基于百度地图的气象探测环境保护范围计算系统开发

谭婷　张敏　肖美英

摘 要：《基于百度地图的气象探测环境保护范围计算系统开发》是衡阳市气象局在2016年下达的课题。考虑到气象探测工作是整个气象工作的前提和基础，系统实现依托百度地图进行气象探测环境保护范围内障碍物距离的测量及障碍物控制高度计算的功能。

关键词：百度地图；气象探测环境保护；范围计算；系统

中图分类号：P41 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20180733209

气象探测工作是整个气象工作的前提和基础，为进一步加强气象探测环境保护工作，减少或避免因城市、乡镇规划建设项目导致气象探测环境和设施受到影响和破坏，强制性国家标准《气象探测环境保护规范地面气象观测站》（GB31221-2014） [1]、《气象探测环境保护规范天气雷达站》（GB 31223-2014）[2]已于2015年正式实施。本系统根据上述2项标准整理出地面气象观测站和天气雷达站气象探测环境保护范围内障碍物控制高度的具体计算方法，并依托百度地图进行气象探测环境保护范围内障碍物距离的测量及其控制高度的计算，以期为各级气象部门开展气象审查城市建设项目提供便利与技术支持。

1 百度地图API简介

百度地图API是一套为开发者免费提供的基于百度地图的应用程序接口，包括JavaScript、ios、Andriod、静态地图、Web服务等多种版本，提供基本地图、位置搜索、周边搜索等多种搜索服务。使用前首先需要申请一个百度地图的api key，并下载SDK开发包，然后才能引用百度SDK。

2 障碍物控制高度计算公式

2.1 地面气象观测站障碍物控制高度计算公式

基准站及基本站：H=h+D/10（50m≤D<2000m）

且H=h+0.087D（日出日落角度范围内）

一般站：H=h+D/8（30m≤D<800m）

且H=h+0.123D（日出日落角度范围内）

式中H为障碍物限制海拔高度，单位为m；h为观测场海拔高度，单位为m；D为围栏距离障碍物最近点与测量点垂线的水平距离，单位为m。

2.2 天气雷达站障碍物控制高度计算公式

一级保护区：h2=h1-10λ（0

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

式中h2为障碍物限制海拔高度，单位为m；λ为雷达工作波长，单位为m；h1为雷达天线口下沿点的海拔高度，单位为m；d为雷达天线口下沿点到物体最高点的水平距离，单位为m；D为雷达天线直径，单位为m。

二级保护区：h3=h1+（D/2）×cosφ+[d+（D/2）×sinφ]×tan（φ-θ/2+β）（d>2D2/λ）

式中h3为障碍物限制海拔高度，单位为m；λ为雷达工作波长，单位为m；h1为雷达天线口下沿点的海拔高度，单位为m；d为雷达天线口下沿点到物体最高点的水平距离，单位为m；D为雷达天线直径，单位为m；φ为雷达最低工作仰角，单位为度（°）；θ为雷达天线波束宽度，单位为度（°）；β为障碍物最高点对应的遮挡仰角容限值，单位为度（°）。

3 系统功能介绍

3.1 地图配置与操作

系统利用Javascript语言对百度地图API进行调用，支持鼠标拖拽、显示经纬度信息等交互功能。地图信息通过“仅从本地”“本地优先”“仅从远程”三种方式获取。点击鼠标右键，还可以实现“居中”“放大”“缩小”“清除标注”及“清除图形”等功能。

3.2 地图类型切换

系统根据需要实现普通矢量地图和卫星图的切换，切换代码如下。

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

mBaiduMap=mMapView.getMap（）；

//地图

mBaiduMap.setMapType（BaiduMap.MAP_TYPE_NORMAL）；

//开启交通图

mBaiduMap.setTrafficEnabled（true）；

//卫星图

mBaiduMap.setMapType（BaiduMap.MAP_TYPE_SATELLITE）。

3.3 地面气象观测站障碍物控制高度计算

地面气象观测站分为基准站、基本站及一般站，在计算前先根据实际情况进行点选。以衡阳市国家基本气象观测站为例，输入测站及障碍物的经、纬度及海拔高度等相关信息并确定后，系统通过调用map.addControl（），自动在地图上显示以该站点为圆心的每个100m的同心圆及日出日落方位，每一個圆上标注其距测站距离及控制高度。根据系统计算结果运用Marker对障碍物坐标进行标注，运用Label在地图上标注障碍物离观测场的距离及控制高度，如图1所示。

3.4 天气雷达站障碍物控制高度计算

在计算天气雷达站障碍物控制高度前，同样首先点选天气雷达站。以衡阳市天气雷达站为例，输入雷达站点及障碍物的相关信息及雷达的相关参数并确定后，系统运用同样的方法自动在地图上显示雷达探测环境一级保护区及二级保护区，并根据系统计算结果标注出障碍物坐标点及其距雷达站的距离及控制高度，如图2所示。

4 结语

目前该系统已经完成开发，并进行了测试和修改，现已进入试运行阶段。系统无特殊的硬件要求，无需安装，任意一台win7以上的电脑上只要安装了NET Framework 4.5.2以上版本都可以直接运行。从试运行情况来看，系统运行稳定，满足探测环境保护范围内障碍物控制高度计算等业务应用需求，达到了系统设计目标和应用要求。但该系统目前功能还不够完善，比如雷达站方位宽度限制的计算等，今后将不断增加系统的功能模块，以解决更多实际工作中的问题。

参考文献

[1]邵伟森，吴淑琴.谈加强气象探测环境及设施保护[J].科技创新与应用，2012（6）：33.

作者简介：谭婷（1986-），女，综合气象观测工程师。