基于虚拟现实技术的气象科普服务云平台项目情况

一、总体完成情况

（一）项目基本情况

随着科学技术的不断进步，多媒体技术、人机交互技术、虚拟现实技术、增强现实技术等在移动互联网的应用日趋完善，科学普及也发生了革命性变化，“数字化”、“移动化”和“社交化”成为新时期科普宣传教育的显著特征，基于互联网的虚拟科普展示平台作为一种新颖的网络互动平台，在发挥宣传、教育等功能方面越发体现出其优越性，成为互联网宣传、教育的主阵地。

为推进新时代基层科普工作模式转型升级，按照“2021-2025 年全国科普示范县（市、区）标准”，在新河县委县政府、邢台市科学技术协会、邢台市气象局的大力支持下，新河县科学技术协会、新河县气象局拟开发基于虚拟现实技术的气象科普服务云平台，助力全国科普示范县创建工作，提升公众科学素养。该平台依托计算机图形学技术在互联网构建虚拟展示平台，分为序言、气象历史沿革、观云测天、人工影响天气、气象科普知识、新河人文历史、董振堂红色文化、碳达峰和碳中和等 8 大部分，通过虚拟现实技术等，以文字、声音、图片、视频等形式将气象科普知识纳入虚拟展示平台，促使气象科普宣传走向互联网，开创基层科普宣传教育工作新局面。

（二）项目完成情况

气象科普服务云平台建设在新河县气象局，利用计算机图形学技术在互联网构建虚拟科普展示平台，通过虚拟现实技术等将科普资源移植到互联网上进行展示，使得公众能够在虚拟空间中享受“科普盛宴”。主要包括以下三大模块和19个子模块。

（1）序厅

当参观者通过线上来到虚拟气象科普展厅中，首先处于的位置是序厅，序厅包含一个起始展厅、转角和长廊，共包含8个子模块。起始展厅包含序言部分、形象墙和董振堂红色文化。序言主要介绍本科普服务平台建设的目的、功能以及气象工作的意义，形象墙奠定了整个展厅的大气科学化的基本格调，董振堂红色文化主要介绍被中宣部、中组部等11个部门评选为“100位为新中国成立作出突出贡献的英雄模范人物”董振堂的事迹。序厅转角和长廊主要包含党建宣传、国家领导对气象工作的关怀、新河人文历史、古代气象发展史和新中国气象事业发展史5个部分，主要展示古代、近代、新中国气象事业的发展历史，新中国成立以来党和国家历届领导人对气象工作的关怀，还包含了一些新河气象灾害风险普查成果。

（2）“百年风华”主题厅

百年风华主题厅包含气象设备介绍和风云科普。主要展示空、天、地一体化立体探测系统，介绍各类观测设备的“前世今生”，让参观者能够更好地了解气象设备更新迭代。

（3）“博识洽闻”主题厅

“博识洽闻”主题厅是展厅的主厅部分，包含三个模块的气象知识9个方面气象知识。

第一个模块包含看云识天、农业科普、人工影响天气、天气预报的制作、四季的成因5个方面的知识点，例如看云识天主要介绍各种云的类型；人工影响天气主要介绍人工影响天气的目的、意义及发展历史，介绍新河人工影响天气工作的现状，并让公众能直观体验人工增雨的过程。农业科普内容为公众科普大田作物以及火龙果、赤松茸等特色作物农业气象知识等。这一区域主要介绍与人们生活息息相关的一些气象知识，能够让参观者不断提升对于气象知识的兴趣。

第二个模块则是主要对气象灾害方面进行科普，包含影视节目中各种气象符号的意义、灾害性天气种类及次生衍生灾害、气象灾害预警、雷电防护知识。该模块主要介绍灾害性天气种类及其可能造成的各种次生衍生灾害、气象灾害预警信号的种类和防范建议、影视节目中各种天气符号的含义、雷电防护知识等气象科普知识。通过该模块气象知识的普及，能够帮助人们减少在遇到自然灾害时的风险。

第三个模块是当前热点问题——碳达峰和碳中和：主要介绍什么是碳达峰和碳中和，碳达峰和碳中和的关系，为什么要提出碳达峰和碳中和的愿景，如何实现碳达峰和碳中和以及公众如何响应碳达峰和碳中和等。此模块将气象知识与当前绿色发展的热点充分联系起来，拓展气象科普的深度。

（三）项目宣传情况

为了便于大家登陆阅览，制作宣传海报，扫二维码即可登陆云平台，在本地最权威的“新河发布”公众号专题宣传云科普平台，并在邢台市委办公室印发的《每日要情》《要情快报》刊登云平台信息，同时通过新河气象公众号、微博、微信、融媒体等宣传推广。充分利用科普进农村、气象科普进校园等活动对气象科普云平台进行观看，号召全县169名气象网格员进行推广，县教育局、应急局等相关部门也协助宣传推广，大大提高了科学知识传播能力，辐射周边6个乡镇、10余所学校，直接受益人口1万余人，从而提升基层科普服务的覆盖面、实效性和获得感，构建普惠共享的气象科普宣传新格局。

二、取得的重要成果及效益

（一）主要成果产出情况

虚拟现实技术有较为突出的三个特点，即：交互性、沉浸性和想象性。交互性是指参与者可以自然方式与虚拟环境之间交互，这样的交互形式比平面图形交互形式更丰富生动;沉浸性又称临场感、浸入性，是指虚拟环境能够带给参与者身怕县说的体验，从而产生与真实世界一样的感觉;想象性使得参与者从被动转为主动接受事物，通过感性与理性认识主动探寻信息，深化概念并进而产生认知上的新意和构想。

（二）成果应用及其经济社会效益

1.虚拟现实技术的传播价值

虚拟现实技术的传播价值主要体现在以下三个方面。

首先，更新了传播方式。传播方式不再是单向、被动地传播，而变为了双向、主动地传播，传播者与参与者可以互动，使传播信息具有流动性。

其次，刺激多元化传播手段产生。虚拟现实技术无疑是现代科技的一种传播形式，将会刺激产生新的传播形式，传播将具有更广的参与度和更大的包容性。

最后，为自媒体提供丰富资源。参与者可以通过各种自媒体平台对其他受众群体进行二次传播，扩大了传播的广度和深度，传播行为更加个性化。

2.虚拟现实技术的应用

虚拟现实技术能够很好地还原和再现真实的世界，并且因其良好的交互性，使其可以在各领域中得到广泛应用，甚至深刻影响和改变各个领域现有局面。随着科技进步、技术融合及人类不断的尝试与探索，虚拟现实技术在各个领域都有极大发展。

3.虚拟现实技术在气象科普领域尝试

虚拟现实技术近年来开始被应用于气象领域。有利用虚拟现实技术对天气现象、天气系统和数值预报产品进行模拟的，也有将虚拟现实技术应用于气象影视宣传方面进行节目制作。目前气象部门科普产品大多围绕在图书、宣传折页、展板等方面，手段和形式较为传统，虚拟现实技术在气象科普领域尝试较少。将虚拟现实技术应用于气象科普领域，不仅可以激发公众的学习性，更可以利用虚拟现实技术的优点，使公众加深对如气象灾害等方面的科学认识，达到了解、加深、掌握知识的目的，从而提高应对气象灾害自救、互救的能力。本研究中，通过虚拟现实的方式模拟气象科普展厅，同时还可以通过手机VR眼镜解锁VR模式，进入一个更加真实的情境，了解三大板块19个部分的内容。

（三）人才队伍和创新基地建设情况

气象科普服务云平台持续加强科普人才队伍建设。单位大学生每年通过网络进行科普讲解培训，为科普活动增添了力量。2021年，新河县气象局被邢台市全民科学素质工作领导小组办公室评为“全民科学素质科普教育基地”。

三、组织实施管理情况

（一）人员投入使用情况

本项目共有12人构成。其中高级工程师1人，工程师5人，助理工程师3人。项目组人员配备完善，具有较强的团队能力。

（二）项目组织管理情况

气象科普服务云平台成立了以局长为组长的气象科普宣传领导小组，配备了触摸屏一体机等专业设备；.收集了古近代气象发展史、新中国气象事业发展史相关资料、气象科普资料、新河县相关历史资料等科普资源，有文字介绍，并配有解说词，建立气象科普资源库；制定了较完善的气象科普工作制度、年度计划等。

基于虚拟现实技术的气象科普服务云平台简介

为了让公众更好地了解气象知识，新河县气象局推出“基于H5技术实现线上云游新河气象科普馆”。长按识别下方二维码，无需关注，就可以在线参观“基于H5技术实现线上云游新河气象科普馆”，使“被动科普”转变为“主动科普”，可随时随地满足大朋友、小朋友的学习需求。

“云游气象科普馆”通过720°的全视角技术手段，将科普资源移植到互联网上进行展示，访客仅需要通过主流浏览器打开一个网页链接登陆，便可畅游充满无限想象空间的虚拟现实展馆，让大家足不出户即可全方位了解新河气象科普馆的信息；“云游”展馆还可以边看边听讲解，可通过电脑、手机、平板、触摸一体机同步展示，打造近乎永不闭馆的虚拟展厅。

“云游气象科普馆”分为序言、气象历史沿革、观云测天、人工影响天气、气象科普知识、新河人文历史、董振堂红色文化、碳达峰和碳中和等8大部分，成为邢台首家数字化、科技化的公众体验科学的网上科技乐园，为青少年开辟寓学于乐的网上科普教育第二课堂，进一步提升基层科普服务的覆盖面、实效性和获得感。

1、扫描下方二维码，在线参观“基于H5技术实现线上云游新河气象科普馆”

2、通过浏览器访问下方网址，畅游“云游气象科普馆”虚拟现实展馆

网址：http://beyond.3dnest.cn/play/?m=501eb15a_i8rX_94ad

新河县气象科普资源库

1、序  言

新河县气象科普资源库主要分为17部分，主要从气象观测、党建、气象服务、气象灾害预警、气象防灾减灾、气候变化与应对等方面对气象科普知识进行总结、归类。

2、党建

气象部门坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，把学习党史同总结经验、推动工作结合起来，充分发挥基层党组织战斗堡垒作用和党员先锋模范作用。

3、国家领导人对气象事业的关怀

1953年，毛泽东主席关于气象部门要把天气常常告诉老百姓的重要指示，2019年，习近平总书记对新中国气象事业70周年作出重要指示。领导人的亲切关怀和重要指示，既为气象服务指明了方向，也突出了气象服务在保障经济社会发展和保护人民生命财产安全中的重要作用。

4、河北省新河县

新河县气候属暖温带大陆性季风型半干旱地区，四季分明，寒旱同期，雨热同季，常受旱涝威胁。冬春干旱少雪雨，夏季(7月中旬至8月上旬)多雨，降雨集中，易沥涝积水，秋季天高气爽少雨。

5、古近代气象发展史

古代中国气象科学水平长期居于世界前列，在气象记录、观测仪器、历法修订等多个领域开创了先河，对后世气象科学的发展有深远影响；近代以来，我国气象事业在跌宕起伏中前行，涌现了许多贡献卓著的气象人，他们的不断探索也为新中国气象事业的发展铺平了道路。

6、新中国气象发展历程

从1945年9月，延安气象台成立。经过七十多年的发展，发展到现在已拥有近7万个地面气象观测站，发射了19颗风云系列气象卫星，实现地空天一体化大气综合探测。

7、气象观测仪器的前世今生

早在西汉时，屋顶常见的凤凰装饰品便是古人研制的风向仪，风来了吹动凤凰，人们就可根据凤凰转动的方向来测定风向；《史记》中还曾提到一种把土和炭分别挂在天平两侧，观测挂炭一端天平升降的仪器，天气若干燥炭就轻，天气若潮湿炭就重。可不要小觑古代这些简单的观测模型，正是这些气象观测雏形的建立，才有了现代化完美观测仪器的诞生。如今，人工观测逐步被自动观测所取代，常规气象要素实现自动化观测，观测数据实现分钟级采集，也更加稳定、准确。

8、观云识天

云是悬浮在大气中的小水滴、过冷水滴、冰晶或它们的混合物组成的可见聚合体；有时也包含一些较大的雨滴、冰粒和雪晶。其底部不接触地面，并有一定的厚度。常规气象观测要测定云状、云量和云高。

9、农业科普

现代农业气象学的主要研究领域有：作物气象、畜牧气象、林业气象、病虫害气象、农业气候、农田小气候和小气候改良、农业气象预报、农业气象观测和仪器等。

10、人工影响天气

人工影响天气是指为避免或者减轻气象灾害，合理利用气候资源，在适当条件下通过科技手段对局部大气的物理过程进行人工影响，实现增雨雪、防雹、消雨、消雾、防霜等目的活动。主要分为人工增雨和人工防雹两种。

11、如何制作天气预报

天气预报的制作首先要借助设备观测气象，目前我国已初步建成天基、地基、空基相结合的气象立体观测系统。观测数据迅速通过通信网络传递，并输入到大型计算机进行运算，求解描写天气变化的方程组，未来天气很快就被“算”出来（数值天气预报），将数据进行处理，得到天气图等各类图表，供预报员进行分析使用。天气预报员通过分析天气图和国内外数值预报产品，研究各类天气图表，运用气象卫星、雷达、自动站观测资料，了解大气未来的运动状态，综合分析、判断后，做出未来不同时间段的具体天气预报。根据天气预报结论，制作成不同形式的预报产品，通过各种媒体向公众发布，这就是天气预报的制作流程。

12、四季的成因 

四季就是春夏秋冬，一年中的四个季节。四季是因为地球在围绕太阳公转而形成的。

13、天气符号

天气现象是只发生在大气中、地面上的一些物理现象。它包括降水现象、地面凝结现象、视程障碍现象、雷电现象和其他现象等。天气现象都有对应的符号。

14、灾害性天气种类

灾害性天气是对人民生命财产有严重威胁，对工农业和交通运输会造成重大损失的天气。我县最常见的灾害性天气主要有：雷电、暴雨、雾、风、沙尘等天气。

15、气象灾害预警信号

气象灾害预警信号有13种突发气候灾害预警信号，气象灾害预警信号总体上分为蓝色、黄色、橙色和红色四个等级，分别代表一般、较重、严重和特别严重，

16、雷电防护

雷电是发生于雷暴云（积雨云）云内、云与地、云与空气之间的击穿放电现象，常伴有强烈的闪光和隆隆的雷声。目前人类还无法控制和阻止雷电的产生。

17、董振堂红色文化

董振堂，1895年12月21日生于河北省邢台市新河县西李家庄，宁都起义主要领导人之一，毛泽东主席曾评价他“路遥知马力”，是“坚决革命的同志”。

18、什么是碳达峰、碳中和

碳达峰是指全球、国家、城市、企业等主体的碳排放在由升转降的过程中，碳排放的最高点即碳峰值。碳中和是指人为排放源与通过植树造林、碳捕集与封存(CCS)技术等人为吸收汇达到平衡。