遙測降水資料整編軟件的設(shè)計應(yīng)用

姜長杰

(遼寧省白石水庫管理局，遼寧 朝陽122000)

1 簡 況

遼寧省朝陽水文局于2006年始進(jìn)行遙測雨量站建設(shè)，到2012年，累計建設(shè)了311 處，站網(wǎng)密度平均達(dá)到64 km2/站。2013年運(yùn)行暢通率98%，已超過95%的設(shè)計水準(zhǔn)達(dá)到應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。

將遙測降水量資料進(jìn)行整編，形成符合《水文年鑒匯編刊印規(guī)范》的成果文件，是今后朝陽局水文工作的一項重要任務(wù)。

為此，筆者及相關(guān)技術(shù)人員編制了“遙測降水資料整編軟件”，來完成遙測降水量數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和整編工作。

2 降水量數(shù)據(jù)的記錄格式

2.1 遙測降水量數(shù)據(jù)的記錄格式

遼寧省朝陽水文局采用的遙測終端均為YAC9900，降水量數(shù)據(jù)存儲格式為文本文件，每一行即作為一個記錄。長度均為16 位字符，其結(jié)構(gòu)如下:

每條記錄從左到右依次為:1 ～2 位標(biāo)示公元紀(jì)年后兩位，09 標(biāo)示為2009年;3 ～4 位標(biāo)示月份，07標(biāo)示為7月份;5 至～位標(biāo)示日期，27 標(biāo)示為27日;7 ～8 位標(biāo)示小時，15 標(biāo)示15 時，9 ～10 標(biāo)示分鐘，48標(biāo)示48 分鐘;11 ～14 位標(biāo)示信號的累計數(shù)，0199 標(biāo)示199個信號;15 ～16 位標(biāo)示每一個信號標(biāo)示的雨量值，05 表示為0.5 mm。

降水量的時間計到分鐘，記錄機(jī)制是:①每增加一個累計信號，增記一條信息;②整點時間記錄一條信息［1］。

2.2 降水量整編數(shù)據(jù)格式

降水量整編數(shù)據(jù)記錄格式由時間和降水量這一對數(shù)據(jù)組成，結(jié)構(gòu)如下:

072714.28 1，072714.29 1.5

時間格式數(shù)碼由9 位字符組成:1 ～2 位標(biāo)示月份，07 代表7月;3 ～4 位標(biāo)示日期，27 代表27日;5～6 位標(biāo)示小時，14 代表14 時;7 位為小數(shù)點;8 ～9位標(biāo)示分鐘，48 標(biāo)示48 min。

3 整編軟件的設(shè)計

3.1 數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換

3.1.1 遙測降水量數(shù)據(jù)至整編數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換

由于遙測降水量觀測時間記錄精度到分鐘，因此可出現(xiàn)同一個時間卻有多于一條記錄的現(xiàn)象發(fā)生［2］。如:

7月27日14 時27 分共三條記錄，7月27日14時28 分共兩條記錄，同一時間的前幾條記錄均為無效記錄，只有最后一條為有效記錄，需要進(jìn)行處理［3］。

由遙測數(shù)據(jù)到整編數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換得需要兩步:第1步對遙測數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾，只保留相同時間所有記錄的最后一條;第2 步是將數(shù)據(jù)按需要格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

過濾存儲代碼如下:

存儲文件按“1234(21200450)朝陽. txt”的形式命名。第一組(段)前4 位為遙測站站碼;第二組(段)即括號內(nèi)的8 位為整編站碼;第三組(段)為站名;第四組(段)為擴(kuò)展名“. txt”。存儲文件至“年份”目錄下。如“2013”。

3.1.2 整編數(shù)據(jù)到標(biāo)準(zhǔn)整編數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換

標(biāo)準(zhǔn)的整編數(shù)據(jù)分九部分，第1 部分為控制信息，由年份、站碼、站類、自計資料整理方法、汛期觀測段制、摘錄表輸出方式、摘錄表輸出不得跨越的段制，制作表1 或表2 標(biāo)志組成，第2 部分為時間和降水量，第3 部分為自記起止時間，第4 部分為非汛期人工起止時間及段制，第5 部分為無記錄起止時間，第6 部分為摘錄段起止時間，第7 部分為日表附注信息，第8 部分為摘錄表附注信息，第9 部分為初終霜日期［4］。

將測站基本信息與降水量信息整合形成標(biāo)準(zhǔn)的整編數(shù)據(jù)文件，文件名稱為:前8 位為測站編碼，后4位 為年 份， 擴(kuò) 展 名 為 “. P0G ”， 例 如213112002013. P0G。存儲到P0G2013 目錄下，用于南方片整編軟件整編。

213112002013. P0G 文件內(nèi)容如下:

3.2 整編計算

3.2.1日表的計算

按8 時為日分界，計算日降水量，并對每個月進(jìn)行月總量統(tǒng)計、降水日數(shù)統(tǒng)計和最大日量挑選，統(tǒng)計全年降水量、降水日數(shù)，統(tǒng)計最大1、3、7、15、30日最大降水量。

計算日量原代碼:

pd(1)為1月1日降水量，pd(2)為1月2日降水量，……，pd(32)為2月1日降水量。

計算日時段最大量代碼:

3.2.2 摘錄表的計算

按整小時進(jìn)行摘錄，記錄月、日、起止時分、時段降水量等5 項內(nèi)容。

摘錄表的計算原代碼:

3.2.3 最大時段降水量表的計算

計算方法:按分鐘滑動，分別計算10、20、30、45、90、120、180、360、720、1440 分鐘的最大降水量，并記錄起始時間。

3.2.4 最大時段降水量表的計算

計算方法:按小時滑動，分別計算1、2、3、6、12、24 h的最大降水量并記錄起始時間。

3.3 整編成果

為便于降水量成果校對，設(shè)計了excel 的格式文件輸出，文件名前8 位為站碼，后4 位是年份，擴(kuò)展名為“. XLS”。

每個文件有4 頁，分別存儲日表、摘錄表，最大時段降水量表和各時段最大降水量表［5］。

4 軟件特點

此軟件特點:

1)靈活，既可單站轉(zhuǎn)換，又可批次轉(zhuǎn)換;既可選單站進(jìn)行整編，又可選全部站整編。

2)方便和南方片整匯編軟件容接，通過控制性數(shù)據(jù)與降水量數(shù)據(jù)整合形成的標(biāo)準(zhǔn)降水量整編數(shù)據(jù)可以直接導(dǎo)入南方片整匯編軟件中，進(jìn)行整編［6］。

3)自動化程度較高，整個轉(zhuǎn)換及整編過程，人工不必干預(yù)。

4)應(yīng)用EXCEL 存儲整編成果，通用性強(qiáng)。

使用本軟件，對2013年朝陽地及遙測降水量數(shù)據(jù)進(jìn)行了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和整編。成果符合《水文資料整編規(guī)范》(SL247—2012)和《水文年鑒匯編刊印規(guī)范》(SL460—2009)的要求。

［1］任芝花，趙平，張強(qiáng)，等. 適用于全國自動站小時降水資料的質(zhì)量控制方法［J］. 氣象，2010(07):127－136.

［2］王海軍，胡鵬，梅軍亞，張潮，賴厚桂，姜賢瑞. 水文資料整匯編軟件的研制［J］. 武漢大學(xué)學(xué)報:工學(xué)版，2006(06):32－35.

［3］全占東，景淑娟，劉勝男. 雨量遙測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序研究［J］. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2010(07):343，345.

［4］趙超. 實時遙測降雨量觀測誤差的處理研究［J］. 水資源研究，2003(03):38－39.

［5］趙超，包為民. 遙測降雨觀測資料中誤差的抗差修正［J］. 人民長江，2004(05):34－35.

［6］鄭鵬，王文，李云生. 遙測雨量數(shù)據(jù)整編軟件設(shè)計［J］. 水土保持應(yīng)用技術(shù)，2014(04):17－18.