氣象酸雨分析評(píng)估系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

摘要：本次研究采用山西省氣象局現(xiàn)有五個(gè)酸雨觀測(cè)站的酸雨觀測(cè)資料，開(kāi)發(fā)出一套適用于山西省本地區(qū)且擁有良好界面的酸雨數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)平臺(tái)，通過(guò)本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)酸雨資料入庫(kù)、查詢(xún)、制表、制圖等各項(xiàng)操作，更加形象、直觀、便捷的明確山西省酸雨的時(shí)間和空間分布特征，以及山西省酸雨與氣象條件（包括風(fēng)向、風(fēng)速、降雨量等氣象要素）關(guān)系的分析、查詢(xún)和顯示，同時(shí)制作酸雨質(zhì)量公報(bào)的表格。

關(guān)鍵詞：酸雨；評(píng)估系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：X517 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 （2012） 17-0000-02

1 引言

截止2009年中國(guó)氣象局已經(jīng)擁有337個(gè)酸雨監(jiān)測(cè)站，可以覆蓋整個(gè)中國(guó)大陸地區(qū)。自上世紀(jì)九十年代初山西省觀象臺(tái)開(kāi)始監(jiān)測(cè)酸雨，山西省氣象部門(mén)共布設(shè)有5個(gè)酸雨監(jiān)測(cè)站。目前山西省氣象科學(xué)研究所需要定期向省局有關(guān)職能管理部門(mén)和省局有關(guān)業(yè)務(wù)單位提供山西省酸雨質(zhì)量監(jiān)測(cè)月報(bào)和年報(bào)，并不定期的向省政府提供山西省酸雨質(zhì)量監(jiān)測(cè)公報(bào)，酸雨監(jiān)測(cè)月報(bào)和年報(bào)結(jié)果中分析的內(nèi)容包括：全省降水pH值、電導(dǎo)率分布情況，各級(jí)酸雨強(qiáng)度出現(xiàn)頻率，酸雨形勢(shì)變化情況等。本論文采用山西省氣象局現(xiàn)有五個(gè)酸雨觀測(cè)站的酸雨觀測(cè)資料，開(kāi)發(fā)出一套適用于山西省本地區(qū)且擁有良好界面的酸雨分析評(píng)估系統(tǒng)，通過(guò)本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)酸雨資料入庫(kù)、查詢(xún)、制表、制圖等各項(xiàng)操作，更加形象、直觀、便捷的明確山西省酸雨的時(shí)間和空間分布特征，以及山西省酸雨與氣象條件（包括風(fēng)向、風(fēng)速、降雨量等氣象要素）關(guān)系的分析、查詢(xún)和顯示，同時(shí)制作酸雨質(zhì)量公報(bào)的表格。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能

根據(jù)該系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)、系統(tǒng)的需求、系統(tǒng)的可行性以及系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程進(jìn)行分析，針對(duì)系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的主要模塊，它包括：數(shù)據(jù)管理模塊、酸雨時(shí)間分布模塊、酸雨空間分布模塊、酸雨查詢(xún)模塊、酸雨報(bào)表模塊、酸雨與氣象條件分析模塊和幫助信息模塊。技術(shù)上本系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)只要是針對(duì)原始的酸雨觀測(cè)數(shù)據(jù)，并將其完整導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)，在數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行操作，考慮到系統(tǒng)的功能要求，在系統(tǒng)的技術(shù)上采用Visual Basic 6.0為開(kāi)發(fā)工具與Microsoft Access 2003相結(jié)合進(jìn)行本系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)。系統(tǒng)總體功能架構(gòu)見(jiàn)圖1。要求系統(tǒng)具有以下功能：①實(shí)現(xiàn)酸雨數(shù)據(jù)文件的存儲(chǔ)，同時(shí)能夠按照規(guī)定的格式保存入數(shù)據(jù)庫(kù)中。②操作方便，系統(tǒng)具有良好的人機(jī)交互界面。③完全的人性化設(shè)計(jì)，無(wú)需專(zhuān)業(yè)人士指導(dǎo)，即可以操作本系統(tǒng)。④方便的、全方位的數(shù)據(jù)查詢(xún)和信息顯示功能。⑤完成酸雨和氣象相關(guān)數(shù)據(jù)的自動(dòng)計(jì)算，減少人工操作的干預(yù)。⑥提供強(qiáng)大的報(bào)表和圖形顯示功能。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 數(shù)據(jù)管理模塊

數(shù)據(jù)管理模塊：主要是將原始酸雨觀測(cè)資料的分析處理及入庫(kù)，該模塊包括對(duì)原始酸雨觀測(cè)資料的處理和原始酸雨觀測(cè)資料的入庫(kù)的操作，首先選擇要進(jìn)行入庫(kù)的原始酸雨觀測(cè)資料，然后系統(tǒng)會(huì)根據(jù)業(yè)務(wù)人員的選擇，實(shí)現(xiàn)資料的合并和匯總，通過(guò)編程對(duì)無(wú)用的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除，最終得到業(yè)務(wù)人員所需要的觀測(cè)數(shù)據(jù)，最后將這些數(shù)據(jù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)，這樣就完成了數(shù)據(jù)管理模塊的具體業(yè)務(wù)流程，為了方便業(yè)務(wù)工作人員出具酸雨監(jiān)測(cè)公報(bào)的需要，本系統(tǒng)特設(shè)置了當(dāng)月酸雨數(shù)據(jù)的入庫(kù)單元，單獨(dú)實(shí)現(xiàn)上月酸雨觀測(cè)數(shù)據(jù)的入庫(kù)，通過(guò)選擇當(dāng)月數(shù)據(jù)顯示可以在Visual Basic提供的Datagrid控件中顯示當(dāng)月的酸雨觀測(cè)數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊數(shù)據(jù)導(dǎo)出可以直接將當(dāng)月的原始酸雨觀測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)入到系統(tǒng)目錄下的EXCL文件（當(dāng)月數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì).xls）中。

3.2 酸雨時(shí)間分布模塊

酸雨時(shí)間分布模塊：該模塊包括兩個(gè)子模塊分別為原始數(shù)據(jù)模塊和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)模塊。其中原始數(shù)據(jù)模塊主要完成未經(jīng)分析的酸雨觀測(cè)數(shù)據(jù)資料的年、月、季的顯示，包括曲線圖、直方圖和表格；統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)模塊主要完成經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)計(jì)算的酸雨觀測(cè)數(shù)據(jù)資料的年、月、季的顯示，包括曲線圖、直方圖和表格。在系統(tǒng)框架最底層的是數(shù)據(jù)訪問(wèn)層，在這個(gè)層中，系統(tǒng)采用ADO的Dataset組件訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)上各種查詢(xún)的數(shù)據(jù)交換。

3.3 酸雨空間分布模塊

酸雨空間分布處理模：該模塊主要包括酸雨強(qiáng)度圖和站點(diǎn)位置圖。其中酸雨強(qiáng)度圖中可以顯示酸雨站點(diǎn)的強(qiáng)弱程度，同時(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)算得出的運(yùn)算結(jié)果可以插值顯示酸雨強(qiáng)度等值線圖。圖形顯示模塊主要完成酸雨控制圖（pH值圖）和風(fēng)玫瑰圖的繪制，包括等值線圖和雷達(dá)圖和表格的顯示。

3.4 酸雨查詢(xún)模塊

酸雨查詢(xún)模塊：業(yè)務(wù)人員通過(guò)選擇要查詢(xún)的年份，要查詢(xún)的氣象站號(hào)，選擇要查詢(xún)的pH值的類(lèi)型（包括極值、均值和頻率），通過(guò)調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)數(shù)據(jù)，利用Visual Basic提供的MSFlexGrid控件顯示相關(guān)的數(shù)據(jù)查詢(xún)結(jié)果，系統(tǒng)將自動(dòng)統(tǒng)計(jì)出所查詢(xún)時(shí)間內(nèi)的逐月的pH值的極值和極值出現(xiàn)的時(shí)間，同時(shí)利用Visual Basic提供的MSChart控件用圖形（折線圖）顯示相關(guān)的數(shù)據(jù)查詢(xún)結(jié)果。

3.5 酸雨報(bào)表模塊

酸雨報(bào)表顯示模塊：業(yè)務(wù)人員選擇要查詢(xún)的年份和月份，要查詢(xún)的氣象站，通過(guò)調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)數(shù)據(jù)，自動(dòng)計(jì)算出月報(bào)所需的數(shù)據(jù)。利用Visual Basic提供的MSFlexGrid控件顯示相關(guān)的數(shù)據(jù)查詢(xún)結(jié)果，同時(shí)調(diào)用EXCL實(shí)現(xiàn)酸雨月報(bào)數(shù)據(jù)的直接輸出，在EXCL中同步實(shí)現(xiàn)圖形的更新顯示，方便酸雨月報(bào)的制作。

3.6 酸雨與氣象分析模塊

酸雨與氣象分析模塊：該模塊主要完成酸雨與風(fēng)（包括風(fēng)向、風(fēng)速）的相關(guān)分析、酸雨與雨量的相關(guān)分析。此模塊主要用于科研人員的工作需求，可以直觀明了的明確山西省的酸雨分布與氣象條件的關(guān)系。

本系統(tǒng)的部分查詢(xún)界面圖見(jiàn)圖2。

4 結(jié)語(yǔ)

4.1 本系統(tǒng)根據(jù)酸雨氣象業(yè)務(wù)工作的實(shí)際需求和需要進(jìn)行設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的，切合工作實(shí)際，具有很強(qiáng)的工作實(shí)用性。

4.2 技術(shù)上本系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)只要是針對(duì)原始的酸雨觀測(cè)數(shù)據(jù)，并將其完整導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)，在數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行操作，考慮到系統(tǒng)的功能要求，采用的是Visual basic 6.0為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，采用Microsoft access 2003為開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)，并規(guī)定用當(dāng)今比較常用的ADO方式訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，這樣可以方便對(duì)系統(tǒng)的改進(jìn)和升級(jí)，同時(shí)也有較好的兼容性。

4.3 本系統(tǒng)非常好的解決了業(yè)務(wù)需求，同時(shí)大大的解放了業(yè)務(wù)工作人員的勞動(dòng)力，有利于推廣使用。

4.4 本系統(tǒng)用戶(hù)界面友好，使用方便，操作簡(jiǎn)單，具有非常良好的人機(jī)交互界面，便于業(yè)務(wù)人員操作。

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基金項(xiàng)目：山西省氣象局2010年度青年基金項(xiàng)目“山西省酸雨特征及氣象條件研究”（無(wú)編號(hào)）資助。

[作者簡(jiǎn)介]

李明明（1980-），男，工程師，主要從事大氣環(huán)境科學(xué)方面研究工作。