基于微信的“雨在哪”小程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

王家樂(lè)

摘要：近年來(lái)，智能手機(jī)應(yīng)用悄然興起，人們依賴(lài)手機(jī)獲取天氣實(shí)況愈來(lái)愈顯著。文章基于微信，研發(fā)了“雨在哪”微信小程序，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)蒙古自治區(qū)歷史、實(shí)時(shí)降水信息的展示，用戶(hù)可針對(duì)性對(duì)降水嚴(yán)重區(qū)域進(jìn)行防范，避免由于嚴(yán)重降水引起的各類(lèi)災(zāi)害。

關(guān)鍵詞：微信小程序;數(shù)據(jù)接口;降水產(chǎn)品

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）15-0082-03

1 背景

降水包括雨、雪、雨夾雪等相態(tài)，不同降水相態(tài)對(duì)應(yīng)的降水量級(jí)具有差異性，降水過(guò)度會(huì)嚴(yán)重影響人們的生活，造成不同程度的災(zāi)害，因此及時(shí)將降水相態(tài)、降水落區(qū)及降水的量級(jí)推送給社會(huì)活動(dòng)人員對(duì)氣象防災(zāi)減災(zāi)至關(guān)重要。近年來(lái)，通過(guò)智能手機(jī)的微信應(yīng)用獲取各種信息資源已經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)的主流趨勢(shì)，微信具有操作簡(jiǎn)便、交流高效、信息推送精準(zhǔn)等優(yōu)點(diǎn)，這些都為實(shí)現(xiàn)基于微信的“雨在哪”小程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“雨在哪”）奠定了基礎(chǔ)。本文將對(duì)該系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用進(jìn)行介紹。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

“雨在哪”微信小程序[1]主要基于氣象局內(nèi)部私有云平臺(tái)進(jìn)行建設(shè)，在公有云上適當(dāng)補(bǔ)充。數(shù)據(jù)環(huán)境主要基于內(nèi)蒙古氣象大數(shù)據(jù)云平臺(tái)-天擎數(shù)據(jù)環(huán)境，應(yīng)用軟件由微信小程序、接口應(yīng)用、后端數(shù)據(jù)處理應(yīng)用三部分組成。

微信小程序和接口應(yīng)用部署在公有云虛擬服務(wù)器上。前端部署負(fù)載均衡設(shè)備進(jìn)行任務(wù)調(diào)度，提供高并發(fā)訪(fǎng)問(wèn)下的數(shù)據(jù)分流處理。網(wǎng)絡(luò)入口處部署防火墻，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)攻擊攔截，既能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的高效傳輸，也能夠保證數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)的安全性。

后端數(shù)據(jù)處理應(yīng)用，基于處理服務(wù)組件，具備多并發(fā)實(shí)時(shí)處理功能。后端數(shù)據(jù)處理基于氣象局內(nèi)部私有云，根據(jù)業(yè)務(wù)需要獲取全區(qū)預(yù)報(bào)，實(shí)況，歷史降水信息，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析加工，生成可供應(yīng)用快速方便高效使用的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。隨著業(yè)務(wù)發(fā)展的需求和訪(fǎng)問(wèn)量的增加，可以擴(kuò)展處理服務(wù)器的數(shù)量。

2.2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)由基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)層、數(shù)據(jù)加工層、應(yīng)用接口層和展示層五個(gè)功能模塊組成。每個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)其特定的核心任務(wù)，下層為上層提供支撐，同時(shí)上層從下層獲得基礎(chǔ)數(shù)據(jù)并服務(wù)，功能模塊見(jiàn)圖1：

1）展示層

展示層是系統(tǒng)操作界面，面向的用戶(hù)是自治區(qū)級(jí)、盟市級(jí)和旗縣級(jí)從事氣象服務(wù)相關(guān)工作或社會(huì)活動(dòng)人員，用戶(hù)通過(guò)手機(jī)搜索“雨在哪”即可使用。

2）應(yīng)用接口層

應(yīng)用接口層是系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯處理的核心部分，采用REST服務(wù)方式實(shí)現(xiàn)與展示層的信息請(qǐng)求交互，該方式降低了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的復(fù)雜性和耦合度，提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。

3）數(shù)據(jù)加工層

數(shù)據(jù)加工層是對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)預(yù)處理，包括實(shí)況降水?dāng)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、歷史數(shù)據(jù)集解碼入庫(kù)、歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，最終生成有效的降水?dāng)?shù)據(jù)產(chǎn)品，應(yīng)用接口層基于此產(chǎn)品完成數(shù)據(jù)接口開(kāi)發(fā)。

4）數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)層

數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)層是進(jìn)行邏輯算法與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)環(huán)境的數(shù)據(jù)交互層，對(duì)各類(lèi)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行適配，本文應(yīng)用的數(shù)據(jù)庫(kù)為XUGU分布式數(shù)據(jù)庫(kù)和postgreSQL數(shù)據(jù)庫(kù)。為了保證氣象基礎(chǔ)數(shù)據(jù)使用安全，采用ETL從“天擎”數(shù)據(jù)環(huán)境抽取實(shí)況數(shù)據(jù)和建站以來(lái)的極端降水并加載至“雨在哪”數(shù)據(jù)環(huán)境。

5）基礎(chǔ)設(shè)施層

基礎(chǔ)設(shè)施層是支撐“雨在哪”微信小程序部署的軟硬件環(huán)境，部署在內(nèi)蒙古自治區(qū)氣象信息中心的虛擬化資源池，主要包括WEB服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。

3 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

3.1 “雨在哪”微信小程序基礎(chǔ)框架

微信小程序由邏輯層、視圖層和app文件組成[2]。邏輯層是用JavaScript代碼編寫(xiě)的js文件，實(shí)現(xiàn)頁(yè)面邏輯的編寫(xiě);視圖層由wxml和wxss組成，是面向用戶(hù)的頁(yè)面結(jié)構(gòu)和樣式，將邏輯數(shù)據(jù)反映成視圖展現(xiàn)給用戶(hù)，同時(shí)將用戶(hù)請(qǐng)求的事件發(fā)送給邏輯層;app文件是微信小程序的全局配置JSON文件，定義頁(yè)面文件的路徑、視圖的大小、網(wǎng)絡(luò)連接超時(shí)等信息。

3.2 基于A文件的歷史降水?dāng)?shù)據(jù)集制作

A文件的觀測(cè)數(shù)據(jù)由20個(gè)地面要素構(gòu)成，每個(gè)要素在文件中的排列順序是固定的。20個(gè)要素的名稱(chēng)（指示碼）排列順序如下：氣壓（P）、氣溫（T）、濕球溫度（I）、水汽壓（E）、相對(duì)濕度（U）、云量（N）、云高（H）、云狀（C）、能見(jiàn)度（V）、降水量（R）、天氣現(xiàn)象（W）、蒸發(fā)量（L）、積雪（Z）、電線(xiàn)積冰（G）、風(fēng)（F）、淺層地溫（D）、深層地溫（K）、凍土深度（A）、日照時(shí)數(shù)（S）、草面（雪面）溫度（B）。

歷史降水?dāng)?shù)據(jù)集的制作程序主要采用的是JAVA語(yǔ)言，遍歷建站以來(lái)的A文件資料，逐行讀取A文件內(nèi)容，當(dāng)解析到降水量（R）和天氣現(xiàn)象（W）指示碼后，提取的降水量和天氣現(xiàn)象數(shù)據(jù)制作數(shù)據(jù)產(chǎn)品，數(shù)據(jù)集制作完成后，按照站號(hào)、站名、觀測(cè)時(shí)間、降水量、降水相態(tài)降水經(jīng)由入庫(kù)程序?qū)懭氲綌?shù)據(jù)庫(kù)，處理流程見(jiàn)圖2：

3.3 基于ETL的歷史實(shí)時(shí)降水?dāng)?shù)據(jù)產(chǎn)品加工

ETL是Extraction-Transformation-Loading的縮寫(xiě)，中文名為數(shù)據(jù)抽取、轉(zhuǎn)換和加載[3]。利用ETL技術(shù)將氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)從天擎數(shù)據(jù)環(huán)境抽取出來(lái)，經(jīng)過(guò)一系列的融合轉(zhuǎn)換[4]，然后加載至“雨在哪”數(shù)據(jù)環(huán)境中，數(shù)據(jù)產(chǎn)品包括實(shí)時(shí)分鐘降水產(chǎn)品、實(shí)時(shí)小時(shí)降水產(chǎn)品、各個(gè)臺(tái)站24小時(shí)降水滾動(dòng)統(tǒng)計(jì)產(chǎn)品、各盟市24小時(shí)降水滾動(dòng)統(tǒng)計(jì)產(chǎn)品、歷史極值統(tǒng)計(jì)產(chǎn)品和歷史降水極值排名，主要流程見(jiàn)圖3。

1）數(shù)據(jù)抽取

為了保證數(shù)據(jù)正確性，逐時(shí)從天擎數(shù)據(jù)環(huán)境抽取中國(guó)地面分鐘資料、中國(guó)地面小時(shí)資料、中國(guó)地面日值資料，分鐘資料抽取近三小時(shí)數(shù)據(jù)、小時(shí)資料抽取近三天數(shù)據(jù)、日值資料抽取近一個(gè)月數(shù)據(jù)。

2）轉(zhuǎn)換加載

為了保證數(shù)據(jù)安全性，分鐘資料保留一天、小時(shí)資料保留三天?；谛r(shí)降水?dāng)?shù)據(jù)，逐時(shí)滾動(dòng)統(tǒng)計(jì)01-01、02-02……23-23的近24小時(shí)降水累計(jì)產(chǎn)品，該產(chǎn)品保存10天;基于近24小時(shí)降水累計(jì)產(chǎn)品，統(tǒng)計(jì)各盟市近24小時(shí)降水統(tǒng)計(jì)產(chǎn)品，內(nèi)容包括降水站點(diǎn)總數(shù)、降水量級(jí)劃分和最大降水及最大小時(shí)雨強(qiáng)等信息;基于歷史降水產(chǎn)品和日降水?dāng)?shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)各個(gè)臺(tái)站超歷史同期極值或超歷史同期極值的臺(tái)站及歷史降水量排名，加載至微信小程序數(shù)據(jù)環(huán)境。

3.4 “雨在哪”微信小程序接口實(shí)現(xiàn)

接口開(kāi)發(fā)采用JAVA語(yǔ)言，開(kāi)發(fā)框架是HttpServlet的web服務(wù)，主要由服務(wù)地址、接口ID、接口參數(shù)和返回格式四部分組成[5]。接口ID的命名能反映接口的基本功能、適應(yīng)的數(shù)據(jù)種類(lèi)和檢索條件等內(nèi)容，接口命名使用駝峰風(fēng)格（lowerCamelCase）;接口參數(shù)類(lèi)型分成了資料屬性、要素屬性、時(shí)間屬性、空間屬性，多個(gè)參數(shù)用&拼接;返回?cái)?shù)據(jù)格式為JSON。

服務(wù)接口路徑格式：（https：//wapp.tqonline.top/wx-miniprogram-rain-service-interface/preDistribution/接口ID/接口參數(shù)/返回格式）?；跉v史實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)產(chǎn)品，編寫(xiě)“雨在哪”微信小程序調(diào)用接口，實(shí)現(xiàn)小程序和后臺(tái)數(shù)據(jù)的交互，主要接口見(jiàn)表1：

4 系統(tǒng)展示效果

“雨在哪”微信小程序的首頁(yè)分為上中下三部分展示[6]，上部分是時(shí)間段選擇區(qū)域，tab標(biāo)簽切換顯示地圖上不同區(qū)域降水分布信息。中間部分為地圖顯示區(qū)域，展示所有站點(diǎn)降水情況，地圖左下角兩個(gè)圖標(biāo)，上圖標(biāo)為降水總覽，下圖標(biāo)為重置定位點(diǎn)。下部分為站點(diǎn)信息顯示區(qū)域，默認(rèn)顯示近24小時(shí)降水量實(shí)況，也可切換顯示分鐘降水量實(shí)況;向上滑動(dòng)顯示歷史降水量前五名出現(xiàn)時(shí)間和累計(jì)降水量;點(diǎn)擊“降水總覽”按鈕，進(jìn)入全區(qū)降水總覽頁(yè)面，可以查看全區(qū)最大降水量、最大降水強(qiáng)度、超極值降水臺(tái)站詳情及降水量級(jí)分布情況?！坝暝谀摹蔽⑿判〕绦蛘故疽?jiàn)圖4：

5 結(jié)束語(yǔ)

“雨在哪”微信小程序完成了歷史實(shí)時(shí)降水?dāng)?shù)據(jù)產(chǎn)品的制作，為小程序提供了高效的數(shù)據(jù)支撐。應(yīng)用方面不僅滿(mǎn)足了內(nèi)外部消息發(fā)布及溝通，而且降水實(shí)況信息可在微信內(nèi)被便捷獲取和傳播，同時(shí)結(jié)合訂閱號(hào)、企業(yè)號(hào)、服務(wù)號(hào)使用戶(hù)獲得更加便捷的使用體驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

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