智慧天气数据分析系统（测试项目）

项目介绍

智慧天气数据分析系统面向气象研究人员、环保部门和公众用户，实现了多源气象数据采集、历史数据分析和气象灾害预警功能。

项目采用Python+Flask+MySQL+Nginx架构，前端使用HTML+CSS+JavaScript构建响应式界面，后端通过Flask处理API请求和业务逻辑，MySQL存储气象历史数据和分析结果，并且引入了机器学习算法（随机森林和支持向量机）优化气象预测准确率。

参与模块：数据采集和数据清理、基于机器学习的气象预测算法、结合历史数据的气象灾害预警模型、ECharts可视化仪表盘（包含温度变化曲线、降水统计图和分布热力图）、系统部署采用Docker容器化技术，通过Nginx实现负载均衡和静态资源分发。

帆软大屏开发

数据表

ER图

1. 气象站点表 (dim_weather_station)

字段名	类型	描述	键类型	示例值
station_id	VARCHAR2(10)	气象站唯一编码	主键	GX001
station_name	VARCHAR2(50)	气象站名称		南宁站
city	VARCHAR2(20)	所属城市		南宁
latitude	NUMBER	纬度坐标		22.82
longitude	NUMBER	经度坐标		108.36

作用：存储气象站点基本信息，作为其他表的外键关联基础。

-- 1. 气象站点维度表 (主维度表)
CREATE TABLE dim_weather_station (
    station_id     VARCHAR2(10) PRIMARY KEY,
    station_name   VARCHAR2(50),
    city           VARCHAR2(20),
    latitude       NUMBER,
    longitude      NUMBER
);

2. 实时天气观测表 (fact_weather_observation)

字段名	类型	描述	键类型	示例值
observation_id	NUMBER	观测记录ID	主键	1
station_id	VARCHAR2(10)	气象站ID	外键	GX001
observation_time	TIMESTAMP	观测时间		2025-06-20 14:00
temperature	NUMBER	温度(℃)		28.5
humidity	NUMBER	湿度(%)		65
precipitation	NUMBER	降水量(mm)		0.0

作用：存储实时天气数据，每分钟更新一次。

-- 2. 实时天气观测表 (主事实表)
CREATE TABLE fact_weather_observation (
    observation_id   NUMBER PRIMARY KEY,
    station_id       VARCHAR2(10) REFERENCES dim_weather_station(station_id),
    observation_time TIMESTAMP,
    temperature      NUMBER,
    humidity         NUMBER,
    precipitation    NUMBER
);

3. 天气预报表 (fact_weather_forecast)

字段名	类型	描述	键类型	示例值
forecast_id	NUMBER	预报记录ID	主键	1
station_id	VARCHAR2(10)	气象站ID	外键	GX001
forecast_time	TIMESTAMP	预报时间点		2025-06-21 08:00
temp_high	NUMBER	预测最高温(℃)		32
temp_low	NUMBER	预测最低温(℃)		25

作用：存储未来天气预报数据。

-- 3. 天气预报表
CREATE TABLE fact_weather_forecast (
    forecast_id     NUMBER PRIMARY KEY,
    station_id      VARCHAR2(10) REFERENCES dim_weather_station(station_id),
    forecast_time   TIMESTAMP,
	weather         VARCHAR2(20),
    temp_high       NUMBER,
    temp_low        NUMBER
);

4. 历史天气统计表 (fact_historical_summary)

字段名	类型	描述	键类型	关联点
summary_id	BIGINT	主键（自增）	主键	3001
station_id	VARCHAR(10)	关联气象站	外键	GX001
date	DATE	统计日期	非空	2025-06-19
avg_temp	DECIMAL(4,1)	日均温(℃)		29.1
max_temp	TINYINT	日最高温(℃)		35
min_temp	TINYINT	日最低温(℃)		24
total_rainfall	DECIMAL(6,1)	累计降水量(mm)		12.5
rainfall_hours	NUMBER(3)	降雨时长(小时)		2
avg_humidity	NUMBER(3)	平均湿度(%)		60
min_humidity	NUMBER(3)	最小湿度(%)		30
weather_condition	VARCHAR2(20)	主要天气状况		晴/雨/多云等
extreme_weather	VARCHAR2(50)	极端天气事件		雷暴/冰雹/大雾等

作用：存储历史天气统计数据，按日汇总。

-- 4. 历史天气统计表
CREATE TABLE fact_historical_summary (
    summary_id        NUMBER PRIMARY KEY,
    station_id        VARCHAR2(10) REFERENCES dim_weather_station(station_id),
    summary_date      DATE NOT NULL,
    -- 温度指标
    avg_temp          NUMBER(4,1),   -- 日平均温度
    max_temp          NUMBER(4,1),   -- 日最高温度
    min_temp          NUMBER(4,1),   -- 日最低温度
    -- 降水指标
    total_rainfall    NUMBER(6,1),   -- 日总降水量(mm)
    rainfall_hours    NUMBER(3),     -- 降雨时长(小时)
    -- 湿度指标
    avg_humidity      NUMBER(3),     -- 平均湿度(%)
    min_humidity      NUMBER(3),     -- 最小湿度(%)
    -- 天气现象
    weather_condition VARCHAR2(20),  -- 主要天气状况(晴/雨/多云等)
    extreme_weather   VARCHAR2(50),  -- 极端天气事件(雷暴/冰雹/大雾等)
    -- 约束
    CONSTRAINT uk_hist_unique UNIQUE (station_id, summary_date)
);

5. 气象灾害预警表 (dim_weather_alert)

字段名	类型	描述	键类型	示例值
alert_id	VARCHAR2(20)	预警ID	主键	ALERT001
station_id	VARCHAR2(10)	气象站ID	外键	GX001
alert_type	VARCHAR2(20)	预警类型		暴雨预警
issue_time	TIMESTAMP	发布时间		2025-06-20 13:30

作用：存储气象灾害预警信息。

-- 5. 气象灾害预警表
CREATE TABLE dim_weather_alert (
    alert_id        VARCHAR2(20) PRIMARY KEY,
    station_id      VARCHAR2(10) REFERENCES dim_weather_station(station_id),
    alert_type      VARCHAR2(20),
    issue_time      TIMESTAMP
);

大屏效果展示

实时天气（左上滚动屏）

数据库查询语句

SELECT
    s.station_name AS "气象站名称",
    s.city AS "所在城市",
    o.observation_time AS "观测时间",
    o.temperature AS "温度(℃)",
    o.humidity AS "湿度(%)",
    o.precipitation AS "降水量(mm)"
FROM fact_weather_observation o
JOIN dim_weather_station s ON o.station_id = s.station_id
ORDER BY o.observation_time DESC

滚动效果:添加事件（初始化后）写入如下代码：

setTimeout(function(){
     _g().getWidgetByName('实时天气数据').startMarquee()
}, 500);

天气预报（右上角滚动屏）

数据库查询语句

SELECT
    f.forecast_id AS "预报ID",
    s.city AS "城市",
    f.forecast_time AS "预报时间",
    f.weather AS "天气",
    f.temp_high AS "最高温度",
    f.temp_low AS "最低温度"
FROM fact_weather_forecast f
JOIN dim_weather_station s ON f.station_id = s.station_id
ORDER BY f.forecast_time ASC

气象灾害预警（右下角滚动屏）
数据库查询语句

SELECT
    a.alert_id AS "预警ID",
    s.city AS "城市",
    a.alert_type AS "预警类型",
    a.issue_time AS "发布时间"
FROM dim_weather_alert a
JOIN dim_weather_station s ON a.station_id = s.station_id
ORDER BY a.issue_time DESC

地图

设置图表切换属性为按钮，实现点击切换展示降雨量、湿度、温度、气象站点

地图根据值设置渐变效果

其中降雨量、湿度、温度使用实时天气数据的查询语句结果，气象站点使用以下查询数据库语句：

SELECT 
    station_id AS "站点ID",
    station_name AS "气象站名称",
    city AS "所属城市",
    longitude AS "经度坐标",
    latitude AS "纬度坐标",
    longitude || ',' || latitude AS "经纬度坐标"
FROM dim_weather_station

左下图表

图表切换属性为轮播

自定义鼠标悬浮时的提示，可使用富文本

中下方查询模块

默认展示某日历史数据，通过设置城市、日期、类型三个参数可查询展示对应数据

四个类型需分别设置四个表单放置在相同位置，通过类型下拉框选中的值（控件名stype）控制展示哪张表，每张表选中所有单元格并添加条件属性使行高为0（隐藏），条件公式为：$stype!=”历史数据” （以历史数据查询结果表为例，当类型下拉控件为选择“历史数据”时，隐藏该表）

各表使用的数据库查询语句如下：

-- 历史数据表单中的数据集
SELECT *
FROM fact_historical_summary h
JOIN dim_weather_station s ON h.station_id = s.station_id
WHERE 1=1
${if(city == "",""," AND s.city IN ('"+city+"')")}
${if(date == "",""," AND h.summary_date = TO_DATE('"+date+"','YYYY-MM-DD')")}

-- 天气预报表单中的数据集
SELECT *
FROM fact_weather_forecast f
JOIN dim_weather_station s ON f.station_id = s.station_id
WHERE 1=1
${if(city == "",""," AND s.city IN ('"+city+"')")}
${if(date == "",""," AND TRUNC(f.forecast_time) = TO_DATE('"+date+"','YYYY-MM-DD')")}

-- 灾害预警表单中的数据集
SELECT *
FROM dim_weather_alert a
JOIN dim_weather_station s ON a.station_id = s.station_id
WHERE 1=1
${if(city == "",""," AND s.city IN ('"+city+"')")}
${if(date == "",""," AND TRUNC(a.issue_time) = TO_DATE('"+date+"','YYYY-MM-DD')")}

-- 气象站点表单中的数据集
SELECT *
FROM dim_weather_station
WHERE 1=1
${if(city == "",""," AND city IN ('"+city+"')")}

${if(city == “”,””,” AND city IN (‘“+city+”‘)”)}
为确保以上语句生效需要设置城市下拉复选框的返回值分隔符为','
否则可能需要改为${if(city == “”,””,” AND s.city IN (‘“+city.replace(“,”,”‘,’”)+”‘)”)}

没有数据提示

以历史数据为例，在数据栏下添加一栏合并居中的“没有数据”提示，并添加行高为0的条件属性，条件为：len(A2)!=0 （即当A2有数据时，隐藏该提示）

填报按钮

需要另外创建四个对应类型的填报表单，模板数据集同使用以上查询功能的查询语句
点击填报按钮后获取城市、日期、类型的值，并打开对应表单对话框
填报按钮的事件代码如下：

// 获取当前选择的查询类型
var selectedType = this.options.form.getWidgetByName("stype").getValue();

// 安全获取城市值（兼容单选/多选/空值）
var cityValue = this.options.form.getWidgetByName("scity").getValue();
var cityParam = "";

// 处理不同类型的返回值
if (Array.isArray(cityValue)) {
    cityParam = cityValue.join(","); 
} else if (cityValue && typeof cityValue === "string") {
    cityParam = cityValue;
} // 空值保持为空字符串

// 获取当前选择的日期（直接使用字符串值）
var selectedDate = this.options.form.getWidgetByName("sdate").getValue();
var dateParam = selectedDate || "";

// 确保日期格式正确（去除时间部分）
if (dateParam && dateParam.length > 10) {
    dateParam = dateParam.substring(0, 10);
}

// 根据查询类型打开对应表单
var formPath = "";
var formTitle = "";

switch(selectedType) {
    case "历史数据":
        formPath = "历史数据填报.cpt";
        formTitle = "历史数据填报";
        break;
    case "天气预报":
        formPath = "天气预报填报.cpt"; // 确保添加了.cpt扩展名
        formTitle = "天气预报填报";
        break;
    case "灾害预警":
        formPath = "灾害预警填报.cpt";
        formTitle = "灾害预警填报";
        break;
    case "气象站点":
        formPath = "气象站点填报.cpt";
        formTitle = "气象站点填报";
        break;
    default:
        FR.Msg.alert("提示", "请先选择查询类型");
        return;
}

// 构建参数对象
var params = {
    city: cityParam,
    date: dateParam
};

// 打开表单对话框
	FR.doHyperlinkByPost({
	    url: "${servletURL}?reportlet=" + formPath + "&op=write",
	    para: params, 
	    target: "_dialog",
	    feature: {
	        title: formTitle,
	        width: 1200,
	        height: 700
	    }
	});

每个表单需要在 模板-模板参数 中设置两个模板参数（city、date）

各表单设计（同6.17填报设计）

效果展示