榆林市區(qū)域自動(dòng)氣象站信息分析綜合應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

王 云,徐振明,萬紅衛(wèi)

(1.榆林市氣象局,陜西榆林 719000;2.成都信息工程學(xué)院,成都 610225)

榆林市區(qū)域自動(dòng)氣象站信息分析綜合應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

王 云1,徐振明2,萬紅衛(wèi)1

(1.榆林市氣象局,陜西榆林 719000;2.成都信息工程學(xué)院,成都 610225)

利用計(jì)算機(jī)編程和信息處理技術(shù),開發(fā)榆林市 184個(gè)區(qū)域自動(dòng)氣象站運(yùn)行監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析綜合應(yīng)用系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠自動(dòng)顯示區(qū)域自動(dòng)氣象站實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù);自動(dòng)監(jiān)控報(bào)文傳輸和蓄電池狀態(tài);對(duì)正在發(fā)生或可能發(fā)生的高溫、大風(fēng)、強(qiáng)降水等災(zāi)害性天氣自動(dòng)報(bào)警;查詢統(tǒng)計(jì)區(qū)域自動(dòng)氣象站實(shí)時(shí)和歷史資料,并利用 AnyChart控件和 SURFER軟件自動(dòng)生成圖像圖表文件。

區(qū)域氣象站;質(zhì)量監(jiān)控;資料處理

近年來,區(qū)域自動(dòng)氣象站 (以下簡(jiǎn)稱區(qū)域站)不斷增加,為中小尺度天氣分析和氣象信息服務(wù)提供更多的實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)。但區(qū)域站多是無人值守的自動(dòng)觀測(cè)站,故障發(fā)生率高,維修不及時(shí)常會(huì)造成數(shù)據(jù)中斷,且觀測(cè)數(shù)據(jù)均沒有整理,不能實(shí)現(xiàn)資料統(tǒng)計(jì)積累。為了有效提升區(qū)域站數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量,最大限度利用區(qū)域站實(shí)時(shí)觀測(cè)資料,不斷增強(qiáng)公共氣象服務(wù)和防災(zāi)減災(zāi)能力,發(fā)揮區(qū)域站建設(shè)的效益,利用榆林市 184個(gè)區(qū)域站,設(shè)計(jì)開發(fā)榆林市區(qū)域站信息分析綜合應(yīng)用系統(tǒng)。

1 設(shè)計(jì)思路

圖 1 系統(tǒng)功能框架圖

系統(tǒng)利用 VB.net+JAVA+MSSQL作為開發(fā)平臺(tái),主要包括質(zhì)量監(jiān)控、實(shí)時(shí)報(bào)警和數(shù)據(jù)處理 3個(gè)功能模塊,總體架構(gòu)見圖 1。系統(tǒng)每小時(shí)自動(dòng)查詢區(qū)域站數(shù)據(jù)庫(kù),傳輸區(qū)域站報(bào)文,對(duì)站點(diǎn)災(zāi)害性天氣進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,通過語音和短信自動(dòng)報(bào)警。區(qū)域站歷史和實(shí)時(shí)資料通過 AnyChart控件和 SURFER軟件處理,自動(dòng)生成各類圖表圖像,應(yīng)用于網(wǎng)站或氣象服務(wù)材料。系統(tǒng) 3個(gè)模塊之間相互獨(dú)立運(yùn)行,易于擴(kuò)展,安全穩(wěn)定。

2 功能實(shí)現(xiàn)

2.1 質(zhì)量監(jiān)控

每個(gè)整點(diǎn)后 10 min,系統(tǒng)自動(dòng)連接區(qū)域站數(shù)據(jù)庫(kù),用 SQL語言逐一查詢所有區(qū)域站整點(diǎn)報(bào)文數(shù)據(jù)入庫(kù)時(shí)間記錄,以此判別區(qū)域站是否有缺報(bào)或逾限,如有缺報(bào)或逾限站點(diǎn),則語音和短信報(bào)警,提醒保障人員及時(shí)處置相關(guān)故障,并將缺報(bào)或逾限站點(diǎn)信息、發(fā)生時(shí)間等內(nèi)容記錄入庫(kù),便于日后分析統(tǒng)計(jì)整體傳輸質(zhì)量;每日 08:30,系統(tǒng)自動(dòng)查詢區(qū)域站數(shù)據(jù)庫(kù)各站點(diǎn) 08:00的電池電量,若電池電量低于 50%,則語音和短信報(bào)警提醒,內(nèi)容包括電池電量低的站點(diǎn)名稱和站號(hào)、電池電量值和上次更換電池時(shí)間等內(nèi)容,避免供電不足導(dǎo)致傳輸質(zhì)量下降。

2.2 實(shí)時(shí)報(bào)警

根據(jù)業(yè)務(wù)規(guī)定,結(jié)合榆林氣候特點(diǎn),對(duì)雨量、風(fēng)速和溫度等氣象要素設(shè)定不同報(bào)警閾值,短時(shí)強(qiáng)降水報(bào)警閾值為一小時(shí)降水量≥10 mm,大風(fēng)報(bào)警閥值為瞬時(shí)風(fēng)速≥17 m/s,高溫報(bào)警閾值為實(shí)時(shí)觀測(cè)氣溫≥35oC,低溫報(bào)警根據(jù)不同季節(jié)和農(nóng)事需要,設(shè)定不同的閾值。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)每小時(shí)更新一次,整點(diǎn)后 10 min,系統(tǒng)自動(dòng)連接區(qū)域站數(shù)據(jù)庫(kù),讀取上一時(shí)次各氣象要素監(jiān)測(cè)值,與所設(shè)置閾值比較,若監(jiān)測(cè)值超過閾值,說明該區(qū)域可能會(huì)有災(zāi)害性天氣發(fā)生,系統(tǒng)通過語音或短信報(bào)警,第一時(shí)間提醒業(yè)務(wù)人員采取相關(guān)措施,同時(shí)將站點(diǎn)信息,監(jiān)測(cè)要素值,發(fā)生時(shí)間等自動(dòng)記錄入庫(kù),便于分析統(tǒng)計(jì)。

2.3 數(shù)據(jù)處理

系統(tǒng)自動(dòng)查詢統(tǒng)計(jì)區(qū)域站各類氣象要素任意時(shí)段的累計(jì)值、平均值、最大值、最小值等,利用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),自動(dòng)制作色斑圖、曲線圖、餅狀圖等,并以網(wǎng)站形式發(fā)布;能夠自動(dòng)調(diào)入服務(wù)產(chǎn)品模板,插入所需圖像圖表,直接生成服務(wù)材料。

2.3.1 輸出表格 網(wǎng)站采用 AnyChart控件生成圖表,AnyChart控件是當(dāng)前應(yīng)用較廣泛的數(shù)據(jù)可視化解決方案,提供極好的視覺外觀和配色方案,用戶可根據(jù)不同的需求設(shè)計(jì)圖表,Anychart采用XM L文檔存儲(chǔ)數(shù)據(jù),通過讀寫XML文檔來實(shí)現(xiàn)區(qū)域站數(shù)據(jù)圖表輸出。

2.3.2 輸出圖形 系統(tǒng)以 SURFER軟件做為后臺(tái),VB.net通過 SURFER提供的 ActiveX對(duì)象實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)繪圖功能。首先在 VB.net程序中創(chuàng)建 SURFER對(duì)象,代碼為:Set SurferApp=CreateObject("Surfer.Application")。其次需要加載數(shù)據(jù)文件,即從區(qū)域站數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索氣溫、雨量等氣象要素和站點(diǎn)信息。代碼為:

SurferApp.GridData DataFile:=App.Path& " mp.dat", Algorithm: = srf Kriging,DupMethod:= srfDupNone,Show Report:=False,outgrid:=App.Path& " emp.grd",(使用克立格法將資料內(nèi)插)。

Set Plot= SurferApp.Documents.Add(1)(生成一個(gè)空白的繪圖頁)。

Set ContourMapFrame =Plot.Shapes.AddContourMap(App.Path&" emp2.grd")(生成一個(gè)等值線圖)。

最后以 PNG方式導(dǎo)出圖片,系統(tǒng)調(diào)用各類服務(wù)產(chǎn)品模板,將圖片插入其中,亦可將圖片直接插入網(wǎng)站中,形成圖文并茂的服務(wù)材料。

3 結(jié)語

系統(tǒng)投入業(yè)務(wù)運(yùn)行以來,榆林區(qū)域站傳輸質(zhì)量顯著提升,氣象服務(wù)材料快速生成,并且圖文并茂,內(nèi)容豐富,數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,尤其是實(shí)時(shí)報(bào)警功能,減輕了業(yè)務(wù)值班人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,避免區(qū)域站數(shù)據(jù)量多,人工逐一查看費(fèi)時(shí)誤事。在 2012年7月的 3次大暴雨過程服務(wù)中,系統(tǒng)連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)到強(qiáng)降水發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn),提醒預(yù)報(bào)人員第一時(shí)間發(fā)布預(yù)警信息,使群眾能有更多的時(shí)間轉(zhuǎn)移到安全地帶,有效避免或減輕了大暴雨造成的損失。

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1006-4354(2013)02-0032-02

2012-09-06

王云 (1978— ),男 ,陜西子洲人 ,學(xué)士 ,工程師 ,從事氣象業(yè)務(wù)、服務(wù)管理。