基于百度地圖的氣象探測環(huán)境保護范圍計算系統(tǒng)開發(fā)

譚婷　張敏　肖美英

摘 要：《基于百度地圖的氣象探測環(huán)境保護范圍計算系統(tǒng)開發(fā)》是衡陽市氣象局在2016年下達的課題。考慮到氣象探測工作是整個氣象工作的前提和基礎(chǔ)，系統(tǒng)實現(xiàn)依托百度地圖進行氣象探測環(huán)境保護范圍內(nèi)障礙物距離的測量及障礙物控制高度計算的功能。

關(guān)鍵詞：百度地圖；氣象探測環(huán)境保護；范圍計算；系統(tǒng)

中圖分類號：P41 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20180733209

氣象探測工作是整個氣象工作的前提和基礎(chǔ)，為進一步加強氣象探測環(huán)境保護工作，減少或避免因城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)規(guī)劃建設(shè)項目導致氣象探測環(huán)境和設(shè)施受到影響和破壞，強制性國家標準《氣象探測環(huán)境保護規(guī)范地面氣象觀測站》（GB31221-2014） [1]、《氣象探測環(huán)境保護規(guī)范天氣雷達站》（GB 31223-2014）[2]已于2015年正式實施。本系統(tǒng)根據(jù)上述2項標準整理出地面氣象觀測站和天氣雷達站氣象探測環(huán)境保護范圍內(nèi)障礙物控制高度的具體計算方法，并依托百度地圖進行氣象探測環(huán)境保護范圍內(nèi)障礙物距離的測量及其控制高度的計算，以期為各級氣象部門開展氣象審查城市建設(shè)項目提供便利與技術(shù)支持。

1 百度地圖API簡介

百度地圖API是一套為開發(fā)者免費提供的基于百度地圖的應(yīng)用程序接口，包括JavaScript、ios、Andriod、靜態(tài)地圖、Web服務(wù)等多種版本，提供基本地圖、位置搜索、周邊搜索等多種搜索服務(wù)。使用前首先需要申請一個百度地圖的api key，并下載SDK開發(fā)包，然后才能引用百度SDK。

2 障礙物控制高度計算公式

2.1 地面氣象觀測站障礙物控制高度計算公式

基準站及基本站：H=h+D/10（50m≤D<2000m）

且H=h+0.087D（日出日落角度范圍內(nèi)）

一般站：H=h+D/8（30m≤D<800m）

且H=h+0.123D（日出日落角度范圍內(nèi)）

式中H為障礙物限制海拔高度，單位為m；h為觀測場海拔高度，單位為m；D為圍欄距離障礙物最近點與測量點垂線的水平距離，單位為m。

2.2 天氣雷達站障礙物控制高度計算公式

一級保護區(qū)：h2=h1-10λ（0

h2=h1+D/2-d×tan（180λ/πD）（D2/2λ+10λ/tan（180λ/πD）

式中h2為障礙物限制海拔高度，單位為m；λ為雷達工作波長，單位為m；h1為雷達天線口下沿點的海拔高度，單位為m；d為雷達天線口下沿點到物體最高點的水平距離，單位為m；D為雷達天線直徑，單位為m。

二級保護區(qū)：h3=h1+（D/2）×cosφ+[d+（D/2）×sinφ]×tan（φ-θ/2+β）（d>2D2/λ）

式中h3為障礙物限制海拔高度，單位為m；λ為雷達工作波長，單位為m；h1為雷達天線口下沿點的海拔高度，單位為m；d為雷達天線口下沿點到物體最高點的水平距離，單位為m；D為雷達天線直徑，單位為m；φ為雷達最低工作仰角，單位為度（°）；θ為雷達天線波束寬度，單位為度（°）；β為障礙物最高點對應(yīng)的遮擋仰角容限值，單位為度（°）。

3 系統(tǒng)功能介紹

3.1 地圖配置與操作

系統(tǒng)利用Javascript語言對百度地圖API進行調(diào)用，支持鼠標拖拽、顯示經(jīng)緯度信息等交互功能。地圖信息通過“僅從本地”“本地優(yōu)先”“僅從遠程”三種方式獲取。點擊鼠標右鍵，還可以實現(xiàn)“居中”“放大”“縮小”“清除標注”及“清除圖形”等功能。

3.2 地圖類型切換

系統(tǒng)根據(jù)需要實現(xiàn)普通矢量地圖和衛(wèi)星圖的切換，切換代碼如下。

mMapView=（MapView）findViewById（R.id.bmapView）；

mBaiduMap=mMapView.getMap（）；

//地圖

mBaiduMap.setMapType（BaiduMap.MAP_TYPE_NORMAL）；

//開啟交通圖

mBaiduMap.setTrafficEnabled（true）；

//衛(wèi)星圖

mBaiduMap.setMapType（BaiduMap.MAP_TYPE_SATELLITE）。

3.3 地面氣象觀測站障礙物控制高度計算

地面氣象觀測站分為基準站、基本站及一般站，在計算前先根據(jù)實際情況進行點選。以衡陽市國家基本氣象觀測站為例，輸入測站及障礙物的經(jīng)、緯度及海拔高度等相關(guān)信息并確定后，系統(tǒng)通過調(diào)用map.addControl（），自動在地圖上顯示以該站點為圓心的每個100m的同心圓及日出日落方位，每一個圓上標注其距測站距離及控制高度。根據(jù)系統(tǒng)計算結(jié)果運用Marker對障礙物坐標進行標注，運用Label在地圖上標注障礙物離觀測場的距離及控制高度，如圖1所示。

3.4 天氣雷達站障礙物控制高度計算

在計算天氣雷達站障礙物控制高度前，同樣首先點選天氣雷達站。以衡陽市天氣雷達站為例，輸入雷達站點及障礙物的相關(guān)信息及雷達的相關(guān)參數(shù)并確定后，系統(tǒng)運用同樣的方法自動在地圖上顯示雷達探測環(huán)境一級保護區(qū)及二級保護區(qū)，并根據(jù)系統(tǒng)計算結(jié)果標注出障礙物坐標點及其距雷達站的距離及控制高度，如圖2所示。

4 結(jié)語

目前該系統(tǒng)已經(jīng)完成開發(fā)，并進行了測試和修改，現(xiàn)已進入試運行階段。系統(tǒng)無特殊的硬件要求，無需安裝，任意一臺win7以上的電腦上只要安裝了NET Framework 4.5.2以上版本都可以直接運行。從試運行情況來看，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，滿足探測環(huán)境保護范圍內(nèi)障礙物控制高度計算等業(yè)務(wù)應(yīng)用需求，達到了系統(tǒng)設(shè)計目標和應(yīng)用要求。但該系統(tǒng)目前功能還不夠完善，比如雷達站方位寬度限制的計算等，今后將不斷增加系統(tǒng)的功能模塊，以解決更多實際工作中的問題。

參考文獻

[1]邵偉森，吳淑琴.談加強氣象探測環(huán)境及設(shè)施保護[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012（6）：33.

作者簡介：譚婷（1986-），女，綜合氣象觀測工程師。