、电信等运营商合作，旅游、农业、海洋和渔业及交通港航等单位密切配合，开展气象服务。

主要内容：开发气象灾害预警短信平台软件和收集相关人员信息。

责任单位：市气象局牵头，市发改、财政、交通港航、旅游、农业、海洋渔业及移动、联通、电信等部门配合。

时间节点：2014年完成。

资金预算：开发短信平台20万；相关人员共约2万多人信息，20000人×365天×0.1元/天·人=73万/年。

（五）加强基层预警信息接收传递（2014年完成）

1．建立气象预警信息传递机制。完善气象灾害防御协理员和气象信息员制度，建立乡镇到村的气象预警信息传递机制，形成市-区-镇-村-户直通的气象灾害预警信息传播渠道。

2.加强基层预警信息接收。各街道办事处、居民委员会、行政村、自然村、全市各中小学校及企事业单位指定专人负责气象灾害预警信息接收传递工作。市气象局要对以上人员进行登记造册，确保气象预警信息及时、准确传递给基层预警信息接收员。

资金预算：4000人×365天×0.1元/天·人=14.6万元/年。

3.明确工作职责。给气象信息员配备必要的装备，给予必要的经费补助，将气象信息员维持经费纳入市财政常规预算，日常工作质量纳入镇政府绩效考核。

责任单位：市政府协调市发改、财政部门，市气象局、各区（镇）政府承办。

时间节点：2014年12月完成。

（六）积极推进市气象监测预警中心建设（2014年完成）

加强与市政府及有关部门的沟通，加快推进市气象监测预警中心建设，力争2012年完成项目立项、规划选址、施工图设计等前期准备工作，2013年项目开工建设。

责任单位：市政府协调市发改、财政、规划、国土资源、环保、住建、水务、民防、园林等部门以及秀英区政府，市气象局承办。

时间节点：本工程建设期定为2年，拟分三期实施完成：

第一期（筹备期）:2012年7月—2012年12月完成项目建议书、可行性研究报告、征地、初步设计；

第二期:2013年1月—2013年5月完成项目施工图设计、招标等工作；

第三期:2013年6月—2014年12月房建工程施工。

资金预算：9060.55万元

（七）强化组织保障（2013年完成）

要切实加强气象灾害监测预警的组织协调工作，明确部门职责分工，将气象灾害防御工作纳入各级政府绩效考核；要求综合运用法律、行政、工程、科技、经济等手段，大力推进气象灾害监测预警及信息工作。要认真落实气象灾害防范应对法律法规和应急预案，定期组织开展预警信息及各相关部门应急联动情况专项检查，做好预警信息、传播、应用效果的评估工作。

责任单位：各级政府牵头，市气象局配合。

时间节点：2013年5月前完成。

四、工作要求

气象监测篇2

[关键词]气象监测；高速公路；DSP；RS485/GPRS

[DOI]1013939/jcnkizgsc201537062

1引言

高速公路在我国交通运输领域中占据举足轻重的位置，是国民经济和社会发展中的重要基础设施。气候变化，特别是极端恶劣天气给高速公路车辆行驶带来安全隐患，既影响交通运输又影响生命财产。道路气象监测是高速公路气象预警、预报的重要依据，对其研究具有重要意义[1-3]。

本文根据高速公路对气象监测的需求，设计了一套基于DSP的高速公路气象监测站，它以能见度（雾）及道面状况（路面温度、积液深度、冰百分比等）监测为核心，同时测量气象参数（温度、湿度、风向、风速、气压）。气象监测站通过监测环境因素及时发现潜在隐患，将数据信息传送到高速公路气象灾害预警中心站，为高速公路管理部门决策提供科学依据并将信息显示到电子屏上，为运行车辆提供实时气象信息。

2系统架构及硬件设计

21系统总体架构

本文设计一套小型气象监测站，采用DSP采集能见度、降水量、风速、风向、温湿度、气压强度等传感器的信号，经RS485/GPRS通信，可传至千米以外的PC机，PC机端通过Labview编写上位机程序接收和显示数据，将气象监测站的数据传给高速公路气象灾害预警中心站。

22系统硬件设计

221传感器选型

能见度与天气现象测量选用芬兰Vaisala公司的PWD22能见度与天气现象传感器。路面状况主要是选用德国Lufft 公司的IRS31 被动式路面状况传感器进行降水量测量。风速选择JL-FS2的风速传感器；风向选择JL-FX2的风向传感器；温湿度是环境检测必备参数，选择SHT11的辐照度传感器；气压采用DP-102A空气压力传感器。DSP采用56F8013，是一款低成本、高性能的16位处理器产品，内部集成了多个外设模块，可以完成串口通信、PWM输出等多项功能，成本低廉、配置灵活、代码执行效率高，适用于多种自动控制系统。

222硬件电路设计[4-5]

DSP应用的最小系统是指能够使DSP工作的最简单电路设计。56F800系列DSP的最小系统一般包括：电源、上电复位电路、时钟电路、JTAG接口等。复位电路有上电复位电路，JTAG接口也会提供一个复位信号用于手动复位。56F8013有内部时钟，所以不需要时钟电路。JTAG接口用于上位机与目标板之间相互传输数据和信息，通过JTAG接口可以将程序下载到DSP的程序存储器中。系统供电电压为24V，DSP供电电压为33V，用到的芯片的供电电压为5V，所以先通过LM2576将24V电压转化为5V电压，再将5V电压通过LM3940转化为33V给最小系统供电。

所选择的传感器提供的是4～20mA电信号，将电流进行I/V转化，再进行电压稳幅处理限制在0～33V，将其输入DSP的ADC模块对信号进行A/D转换。为了保证输入模拟信号采样的精度，必须使ADC输入调理电路的输出阻抗远远小于ADC内部的阻抗；为了避免对被采集信号的模拟信号产生干扰，调理电路的输入阻抗又需要非常大，采用的调理电路如图1所示。

223软件实现

本系统程序采用C语言开发，系统软件设计总体上分为主程序和实时中断服务程序两大部分：主程序主要进行初始化，在系统上电时执行一次，主要进行系统中各外设模块及其寄存器的初始化配置、变量初始化赋值等工作；中断程序主要通过AD进行能见度、路面状况、风速、风向、温度、湿度、气压等气象参数采集，采样周期为100微秒，并通过RS485与上位机通信，通信时间为1秒一次。通过Labview编写上位机软件，将采集到的气象数据储存到SQL Server数据库中，并在相应上位机软件界面显示。

224PCB与实物

设计完原理图后，根据需求对元器件进行封装、合理布线、焊接，制作PCB，完成的PCB，装配好的气象监测站如图2所示。

3实验测试

对气象监测站进行实验测试，通过上位机观察各气象数据，经过长时间测试，数据传输稳定准确，满足高速公路对气象数据的测量需求。

4结论

本文通过硬件设计和软件设计，结合DSP的开发调试环境，设计出一套能测试能见度、降水量、温度、湿度、风向、风速、气压等气象参数的气象监测站。通过实验测试，该气象监测站在测量范围、分辨率和精度方面基本满足高速公路对气象数据的需求，并且功耗低、实时测量和抗干扰能力强。

参考文献：

[1]罗慧，李良序，John Nairn，等公路交通事故与气象条件关系及其气象预警模型[J].应用气象学报，2007，18（3）：350-352

[2]Edwards B JuliaThe relationship between road accident severity andrecorded weather[J].Journal of Safety Research，2002，29（4）：249-262

[3]冯民学高速公路交通气象智能化监测预警系统研究[M].北京：气象出版社，2007.

气象监测篇3

关键词：自动站 综合监测 通信设备

中图分类号：P415 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）07（c）-0107-02

随着气象综合观测业务的现代化，人工观测逐步转为自动观测。现代化设备的应用，会大幅降低工作人员负担。但实际情况却是，综合观测的工作量和工作人员心理压力不降反升。主要表现在：业务质量考核的内容比以住更多，要求更严。不但要考核观测、发报和报表质量，还重点考核数据的可用性和传输及时率；与人工观测设备相比，自动站设备结构复杂，出现故障的概率增大。当设备出现故障后，一般工作人员很难找出原因，更难及时处理故障；新型自动站软件尚不完善，运行不稳定。

据统计，设备、软件、网络故障以及供电不稳定对业务质量的影响，已超过人为原因，成为影响观测质量的主要因素。

本系统能对影响综合观测质量的主要因素进行自动监测，发现异常及时报警。

1 系统主要研究内容及方法

系统能对自动站计算机、自动站软件、采集器是否正常工作，网络、市电是否中断，长Z文件数据是否有缺测、是否进行人工质控、上传是否及时等进行判断。发现异常后，根据情况的紧急程度，通过文字、音箱、发送短信或拨打电话报警。

1.1 设备功能及布局图

如图1所示。

1.2 监测功能及实现方法

1.2.1 断市电、自动站计算机工作状态。

一般说来，设计一个使用市电的USB设备与自动站计算机连接，通过程序检测其状态判断市电是否中断比较方便。但考虑到，如果安装本系统的“自动站”计算机出现故障、或上面的监测软件意外中止，所有监测功能将无效。

因此，本系统增加一台直接使用市电的“其它计算机”，采用ping命令，判断“自动站计算机”与“其它计算机”之间的连通性，使两台计算机相互监测。既可达到检测市电是否中断，“自动站”计算机是否正常工作的目的。两台计算机上的监测软件还可通过数据传递方式，判断对方是否正常运行中，大大增加监测系统的可靠性。

另外，因网线接触不良、网络不稳定等原因，网络出现短暂中断的情况时有发生，在判断计算机之间的连通性时，需以一段时间内多次判断的结果为准，否则，容易出现误判。

1.2.2 判断网络是否连通、自动站软件以及采集器是否正常工作。

（1）本系统通过扫描服务器端口，检测“自动站”计算机与“报文上传服务器（IP：10.203.72.30）”、“报文存储服务器（IP：10.203.6.7）”的连通状态，确定网络是否正常。

如果使用Ping服务器IP的方式判断网络连通性，将可能因服务器安全设置影响而不能正常判断。

（2）通过检查“通信组网接口软件”、“自动气象站监控软件”是否在进程列表中、分钟数据文件是否得到更新，综合判断自动气象站软件及采集器工作状态。

如“通信组网接口软件”和“自动气象站监控软件”未运行，通过Shell命令将其启动。

1.2.3 监测长Z文件是否上传、是否进行质控、数据是否有缺测

在网络连接正常的情况下，每小时正点后从指定的时间开始，从“报文存储服务器”以FTP方式下载监测台站当前时次，当前时刻前最后一次上传的长Z文件数据进行检查。

（1）如果当前时次某台站长Z文件不存在，则确定为“长Z文件未上传”。

（2）通过长Z文件第一行的“质控码”，判断需要人工质控时段的长Z文件是否经过人工质控。

（3）根据台站观测项目设置情况，判断长Z文件中的当前时次应该观测的项目数据是否有缺测。

如果所有气象台站都在某一时刻从服务器上下载文件进行检测，可能增加服务器负担，并对通信造成影响。因此，系统开始下载长Z文件时间的分钟数允许人为设定，秒数由程序随机生成，可有效避免多个台站同时下载文件的情况发生。

另外，在同一计算机上，该系统可以通过添加区站号的方式，对多个台站的长Z文件进行集中监测。

1.2.4 大风监测功能

目前，当出现大风时，新型自动站不会自动报警，并且记录的终止时间与实际终止时间相差15 min。当可能有大风时，值班员要一直查看大风数据，才能避免迟、漏报现象。

本系统自动读取FJ.TXT文件第一行，如内容有更新，则根据文件内容计算出大风开始和终止时间，并报警，以方便编发相关报文。

1.3 报警功能及实现方法

当监测到异常情况时，根据情况紧急程度，立即通过文字、音箱、短信、电话等方式提醒值班员和相关管理人员。

1.3.1 通信设备的选择

为了确保在网络中断的情况下，能自动发出短信和拨打相关人员电话，需用独立、可靠、低使用成本的通信设备。

本系统采用带“TC35i”芯片的GSM/GPRS调制解调器通过USB接口与自动站计算机连接，通过AT命令实现自动发送短信和拨打电话功能。经实测，该设备稳定可靠，经济实惠。一般情况下，每月费用（手机卡通信费）在5元以内。

1.3.2 通信时占用系统资源的处理

设备通信测试发现，如在同一应用程序内实现监测及通信功能，则在发送短信和拨打电话时，需要等通信结束后，才能执行监测功能，占用了较多的资源，监控的时效性受到影响。使用多线程编程方法依然不能解决。

本系统监测及通信分别使用独立的应用程序。在监测程序启动后，通信程序自动启动并在后台运行。需要通信时，监测程序将通信内容、联系电话等参数传递到通信程序。既不影响监测的效率，通信的可靠性又得了保障。

2 系统存在的问题

本系统能及时发现并提醒工作人员处理影响观测质量的绝大问题，但并未面面具到，功能有不足之处。

（1）未加入数据质量检查功能，数据是否正确仍需通过自动站软件判断（注：自动站软件已能对数据进行质量检查）。

（2）当长Z文件上传到“10.203.72.30”

服务器后，会被转到“10.203.6.7”服务器存储，但服务器原因，有时中转会稍有延迟，而本系统是从设定的时间开始从“10.203.6.7”检测长Z文件的。如检测时间过早，偶尔会出现长Z文件已经按时上传，而误报“未上传”的现象，检测时间过晚，真出现故障时，留给工作人员处理异常的时间将减少。

3 推广应用情况

本系统适用于所有气象台站地面气象自动站系统。目前，该系统已在贵州省所有气象台站推广使用。各台站使用后反馈的情况表明，系统运行稳定，效果良好，达到了预期目的。

4 结语

本系统能对影响综合观测质量的主要因素，如自动站计算机、自动气象站软硬件、网络、市电等工作情况进行较为全面的监测。发现问题及时报警，提醒相关工作人员对故障进行处理，极大地减轻了值班员心理压力，减少了工作量，提高了业务质量。

参考文献

[1] 李黄.自动气象站实用手册[M].北京：气象出版社，2007.

[2] 张宏林.Visual Basic 6.0 程序设计与开发技术大全[M].北京：人民邮电出版社，2004.

气象监测篇4

关键词:计算机应用技术 百度 地图 API 气象 数据库

中图分类号:TP3 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(c)-0009-02

近几年,随着信息技术的发展,地理信息的产业化、社会化拓展了地理信息服务在不同行业的应用,推动了全球化地理信息应用的发展。社会对地理信息服务的新需求也不断推动网络地图服务模式的发展,地理信息服务已从早期以地图为载体的信息传递方式发展到建立在计算机技术、网络技术、空间技术、通讯技术以及地理信息技术等基础上的现代地理信息服务模式。然而,传统GIS系统建设周期较长,过程复杂,建设成本和维护成本较高,并不适合中小信息化项目的建设开发。目前,许多网络服务商提供了免费的公共地图API服务。此服务能有效地降低了运营成本和周期,降低维护难度,使得开发人员能将工作重点置于数据服务和资源调度上,减少了传统的底层数据的大量维护工作。目前,已经有越来越多的网站和网络应用程序利用地图服务及其应用程序接口(API),将扩展的地图服务整合到自身的使用之中。

目前,青岛市气象局已在青岛市布设了多个气象地面自动站。这些地面自动气象站包括四要素、六要素和七要素自动站,自动气象站的空间分布密度非常大,在软件开发时使用以往的标量地图标注将会出现站点重叠现象,所以必须引入可以缩放且能分级显示的系统。青岛市气象局自主组织开发了一套基于Web的自动站监测软件,其中一个模块采用了百度地图API技术,具有在地图上实时显示以经纬度为坐标的站点分布,并能实时展现自动站当前状态信息;后续开发中,可以叠加等值线多普勒回波图的功能,能够根据气温降水风等要素的变化和通讯状态显示不同的站点状态警示,可检索单个站点的要素变化曲线或直方图。本文重点介绍如何通过百度地图API接口,实现青岛市气象自动站点的空间分布矢量图示功能,实现各站点实时气象要素的即时显示功能。

1 百度地图API背景

百度地图API是一套公共应用程序接口,该API提供了大量的实用工具用以处理地图,并通过各种服务向地图添加内容,从而使开发人员能够在web应用程序上创建功能全面的地图应用程序。百度地图API为开发者提供和丰富的函数、控件、事件和封装的类,提供了很多的专题图服务接口供用户使用。它尽量将复杂的底层逻辑进行隐藏和封装,简化了开发流程,使得开发者只需面对接口进行二次开发和功能扩展即可。

百度地图API提供了基于移动设备和浏览器的两套API。本次开发采用了面向浏览器的API接口,并开发采用客户端、应用服务器和数据服务器三层结构进行设计。其中客户端主要实现地图加载、地图浏览和查询功能,客户端的设计重点是地图浏览和查询界面,以及把用户访问和查询请求发送给服务器。应用服务器则负责处理用户的访问和查询请求,数据服务器用于存取各类空间数据和属性信息,采用Oracle数据库存取数据信息,并在接到查询指令后执行相应的操作。

2 需求与功能设计

本次开发采用的百度地图API是由JavaScript编写,而开发语言用的是微软公司的Visual Studio 2008平台下的。数据库则采用了oracle数据库。

本次开发的重点是借助百度地图API接口,实现青岛市气象自动站点的空间分布矢量图示功能,实现各站点实时气象要素的即时显示功能。

根据需求本模块实现的详细功能主要是:实现基于经纬度的坐标定位;实现各自动站点地名标注;实现各站实时数据轮显;显示当前站点的基本信息。

3 数据库设计

根据需求,数据库需要2张基本表:自动站信息表aws_base_info和自动站数据表data。

aws_base_info表中主要字段:

STN VARCHAR2(10) //站号 SNAME VARCHAR2(100) //站名

LAT NUMBER //站点纬度 LON_ NUMBER //站点经度HEIGHT NUMBER //站点高度

Data表主要存放站号、站点名称、气温、气压、风速、风向、相对湿度等气象要素。各数据表之间通过站号和站名进行关联。

4 前台显示模块

前台显示主要实现两部分功能:一是对符合条件的数据自数据表中进行检索查询;二是实现后台数据与前台页面程序交互,并借助百度地图API实现轮询显示。

(1)定义一个结构体,抽象为自动站的基本信息和数据信息:

Public struct AUTOSTATION{

public string staName;//站名 public string staLang;//经度

public string staLat;//维度 public float HRain;//降雨量

public float temperature;//气温 public float staPres;//气压

public float Wind;//风速 public string infowindows;//信息窗口内容

public DateTime fdate;//时间 }

(2)其次定义结构体数组,并在数据库取符合条件的实时数据后对数组进行赋值:

气象监测篇5

【关键词】输电线路;微气象;ZigBee技术;IEC-60870-5-101规约

1.概述

目前，电网输电网络发展越来越迅猛，分布也日益广泛，但输电网络受到的威胁也越发严重，输电线路的安全维护成为各个国家关心的首要问题。在输电线路安全运行上，微气象因数因为地方差异性大、变化细微等特点造成的影响尤其严重。在一些山区，环境恶劣，输电线路的覆冰等现象极易发生，不及时采取措施，就会出现电气设备故障、杆塔倒塌等危害，造成大面积断电现象，产生巨大的直接或间接经济损失。现在，世界大部分国家都在研发和推广电网输线路的实时微气象无线监测技术。

无线数据通信技术蓬勃发展，无线组网通信发展迅猛，这些技术满足了电网工作人员对输电线路微气象信息随时随地地获取和交换的迫切要求。在复杂的电网环境中，分布广泛的微气象传感器需要通过无线数据传输系统形成网络体系，达到好的电网运行环境监测效果。

ZigBee，蓝牙，无线局域网，超宽频短距离无线传输到无线通信技术实现集成监控系统，其中ZigBee无线通讯协议更加适合输电线路微气象无线监测，ZigBee技术低速率和低功耗的特点使监测系统的前端数据收集部分需要的供电更少，这样监测设备工作更持久。本文针对ZigBee技术相关原理和输电线路微气象监测系统中ZigBee无线通讯协议的实现进行研究。

2.ZigBee技术

ZigBee无线组网通信技术的成本要求低，工作时电量需求不高功耗小能长时间[1]。IEEE802.15.4是ZigBee的基底，这种准则是IEEE PAN工作组里的一个标准。多信道的无线通讯设备和微控制器（MCU）是ZigBee的中心装置，它们在芯片上进行集成拼装。对需要相互沟通，相互交流，不同功能的无线网络节点，需要确保节点之间的信息的网络传输正常准确，即网络需要的标准，ZigBee就是依此而来的一种国际标准。

在输电线路微气象监测中，各个前端传感器要像一张大网一样相互连接，任意节点间可以相互进行通信，这种复杂的网络管理需要大量软件代码，但代码的ZigBee网络的实施是国标化机构和ZigBee联盟帮助下进行的，完整的机制，并提供源代码的软件库。因此我们使用ZigBee技术的无线监控系统的设计，安装方便，ZigBee无线网络可以使用便宜的电池就可连续工作很长时间，经济实用，降低传感器应用的安装和使用维护成本。同时，ZigBee分布式系统的帮助下，我们可以获得更准确，更具体的信息，信息可以覆盖到GPRS不到的区域。在通常的网络结构中，当一个节点出现故障会导致整个网络无法工作时，ZigBee的系统可以进行自我的调节并寻找代替方案[2]。在输电线路网络中某个微气象信息监测点出现问题时，无线自组织网状网络通过避开这个监测点，数据就能通过其他途径进行继续传递，保障监测系统可以正常工作。

3.ZigBee的协议体系

输电线路微气象无线监测系统的通信部分是根据IEEE802.15.4标准及ZigBee协议构建的。无线媒体接入控制层（MAC层）使用冲突避免机制。在数据传输机制充分证实，当有数据传输要求立即发送时，每个发送的数据包必须等待接收，如果没有消息的答复，表明碰撞发生需再发送。这样提高了微气象信息传输的可靠性，保证电网工作人员在接收到微气象信息后可以做出准确的处理措施[3]。

ZigBee协议栈构造并不复杂，实现起来很容易，并不需要其他特定的器件来组成，这样芯片的整个花费不高很经济。ZigBee协议栈体系基于标准的七层开放式系统互联模型，针对涉及ZigBee的层加以定义。

3.1 物理层

启动和停止能量检测，无线收发信器，信道选择，链路质量指示，空闲信道评估，数据的发送和接收是IEEE802.15.4物理层来做的工作。对IEEE802.15.4三频带物理层划分为27信道。同步头（SHR）授权接收装置同步和位流锁，物理层帧头中包含的信息帧的长度，有效负载部分三部分构成的物理层协议数据单元（PPDU）[4]。

3.2 MAC层

在概念层面上，MAC层还包括其管理实体和管理服务的接口;同时，也负责MAC和泛信息库的维护（MAC PIB）。MAC公共部分子层和MLME-SAP两个服务后PD-SAP和PLME-SAP物理层提供了一个连接之间的特定服务会聚子层和物理层。同时，一个内部的连接通道存在于MAC公共部分子层和作为独立于MAC层之外的实体之间，用于后者调用MAC的数据服务。

3.3 网络层

网络层包括两个服务实体，分别是网络层数据实体和网络层管理实体。在NLME中，应用程序可以与协议栈间进行交互。通过网络层服务访问点（SAP）提供了两种服务网络数据服务和网络服务管理。目的MAC地址及目的PAN标志应设置回路由请求命令帧的第一跳的网络地址和泛识别路径开始，该目的PAN标识应与相应路由请求命令发起设备的PAN标识相同。源MAC地址和源PAN标识应分别设置为发送路由应答命令设备的地址和PAN标识，该发送设备不一定是路由应答命令的发起设备，而只是转发设备。帧控制字段的设置应制定该帧为MAC数据帧并禁止MAC安全处理，因为NWK层发起的任何安全帧都应采用NWK层安全处理。在MAC帧的发送选项中应指定该帧要求确认。地址模式和PAN内标识位应支持地址字段的相应设置[5]。

3.4 应用层

IEC60870-5-101规约的实时数据传输利用网络数据交换数据而不是以往的串口传递的传统方式，这样就是整个通信系统网络更加的稳定可靠，成本也更低。

BZT发生动作时，动态信息主动上传到监测中心，此时，101规约的传送原因单元数据为0x03（突发信息）;当监测中心召唤BZT信息时，监测中心发出召唤报文的信息体标识被定义为数据类别，信息体元素被定义为终端设备号，这是101规约在该装置中的特殊应用。例如，监测中心召唤02#设备的遥信量，则召唤报文的信息体单元数据为0x90（遥信量）0x00 0x02（2#设备）。

报文举例

召唤1#开闭所内的1#BZT设备的遥信量信息报文如下：

68 09 09 68 8B 01 64 01 05 01 90 00 01 88 16

响应报文如下：

68 0A 0A 68 28 01 28 8D 14 01 90 01 C0 00 44 16

带下划线的数据内容为信息体元素，召唤报文中代表设备号，响应报文中代表遥信量信息。3个16进制数最多携带24个遥信量。

4.微气象监测中心部分

微气象无线通信部分将前端数据采集部分的信息传递给终端的监测中心，由处理分析数据单元，存储数据单元，人机交互单元组成数据分析处理部分。电网工作人员可以通过微气象主站监测软件提供友好的上位机界面进行数据分析处理，同时工作人员还随时获取任意采集点的微气象信息，存储、统计与分析采集到的数据，并将所有数据通过曲线等方式直观的显示出来。其中，为了得到很高的开放性和互连性，上位机软件采用SQL SERVER数据库和MFC。为了使监测人员能够防患于未然，通过面向对象的编程技术编写的查询和系统监控软件统计，风速，风向，湿度，温度和其他相关的微气象信息能够得到及时的处理，确保了输电网络的安全运行。

5.结语

输电线路微气象无线监测需要安装大量的前端微气象信息收集处理装置在电网的各个关键部位，这样就要求监测系统装置的安装、信息的传递等部分需要设计的十分经济。以往的信息传输通信协议部分大部分采用通用分组无线服务技术GPRS，这种移动通信网不仅是有偿使用而且建立的移动基站价值一般都十分昂贵，而ZigBee这种短距离无线通信不需要申请无线频道，“基站”的建造也很廉价。

相对于其他通信技术，ZigBee针对特定的用途环境追求的是低速率、近距离，从而使设备的价格也十分低昂。输电线路的微气象信息并不是很庞大的数据，通过ZigBee传输的速度就已经够用，起到了经济实惠的目的。在监测设施中，通过多跳通信链路使短距离的ZigBee通信距离大幅度提高，并避免了因长距离传输导致的信息失真，保证了微气象信息的准确传输。由于由于电网的监测点多在野外等环境条件恶劣处，监测系统采用太阳能电池板和蓄电池相结合的方式，前端设备的用电需求就要得到控制，对于传输速率和数据量小的ZigBee节点，它的功耗非常低，耗电量小，能确保监测设备能够长时间稳定工作。通过ZigBee无线通讯协议在监测系统上的实现，分布在电网线路上的监测点上限可以得到扩展，更全面的监测输电线路网络各点的微气象信息，保证电网的运行安全。

作者简介：

气象监测篇6

 

**县气象局

 

二〇一一年三月一日

 

  

一、项目名称：**县蔬菜拱棚农业气象灾害监测基地

二、项目负责：**县气象局  **县扶贫办

三、项目概况：

1、随着人民物质生产水平的为断提高，对水果和新鲜蔬菜需求量与日俱增。由于气候条件所限，**县经济作物品种单一，生产利润小，通过扶持拱棚种植所产生的显著经济效益，可极大的调动贫困农牧民的生产积极性。因此，利用**县宽敞的庭院资源，发展拱棚种植是十分可行，也是必要的。

2 、提高农牧民收入是建设社会主义新农村的现实需要。建设社会主义新农村是一个全面的目标，也是一项长期的任务，归根到底是农村经济的繁荣。

3、新建日光温室农业气象灾害监测基地一个，提高气象为农服务机制。

四、项目建议目标与依据

（一）项目建设目标

    本项目总体目标是：以拱棚优质高效气候生态环境开发为模式，研究**县拱棚蔬菜优质高效与气候生态环境的相关性；趋利避害在发展拱棚蔬菜生产，不断壮大蔬菜拱棚产业，具体如下：

    1、提高广大农民的拱棚蔬菜的管理水平、提高全县蔬菜质量。

    2、通过该项目的建成，推动**县蔬菜拱棚产业化建设。

 3、研究**县发展蔬菜拱棚生产得天独厚的气候条件。

4、拱棚内蔬菜生长发育、产量形成、品质与气象条件的关糸。

5、充分利用气候资源，趋利避害的农业气象措施和建议。

（二）项目建议依据

1、具有自然资源优势

    **县为大陆性冷凉干旱气候，热量充足，雨量充**，年均降雨量适中，昼夜温差大，具有得天独厚的气候资源优势，适宜拱棚蔬菜的生长。全县地面积大，交通方便。土壤以山地黄泥为主，土层深厚达1M以上，肥沃疏松，易于开垦。**县具有发展拱棚蔬菜得天独厚的条件。

2、符合市场消费需求

    蔬菜是人类生存必不可少的特殊商品，是人们保持膳食平衡的重要食物。蔬菜生产属劳动密集型产业，产高效农业项目之一，也是农民增收的主渠道。

3、能有效调整农业产业结构

    能过此项目的建设，继续推动**县农业生产发展，改变现有不完善的产业结构状况。

五、建设规模

    项目产品主要为拱棚番茄为品种，建设一个农业气象灾害监测基地。进行拱棚湿度、地温、空气温度、湿度、等气象要素的观测；进行拱棚蔬菜生长发育期品质量监测。

六、主要经济技术指标

    1、研究**县拱棚蔬菜优质高产、高效的气象条件和各种环境指标；

    2、为发展优质高效蔬菜生产、栽培管理为生产者提供决策方面的依据。

    3、研究拱棚蔬菜生产发育的最佳气象条件及不利气象因素，趋利避害的措施和效应。

七、资源条件与自然条件

    气候条件适宜。**县处于大陆性冷凉干旱气候区，热量较充足，雨量充**，四季分明，年平均气温2.1℃，历年平均≥10℃活动积温达6255．6度，年均降雨量220.6mm，适宜拱棚蔬菜的生长。

八、主要技术方案

    1、研究**县拱棚蔬菜优质高产、高效的气象条件和各种环境指标；

    2、为发展优质高效蔬菜生产、栽培管理为生产者提供决策方面的依据。

    3、研究蔬菜生产发育的最佳气象条件及不利气象因素，趋利避害的措施和效应。

    4、土地开垦实行治山与改土增肥紧密结合，增拱棚内的蓄水抗旱能力，同时减少水土流失。普及蔬菜高产优质栽培技术，从而使蔬菜生产达到“早、丰、稳、优”的目的。

    5、搞好水土保持，坚持开发和治理并重，采取以生物措施为主，生物措施与工程措施相结合。

    6、加强项目区的生产技术指导，成立由专业技术人员组成技术指导组。

九、建设地点与条件

    项目建设地点主要为303省道旁的南园子村拱棚内，建立1个气象站。

气象监测篇7

关键词 气象部门；环境监测；信息服务；优势；普兰

中图分类号 P451 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）17-0191-02

近几年，普兰县自然灾害发生比较频繁，迫切需要建立生态环境综合监测和信息服务体系以促进生态环境建设。普兰县气象部门具有合理地理位置及无人、有人自动观测站网、业务规范化、信息传输、信息服务等各个方面优势。现结合普兰县气象部门特点，对普兰县气象部门在当地生态环境监测和应用服务中的作用进行论述。

1 普兰县自然概况

1.1 自然资源

普兰县位于自治区西南部、阿里地区南部、喜马拉雅山南侧的峡谷地带及中国、印度、尼泊尔三国交界处；地理坐标东经80°27″～82°30″，北纬30°0″～31°13″是自治区边境县之一。普兰县耕地面积为636.7 hm2，可利用天然草场面积为63.07 hm2，全县粮油产量占全区的61%以上。

普兰县矿藏资源较丰富，分布较广；高原地域辽阔，高山纵横，生态环境十分复杂，生物种类相当丰富。阿里地区普兰县有众多药用植物和食用植物（植物有高山柳、锦鸡儿）等。普兰县旅游资源也很丰富，境内北部地区有著名的神山冈仁波齐峰、纳木那尼峰，圣湖玛旁雍错，鬼湖―拉昂错等风景名胜区；古迹有科迦寺、贤伯林寺，是著名的佛教“朝圣”地，对广大群众而言普兰县是旅游的圣地。因此，生态建设与环境保护极其重要。

1.2 生态环境

普兰县属于典型的亚寒地带季风半干旱与干旱区，近几年普兰县降水逐渐稀少，冰雪覆盖急速减少，水土保持能力差，水土流失问题较为严重。严重的旱灾导致了草原面积减少与沙漠化的发生发展加速，土地沙漠化正在威胁着普兰县的生态环境等导致了温度逐渐升高，因此给当地群众生存环境及国家经济可持续发展造成了极大的危害。生态环境得不到全面改善，全面建设小康社会根本无从谈起。这些都迫切要求尽快建立覆盖全区的生态环境综合监测和信息服务体系，并体现出开展生态环境综合监测和信息服务工作的重要性。

1.3 气候变化

对普兰县降水变化、冰雪覆盖率以及温度的变化进行分析，发现普兰县生态环境呈恶化趋势。图1为1979―2014年36年来普兰县的降水变化情况。图2为1979―2014年36年来普兰县的温度变化情况。

可以看出，自1979年来，普兰县降水缓慢增加，但到了2005年以后普兰县的降水就显著减少；36年以来，普兰县的平均温度在逐渐升高。因此，目前对普兰县而言建设生态与保护环境至关重要。

2 县级气象部门对生态环境建设与保护的重要性

建立一个生态环境综合监测和服务体系，并开展生态环境综合监测和信息服务工作是生态环境建设和保护的重要基础[1-2]。从目前生态环境监测和信息服务现状看，不同地方、不同部门的生态环境监测与信息服务工作各有不同。

对而言，有些区域已经建立了各自不同的监测网络；环保部门、农业部门、林业部门都已开展生态环境建设方面的工作，担负生态环境监测与信息加工方面的任务。虽然各部门生态环境建设工作任务不同，生态环境监测与信息加工的侧重点不同，但大多需要气象部门的支持（有关环境基础信息方面资料）。在全国实施生态环境建设和保护的过程中，迫切需要基层气象部门提供服务。

气象部门在生态环境建设和保护过程中在业务与专业技术方面具有一定的局限性[3]。目前县级气象局需要满足最基层政府和农牧民社会经济发展服务的需求，随着经济社会的发展，普兰县气象部门的地位和作用越来越突出。极端天气事件出现时县级气象部门及时监测气象灾害并气象预警信息，提高灾害的预防、抵御能力；积极开展各项抗灾工作，减轻农业气象灾害，并合理指导农牧业生产生活[4-5]。目前在普兰县一镇、两乡内建立了合理的气象综合信息服务站，能够更加齐全地搜集农牧区的气象信息。因此，发生极端天气事件时气象预报和预警就能迅速传达，有效推进生态普兰县建设，为普兰县做出贡献。

3 县级气象部门的优势

3.1 观测站网与测报业务方面的优势

气象部门已初步建成了门类比较齐全、布局基本合理的气象综合系统。目前，普兰县有2个无人值守自动站、1个有人值守自动气象站，其共同组成普兰县生态环境监测网。气象观测站均处于牧区和农区等自然保护生态环境的重点区域。气象部门生态环境与服务系统项目的重要内容为开展气温、湿度、蒸发、降水、冻土及土壤水分等项目的观测，因加工处理而得出有关的天气预报，全部资料由本单位的观测站提供，所以制作预报比较简单而准确。为了实现气象测报资料的准确性、比较性和代表性，制定了科学严谨的业务规则，建立了合理的工作规章制度，形成了严守观测方式、观测任务、观测程序等进行测报工作的业务流程和职业习惯。只需稍加扩充改造，即能成为满足生态环境监测需要的“生态环境综合监测站”[6-7]。

3.2 观测信息加工处理与传输的优势

在气象业务工作中，气象信息综合分析处理是通过检索各种气象数据、图形等气象资料进行编辑加工与处理结果。计算机信息技术在气象部门的应用具有领先地位，利用计算机可以更加方便地查询和管理日常接收到的各气象要素资料。气象部门不仅积累了长时间经验，而且培养了人才。气象信息传输是气象工作的重要组成部分，是开展各类气象业务的基础。气象部门信息传输的方式有各种各样，具有一定现代化水平的气象通信网，在无人值守自动站利用卫星通讯网传输气象资料。总之，气象部门利用不同的渠道当地天气状况第一时间提供给广大人民群众，做好为广大人民的气象服务工作。气象资料信息的传输过程中不仅具有畅通的渠道和网络，而且具有严谨的工作业务流程和操作规范，完全可以适用于生态环境监测信息的传输和共享，在开展生态环境监测工作中具有相应的优势[8]。

3.3 县级气象部门信息服务的优势

阿里普兰县气象部门已经形成的信息传输方式有卫星通信网（北斗）、微信服务平台，县级公共服务平台、农牧经济信息网、应急信息网络管理平台、电信公用网（有线、无线）与手机（偏僻村民打电话）相结合、电子显示屏系统等方式将天气预报第一时间提供给相关部门及各级领导、广大人民群众，让广大群众提前防范气象灾害的防御工作。阿里普兰县气象局的主要工作是测报（气象观测是气象工作和大气科学发展的基础）、制作当地天气预报。普兰局严格按照规章制度观测各项气象要素，并按规定的传输时间内把气象资料上传上级部门，而且为了能更好地服务于广大人民群众，普兰局预报员联合地区局气象台每天按预报流程做好每期预报服务产品，并把最好的结果利用各种渠道第一时间传送到广大群众。有灾害性天气时普兰局严格执行24 h双人双岗值班制度，值班人员通过各乡镇信息员了解道路畅通情况、雪深情况、道路结冰、农牧民受灾情况等，及时掌握最新消息，并上报给相关单位，也随时严密监视天气变化。这样专项服务和公众服务不仅实现了渠道畅通，而且建立了完整的业务化的服务体系，完全可以满足生态环境信息服务的需要。

4 参考文献

[1] 此永芝玛.高原特色农业气象服务监测网建设建议[J].现代农业科技，2016（9）：244-245.

[2] 段海花，侯学源.浅析农业气象服务的现状和发展[J].广东科技，2010（24）：85-87.

[3] 贺宇.农业气象服务现状与发展趋势[J].现代农业科学，2009（2）：129-130.

[4] 周毅，宗刚，赵子壮.普兰县生态环境保护与经济可持续发展[J].安徽农业科学，2011（3）：1713-1714.

[5] 马永红，徐秀玲.气象通信传输方式的选择[J].科技，2007（8）：62-63.

[6] 高浩，黎贞发，潘学标，等.中国设施农业气象业务服务现状与对策[J].中国农业气象，2010（3）：402-406.

气象监测篇8

(一)深化贯彻落实科学开展观，公共气候的开展偏向，以保证人民生命财富平安为基本，以进步预警信息时效性和扩展掩盖面为重点，进一步完美气候灾祸监测预告收集，加速推进信息系统建立，积极拓宽预警信息传达渠道，出力健全预警联开工作机制，具体进步趋利避害程度，效劳全市经济社会开展。

(二)“以报酬本、预防为主，依托法制、立异科技，一致、分级担任，当局主导、部分联动，社会参加、重在底层”的准则，有用落实各级当局和各行各业防灾减灾责任，多种方式添加气候灾祸监测预警和信息传达资本，充沛调动各方面积极性，起劲做到监测到位、预告精确、预警实时、传达快捷、应对高效，最大水平扩展预警信息大众受益面，最大限制减轻气候灾祸的晦气影响。

(三)加速构建气候灾祸及时监测、短时临近预警和中短期预告有序联接，预警信息、传达、接纳快捷高效的监测预警系统。力争到2015年，灾祸性天色预警信息提早15—30分钟以上宣布，气候灾祸预警信息大众掩盖率到达90%以上。到2020年，建成功用完全、科学高效、掩盖城乡的气候灾祸监测、预警及信息系统，气候灾祸监测预告预警才能进一步提拔，预警信息时效性进一步进步，根本消弭预警信息“盲区”。

(四)做好气候灾祸监测预警及信息任务是各级当局和全社会的一起责任。各级气候主管机构所属气候台站担任本预告效劳责任区内的气候灾祸预警信息;因气候要素激发的次生、衍生灾祸预警信息由有关部分和单元制造，依据当局受权按预警级别分级;各级人民播送电台、电视台、报社、网站等新闻媒体和根底电信运营企业要敏捷播发主管部分的预警信息;各级当局和有关部分要实时剖析预警信息对当地、本行业的影响，科学布置摆设防灾减灾任务。

二、增强根底才能建立

(五)增强气候灾祸监测收集建立。加速推进市气候灾祸监测预警与防护工程建立，建成我市气候灾祸立体观测网，完成对重点区域气候灾祸的全天候、高时空分辩率、高精度延续监测。新建风廓线雷达观测网。全市各乡镇布设多要素主动气候站。加密布设山洪地质灾祸重点防治区主动雨量站，站点均匀间距缩短到5公里。强化我市粮食出产中心区、重点林区、生态维护重点区、水资本开拓应用和维护重点区旱情监测，加密布设泥土水分和地下水监测设备。布设雷电探测站和大气电场仪，完美全市雷电探测网。交通运输、水利、通讯、电力、林业、旅行等部分与气候部分依照共建共管、代建共享的准则，加速推进交通和通讯干线、输电线路、水利工程、林区、旅行区等的气候灾祸监测设备建立，尽快构开国土资本、气候、水利等部分结合的监测预警信息共享平台。市至少建立1套挪动应急观测系统、应急通讯保证系统。各县(市、区)依据需求装备挪动气候效劳设备。建立高功能核算器和海量存储系统，完成气候灾祸监测信息疾速搜集、处置及共享。

(六)进步气候灾祸预告预警程度。进一步增强粮食出产中心区、山洪地质灾祸多发区等重点区域的气候灾祸监测预告，出力进步对中小标准灾祸性天色的预告精度。建立气候灾祸短时临近预告预警系统，完成对暴雨、雷电、强对流天色等突发性、局地性灾祸天色的实况监测和及时预告预警。气候、水文、疆土资本部分增强协作，建立综合临近报警系统，在生齿密集区及其上游山区峡谷地带增强结合监测，及早发现山洪及滑坡、泥石流等地质灾祸险情。充沛应用卫星遥感等技能和伎俩，增强丛林火点监测，实时丛林火险品级天色预告。

(七)展开气候灾祸影响风险评价。各级当局要组织展开气候灾祸普查、风险评价和隐患排查任务，具体查清本区域内发作的气候灾祸品种、次数、强度和形成的损掉等状况，建立以小区、村庄为单位的气候灾祸查询搜集收集，组织展开根底设备、修建物等抵挡气候灾祸才能普查，将气候灾祸防护任务归入全市减灾示范小区创立任务局限，展开底层应急预备认证任务。各县(市、区)增强气候灾祸风险数据库建立，编制分灾种气候灾祸风险区划图。树立健全雷击风险评价准则。在城乡规划编制与天气前提亲密相关的严重工程项目、区域性经济开拓项目建立前，要严厉按规则展开气候可行性论证，充沛思索天气转变要素，防止、减轻气候灾祸的影响。

(八)推进气候灾祸预警信息和传达系统建立。积极推进市突发公同事件信息系统建立，完成包罗气候灾祸预警信息在内的各类突发公同事件预警信息的疾速。加速中国气候频道在全市落地和当地化节目插播任务，完美预警信息传达功用，及时播发公共应急预警信息，推行普及气候灾祸防护科普常识。各根底电信运营企业要依据应急需求，实时敌手机短信平台进行晋级革新，进步预警信息发送效率。

(九)加速底层气候灾祸预警信息接纳设备建立。各级当局、各相关部分、各底层企事业单元在充沛应用现有信息传达资本的根底上，要进一步加速气候灾祸预警信息接纳与传达设备建立，在黉舍、小区、机场、车站、旅行景点、工矿企业等人员密集区和公共场合建立电子显示屏等疏通、有用的预警信息接纳设备。重点增强乡村偏僻地域预警信息接纳终端建立，应用有线播送、高音喇叭、鸣锣吹哨等多种方法实时将灾祸预警信息传递给受影响群众。

三、完美预警信息疾速传达机制

(十)完美预警信息治理准则。各级当局要尽快制订突发事情预警信息治理方法。气候部分要会同有关部分细化气候灾祸预警信息规范及流程，分类别明白灾祸预警级别、开始工夫、能够影响局限、警示事项等。通讯治理局和各级广电、新闻出书部分要与同级气候主管机构亲密共同，协调各类媒体和根底电信运营企业树立严重气候灾祸预警信息紧要准则，按期催促反省各类媒体和根底电信运营企业落实传达气候灾祸预警信息等责任。

(十一)健全突发事情信息组织系统。各级当局要进一步整合伙源、完美机制，增强突发事情信息组织系统建立，标准信息顺序，拓展预警信息功用，树立一致、高效、威望的突发公同事件信息平台。各级突发事情信息组织要增强对包罗气候灾祸在内的各类突发公同事件信息的搜集、剖析和研判，依据受权实时预警信息，提示社会大众自动应对防备，构成全社会一起预防突发事情的有利气氛。

(十二)树立预警信息疾速传达渠道。各级播送电台、电视台、报社、网站等新闻媒体和根底电信运营企业要实在承当社会责任，充沛应用本身资本，科学、实时、精确、无偿播发或刊载气候灾祸预警信息，起劲进步预警信息时效和大众掩盖率。对暴雨、暴雪等气候灾祸赤色预警和局地暴雨、雷雨劲风、冰雹等突发性气候灾祸预警信息，要削减审批环节，树立无妨碍“绿色通道”，第一工夫向社会大众。各级电视台、播送电台接到气候主管机构所属气候台站供应的气候灾祸预警信息后，应在15分钟内插播，完成及时播报。电视台插播时，应在屏幕上吊挂响应品级的预警旌旗灯号图标。各根底电信运营企业接到气候主管机构所属气候台站供应的气候灾祸预警信息后，应在15分钟内向灾祸预警区域内的手机用户免费疾速全网发送。

(十三)树立面向底层的预警信息传递任务机制。各级当局要增强气候信息员步队建立。县级当局有关部分、乡镇、街道做事处以及居民委员会、村民委员会等底层组织要指定专人作为兼职气候信息员，并将黉舍、病院、工矿企业、修建工地等单元担任人以及村庄种养大户开展成为气候信息员，担任气候灾祸预警信息接纳传递任务，延长气候灾祸预警信息传达收集。健全传递任务机制，构成县—乡—村—户纵贯的气候灾祸预警信息传达渠道。各级当局要充沛发扬气候信息员传达预警信息的效果，为其装备需要的配备，进行需要的培训，赐与需要的经费津贴。

四、增强防灾应对任务

(十四)树立部分联念头制。气候与工业和信息化、公安、民政、疆土资本、环保、交通运输、铁路、水利、农业、卫生、平安监管、林业、旅行、地动、电力监管、通讯治理等部分及戎行有关单元和武警军队树立气候灾祸预警联念头制，完成气候灾祸预警信息及时共享。树立军地收集专线，增强各级气候灾祸预警信息系统与本地驻军、武警军队的互联互通。各级当局有关部分要实时将气候灾祸预警信息传递本地驻军有关单元和武警军队，一起做好应对任务。充沛发扬各级当局气候灾祸防护指导小组的协调、指点和监视效果，按期召开气候灾祸应急联络员会议，沟通预警联动状况，协调停决气候灾祸监测预警及信息任务中的主要问题。

(十五)组织做好防灾避险任务。预警信息后，各级当局及有关部分要实时组织接纳防备办法，做好步队、配备、资金、物资等应急预备，增强交通、供电、通讯等根底设备监控和水利工程调剂等，并组织对高风险部位进行放哨巡检，依据应急预案合时启动应急呼应，做好受要挟群众转移分散、救助安顿等任务。灾祸影响区内的小区、村庄和企事业单元要组织居民群众和本单元职工做好先期防备和灾祸应对任务。

五、强化支撑保证办法

(十六)增强组织指导。各级当局要实在增强组织协调，催促落实部分职责，将气候灾祸防护任务归入底层公共效劳系统建立和当局绩效审核局限，树立健全问责机制，综合运用司法、行政、工程、科技、经济等伎俩，鼎力推进气候灾祸监测预警及信息任务。仔细落实气候灾祸防备应对司法、律例和预案、准则，按期组织展开预警信息、传达及各相关部分应急联动状况专项反省，做好预警信息、传达、使用结果的评价任务。

(十七)加大资金投入。各级开展变革、财务部分要加大支撑力度，在年度预算中布置资金，包管气候灾祸监测设备及预警信息系统建立和运转维护。树立财务支撑的灾祸风险保险系统，探究发扬金融、保险在支撑气候灾祸预警预防任务中的效果。各地要把气候灾祸预警任务作为气候灾祸防护的主要内容，归入本地经济社会开展规划，积极支撑相关工程项目建立。

气象监测篇9

为贯彻落实《国务院办公厅关于加强气象灾害监测预警及信息工作的意见》(〔〕33号)精神，进一步做好气象灾害监测预警及信息工作，最大程度减轻灾害损失，确保人民生命财产安全，现提出如下实施意见：

一、总体要求和工作目标

坚持以人为本、预防为主，政府主导、部门联动，统一、分级负责的原则，以保障人民生命财产安全为根本，以提高预警信息时效性和覆盖面为重点，进一步完善气象灾害监测预报网络，推进信息系统建设，拓宽预警信息传播渠道，健全预警联动工作机制，加快实现气象灾害实时监测、短时临近预警和中短期预报有效衔接，健全预警信息、传播、接收快捷高效的监测预警体系，做到监测到位、预报准确、预警及时、应对高效。到2015年，灾害性天气预警信息提前15至30分钟发出，预警信息公众覆盖率达到95%以上；到2020年，建成功能齐全、科学高效、覆盖城乡和沿海的气象灾害监测预警及信息系统，气象灾害监测预报预警能力和预警信息时效性进一步提高，基本消除预警信息“盲区”。

二、提高监测预报能力

（一）加强监测网络建设。加快推进农业、海洋、人工影响天气、气候变化等监测系统以及雷达工程建设，建成气象灾害立体观测网，实现对重点区域气象灾害的全天候、高时空分辨率、高精度连续监测。按照共建共管、代建共享的原则,加快推进交通和通信干线、输电线路、水利工程、林区、旅游区、重点经济区、渔业作业区和海上养殖区等气象灾害监测设施建设,尽快构建国土资源、气象、水利、林业等部门联合监测预警信息共享平台。加快海洋气象灾害监测预警工程建设，着重推进北戴河、曹妃甸、渤海新区等区域海洋气象灾害监测系统建设，提高对环渤海和海上气象灾害的监测预报预警能力。制订实施全省防治山洪地质灾害的气象监测设施建设规划，实现灾害易发区乡、村两级气象灾害监测设施全覆盖。加快推进农村气象灾害防御与农业气象服务工程建设，完善气象灾害和农业气象监测系统，提高农业趋利避害水平。组织开展江河流域、森林草原、地质灾害易发区域的气象灾害跨部门监测，建设综合气象信息网络共享平台，提升观测资料的管理、应用和信息共享能力。强化我省粮食生产核心区、重点林区、生态保护重点区、水资源开发利用和保护重点区旱情监测,加密布设土壤水分和地下水监测设施。完善气象应急观测系统和视频会商指挥系统建设，提高对气象灾害及其次生、衍生灾害的综合监测能力。

（二）强化监测预报。开展气象灾害调查，加强灾害发生、发展及致灾机理研究。建立气象灾害预报系统，重点加强城市、乡村、江河流域、海洋等区域气象灾害预报，着力提高对中小尺度灾害性天气预报的精细化和准确率。强化灾害性天气的预测、预报和预警，缩短突发性、局地性的灾害性天气预警时效。在台风、强降雨、暴雪、冰冻、沙尘暴、大风等灾害性天气来临前，及时做好滚动预报，特别是要做好短时临近过程的实况监测和实时预警。完善省、市、县三级山洪地质灾害精细化预报系统，加强农村、林区及雷电多发区域的雷电灾害监测和预报。加强森林、草原致灾因子的监测，建立火险监测预警服务平台和森林火险信息交换平台，及时高火险天气预报预警。

（三）开展风险评估。各级政府要组织做好气象灾害普查、风险评估和隐患排查工作,查清本行政区域内气象灾害种类、次数、强度和造成的损失等情况,建设以社区、乡村为单元的气象灾害调查收集网络。组织开展基础设施、建筑物等抵御气象灾害能力普查,推进基层应急准备认证工作。加强气象灾害风险数据库建设,完成分灾种的气象灾害风险区划及评估。建立健全雷击风险评估制度。在城乡规划编制和建设与气候条件密切相关的重大工程项目、区域性经济开发项目前,要严格按规定开展气候可行性论证,避免、减轻气象灾害的影响。省发展改革等部门要牵头开展气候可行性论证政策研究，形成较为完善的气候可行性论证管理和技术体系。省发展改革委、省住房和城乡建设厅、省气象局等部门要进行气候可行性论证的项目定期执法督导。

三、加强预警信息

（一）加快预警信息系统建设。加强省、市、县突发公共事件预警信息系统建设，实现各类突发公共事件预警信息的快速。依托中国气象频道建立我省综合防灾减灾频道，加快推进气象灾害预警信息插播系统建设，实现预警信息在省内各级电视台和广播中的快速插播。把气象灾害监测、预警及信息系统建设、运行情况纳入公共安全监管范围，定期开展监督检查。

（二）加强预警信息规范管理。制定突发公共事件预警信息管理办法，明确预警信息权限、流程、渠道和工作机制。气象灾害预警信息由各级气象部门负责制作，因气象因素引发的次生、衍生灾害预警信息由有关部门和单位制作，根据政府授权按预警级别分级，其他组织和个人不得自行向社会。

四、强化预警信息传播

（一）充分发挥新闻媒体和手机短信的作用。各级广电、新闻出版、通信主管部门及有关媒体、企业要完善预警信息联动机制，建立重大和突发性气象灾害预警信息快速绿色通道。具有实时传播能力的广播电视台站、基础电信运营企业及政府门户网站，收到气象预警信息后5分钟内，要采取增播、插播、增加播报频次和滚动字幕等形式准确播发。各基础电信运营企业要根据应急需求对手机短信平台进行升级改造，按照政府及其授权部门的要求及时向预警区域手机用户免费信息。省、市主要新闻媒体接到干旱、暴雨、暴雪、寒潮、大风、道路结冰、高温等时效性较长的预警信息后，要在显著位置予以刊载。

（二）完善预警信息传播手段。各级政府要把气象预警信息配套设施建设纳入为民办实事的工程范围，在机场、车站、码头、旅游景点、重点林区、渔港、渔船出海口，以及学校、医院、社区、林区等气象灾害敏感区域配备预警信息接收、传播设备。建立政府主导、各部门自建电子显示屏共建共享机制，将部门自建的预警电子显示屏运行维持经费纳入地方经费。重点加强农村偏远地区预警信息接收终端建设，因地制宜利用有线广播、高音喇叭、鸣锣吹哨等多种方式，及时将灾害预警信息传递给受影响群众。

（三）加强基层预警信息接收传递。县、乡、村和学校、医院、社区、工矿企业、建筑工地等要指定专人负责灾害防御工作，建立各类灾害防御责任人包干到户的预警信息传播机制，形成县—乡—村—户直通的灾害预警信息传播渠道。将气象信息员等队伍纳入基层应急救援队伍，所需经费纳入地方政府财政预算。

五、有效发挥预警信息作用

各级气象部门要与民政、国土资源、交通运输、水利、农业、卫生、教育、安全监管、林业、旅游、海事、通信、电力等部门及军队有关单位，建立气象灾害监测预报预警联动机制，实现信息互联互通。完善气象灾害预警厅际联席会议制度，会商重大气象灾害预警工作，协调解决气象灾害监测预警及信息中的重要事项。军地有关部门要进一步完善自然灾害信息军地共享机制，通过建立网络专线等方式，实现气象灾害预警信息共享，为军队参加应对气象灾害提供必要的信息支撑。各地各有关部门要适时修订相关应急预案，实现与气象预警信息的有效联动。对矿山、旅游景点、重点林区、水库坝区和重要交通、输油（气）、输电、通信线路等重点区域，要制定气象灾害防御的强制性标准，提高气象防灾减灾应急响应能力。居民委员会、村民委员会等要在第一时间传递预警信息，迅速组织群众防灾避险。

六、保障措施

（一）强化组织保障。各级政府要组织建立气象灾害联防体系，完善“政府主导、部门联动、社会参与”的气象灾害联防机制，将气象灾害防御工作纳入政府绩效考核。定期开展气象灾害预警信息及各相关部门应急联动情况专项检查，做好预警信息、应用效果评估工作，不断提高气象灾害预警应急联动能力和水平。县级以上政府要加强对气象监测、预警、信息播发等专用设施的保护，按照法定标准制定气象探测环境和设施保护专项规划。

（二）加大资金投入。加快推进我省气象事业“十二五”规划重点工程项目建设，做好项目衔接，视财力情况安排配套资金。各级发展改革、财政部门要加大支持力度，在年度预算中安排资金，保证气象灾害监测设施及预警信息系统建设和运行维护。各地要把气象灾害防御建设任务和项目纳入经济社会发展规划及相关专项规划，建立多渠道投入机制，并着力落实资金投入。省金融办在政策性农业保险实施与推动中，要注重发挥气象部门在农业防灾减灾中的作用，为其开展农业保险业务提供科学依据和服务，努力减轻农业气象灾害损失。

气象监测篇10

关键词：物联网技术；气象灾害；监测预警

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）08-0263-03

Abstract： The Internet of things technology features and advantages of meteorological disaster monitoring and early warning of the perfect fit， the technology will be more widely used in the construction of meteorological disaster monitoring and early warning system. The IOT technology development and meteorological disasters of the main types， influence and characteristics are introduced. Analysis of IOT technology in meteorological disaster monitoring and early warning and prospects for the development of and use value， and puts forward the IOT technology in the construction of meteorological disaster monitoring and early warning system to solve the problem and need to break through the key technology.

Key words： Internet of things technology； meteorological disasters； monitoring and early warning

近年来，气象灾害及次生灾害给国民经济造成巨大损失。气象灾害监测预警的时效性和准确性对于有效防灾减灾起着至关重要的作用。物联网技术的广泛应用可以大大提高气象灾害监测预警的时效性和准确性。

物联网技术的特点是通过大量传感器及感知技术的应用获取监测信息，通过互联网进行实时传输，并对数据进行快速处理和分析。这些特点对于气象灾害监测预警体系的建立具有重要的应用价值。

1 物联网相关技术发展概况

物联网的关键性技术主要包括无线传感技术、无线射频识别技术和纳米技术[2]。随着新技术的发展和广泛应用，物联网的技术优势得到不断的提升，其关键技术也在不断发展。

1.1 无线传感技术

无线传感技术构成的无线传感器网络是远程自动获取信息的先进技术，其监测点的覆盖范围不受有线网络的限制，具有覆盖范围广的特点。其核心技术是传感器节点的定位技术，

典型的无线传感器网络定位技术有以下四种：1基于接收信号强度指示；2基于到达角度；3基于到达时间；4基于到达时间差。

1.2 无线射频识别技术

无线射频识别 （RFID）是一种利用无线射频识别技术识别目标对象并获取对象信息的技术，该技术具有稳定性强、识别速度快、识别效率高等特点。

无线射频识别技术通常由标签、耦合元件和芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，并通过读取器读取标签信息，最终通过天线在标签和读取器间传递射频信号。

1.3 纳米技术

纳米技术的特点在于使得体积越来越小的物体能够在物联网中进行交互和连接，该技术可以扩展物联网的使用范围，增强物联网的应用领域。对气象灾害的精细化监测具有一定的使用价值。

2 物联网技术在气象防灾减灾应用的必要性

2.1 气象灾害的主要类型、影响及特点

气象灾害种类多、分布地域广、发生频率高、造成损失重。我国每年由于气象灾害所造成的经济损失是3000-4000亿人民币，占GDP的1-3%。随着全球气候变化进一步加剧，灾害性天气引发的自然灾害呈现多发、频繁态势。各类气象灾害及次生灾害造成的损失和影响不断加重。

气象灾害一般包括暴雨、暴雪、雷暴、冰雹、干旱、洪涝等因素造成的灾害，以及由于暴雨、暴雪引起的山体滑坡、泥石流等次生灾害。这些灾害都可以借助物联网技术的应用，提前预报和预警，并在灾害发生时为指导救灾和转移人民群众提供准确及时地信息[3]。

2.2 物联网技术特点及优势

随着气象灾害发生的频率越来越高，发生的范围越来越广，造成的损失越来越大，原有的气象灾害监测预警方式暴露出诸多弊端，物联网的技术优势恰恰可以弥补这些弊端。 构建基于物联网技术的气象灾害动态监测系统，具有实时性强和远程监控能力，并且极大地降低了人力成本，同时大幅度提高监测信息的准确性[4] 。这些优势给有关部门科学应对气象灾害提供可靠的依据，同时为防灾减灾节省的宝贵的时间，尽可能地降低气象灾害造成的损失[5]。

2.3 物联网技术在气象灾害监测预警中的发展前景

2.3.1 利用物联网技术建立智能气象灾害监测网

目前有一种叫ZigBee的无线通信技术，其特点和优势对于建立智能气象观测网具有很强的现实意义。特点如下：

1）低功耗： ZigBee设备非常省电，仅靠两节5号电池就可以维持6个月到2年左右的使用时间，而目前使用的其它无线通信设备功耗都要远高于ZigBee设备。如此低的功耗对于气象灾害监测点往往建在极端恶劣且没有供电设施的地区显得尤为重要。

2）时延短： ZigBee设备的通信时延是30ms，休眠激活的时延是15ms。如此短的时延即提高了通信的实时性，又提高了通信的可靠性。这非常符合智能气象观测网的技术要求。 为大幅提高智能气象观测网的通信质量提供了基础。

3）网络容量大：一个区域内可以同时存在最多100个ZigBee网络， 而一个Zigbee网络最多可以容纳255个设备。如此大的网络容量可以增强气象灾害监测点的密度，为灾害监测的精细化奠定了基础。

4）低成本： ZigBee模块的初始成本在50元人民币左右，估计随着ZigBee技术的不断成熟，其成本还有很大的降幅空间。

5）安全可靠： ZigBee技术采用了双向确认的数据传输模式， 每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息。如果传输过程中接受方没有确认，发送方将启动重新发送，直至发送成功。同时支持鉴权和认证， 采用了AES-128的加密算法。

综合以上技术优势和特点，构建基于ZigBee技术的智能气象灾害监测网将成为目前的最佳选择[6]。气象灾害监测站点分布地域广、密度大、大部分地区属于没有供电设施的无人区或者电力设施落后的乡村和山区，并且气象观测数据形成的报文比较小，易于传输。因此，ZigBee无线通信技术完全符合智能气象灾害监测网的要求。

智能气象灾害监测网点由一个主控制器和若干个传感功能节点，主控制器和传感功能节点的距离在10米至100米之间。传感功能节点（RFD）包括温度传感器、气压传感器、雨量传感器等。智能气象灾害监测网拓扑图如图1。

每次观测采集数据时，由主控制器呼叫传感设备建立连接，传感设备将采集到的数据发送至主控制器，主控制器汇集数据，通过科学的算法得到精确的数据，再由主控制器通过现有通讯手段将数据传送至信息中心或者应急指挥中心。

2.3.2 利用物联网技术建立气象灾害信息立体获取体系

物联网技术在气象灾害监测预警，灾害应急救助方面具有重要应用价值。气象部门应该加大相关技术及应用研究，通过科学引导、统筹规划，推动气象灾害监测预警信息平台建设，建立一体化的灾害信息立体获取体系和统一指挥协调机制，提供强大的技术支持[7]。

3 基于物联网的气象灾害动态监测系统架构

气象灾害动态监测系统主要由智能观测系统、数据传输系统、智能数据处理系统、预警信息系统等四个子系统组成。（图2）

3.1 智能观测系统

智能观测系统充分利用物联网技术和设备，构建气象智能观测网，解决地面气象观测自动站实时观测数据异常和缺测，提高实时观测数据的时效性、准确性和可用性，进而大幅提高采集数据的质量，实现观测精细化。并且可以根据实际需要进行远程控制和设备自检，提高自动站设备的稳定性，为气象灾害监测预警服务提供数据支撑。

3.2 数据传输系统

数据传输系统主要利用GMS、CDMA和气象卫星等网络，建立观测网站点与网络中心之间的信息传输，确保数据的安全、可靠和畅通。前端气象灾害监测可采用ZigBee无线传输技术组网并将传感信息互联上传，物联网网关设备将采集信息进行收集并通过3G、WLAN、北斗等通讯接口回传至网络中心。

3.3 智能数据处理系统

数据处理系统对前端传感设备采集的数据进行汇总分析，并通过专用的数据处理软件和特定的数据计算方法对实现监测数据进行智能分析，自动生成特定格式的灾情报文。最终发送给预警信息平台。

3.4 预警信息系统

根据实时数据自动预判灾害预警，及时会商，并利用现有自动化的网络通讯方式进行信息联动，确保政府和人民群众及时获得灾害预警信息。

4 结论

随着RFID技术、ZigBee技术、传感技术、纳米技术、无线通信技术等物联网及相关技术的快速发展，物联网在气象灾害监测预警体系中的应用将越来越广泛。气象灾害监测预警体系的可靠性、稳定性、实时性、准确性将得到大幅的提升。气象和有关部门可以通过物联网随时随地获知当前和未来一段时间的气象灾害预警信息。对提高灾害预警和防灾减灾提供了更为有效的技术保障，大大提高气象部门的精细化服务水平，为国家和人民群众减少或降低由于气象灾害带来的生命和经济损失。

参考文献：

[1] 董爱军，何施，易明.物联网产业化发展现状与框架体系初探[J].科学进步与对策，2011（14）：61-65.

[2] 王保云.物联网技术研究综述[J].电子测量与仪器学报物， 2009，23（12）：1-7.

[3] 梁慎青，李永生，李泽杰.探讨物联网技术在气象中的应用[J].电脑知识与技术，2013，9（15）：3646-3648.

[4] 王建宙.“物联网”将成为经济发展的又一驱动器[J]. IT时代周刊，2009（10）：20.

[5] 张霭琛.现代气象观测[M].北京：北京大学出版社，2008.