django桂平市气象大数据平台-计算机毕业设计源码67877-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/vx_Biye_Design/article/details/145285639

摘要

随着信息技术的飞速发展，大数据已经渗透到社会的各个角落，成为推动社会进步的重要力量。在气象领域，大数据的应用更是日益广泛，不仅提升了气象预报的准确性和时效性，还为政府决策、农业生产、灾害防治等提供了有力的数据支撑。桂平市作为一个重要的城市节点，其气象大数据的收集、处理和应用显得尤为重要。

桂平市气象大数据平台的设计与实现，旨在构建一个集数据采集、清洗、存储、分析和应用于一体的综合性平台。通过该平台，我们可以实现对桂平市及周边地区的气象数据的高效管理和利用，为气象服务、城市规划、农业生产等领域提供精准的数据支持。

在平台的设计和实现过程中，我们将充分利用Django框架的优势，实现高效的数据处理和友好的用户界面。同时，考虑到气象数据的特殊性和复杂性，我们将引入爬虫技术，实现对网络气象数据的自动抓取和整合；通过数据清洗技术，确保数据的准确性和可用性；并结合数据分析和可视化工具，为用户提供直观的数据展示和深入的数据洞察。

本文将对桂平市气象大数据平台的设计与实现过程进行详细的阐述，包括平台的需求分析、架构设计、技术选型、功能实现等方面。希望通过本文的分享，能够为类似项目的设计和实现提供一定的参考和借鉴。

关键词：气象大数据平台；Python语言；Django框架

Design and Implementation of Guiping Meteorological Big Data Platform

Abstract

With the rapid development of information technology, big data has penetrated into every corner of society and become an important force driving social progress. In the field of meteorology, the application of big data is becoming increasingly widespread, not only improving the accuracy and timeliness of meteorological forecasting, but also providing strong data support for government decision-making, agricultural production, disaster prevention and control, etc. As an important urban node, the collection, processing, and application of meteorological big data in Guiping City are particularly important.

The design and implementation of the Guiping City Meteorological Big Data Platform aims to build a comprehensive platform that integrates data collection, cleaning, storage, analysis, and application. Through this platform, we can achieve efficient management and utilization of meteorological data in Guiping City and surrounding areas, providing precise data support for meteorological services, urban planning, agricultural production, and other fields.

In the design and implementation process of the platform, we will fully utilize the advantages of the Django framework to achieve efficient data processing and a user-friendly interface. Meanwhile, considering the particularity and complexity of meteorological data, we will introduce web crawling technology to achieve automatic capture and integration of network meteorological data; Ensure the accuracy and availability of data through data cleaning techniques; And combined with data analysis and visualization tools, provide users with intuitive data display and in-depth data insights.

This article will provide a detailed explanation of the design and implementation process of the Guiping Meteorological Big Data Platform, including platform requirements analysis, architecture design, technology selection, and functional implementation. I hope that the sharing in this article can provide some reference and inspiration for the design and implementation of similar projects.

Keywords:Meteorological big data platform; Python language; Django Framework

1绪论

1.1 研究背景和意义

在信息化社会的浪潮下，大数据技术的迅猛发展为众多领域带来了革命性的变革。桂平市，作为广西壮族自治区的重要城市，其气象状况对于农业、交通、城市规划等多个方面都有着深远的影响。因此，建立一个全面、高效、实时的气象大数据平台，不仅有助于提升桂平市的气象服务水平，还能为城市的发展和管理提供有力的数据支撑。

桂平市气象大数据平台的设计与实现，旨在整合和优化现有的气象数据资源，通过技术手段实现数据的自动化采集、清洗、存储和分析。这样的平台能够实时监测和预测桂平市的气象变化，为政府决策、农业生产、灾害防治等提供及时、准确的气象信息。同时，通过对历史气象数据的挖掘和分析，还可以为城市规划、环境保护等领域提供科学的数据依据。

此外，桂平市气象大数据平台的建设还具有重要的社会意义。一方面，它能够提高公众对气象变化的认知和应对能力，减少因气象灾害带来的损失；另一方面，通过数据的开放和共享，可以促进气象数据在社会各个领域的广泛应用，推动桂平市乃至整个社会的可持续发展。

综上所述，桂平市气象大数据平台的设计与实现不仅是一项技术创新的实践，更是提升城市气象服务水平、推动社会进步的重要举措。它的成功建设将为桂平市乃至整个社会的未来发展注入新的活力。

1.2 国内外研究现状

一、国内研究现状

近年来，随着大数据技术的快速发展，国内在气象大数据平台的建设方面取得了显著进展。许多城市都建立了自己的气象大数据平台，实现了对气象数据的实时监测、分析和应用。在数据采集方面，国内研究者积极采用爬虫技术，从互联网上抓取大量的气象数据，并对数据进行清洗和整合，以确保数据的准确性和可用性。在数据处理和分析方面，国内研究者利用大数据技术和机器学习算法，对气象数据进行深度挖掘和分析，为气象预报、灾害防治等领域提供了有力的数据支持。此外，国内还注重气象大数据的开放和共享，推动气象数据在社会各个领域的广泛应用。

二、国外研究现状

国外在气象大数据平台的建设方面起步较早，已经形成了较为成熟的技术体系和应用模式。在数据采集方面，国外研究者不仅利用爬虫技术从互联网上抓取数据，还通过与其他机构合作，共享气象数据资源。在数据处理和分析方面，国外研究者充分利用大数据技术和人工智能技术，对气象数据进行高效处理和精准分析，为气象预报、气候研究等领域提供了丰富的数据支持。此外，国外还注重气象大数据的创新应用，如利用气象数据优化城市规划、提高农业生产效率等。

三、总结

综合国内外研究现状来看，桂平市气象大数据平台的设计与实现具有重要的现实意义和应用价值。通过借鉴国内外的先进技术和经验，结合桂平市的实际需求，我们可以打造一个高效、准确、实用的气象大数据平台，为桂平市的气象服务、城市规划、农业生产等领域提供有力的数据支持。同时，桂平市气象大数据平台的建设还可以促进国内外在气象大数据领域的交流与合作，推动气象大数据技术的创新与发展。

1.3 论文组成结构

第一章：绪论

本章主要介绍研究背景、意义和研究现状。首先，描述了桂平市气象大数据平台的背景和相关领域的需求。然后，阐述了研究该系统的重要性和潜在价值。最后，回顾了已有的相关研究和系统，并指出本文的研究目标和研究方法。

第二章：开发技术与工具

本章详细介绍了桂平市气象大数据平台所采用的开发技术和开发工具。包括数据库选择编程语言选择、B/S结构等。还对这些技术和工具的优势和适用性进行了分析和比较。

第三章：系统分析

本章对桂平市气象大数据平台进行了系统分析。首先，描述了系统的总体需求和功能描述，明确了系统需要实现的主要功能和特点。然后，从功能性角度和非功能性角度分析了系统需求，并评估了系统的可行性和可实现性。

第四章：系统设计

本章是文章的重要部分，详细介绍了桂平市气象大数据平台的系统架构和各个主要功能模块的设计。包括系统架构图、数据库设计、用户界面设计等。每个功能模块都有相应的设计说明和流程图，确保系统的逻辑和功能完整性。

第五章：系统实现

本章描述了桂平市气象大数据平台的具体实现过程。详细介绍了各个模块的具体实现方法和技术细节。同时，给出了相关代码片段和界面截图，以便读者更好地理解系统的实现过程。

第六章：测试与运行

本章对桂平市气象大数据平台进行了全面的测试和运行。首先，设计了一系列测试用例，并对系统进行了功能性和性能方面的测试。然后，详细记录了测试结果，并分析了系统的稳定性和可靠性。

第七章：总结与展望

最后一章对整个研究工作进行了总结，并对未来的发展提出了展望。总结部分回顾了系统的设计和实现过程，并强调了所取得的成果和创新之处。展望部分则提出了进一步改进和扩展系统的建议，并展示了未来可能的研究方向和发展前景。

2开发工具及相关技术介绍

2.1 B/S体系工作原理

B/S体系，即Browser/Server体系，是一种常见的网络应用程序架构。其工作原理基于客户端与服务器之间的请求-响应模型。用户通过浏览器向服务器发送请求，服务器接收到请求后进行处理，并生成相应的响应结果，最终将响应返回给客户端。浏览器接收到服务器返回的响应后，解析其中的标记语言（如HTML），并根据CSS样式表和JavaScript脚本来渲染页面，呈现给用户。用户可以与页面进行交互，例如点击链接、填写表单等操作，这些操作会触发新的请求，循环执行上述过程。

B/S体系具有许多优点，包括跨平台性、易于维护和升级、减少客户端依赖等。它成为了现代Web应用程序开发的主流架构，广泛应用于各种互联网服务和企业级应用系统中。通过B/S体系，用户可以通过简单的浏览器访问各种在线服务和资源，无需安装额外的软件，提供了更便捷、灵活的使用体验。同时，服务器端的集中管理和维护，使得系统的升级和更新更加高效和便捷。总之，B/S体系的工作原理为我们提供了一个稳定、可靠且高效的网络应用程序架构，为用户提供了便捷的互联网服务。

2.2 Django框架介绍

Django是一个使用Python语言开发的Web应用程序框架。它提供了一种简单而强大的方式来构建复杂的网站和应用程序。通过使用Django，开发人员可以更轻松地处理数据库、创建用户界面和处理用户请求。它还提供了一个自动生成管理界面的功能，使得管理后台数据变得更加简单。Django还具有强大的安全功能，可以保护网站免受常见的网络攻击。总之，Django是一个非常实用和易于学习的框架，适用于各种规模的Web项目。无论你是初学者还是经验丰富的开发人员，都可以从Django的便利性和灵活性中受益。

2.3 MySQL数据库

MySQL是一种流行的开源关系型数据库管理系统，被广泛应用于各种Web应用程序和企业级系统中。它具有免费开源、跨平台支持、高性能可扩展、数据安全完整性、灵活的数据模型和大型社区支持等优势。MySQL通过优化的查询处理和索引机制提供出色的性能，并支持事务处理和ACID属性，确保数据的一致性和完整性。其丰富的功能和灵活性使得开发人员能够轻松地处理和操作数据，而庞大的用户和开发者社区为他们提供了丰富的支持资源。总之，MySQL是一个可靠、高性能和灵活的数据库管理系统，适用于各种规模的项目，受到广大开发人员和企业的信赖与选择。

2.4python语言

Python是一种简洁易读、跨平台且功能强大的编程语言。它拥有庞大而活跃的社区，提供了丰富的第三方库和框架，如NumPy、Pandas和Django，使开发人员能够快速构建各种应用程序。Python在数据处理和科学计算方面表现出色，通过相关库和工具，可以进行数据分析、机器学习和科学计算等任务。此外，Python广泛应用于Web开发、自动化脚本、网络爬虫等领域，其多样性使其成为一个全能的编程语言。无论你是初学者还是有经验的开发者，Python的简单语法、跨平台性以及强大的社区支持都能为你提供高效、优雅和可靠的编程体验。总之，Python是一个强大而灵活的编程语言，深受开发人员喜爱，并在各个领域得到广泛应用。

3系统分析

3.1 可行性分析

在软件开发的过程中，可行性分析是至关重要的，它旨在评估问题的可行性，以便尽可能快地解决，同时也要考虑到不同的解决方案的优势和劣势，以及实施这些方案所带来的经济效益。通过对桂平市气象大数据平台的可行性分析，我们可以从技术、操作和经济三个方面来评估其可行性，从而为其提供有效的支持和保障。

3.1.1 技术可行性

在技术可行性方面，我们选择使用Python作为开发语言，结合相应的库和框架，如Django和Pandas，以实现系统的功能需求。Python作为一种简洁而强大的编程语言，具有丰富的库支持和成熟的开发社区，可以满足桂平市气象大数据平台的开发需求。Django作为Python的Web框架，提供了高度可扩展的开发环境，使得系统的设计和实现更加便捷和高效。同时，通过使用Pandas库进行数据处理和分析，系统能够提供更全面的天气预警、天气数据功能。

3.1.2 经济可行性

桂平市气象大数据平台的经济可行性主要体现在以下几个方面：平台的建设可以显著提升气象预报的准确性和时效性，降低因气象灾害带来的经济损失，从而间接创造经济效益。通过对气象数据的分析，可以为农业、交通、城市规划等领域提供精准的数据支持，促进这些行业的优化发展，带来直接的经济效益。平台的开放和共享可以推动气象数据在社会各个领域的广泛应用，进一步激发市场活力和创新潜力，带动相关产业的发展。考虑到平台的长期运营和维护成本，我们可以通过引入商业合作、政府补贴等方式，确保平台的可持续发展。因此，从经济角度来看，桂平市气象大数据平台的建设与实现是可行的，且具有广阔的市场前景和经济效益。

3.1.3 操作可行性

在操作可行性方面，桂平市气象大数据平台将采用直观友好的用户界面和简单易懂的操作流程，降低用户学习成本并提高用户满意度。系统将支持多种操作，如天气预警、天气数据等，以满足用户的各种需求。同时，系统将实现数据的安全性和权限控制，确保只有授权人员可以访问敏感信息，提升系统的安全性和可靠性。

3.2 需求分析

需求分析是桂平市气象大数据平台设计和开发的关键步骤，它旨在明确系统的功能和性能要求。以下是对桂平市气象大数据平台的需求分析：

管理员需求分析：

后台首页：管理员登录后能够查看气象大数据平台的后台首页，显示系统的整体运行情况，包括天气数据统计、预警情况、用户使用情况等重要信息。

系统用户管理：管理员需要进行系统用户的管理，包括添加新用户、修改用户信息、重置密码、权限管理等操作。

天气预警管理：管理员需要管理天气预警信息，包括发布新的预警信息、审核预警信息、编辑和删除现有的预警信息等操作，以便向用户传达重要天气预警信息。

天气数据管理：管理员需要管理天气数据，包括实时气象数据、历史气象数据的采集、存储和分析，确保数据的准确性和可靠性。

普通用户需求分析：

后台首页：用户登录后可以浏览到气象大数据平台的首页，显示最新的天气预警信息、天气数据、气象资讯等内容，以便用户了解最新的气象信息和预警情况。

天气预警管理：用户可以查看气象平台发布的天气预警信息，包括台风、暴雨、暴雪等各种预警信息，以便及时了解并做好防范措施。

天气数据管理：用户可以浏览气象数据，包括实时气象数据、历史气象数据的查询和分析，以便了解当地的气象情况和变化趋势。

根据以上功能需求，得出以下用例图，普通用户用例图如下所示。

图3-1 普通用户用例图

管理员用例图如下所示。

图3-2 管理员用例图

根据用例图，对一些重要的用例进行描述。

登录用例描述如下表所示。

表3-3 登录用例描述

个人信息管理用例描述如下表所示。

表3-4个人信息管理用例描述

3.3 系统操作流程

3.3.1信息添加流程

用户登录系统后，选择要添加的信息类型，填写相应的信息表单并提交。系统对信息进行处理，并给予用户反馈结果。用户可以根据需要返回上级页面或继续操作。

图3-4信息添加流程图

3.3.2信息删除流程

用户登录系统后，导航至相应的信息管理功能入口。选择要删除的信息，并确认删除操作。系统进行删除处理，并给予用户反馈结果。用户可以根据需要返回上级页面或继续操作。

图3-5信息删除流程图

3.4本章小结

本章对桂平市气象大数据平台的需求进行了详细分析和总结。系统要求包括天气预警管理、天气数据管理等功能。普通用户和管理员各有不同的模块和功能。系统操作流程简单易懂，用户通过登录系统，选择功能入口，填写或选择相应信息，并提交操作。系统进行处理并反馈结果，用户可返回上级页面或继续操作。这些需求分析为后续系统设计和实现提供了基础。

4系统设计

4.1 系统架构设计

桂平市气象大数据平台的架构设计包括客户端、服务器端、第三方集成、安全性和权限控制、扩展性和性能优化、高可用性和容错性等方面。客户端通过Web浏览器或移动应用程序访问系统，而服务器端负责接收和处理请求，并提供功能和数据。系统采用分层架构，包括表现层、业务逻辑层、数据访问层和数据库。同时，系统需考虑与其他系统的集成、安全性和权限控制、扩展性和性能优化、高可用性和容错性等方面的问题。这样的架构设计将确保系统的稳定性、可扩展性和安全性，为用户提供稳定、高效的使用体验。系统架构图如下图所示。

图4-1 系统架构图

4.2 系统功能结构

系统功能结构是将一个系统的各种功能以有组织、结构化的方式描述和组织的过程。它涉及系统中不同组成部分之间的相互关系和交互作用，以及它们如何协同实现整体目标。系统功能结构对于确保系统正常运行和高效性至关重要。通常，系统功能结构包括功能模块、数据流、控制流和界面等几个方面。功能模块是实现特定功能的基本单元，通过数据流进行信息交换，并受到控制流的调度和控制。数据流描述了系统中信息的传递和处理过程，可以是模块间的数据传输或输入输出之间的数据传递。系统的功能结构图如下所示。

图4-2 系统功能结构图

4.3 数据库设计

数据库设计是指在构建和组织数据库系统时，根据实际需求和目标，进行数据模型的设计和规划的过程。它涉及到确定数据库中的表、字段、关系以及约束等方面的设计决策。

4.3.1 概念模型设计

下面是整个系统中主要的数据库表总E-R实体关系图。

图4-3 系统E-R图

4.3.2 逻辑结构设计

在这一步中，我们将概念转换为实际的数据。由于数据库中包含了大量的信息，我们只展示了一些表格。

表access_token (登陆访问时长)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	token_id	int	10	0	N	Y		临时访问牌ID
2	token	varchar	64	0	Y	N		临时访问牌
3	info	text	65535	0	Y	N
4	maxage	int	10	0	N	N	2	最大寿命：默认2小时
5	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
6	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：
7	user_id	int	10	0	N	N	0	用户编号:

表auth (用户权限管理)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	auth_id	int	10	0	N	Y		授权ID：
2	user_group	varchar	64	0	Y	N		用户组：
3	mod_name	varchar	64	0	Y	N		模块名：
4	table_name	varchar	64	0	Y	N		表名：
5	page_title	varchar	255	0	Y	N		页面标题：
6	path	varchar	255	0	Y	N		路由路径：
7	position	varchar	32	0	Y	N		位置：
8	mode	varchar	32	0	N	N	_blank	跳转方式：
9	add	tinyint	3	0	N	N	1	是否可增加：
10	del	tinyint	3	0	N	N	1	是否可删除：
11	set	tinyint	3	0	N	N	1	是否可修改：
12	get	tinyint	3	0	N	N	1	是否可查看：
13	field_add	text	65535	0	Y	N		添加字段：
14	field_set	text	65535	0	Y	N		修改字段：
15	field_get	text	65535	0	Y	N		查询字段：
16	table_nav_name	varchar	500	0	Y	N		跨表导航名称：
17	table_nav	varchar	500	0	Y	N		跨表导航：
18	option	text	65535	0	Y	N		配置：
19	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
20	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：

表hits (用户点击)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	hits_id	int	10	0	N	Y		点赞ID：
2	user_id	int	10	0	N	N	0	点赞人：
3	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
4	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：
5	source_table	varchar	255	0	Y	N		来源表：
6	source_field	varchar	255	0	Y	N		来源字段：
7	source_id	int	10	0	N	N	0	来源ID：

表regular_users (普通用户)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	regular_users_id	int	10	0	N	Y		普通用户ID
2	user_name	varchar	64	0	Y	N		用户姓名
3	user_gender	varchar	64	0	Y	N		用户性别
4	user_age	varchar	64	0	Y	N		用户年龄
5	examine_state	varchar	16	0	N	N	已通过	审核状态
6	user_id	int	10	0	N	N	0	用户ID
7	create_time	datetime	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间
8	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间

表upload (文件上传)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	upload_id	int	10	0	N	Y		上传ID
2	name	varchar	64	0	Y	N		文件名
3	path	varchar	255	0	Y	N		访问路径
4	file	varchar	255	0	Y	N		文件路径
5	display	varchar	255	0	Y	N		显示顺序
6	father_id	int	10	0	Y	N	0	父级ID
7	dir	varchar	255	0	Y	N		文件夹
8	type	varchar	32	0	Y	N		文件类型

表user (用户账户：用于保存用户登录信息)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	user_id	mediumint	8	0	N	Y		用户ID：[0,8388607]用户获取其他与用户相关的数据
2	state	smallint	5	0	N	N	1	账户状态：[0,10](1可用\|2异常\|3已冻结\|4已注销)
3	user_group	varchar	32	0	Y	N		所在用户组：[0,32767]决定用户身份和权限
4	login_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	上次登录时间：
5	phone	varchar	11	0	Y	N		手机号码：[0,11]用户的手机号码，用于找回密码时或登录时
6	phone_state	smallint	5	0	N	N	0	手机认证：[0,1](0未认证\|1审核中\|2已认证)
7	username	varchar	16	0	N	N		用户名：[0,16]用户登录时所用的账户名称
8	nickname	varchar	16	0	Y	N		昵称：[0,16]
9	password	varchar	64	0	N	N		密码：[0,32]用户登录所需的密码，由6-16位数字或英文组成
10	email	varchar	64	0	Y	N		邮箱：[0,64]用户的邮箱，用于找回密码时或登录时
11	email_state	smallint	5	0	N	N	0	邮箱认证：[0,1](0未认证\|1审核中\|2已认证)
12	avatar	varchar	255	0	Y	N		头像地址：[0,255]
13	open_id	varchar	255	0	Y	N		针对获取用户信息字段
14	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
15	vip_level	varchar	255	0	Y	N		会员等级
16	vip_discount	double	11	2	Y	N	0.00	会员折扣

表user_chat_friend

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	user_chat_friend_id	int	10	0	N	Y		id
2	user_id	int	10	0	N	N		用户id
3	friend_user_id	int	10	0	N	N		用户好友id
4	friend_user_name	varchar	255	0	Y	N		好友名称
5	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP
6	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP

表user_chat_group

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	user_chat_group_id	int	10	0	N	Y		id
2	group_id	int	10	0	Y	N		群聊id
3	group_name	varchar	255	0	Y	N		群聊名称
4	user_id	int	10	0	Y	N		用户id
5	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP
6	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP

表user_chat_read

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	user_chat_read_id	varchar	255	0	N	Y		id
2	user_id	int	10	0	Y	N		接收人id
3	send_user_id	int	10	0	Y	N		发送人id
4	group_id	int	10	0	Y	N		群聊id
5	type	int	10	0	Y	N		类型1-点对点消息，2-群聊消息
6	create_time	timestamp	19	0	Y	N	CURRENT_TIMESTAMP	时间
7	message	text	65535	0	Y	N		消息

表user_group (用户组：用于用户前端身份和鉴权)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	group_id	mediumint	8	0	N	Y		用户组ID：[0,8388607]
2	display	smallint	5	0	N	N	100	显示顺序：[0,1000]
3	name	varchar	16	0	N	N		名称：[0,16]
4	description	varchar	255	0	Y	N		描述：[0,255]描述该用户组的特点或权限范围
5	source_table	varchar	255	0	Y	N		来源表：
6	source_field	varchar	255	0	Y	N		来源字段：
7	source_id	int	10	0	N	N	0	来源ID：
8	register	smallint	5	0	Y	N	0	注册位置:
9	create_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间：
10	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间：

表weather_data (天气数据)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	weather_data_id	int	10	0	N	Y		天气数据ID
2	weather_date	varchar	64	0	Y	N		天气日期
3	maximum_temperature	varchar	64	0	Y	N		最高温度
4	minimum_temperature	varchar	64	0	Y	N		最低温度
5	weather_information	varchar	64	0	Y	N		天气信息
6	wind_direction	varchar	64	0	Y	N		风力风向
7	air_quality	varchar	64	0	Y	N		空气质量
8	weather_city	varchar	64	0	Y	N		天气城市
9	create_time	datetime	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间
10	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间

表weather_warning (天气预警)

编号	名称	数据类型	长度	小数位	允许空值	主键	默认值	说明
1	weather_warning_id	int	10	0	N	Y		天气预警ID
2	warning_date	date	10	0	Y	N		预警日期
3	maximum_temperature	varchar	64	0	Y	N		最高温度
4	minimum_temperature	varchar	64	0	Y	N		最低温度
5	weather_information	varchar	64	0	Y	N		天气信息
6	wind_direction	varchar	64	0	Y	N		风力风向
7	air_quality	varchar	64	0	Y	N		空气质量
8	warning_content	text	65535	0	Y	N		预警内容
9	create_time	datetime	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	创建时间
10	update_time	timestamp	19	0	N	N	CURRENT_TIMESTAMP	更新时间

5关键模块的设计与实现

桂平市气象大数据平台的详细设计与实现主要是根据前面的桂平市气象大数据平台的需求分析和桂平市气象大数据平台的总体设计来设计页面并实现业务逻辑。主要从桂平市气象大数据平台界面实现、业务逻辑实现这两部分进行介绍。

5.1普通用户功能模块

5.1.1 用户登录界面

桂平市气象大数据平台中的用户是可以通过自己的账户名和密码进行登录的，当用户输入完整的自己的账户名和密码信息并点击“登录”按钮后，将会首先验证输入的有没有空数据，再次验证输入的账户名+密码和数据库中当前保存的用户信息是否一致，只有在一致后将会登录成功并自动跳转到桂平市气象大数据平台的首页中；否则将会提示相应错误信息，用户登录界面如下图所示。

图5-1用户登录界面图

登录代码：

def Login(self, ctx):

print("===================登录=====================")

ret = {

"error": {

"code": 70000,

"message": "账户不存在",

}

body = ctx.body

password = md5hash(body["password"]) or ""

obj = service_select("user").Get_obj(

{"username": body["username"]}, {"like": False}

)

if obj:

user_group = service_select("user_group").Get_obj({'name': obj['user_group']}, {"like": False})

if user_group and user_group['source_table'] != '':

user_obj = service_select(user_group['source_table']).Get_obj({"user_id": obj['user_id']}, {"like": False})

if user_obj['examine_state'] == '未通过':

ret = {

"error": {

"code": 70000,

"message": "账户未通过审核",

}

return ret

if user_obj['examine_state'] == '未审核':

ret = {

"error": {

"code": 70000,

"message": "账户未审核",

}

return ret

if obj["state"] == 1:

if obj["password"] == password:

timeout = timezone.now()

timestamp = int(time.mktime(timeout.timetuple())) * 1000

token = md5hash(str(obj["user_id"]) + "_" + str(timestamp))

ctx.request.session[token] = obj["user_id"]

service_select("access_token").Add(

{"token": token, "user_id": obj["user_id"]}

)

obj["token"] = token

ret = {

"result": {"obj": obj}

}

else:

ret = {

"error": {

"code": 70000,

"message": "密码错误",

}

else:

ret = {

"error": {

"code": 70000,

"message": "用户账户不可用，请联系管理员",

}

return ctx.response(json.dumps(ret, ensure_ascii=False))

5.1.2 普通用户功能界面

普通用户可以查看后台首页、系统用户、天气预警管理、天气数据管理等，并且可以根据需要进行相应的操作，在功能界面可以查看全国天气地图信息和预警信息，普通用户功能界面如下图所示。

图5-2功能界面界面图

5.1.3天气预警管理

用户可以查看气象平台发布的天气预警信息，包括台风、暴雨、暴雪等各种预警信息，以便及时了解并做好防范措施。界面如下图所示。

图5-3天气预警列表界面图

图5-4天气预警内容界面图

5.1.4天气数据管理

用户可以浏览气象数据，包括实时气象数据、历史气象数据的查询和分析，以便了解当地的气象情况和变化趋势。可以导出天气数据相关信息，界面如下图所示。

图5-5天气数据列表界面图

图5-6天气数据导出界面图

天气数据导出代码：

def Add(self, ctx):

body = ctx.body

unique = self.config.get("unique")

obj = None

if unique:

qy = {}

for i in range(len(unique)):

key = unique[i]

qy[key] = body.get(key)

obj = self.service.Get_obj(qy)

if not obj:

error = self.Add_before(ctx)

if error["code"]:

return {"error": error}

error = self.Events("add_before", ctx, None)

if error["code"]:

return {"error": error}

result = self.service.Add(body, self.config)

if self.service.error:

return {"error": self.service.error}

res = self.Add_after(ctx, result)

if res:

result = res

res = self.Events("add_after", ctx, result)

if res:

result = res

return {"result": result}

else:

return {"error": {"code": 10000, "message": "已存在"}}

5.2管理员功能模块

5.2.1个人信息界面

管理员在右上角前点击“个人信息”可以对头像、昵称、邮箱等信息进行管控。个人信息界面如下图所示。

图5-7个人信息界面图

5.2.2密码修改界面

管理员可以对登录密码进行修改。密码修改界面如下图所示。

图5-8密码修改界面图

5.2.3系统用户界面

管理员可以对系统中所有的用户角色进行管控，包含了管理员、普通用户这两种角色，如果需要添加新的用户，点击页面中的“添加”按钮根据提示输入上用户信息，点击“提交”以后在对应的用户界面就可以查看到了，可以点击用户后面的“删除”按钮直接删除某一用户。系统用户管理界面如下图所示。

图5-9系统用户界面图

5.2.4 天气预警管理界面

当点击“天气预警管理”这一菜单的时候，会出现天气预警列表、天气预警添加这两个子菜单，管理员可以管理天气预警信息，包括发布新的预警信息、审核预警信息、编辑和删除现有的预警信息等操作，以便向用户传达重要天气预警信息。天气预警列表、天气预警添加界面如下图所示。

图5-10天气预警列表管理界面图

图5-11天气预警添加管理界面图

5.2.5 天气数据管理界面

当点击“天气数据管理”这一菜单的时候，会出现天气数据列表、天气数据添加这两个子菜单，可以下载导入天气文档。管理员还可以添加天气数据，包括实时气象数据、历史气象数据的采集、存储和分析，确保数据的准确性和可靠性。天气数据列表、天气数据添加界面如下图所示。

图5-12天气数据列表管理界面图

图5-13导入天气数据文档界面图

图5-14天气数据添加管理界面图

图5-15天气大数据展示界面图

6 系统测试

基于Python的桂平市气象大数据平台测试是为了检验软件是否达到设计要求，是否存在错误，通过测试的方法来检查基于Python的桂平市气象大数据平台，以便发现基于Python的桂平市气象大数据平台中的错误。测试工作是保证基于Python的桂平市气象大数据平台质量的关键。

6.1系统测试

前台用户查看天气预警功能测试：

表5-1前台用户查看天气预警功能测试用例表

测试名称	测试功能	操作	操作过程	预期结果	测试结果
用户查看天气预警功能模块测试	用户查看天气预警功能成功	点击“天气预警”	点击某一条“天气预警”信息，查看天气预警详情。	成功查看天气预警。	正确

前台查看天气数据功能测试：

表5-2前台查看天气数据功能测试用例表

测试名称	测试功能	操作	操作过程	预期结果	测试结果
用户查看天气数据功能模块测试	用户查看天气数据功能成功	点击“天气数据”	点击某一条“天气数据”信息，查看天气数据详情。	成功查看天气数据。	正确

web后台端上管理员发布天气数据功能测试：

表5-3web后台端上管理员发布天气数据功能测试用例表

测试名称	测试功能	操作	操作过程	预期结果	测试结果
管理员发布天气数据功能测试	添加天气数据的情况	输入新天气数据的基本信息	后台选择“天气数据管理”菜单后，填写新天气数据后点击“提交”按钮	新天气数据发布成功	正确

6.2测试结果

通过编写了基于Python的桂平市气象大数据平台的测试用例，已经检测完毕了5章节中的3大模块，它为基于Python的桂平市气象大数据平台系统的后期推广运营提供了强力的技术支撑。

结论

在开发本基于桂平市气象大数据平台之前，首先通过网上查询现有的气象大数据平台功能、线下通过问卷调查的方式，了解用户对气象大数据平台的具体需求，对系统的开发背景以及桂平市气象大数据平台的研究现状进行研究，设计了本基于桂平市气象大数据平台具体实现的功能；确定好功能后，第二步就是开发工具的选择，在设计本基于桂平市气象大数据平台的时候，采用了现下比较流程的Pythong语言、Django框架，数据的存储方面采用的是开源的MYSQL。接下来就是对系统需求的分析，在文中主要通过对基于桂平市气象大数据平台进行可行性、性能、功能、用例四个方面进行分析，确定了本基于桂平市气象大数据平台的具体功能，功能确定后就是对系统的设计以及数据库等方面，最终完成系统的开发，对系统进行测试总结。

在开发本基于桂平市气象大数据平台的过程中我成长了很多，学习到了很多书本上没有的知识，目前系统虽然已经完成，但是还有许多地方需要改进，比如界面布局方面，代码的编写方面，都可以进一步完善，由于自己专业知识的浅薄，系统做的并不是十分完美，以后我会不断进行学习，对系统进行完善，希望有机会能够投入到学校的使用当中，给同学们提供便利。

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