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在线地图中的气象信息管理系统

摘要:随着国家信息化建设力度的不断加强,有越来越多的气象综合观测系统得以建立和完善。全国各地观测收集了大量的气象信息。而随着国民经济的不断发展,社会对于气象信息系统的需求不断提高,因此现有的气象信息系统越来越难以满足社会不同层面的需求。本文通过利用较为成熟的在线地图与气象信息进行结合,开发了一款简单易用、界面友好、性能优良的气象信息管理系统。

关键词:信息系统,数据管理,气象数据

随着信息时代的不断加强,气象信息对社会发展及生产生活扮演着越来越重要的作用。因此开发简单易用,便于普及的气象信息管理系统具有十分重要的现实意义。通过对现阶段市面上气象信息系统的现状,笔者总结了目前气象软件主要存在的如下几点问题:(1)服役时间长,维护成本高。在很多地方的气象监测站点中,正在使用的气象管理软件服役年限已经十分久远,只能满足一些基本的工作需要,很难实现软件功能的定制,甚至有的地方气象信息的收集和交流还是通过纸质文件进行。因为系统的投入时间长,当时设计的系统架构、实现方式可能已经不再适用于当前的现状。而因为长期运行,随着时间逐渐暴露出很多的问题,给维护人员带来不小的压力。同时随着维护频率的不断增高,也给维护成本带来极大的负担。(2)软件的跨平台性能较差。在过去的软件设计过程中并没有意识到互联网发展到今天的局面,因此很多软件只能在某种特定的平台下运行。而众所周知,在信息安全形式日趋严峻的当下,定期的对软件和操作系统进行常规性的升级维护才能降低被侵犯的风险。伴随着当下嵌入式、移动端系统的兴起,也日渐暴露出旧款软件存在的弊端,如果不能开发出新兴平台上稳定运行的系统软件,将会流失大量的现有用户和潜在用户。(3)功能单一,软件间交互差。由于不同软件的功能在使用上也存在着很多的差异性,有的功能丰富,有的匮乏,往往总会出现一款软件满足不了用户的全部需求。而常见的解决办法就是要在一个系统上同时安装几款不同的软件,而这一目的仅仅只是为了实现功能上的互补。这对用户及相关硬件设备而言又是一种巨大的浪费。而有的软件在交互的时候只能通过网络协议,而有的只能支持XML或者数据库才能达到目的。这样导致不同软件之间很难实现信息的交互,很难达到真正的信息共享。这些信息交互方面的屏障会使信息的价值因为软件间的信息无法共享而大大降低。(4)交互性差,界面不友好。软件的交互性也存在着极大的差异,这种差异最直观的表现就是用户在使用上的感觉差异明显。其中部分软件在设计之初就没考虑用户的使用习惯,以及用户的审美观感。在审美标准不断提高的当下,缺少界面友好性方面的考虑,即使软件做的再好,也只是相关功能的堆砌,这也使软件的用户口碑及用户好感度大大降低。

1系统开发环境介绍

1.1QT简介

Qt向开发人员提供了可以轻松设计现代GUI和开发应用程序所必需的多种API。Qt可用于开发C++应用程序,也可使用QtQuick进行开发。Qt可以跨平台使用网络、图形图像、数据库、OpenGL/ES、WebKit、HTML5、多媒体等多种API创建应用程序,并将之应用于多种平台,且可在各平台使用统一的IDE工具。正是由于Qt这一工具的易用性和便捷性,因此在开发系统的过程中使用Qt作为图形界面的开发工具。

1.2MySQL数据库

MySQL是一个流行的开放源码的小型关联式数据库管理系统,目前其被广泛地应用在Internet上的中小型网站中。MySQL具有体积小、速度快、总体拥有成本低的优点,更重要的是其开放源码这一特点,吸引了大量为降低网站的运营成本的中小型网站,也因为其快速的入门,使得大量的开发人员在进行系统开发的时候选择了它。

2系统分析

2.1系统结构设计分析

20世纪80年代诞生了一种新的设计模式即C/S模式,这种模式也是伴随着网络数据库和桌面图形交互窗口及软件开发技术的发展而逐渐成长起来。在这种模式下,网络中的计算机简单的可以认为由客户机和服务器两部分组成.在C/S结构中,装在客户本地计算机上的客户端与装在远程计算机的数据库服务器通过计算机网络连接,而服务器的职责在于对用户数据处理。客户端的主要职责就是负责与用户直接交互,将用户的操作转换成相应的指令而后通过网络向远程的服务器发送用户请求。

2.2系统性能分析

在对现有其他类似系统进行分析后,本系统具有如下显著特点:跨平台特性:面对目前不同用户使用软件的操作系统不同,硬件条件不同,所以如果对每个系统下都要开发出同一款软件而言,不论从经济,还是从时效性上都是不允许的。因此软件的跨平台的运行,使得开发的周期和开发的成本降低,这样就可以在最短时间占领一定的市场份额。针对以往气象系统的弊端,本系统在设计之初就考虑到这一点。在编程语言的选择上,选取了具有跨平台特性的QT,前期在一种环境下开发,调试,测试。当软件成型之后,通过代码的简单调整,就可以轻松的在其他系统,其他硬件上正常运行,确保软件在用户体验方面能够取得良好的效果。移动终端是目前比较火热的一种使用方式,而QT编写的程序也可以在移动端上运行,这样从桌面电脑到移动终端的覆盖,可以让用户在软件的使用上多了些选择。模块化的设计:将系统功能自上而下的进行划分,将复杂的问题层层抽取,层层剥离,将系统划分成若干个独立的小模块,模块之间通过一定的数据接口,状态组合成不同的系统。这样给用户的感觉是系统不是简单的功能上的堆砌,而是可以给用户留有一定的选择空间,可以让用户根据自己的需要随时的定制软件。与此同时设计之初还应该兼具未来软件的成长空间,留有一定的内部扩展接口,为未来软件的升级做准备。良好的版面布局:软件的数量多可以让用户在使用的时候多了几分选择,而如果要让用户选择一款软件,具有完善的功能只是一个方面,更为重要的是软件的整体设计是否符合一个用户的使用习惯。为了让用户可以拥有统一的操作体验,在吸取以前软件无良好的交互页面的教训之后,能够在编码之前,对页面的布局有个大体的规划,可以通过对其他软件设计进行参考,将优点吸取作为自己所用。在软件设计时需要注意用户的使用习惯,突出重要的内容和设置选项,将最常用的一些按钮,设置项放在较为醒目的位置。系统整体的颜色设置上要合理搭配,注意用户第一眼的感受。与此同时,该软件还应该兼具和其他软件交互的能力,方便用户将数据信息从其他的数据库转移到此软件之上。

2.3系统需求分析

在下面的用例图中,显示了用户能直接操作的软件模块,以及各个模块之间的依赖关系,直观的表现了系统的框架。2.4数据库设计从系统易用性的角度进行考虑,本系统最终将数据表设计成4张,在这四张表中,数据与数据之间存在着1对1关联,1对N关联。在下文中笔者将以地点信息表为例对数据库表格进行介绍。该表主要用于存放收藏的地点基本信息,如包含了地点名称、经度值、纬度值等数据字段。

3系统功能划分

本系统主要的受众人群为大众用户,因此在设计功能时结合相关人群的实际需求,力求功能围绕需求而展开。依据前期调研和需求分析,本文开发的系统主要包含以下功能:

3.1添加地点功能

启动程序之后,将会为用户呈现一幅占满屏幕的地图界面,用户可以在地图上利用鼠标滚轮进行缩放,利用鼠标左键进行拖拽。当用户看到想添加的地点名称之后,就可以利用鼠标左键在目标地点单击,系统默认会将鼠标点击的位置通过算法计算出实际的经度和纬度值,用户在弹出的对话框中输入此地点的名称。随即用户可将当前地点添加到收藏夹,方便以后对此地点的统一管理,可以将多个地点添加到收藏夹。

3.2收藏夹管理功能

收藏夹中保存了用户历史收藏的地点,可以在用户的收藏夹中做统一显示,其中的每个地点栏目都会显示地点的名称及天气状况。系统同时提供了用户对收藏夹的删除功能,当点击整理功能之后,可将不需要的地点通过收藏夹从地图上移除。由于收藏夹的空间所限,故而暂定让用户最多收藏20个地点。

3.3天气查看功能

用户通过点击地图上添加的地点,可以查看该地点的当前日期下的详细天气信息,如温度、风速、湿度、PM2.5值等信息。同时也向用户提供了该地点未来七日的变化情况,方便用户其他用途的参考。

3.424小时天气功能

用户点击某地之后,可以显示当前地点今日24小时各个时间段的基本信息,如温度、风速等。同时会根据当前系统时间的小时数,高亮显示出当前日期时段的气象信息。

3.5历史信息查看功能

用户通过点击某地之后,可以方便的查看本地的历史信息的图谱分析,主要提供了温度和降雨量的查看。而提供的显示方式有多种,如直方图,折线图,饼图等。同时支持鼠标点击功能。多种的表现方式,可以将以前冷冰冰的数据表现的生动起来,让用户一眼就可以了解当前地点的信息。3.6系统设置功能该功能主要是实现用户对软件定制,用户可以根据自己的需要来手动的打开或者关闭某些功能,以及对切换动画,历史收藏夹存储的地点数量等进行修改。此外还可以手动刷新所有的信息,让数据库中的信息达到目前最新状态。

4结束语

本系统主要使用QT编程技术与在线地图相结合的方式,通过对以前气象系统的弊端的改进,使系统在兼具普通地理位置信息气象查询功能之外,因对QT技术的引进,使得在系统对数据展现方式和效果上有大幅的提升,另外对于未来功能的预留,让软件本身的生命得以继续延长,从而为用户的使用提供更加长远的保证。

参考文献:

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[2]赵冰,崔鑫,谢寒生.海南气象信息传输实时监控系统的设计与实现[J].计算机技术与发展,2017(10):193-196.

[3]封锴,张中平,秦明,等.小型综合气象系统的研究与开发[J].仪表技术与传感器,2009(S1):350-352.

作者:姬庆庆 王祎宁 张曼 张通 张伟捷 单位:中国科学院大学 中国科学院计算技术研究所前瞻研究实验室 北京工业大学信息学部 北京工业大学环境与能源工程学院

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