圖形化使用者介面之介紹

對於一般使用者而言，在完全沒有程式開發基礎的情況下，想要 使用一套工程或研究人員所開發的程式或是模式來說，是一項非常大 的挑戰。所以在本計畫工作項目中提出建構颱風波浪預測模式的圖形 化使用者介面(Graphical User Interface)的目標(亦稱視窗化)。此介面基 本上是以高雄港颱風波浪預測模式為核心計算模組，加上人性化的操 控介面整合而成。此外本介面融合許多外部的資料處理步驟，省去大 量操控程序，縮短整體操作上的時間與流程。在介面外觀方面，採用 類似一般使用者常接觸的 Windows 介面樣式來作設計，圖形化的表現 能提升本介面與使用者之間的互動。而此介面的建立與整合，可視為 未來發展全自動監測預報系統的前置研究。

本研究初步構想的圖形化使用者介面有四個主要目標，詳述於下：

1.擴展使用者族群

近年來在專業領域中的應用程式開發，不論是在任何一種作業平 台上，都開始趨向於採用對於使用者較為友善的圖形化介面。其目的 除了介面視覺上的美觀之外，還能由圖示選項來代替原本程式操作所 需要用的指令。如此一來可使原本颱風波浪預報模式的使用者，由原

本所需要的富有程式操控能力且有颱風波浪相關知識的工作人員，擴 展到擁有颱風波浪相關知識的工作人員，示如圖5.1-1。

圖 5.1-1 GUI 的開發對於使用者族群的分布變化

圖 5.1-1 為表示所有研究人員中對 Matlab 程式操作語法之能力分 布圖，位於金字塔行分布圖頂部的斜線區域中的是較少數熟悉 Matlab 程式操作的研究人員，本介面的發展，可以將颱風波浪預測模式的使 用者族群擴展至所有了解一般應用程式之研究人員。使得本模式的使 用範圍更為廣泛，使用者所需具備的程式操控能力限制將會大幅降 低。詳細的圖形介面以及完整的說明文件可以讓不具有程式語言能力 的使用者輕鬆地就可以利用本介面進行颱風波浪的預測與評估。使用 者只要熟練滑鼠的基本操作(單擊、雙擊、拖曳)，幾乎可以完成絕大部 分的操作指令。

2.縮短模式操作程序時間

原本颱風波浪推算模式之中的工作程序，可簡單分為：

(1) 輸入資料整合

在颱風波浪預測模式的輸入資料整合的部分包括颱風與波浪資 料的比對以及內插，目的在於確定輸入的資料固定為每小時一筆，故 所有的資料在此步驟需作補遺且經過嚴格的比對。在本圖形化介面輸 入的部分是利用圖形化的友善介面進行輸入檔案的選取並會對輸入

熟悉MatLab 程式操 作語法的研究人員

僅了解Windows 一般應 用程式操作之研究人員

資料長度進行長度檢核。其中 UNISYS 所公開的颱風最佳路徑資料 的下載、內插與轉換程序可以透過本研究所建立的套件進行處理。

(2) 由輸入資料計算模式所需參數

經由以上遊圖形介面選取所需要的輸入資料檔案後，還需要進行 一些參數的計算如颱風行進速度、颱風中心距離、颱風行進方向定義 以及較為複雜的風場模式計算，這些繁瑣的步驟都能在資料輸入後直 接整合進行運算並以矩陣的方式儲存於記憶體中，以便於後續程式即 時讀取使用。

(3) 模擬(Simulation)

本圖形化介面在選取適當Model、預測區域以及資料的輸入後，

只要由上方工具列直接選取即可直接開始Simulation 的動作，在此可 省去原來使用大量程式指令來選取類神經架構增加許多執行速度。若 模式需要更進一步的配置及設定亦將以簡易的選單方式在此部分進 行設定。

(4) 輸出結果

使用圖形化介面執行輸出結果時，可以直接將結果以繪圖方式表 現，節省許多後續資料處理以及繪圖時間。並可即時與輸入資料作比 對。除了基本輸入以及預測波高歷時圖的顯示之外，更額外加入颱風 路徑的顯示。此外預測波高圖可配合預測波高表讓使用者能更容易瞭 解數據以及圖表之中的特性。

使用圖形化介面操作整個模式，可以整合以上四個部分中的所有 繁瑣過程，完全不必使用到指令或程式，取而代之的是圖形介面上的 滑鼠操作。此介面與原來模式操作相較之下可大幅縮短操作時間。

3.增加模式親和力

在模式中輸入資料以備妥的情況下，本圖形化介面只需使用滑鼠 的點選即可完成整個颱風波浪的預測工作(包含資料輸入至結果輸 出)。搭配輸入資料狀態視窗，可以清楚地列出輸入資料的長度，加上 中文化介面以及完整的說明文件，提昇本介面的親和力。介面中的開 發環境是以目前一般使用者所熟稔的 Windows 系統為基礎，滑鼠的點 擊、鍵盤的快速鍵操作以及開啟檔案的檔案列表，都是與 Windows 系 統相同。使用者只要能夠具備有 Windows 的基本操作觀念甚至不需要 操作手冊就可以對本介面輕鬆上手。這也使得本介面不像一般專業工 程應用軟體一般令人感到困難。本介面並提供額外的颱風資訊可讓使 用者即時透過網際網路在介面中觀察即時波高資料與衛星雲圖資料。

4.提升未來自動化環境可行性

本介面的開發不但提供使用者在操作上的便利，並且在開發過程 中整合了整個模式的運作。整合後的模式可提升對於未來自動化環境 的配合度。未來可應用於提供網路即時波浪預報，可以在無人操作的 環境中直接擷取颱風觀測資料以計算出波浪變化關係並同時以該伺服 器作即時發布，發布方式可透過廣播方式、網際網路及手機簡訊達到 即時且大範圍的預警。