氣象影視素材數(shù)字化管理平臺的設計與開發(fā)分析

李杉 黃丹萍 董彤

摘要：氣象局在運行過程中保存了大量珍貴的歷史影像素材。通過對這些素材進行針對性管理，能充分挖掘其價值，發(fā)揮其應有的作用。借助現(xiàn)代化的數(shù)字處理技術，將氣象影視素材進行進一步數(shù)字化處理，能加快構(gòu)建完善且合理的氣象影視素材數(shù)字化管理平臺，并將相關素材經(jīng)過數(shù)字化處理后儲存到專用的數(shù)據(jù)庫中。本文主要探討了氣象影視素材數(shù)字化管理平臺的設計與開發(fā)，希望對更好地提高素材的檢索效率和影視制作效率有一定幫助。

關鍵詞：氣象影視素材；數(shù)字化管理平臺；設計開發(fā)

隨著科技的發(fā)展和數(shù)字化時代的到來，氣象影視服務也需要跟上時代的步伐。傳統(tǒng)的氣象影視素材管理方式已經(jīng)無法滿足對大量素材的管理與利用需求。因此，設計與實現(xiàn)氣象影視素材數(shù)字化管理平臺是當前急需解決的問題，它將提高素材管理的效率和科學性，同時也將為氣象影視節(jié)目制作提供更強力的支持。通過數(shù)字化管理平臺的應用，我們將邁向更加便捷、高效的氣象影視服務時代。

一、平臺設計需求分析

（一）用戶需求調(diào)研

對于氣象影視制作人員來講需要一個方便的平臺來管理和查找相關影視素材，能夠快速準確地找到所需的素材資源。對于影視制作公司來說，他們需要一個集中管理和共享素材資源的平臺，能夠方便不同項目組之間的合作和素材共享。對于氣象研究人員來說，他們需要一個平臺來收集、整理和分析氣象影視素材，以支持他們的科研工作。

（二）功能需求分析

平臺需要提供用戶管理功能，包括用戶注冊、登錄、個人信息管理和權(quán)限管理等。用戶可以將氣象影視素材上傳到平臺，包括視頻、圖片、音頻等不同文件格式。平臺需要支持對上傳的素材進行分類管理。用戶可以根據(jù)關鍵詞或篩選條件進行素材檢索，以便快速找到所需素材。具備預覽操作，包括視頻播放、圖片查看和音頻播放等功能。用戶可以選擇下載所需素材，并支持不同格式的下載選項。平臺需要提供素材編輯功能，用戶可以對素材進行剪輯、合并、裁剪等操作，并能夠分享給其他用戶或外部平臺，支持生成分享鏈接或直接分享至社交媒體等渠道。同時，用戶還可以選擇將素材導出至本地存儲設備，并支持常見的文件格式和視頻/音頻編碼形式。平臺需要提供數(shù)據(jù)備份和恢復功能，以確保用戶上傳的素材數(shù)據(jù)不會丟失。此外，平臺還需要提供數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析功能，包括用戶訪問量、素材下載量、用戶活躍度等數(shù)據(jù)分析。管理員需要具備對設備、素材和系統(tǒng)設置進行管理和維護的權(quán)限。整個系統(tǒng)平臺需要具備一定的安全性能，包括用戶身份驗證、數(shù)據(jù)加密和防止非法上傳和下載等措施。

（三）框架結(jié)構(gòu)設計

用戶界面層是用戶與系統(tǒng)進行交互的前端部分，包括登錄注冊頁面、主頁面、搜索頁面、預覽頁面、上傳下載頁面等。通過友好的界面和交互方式，提供給用戶方便快捷地管理和使用氣象影視素材的功能。應用服務層是平臺的核心部分，負責處理業(yè)務邏輯和數(shù)據(jù)處理，包括用戶管理、權(quán)限控制、數(shù)據(jù)管理、存儲管理、數(shù)據(jù)備份等功能。該層與用戶界面層進行交互，并根據(jù)用戶的需求進行相應的操作。數(shù)據(jù)存儲層是氣象影視素材的持久化存儲部分，可以使用數(shù)據(jù)庫來存儲用戶上傳的影視素材文件、元數(shù)據(jù)信息，以及相關的用戶權(quán)限信息等。外部接口層主要用于與其他系統(tǒng)進行交互，例如與天氣數(shù)據(jù)接口、版權(quán)保護接口、第三方資源許可接口等，以獲取或驗證相關數(shù)據(jù)。安全性負責保護平臺的安全性，包括用戶身份驗證、權(quán)限控制、數(shù)據(jù)加密等，確保只有授權(quán)用戶才能訪問相關素材和功能，并保護用戶的隱私信息。

（四）數(shù)據(jù)庫設計

當建立數(shù)據(jù)庫設計時，需要考慮以下幾個方面并確保準確性和完整性：首先，素材管理。需要建立素材庫存表、素材標簽表和素材關鍵詞表。素材庫存表應包括素材ID、素材名稱、文件路徑、上傳時間等字段。素材標簽表應包含標簽ID、標簽名稱等字段，用于對素材進行分類和檢索。素材關鍵詞表應包括關鍵詞ID、關鍵詞名稱等字段，用于對素材進行關鍵詞搜索。其次，用戶管理。需要建立用戶表、用戶角色表和用戶權(quán)限表。用戶表應涵蓋用戶ID、用戶名、密碼等字段，用于存儲用戶信息。用戶角色表應包括角色ID、角色名稱等字段，用于區(qū)分不同用戶角色及其權(quán)限。用戶權(quán)限表應包含權(quán)限ID、權(quán)限名稱等字段，用于控制用戶對素材的訪問和使用權(quán)限。再次，數(shù)據(jù)分析。需要建立數(shù)據(jù)分析表，包括分析ID、分析類型、分析結(jié)果等字段，用于存儲平臺進行的數(shù)據(jù)分析結(jié)果。同時，創(chuàng)建數(shù)據(jù)導出表，包括導出ID、導出文件路徑等字段，用于存儲用戶導出的數(shù)據(jù)結(jié)果。第四，學習輔助。需要建立學習輔助表，包括學習ID、素材ID、用戶ID、學習進度等字段，用于記錄用戶的學習情況和進度。建立字幕表，包括字幕ID、素材ID、字幕內(nèi)容等字段，以提供素材的字幕功能。最后，廣告制作。廣告制作涉及廣告表和廣告素材關聯(lián)表。廣告表應包含廣告ID、廣告名稱、廣告時長等字段，用于管理廣告信息。廣告素材關聯(lián)表包括廣告ID、素材ID等字段，用于關聯(lián)廣告和素材[1]。同時，還需要考慮數(shù)據(jù)安全性、性能優(yōu)化、備份和恢復機制，以及數(shù)據(jù)庫的擴展性和易維護性。

二、平臺開發(fā)與實施

（一）系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境搭建

常見的開發(fā)語言包括Java、Python和C#等。對應的開發(fā)框架可以選擇Spring、Django和ASP.NET等?？梢赃x擇適合的數(shù)據(jù)庫來存儲氣象影視素材和相關數(shù)據(jù)，常見的選擇包括關系型數(shù)據(jù)庫如MySQL、Oracle，或NoSQL數(shù)據(jù)庫如MongoDB、Redis等。為實現(xiàn)用戶界面，可以使用HTML、CSS和JavaScript等前端技術進行開發(fā)。選擇合適的前端框架，例如React、Vue.js等。氣象影視素材通常比較大，需考慮通過云存儲服務來存儲和管理這些文件，常用的云存儲服務提供商包括阿里云、騰訊云、AWS等。根據(jù)需求，要與外部系統(tǒng)或服務進行交互，例如獲取天氣數(shù)據(jù)、版權(quán)保護等，了解相關API的文檔和接口規(guī)范，并進行相應的開發(fā)和集成。為保護用戶數(shù)據(jù)和系統(tǒng)安全，要考慮使用 SSL證書來實現(xiàn) HTTPS通信。使用用戶身份驗證和授權(quán)機制來保護應用程序?？梢钥紤]使用安全漏洞掃描工具和日志監(jiān)控工具來提高安全性。使用版本控制工具（如Git）來管理代碼，使多人協(xié)同開發(fā)更容易，并能回退到歷史版本。提前準備一個獨立的測試環(huán)境，進行系統(tǒng)的功能測試、性能測試和安全測試，確保系統(tǒng)的質(zhì)量。

（二）前端后端開發(fā)

1.前端開發(fā)

首先，確定用戶界面設計、根據(jù)用戶需求和UI/UX設計原則確定平臺的界面設計。設計可視化組件、布局和交互方式，使用戶能夠方便地上傳、搜索、預覽和下載氣象影視素材。其次，使用前端技術如HTML、CSS和JavaScript進行頁面開發(fā)。根據(jù)設計，使用HTML標記語言構(gòu)建頁面結(jié)構(gòu)，使用CSS美化頁面樣式，使用JavaScript實現(xiàn)頁面的交互邏輯和動態(tài)效果。再次，集成前端框架。根據(jù)選擇的前端框架，如React、Vue.js等，快速構(gòu)建和管理前端界面，提高開發(fā)效率。第四，對接后端API。與后端開發(fā)團隊協(xié)調(diào)，調(diào)用后端提供的API接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和交互[2]。

2.后端開發(fā)

首先，構(gòu)建應用程序框架。根據(jù)選擇的后端開發(fā)語言和框架構(gòu)建應用程序的框架結(jié)構(gòu)，設置路由、控制器等。其次，數(shù)據(jù)庫設計和集成。設計數(shù)據(jù)庫模型，根據(jù)需求創(chuàng)建適當?shù)谋斫Y(jié)構(gòu)，并使用ORM（對象關系映射）技術將數(shù)據(jù)庫與應用程序進行集成。再次，實現(xiàn)業(yè)務邏輯。根據(jù)用戶需求，實現(xiàn)上傳、搜索、預覽、下載等相關的業(yè)務邏輯功能。編寫相應的代碼來處理用戶請求，管理素材數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)。第四，安全控制和權(quán)限管理。設計并實現(xiàn)對用戶身份進行驗證和授權(quán)，確保只有授權(quán)用戶可以訪問和管理素材?？紤]采用加密技術保護敏感數(shù)據(jù)。最后，對接外部服務和API。連接與平臺相關的外部服務和API，如天氣數(shù)據(jù)接口、版權(quán)保護接口等，以實現(xiàn)相關功能。

3.協(xié)同開發(fā)和測試

要進行良好的溝通和協(xié)調(diào)，確保前端和后端開發(fā)團隊之間接口和功能的一致性。在開發(fā)過程中進行單元測試、集成測試和系統(tǒng)測試，修復漏洞和錯誤，并確保系統(tǒng)正常運行并符合用戶需求。

4.部署和維護

進行系統(tǒng)部署，將前端和后端代碼上傳到服務器，并配置好相應的環(huán)境和數(shù)據(jù)庫連接。測試服務器的穩(wěn)定性和性能，并實時監(jiān)控系統(tǒng)運行狀態(tài)。定期備份和維護數(shù)據(jù)庫，及時更新反饋和需求，進行功能擴展和改進，修復Bug和優(yōu)化性能。同時，確保系統(tǒng)的安全性，對漏洞進行及時修復，并加強系統(tǒng)的安全措施。

（三）部署與上線

根據(jù)需求和預算，選擇適用于Web應用程序的服務器或云服務提供商，例如阿里云、騰訊云、AWS等，其性能穩(wěn)定。安裝所需的操作系統(tǒng)和運行環(huán)境在所選擇的服務器上。安裝并配置數(shù)據(jù)庫引擎（如MySQL、MongoDB等），確保數(shù)據(jù)庫能正常運行。將前端和后端的代碼文件打包并上傳到服務器。通過版本控制工具（如Git）拉取代碼庫，在服務器上進行構(gòu)建和編譯生成可部署的應用程序。根據(jù)具體技術棧的要求，使用相應的命令行工具或腳本來完成部署過程。如果有一個域名，需將其指向服務器的IP地址，以便通過域名來訪問應用程序。配置DNS服務提供商，將域名與服務器的IP地址進行關聯(lián)。在部署完成后，在服務器或云服務上進行進行功能、性能和安全性測試，修復漏洞或錯誤，確保應用程序能正常運行。驗證緒后，通過域名訪問應用程序，將其正式上線[3]。

三、素材采集與處理

（一）素材采集

一方面可以與相關機構(gòu)、公司或個人合作，通過收購或許可協(xié)議獲得氣象影視素材。這可以涵蓋已有的氣象影視素材庫，并與版權(quán)所有者合作，確保合法獲取素材。另一方面可以組織自主拍攝團隊，按照需求采集與氣象相關的影視素材。同時，與各種數(shù)據(jù)提供方合作也很重要，比如與氣象局、衛(wèi)星數(shù)據(jù)供應商等合作，以獲得實時氣象數(shù)據(jù)和圖像。此外，建立一個公眾貢獻平臺也是不錯的選擇，該平臺可以鼓勵用戶上傳和分享自己拍攝的氣象影視素材，從而擴充素材庫，并進行版權(quán)核實和篩選。

（二）素材質(zhì)量控制

在素材采集階段，需要確保由技術人員使用專業(yè)的氣象設備進行氣象數(shù)據(jù)的采集，以保證數(shù)據(jù)的真實性和準確性。定期對設備進行檢測和校準，確保其準確度和穩(wěn)定性。此外，需要注重數(shù)據(jù)的有效處理，包括數(shù)據(jù)去噪、插值和填補缺失值等處理，以提高數(shù)據(jù)的完整性和連續(xù)性。對采集到的數(shù)據(jù)進行質(zhì)量控制，包括異常值檢測和數(shù)據(jù)一致性檢查等，確保數(shù)據(jù)的合理性和可信度。同時，采用穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，確保數(shù)據(jù)的安全性和可靠性。設計合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和索引，以提高數(shù)據(jù)的查詢效率和存儲空間利用率。提供直觀清晰的數(shù)據(jù)展示界面，包括圖表和地圖等形式，以方便用戶查看和分析數(shù)據(jù)。同時，提供數(shù)據(jù)過濾和篩選功能，讓用戶可以根據(jù)自己的需求定制所需的數(shù)據(jù)展示。最后，需要對采集到的數(shù)據(jù)進行與實際情況的對比可信度[4]。

（三）視頻剪輯與合成

第一，視頻剪輯。系統(tǒng)中提供基本的視頻剪輯工具，包括剪切、復制、粘貼、刪除等操作，以對素材視頻進行裁剪和拼接。支持調(diào)整大小、旋轉(zhuǎn)、鏡像等操作，以滿足用戶的個性化需求。提供時間軸界面，方便用戶精確地定位和操作不同的視頻片段。第二，視頻特效和過渡效果。能夠提供豐富的視頻特效和過渡效果，例如顏色調(diào)整、濾鏡、動畫等，以增加視頻的藝術感和吸引力。支持自定義特效和過渡效果，讓用戶能根據(jù)自己的需求設計獨特的視頻效果。第三，文字和字幕。提供文字添加和字幕編輯功能，允許用戶在視頻中添加標題、說明文字、字幕等內(nèi)容，以增強信息傳達的效果。支持調(diào)整文字和字幕的樣式、位置和動畫，以滿足用戶的設計需求。第四，音頻處理。提供音頻剪輯和混音功能，允許用戶在視頻中添加背景音樂、音效等音頻元素。支持音頻剪切、淡入淡出、音量調(diào)整等操作，以達到音頻與視頻的良好協(xié)調(diào)。第五，視頻合成。支持多個視頻素材的合成，讓用戶可以將不同的素材視頻拼接在一起形成一個完整的視頻作品。提供視頻合成的時間軸界面，方便用戶對各個視頻片段進行精確地排列和調(diào)整。最后，輸出和導出。支持多種視頻格式的輸出和導出，包括常見的MP4、AVI、MOV等格式。

四、結(jié)束語

綜上所述，設計與實現(xiàn)氣象影視素材數(shù)字化管理平臺是當前迫切需要解決的氣象影視服務問題。該系統(tǒng)平臺的成功建立和應用能夠為氣象影視素材的查詢提供方便快捷的服務，大大提高素材的利用效率和氣象影視節(jié)目制作效率，并為各類專題節(jié)目和氣象新聞氣象預報的制作提供相應支持。

作者單位：李杉 黃丹萍 董彤 江西省撫州市

氣象局

參考文獻

[1]趙子涵，周浪，梁騰.氣象影視服務如何應對新媒體傳播挑戰(zhàn)[J].西部廣播電視，2023，44（04）：114-116.

[2]許寧超.氣象影視節(jié)目中不同天氣現(xiàn)象的拍攝技巧[J].電視技術，2022，46（04）：80-82.

[3]鞏建波，段文.首都氣象影視全媒體演播室的設計與應用[J].新媒體研究，2022，8（02）：16-18.

[4]郭超燕，李盛芳，游立杭.淺談氣象影視服務的“供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革”[J].記者搖籃，2021（07）：35-36.