丹東生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

董海濤　劉洪林

摘要：丹東生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)是用于生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)日常業(yè)務(wù)觀測(cè)，編制各類觀測(cè)報(bào)文及數(shù)據(jù)上網(wǎng)傳輸?shù)膶?shí)用型業(yè)務(wù)系統(tǒng)。系統(tǒng)采取多窗口結(jié)構(gòu)框架，合理布局功能窗口界面，兼容了地面氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)文件格式，統(tǒng)一數(shù)據(jù)檢查標(biāo)準(zhǔn)，觀測(cè)數(shù)據(jù)處理更為準(zhǔn)確有效。并以VB6.0可視化語言為開發(fā)工具適應(yīng)不用版本W(wǎng)indows操作系統(tǒng)。基于生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)發(fā)布為一體的多功能業(yè)務(wù)應(yīng)用軟件。

關(guān)鍵詞：生態(tài)環(huán)境觀測(cè)；數(shù)據(jù)分析；數(shù)據(jù)發(fā)布；數(shù)據(jù)處理

中圖分類號(hào)：X835 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)2095-627X（2014）01-0167-03

Eco-environmental monitoring system design and application of business

Dong Haitao，Liu Honglin

（Dandong Meteorological Bureau ，Liaoning 118000）Abstract： The eco-environmental monitoring system is operational in the Microsoft Visual Basic6.0 visual language based on the completed development， ecological environment monitoring data based on statistics， data analysis and data dissemination into a multi-purpose business applications software， the use of reasonable audit standards， to deal with more observation data comparability， accuracy and effectiveness. Key words： Statistics； Data analysis； Data dissemination； Data processing

引言

生態(tài)氣象觀測(cè)是近幾年來氣象部門新開展的業(yè)務(wù)觀測(cè)項(xiàng)目[1]，生態(tài)環(huán)境是人類生存和發(fā)展的基本條件，是經(jīng)濟(jì)、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。構(gòu)成生態(tài)環(huán)境的生態(tài)因子是不斷變化的，特別是在人類活動(dòng)的影響下其變化程度不斷加劇，如何科學(xué)合理開發(fā)、利用保護(hù)生態(tài)環(huán)境是當(dāng)前社會(huì)各界普遍關(guān)注的重大問題。

遼寧省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)主要觀測(cè)項(xiàng)目有常規(guī)氣象要素、地下水位、土壤水分、土壤沙粒有機(jī)物、產(chǎn)量因素、產(chǎn)量結(jié)構(gòu)、農(nóng)業(yè)生長(zhǎng)狀況、農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害、大田生育狀況、輻射、酸雨、自然物候和大氣降塵等14個(gè)觀測(cè)項(xiàng)目[2]，觀測(cè)任務(wù)繁重，工作量較大。因此，如何為生態(tài)環(huán)境的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)提供可靠的數(shù)據(jù)源，做好生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)原始資料的收集和處理工作顯得尤為重要。

目前，遼寧省氣象局針對(duì)臺(tái)站生態(tài)環(huán)境觀測(cè)業(yè)務(wù)開發(fā)了遼寧省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)編發(fā)系統(tǒng)，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了2次修改升級(jí)，該系統(tǒng)雖然在一定程度上基本滿足了遼寧省生態(tài)環(huán)境業(yè)務(wù)編發(fā)工作需要，但對(duì)不斷增多業(yè)務(wù)的臺(tái)站來說，實(shí)際的工作質(zhì)量和效率不是很明顯，業(yè)務(wù)功能擴(kuò)展存在一定局限性。由于生態(tài)環(huán)境觀測(cè)編報(bào)需要大量的自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)，迫切需要一套能夠兼容地面觀測(cè)數(shù)據(jù)格式，具備質(zhì)量控制功能的智能實(shí)用性業(yè)務(wù)系統(tǒng)，同時(shí)生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)對(duì)地市級(jí)氣象部門作生態(tài)環(huán)境預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)服務(wù)也是至關(guān)重要，需要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)多級(jí)用戶共享要求。

丹東生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)借鑒了遼寧省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)編發(fā)系統(tǒng)研發(fā)和設(shè)計(jì)，從系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路、技術(shù)路線、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要功能以及系統(tǒng)采用的關(guān)鍵技術(shù)等方面介紹本系統(tǒng)的建設(shè)情況。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要功能生態(tài)觀測(cè)數(shù)據(jù)編制、質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)傳輸和共享。其流程如圖1所示。生態(tài)環(huán)境觀測(cè)報(bào)文數(shù)據(jù)主要來源2個(gè)方面：一是生態(tài)觀測(cè)人員實(shí)際觀測(cè)的生態(tài)要素項(xiàng)目原始數(shù)據(jù)；另一個(gè)是自動(dòng)氣象站采集到的地面觀測(cè)數(shù)據(jù)[3]，將兩類數(shù)據(jù)進(jìn)行編制、統(tǒng)計(jì)整理形成生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)報(bào)文數(shù)據(jù)。原報(bào)文編制模式需要將自動(dòng)氣象站觀測(cè)數(shù)據(jù)需要人工進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，手動(dòng)輸入到業(yè)務(wù)系統(tǒng)中，如何根據(jù)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)項(xiàng)目?jī)?nèi)容自動(dòng)識(shí)別自動(dòng)站觀測(cè)數(shù)據(jù)并進(jìn)行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查，得到可靠性和準(zhǔn)確率數(shù)據(jù)源，真正實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析智能化，才是提高實(shí)際工作效率和降低勞動(dòng)成本解決問題的根本途徑。

質(zhì)量控制主要包括對(duì)生態(tài)環(huán)境觀測(cè)數(shù)據(jù)疑誤檢查、生態(tài)環(huán)境觀測(cè)報(bào)文格式檢查、自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)路徑檢查3個(gè)方面。生態(tài)環(huán)境觀測(cè)數(shù)據(jù)疑誤檢查主要通過界限值檢查、氣候極值檢查、內(nèi)部一致性檢查、時(shí)間和空間一致性檢查等進(jìn)行數(shù)據(jù)分析；生態(tài)環(huán)境觀測(cè)報(bào)文格式檢查是對(duì)輸出的報(bào)文生成的時(shí)間、報(bào)文內(nèi)容和報(bào)文格式進(jìn)行檢查；自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)路徑檢查是對(duì)獲取自動(dòng)氣象站原始文件的路徑進(jìn)行檢查索引。所有檢查結(jié)果均以對(duì)話框方式進(jìn)行提示，人機(jī)互動(dòng)處理。

數(shù)據(jù)傳輸和文件共享主要包括數(shù)據(jù)文件傳輸方式和文件共享形式2個(gè)方面。數(shù)據(jù)文件傳輸主要依托于氣象內(nèi)部通訊網(wǎng)絡(luò)，省級(jí)、地市級(jí)和縣級(jí)通過路由實(shí)現(xiàn)互通，通過FTP文件傳輸協(xié)議方式傳輸數(shù)據(jù)。建立獨(dú)立的數(shù)據(jù)文件共享模塊，根據(jù)預(yù)設(shè)的多個(gè)遠(yuǎn)程通訊地址和指定的共享文件夾，將觀測(cè)的數(shù)據(jù)文件和報(bào)文實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定時(shí)傳輸功能。

最后，將將數(shù)據(jù)按一定規(guī)則存到Access數(shù)據(jù)庫或SQL類數(shù)據(jù)庫中，便于數(shù)據(jù)查詢和形成數(shù)據(jù)報(bào)表。采用VB6.0可視化語言作為開發(fā)工具，適應(yīng)不同版本W(wǎng)indows操作系統(tǒng)，以滿足生態(tài)環(huán)境業(yè)務(wù)發(fā)展實(shí)際的需要。2 系統(tǒng)概述

丹東生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了遼寧省已開展的14種生態(tài)環(huán)境觀測(cè)項(xiàng)目和文件數(shù)據(jù)傳輸一套應(yīng)用性業(yè)務(wù)系統(tǒng)（圖2）。該系統(tǒng)采用MDI多窗體結(jié)構(gòu)方式，實(shí)現(xiàn)了多種觀測(cè)項(xiàng)目并存和數(shù)據(jù)相互共享的要求。每個(gè)獨(dú)立的觀測(cè)項(xiàng)目窗體采取統(tǒng)一的布局格式，主體分為觀測(cè)時(shí)間區(qū)、數(shù)據(jù)輸入?yún)^(qū)和報(bào)文輸出區(qū)3個(gè)部分組成，操作界面簡(jiǎn)單，易于理解。系統(tǒng)根據(jù)遼寧省各級(jí)臺(tái)站的實(shí)際業(yè)務(wù)要求兼容了大氣成分站和農(nóng)氣觀測(cè)站部分觀測(cè)項(xiàng)目，為生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)人員和農(nóng)氣觀測(cè)人員提供了統(tǒng)一的工作平臺(tái)。圖1生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程圖圖2 丹東生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)界面2.1 系統(tǒng)功能系統(tǒng)總體功能結(jié)構(gòu)可分為參數(shù)設(shè)置、觀測(cè)編報(bào)、數(shù)據(jù)維護(hù)、工作管理、窗口和工具等，每一部分下面又可以分為不用的子功能。具體功能結(jié)構(gòu)如圖所示。

（1）系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置：用戶正確登入后可對(duì)臺(tái)站參數(shù)和通信參數(shù)進(jìn)行相關(guān)設(shè)置，臺(tái)站參數(shù)主要是設(shè)置生態(tài)觀測(cè)站點(diǎn)相關(guān)信息，各類生態(tài)觀測(cè)項(xiàng)目生成報(bào)文的格式以及報(bào)文本地存儲(chǔ)和上傳路徑等內(nèi)容。通信參數(shù)主要是設(shè)置報(bào)文上傳FTP服務(wù)器的基本通信參數(shù)信息。

（2）生態(tài)觀測(cè)編報(bào)：按照遼寧省生態(tài)環(huán)境觀測(cè)項(xiàng)目14類觀測(cè)發(fā)報(bào)內(nèi)容設(shè)定各類功能模塊，每個(gè)功能窗體布局可分為觀測(cè)時(shí)間區(qū)、數(shù)據(jù)輸入?yún)^(qū)和報(bào)文輸出區(qū)。部分觀測(cè)項(xiàng)目報(bào)文內(nèi)容需要自動(dòng)站觀測(cè)數(shù)據(jù)，采取自動(dòng)索取方式，將觀測(cè)數(shù)據(jù)提取到觀測(cè)項(xiàng)目功能窗口中使用。

（3）觀測(cè)數(shù)據(jù)維護(hù)：土壤測(cè)墑?dòng)^測(cè)任務(wù)臺(tái)站可在數(shù)據(jù)維護(hù)中對(duì)不同深度的土壤濕度進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，利用橫向和縱向數(shù)據(jù)格式檢查、界限一致性檢查、氣候極值檢查和內(nèi)部一致性檢查等質(zhì)量控制方法進(jìn)行數(shù)據(jù)審核，以不同顏色數(shù)據(jù)表示數(shù)據(jù)狀態(tài)。

（4）系統(tǒng)工作管理：用戶可根據(jù)系統(tǒng)日志查看系統(tǒng)工作流程。

（5）功能窗口查看：可以在不同觀測(cè)功能窗口間相互切換，實(shí)現(xiàn)窗體疊加、橫向和縱向等方式擺放顯示。

（6）輔助工具：主要包括報(bào)文多址分發(fā)和手動(dòng)文件傳輸2個(gè)方面。報(bào)文多址分發(fā)是指將一份觀測(cè)數(shù)據(jù)和編制報(bào)文自動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)多個(gè)傳輸?shù)刂?，?shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)文件共享功能；手動(dòng)文件傳輸主要是通過FTP方式將各類數(shù)據(jù)文件單個(gè)或多個(gè)手動(dòng)傳輸?shù)缴霞?jí)或同級(jí)服務(wù)器中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分享應(yīng)用。

3 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

3.1 數(shù)據(jù)處理集約化

系統(tǒng)在數(shù)據(jù)處理時(shí)分別在功能處理和操作步驟2個(gè)方面進(jìn)行集成化處理。增強(qiáng)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制能力，簡(jiǎn)化人機(jī)操作流程。在觀測(cè)項(xiàng)目選擇方面主要采取快捷菜單方式選擇觀測(cè)項(xiàng)目，并以觀測(cè)項(xiàng)目的具體名字進(jìn)行定義，操作內(nèi)容一目了然；在編制報(bào)文方主要將自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)的提取、數(shù)據(jù)疑誤檢查和報(bào)文格式審核以及文件上網(wǎng)傳輸、數(shù)據(jù)輸出打印和操作流程日志等操作步驟進(jìn)行一鍵式處理，提高系統(tǒng)工作效率和質(zhì)量，針對(duì)觀測(cè)項(xiàng)目繁多、內(nèi)容復(fù)雜和流程統(tǒng)一的遼寧省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)有很好的實(shí)用性。

3.2 數(shù)據(jù)傳輸智能化

目前遼寧省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站共有40余套，主要觀測(cè)項(xiàng)目共有14類，隨著生態(tài)觀測(cè)業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，今后還將陸續(xù)增加新的觀測(cè)站點(diǎn)和觀測(cè)項(xiàng)目，每個(gè)地市級(jí)氣象部門對(duì)鄰近站點(diǎn)數(shù)據(jù)的需求不盡相同。因此，為了及時(shí)有效地將觀測(cè)數(shù)據(jù)文件傳輸給特定用戶，系統(tǒng)在建設(shè)中增加一個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)傳輸模塊完成此項(xiàng)任務(wù)，每一份報(bào)文數(shù)據(jù)可根據(jù)用戶需要增加傳輸通道，真正實(shí)現(xiàn)了觀測(cè)數(shù)據(jù)文件“智能化”傳輸。同時(shí)地市級(jí)單位也可將接收到數(shù)據(jù)文件“代替”傳輸?shù)缴霞?jí)部門，形成龐大的數(shù)據(jù)組網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)。

3.3 數(shù)據(jù)共享多樣化

自動(dòng)傳輸即多址分發(fā)功能。如圖3所示。是將已設(shè)定的觀測(cè)項(xiàng)目按照指定的路徑和時(shí)間上傳指定的FTP服務(wù)器中，一份報(bào)文多個(gè)地址分發(fā)。在實(shí)際生態(tài)環(huán)境業(yè)務(wù)中，對(duì)于生態(tài)環(huán)境預(yù)報(bào)考慮的因子不只局限于本站觀測(cè)數(shù)據(jù)，需要周邊一定范圍沒的生態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，若每個(gè)站點(diǎn)單獨(dú)給周邊站點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，此類報(bào)既不屬于本站預(yù)約報(bào)，又不是本站所必須做的業(yè)務(wù)工作，很容易造成缺報(bào)、漏報(bào)情況發(fā)生，影響服務(wù)部門收集的生態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，同時(shí)也給觀測(cè)員增加一定勞動(dòng)量。為了避免上述情況發(fā)生，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)傳輸時(shí)，增加了多址分發(fā)功能，并采用多線程的方式傳輸，可以對(duì)于同一份無限制地多個(gè)地址同時(shí)發(fā)送，無需人工干預(yù)。

4 小結(jié)

本系統(tǒng)基本滿足了我省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)工作需要，在丹東地方試運(yùn)行3個(gè)月，效果很好。但系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)維護(hù)還不夠齊全，數(shù)據(jù)庫管理和數(shù)據(jù)報(bào)表的生成有待加強(qiáng)和完善，以及優(yōu)化系統(tǒng)代碼和動(dòng)態(tài)鏈接庫，以便為系統(tǒng)以后的升級(jí)做好基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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