區(qū)域自動氣象站實時監(jiān)測查詢統(tǒng)計系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

林　凱，倪伏躍，吳英姝（陽原縣氣象局，河北陽原075800）

區(qū)域自動氣象站實時監(jiān)測查詢統(tǒng)計系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

林凱，倪伏躍，吳英姝
（陽原縣氣象局，河北陽原075800）

近年來，隨著“三農(nóng)”氣象服務(wù)專項以及山洪災害防治等項目的實施，兩要素自動站、多要素自動站、暴雨站等區(qū)域自動氣象站迅速增加，為充分發(fā)揮區(qū)域自動氣象站在氣象災害監(jiān)測中的作用，開發(fā)了區(qū)域自動氣象站實時監(jiān)測查詢統(tǒng)計系統(tǒng)，通過兩年的運行表明該系統(tǒng)功能實用、運行穩(wěn)定、查詢速度快，適合在基層業(yè)務(wù)部門推廣應用。

三農(nóng)；自動氣象站；雨量

1　引言

近年來，為貫徹落實“中央一號”文件提出的“健全農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)體系和農(nóng)村災害防御體系，充分發(fā)揮氣象服務(wù)‘三農(nóng)’的重要作用”和國務(wù)院關(guān)于全國山洪災害防治規(guī)劃的批復國函 〔2006〕116號提出的“在山洪災害重點防治區(qū)初步建立以監(jiān)測、通信、預報、預警等非工程措施為主并與工程措施相結(jié)合的防災減災體系，減少群死群傷事件和財產(chǎn)損失”的要求，張家口區(qū)域自動氣象站2005年首批建設(shè)了60套，到現(xiàn)在已有521套，為有效利用已建成自動氣象站資料，充分發(fā)揮新建自動氣象站資料高時空分辨率的特點，為中小尺度天氣分析和氣象信息服務(wù)提供更多的實時觀測數(shù)據(jù)，結(jié)合日常業(yè)務(wù)運行流程和公眾服務(wù)的需求，研發(fā)了一款能夠在一個平臺上查詢顯示統(tǒng)計所有類型自動氣象站監(jiān)測數(shù)據(jù)的軟件，該軟件使用GIS技術(shù)，實現(xiàn)了地圖無級放縮，疊加區(qū)域內(nèi)地質(zhì)災害隱患點、水庫、尾礦庫信息，所有站點雨量等多要素顯示、統(tǒng)計、查詢、導出等功能，特別是雨量的極值、平均值、雨強查詢和等值線圖制作功能，能極大地方便業(yè)務(wù)服務(wù)工作，也能為政府防汛抗旱提供更為優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

2　系統(tǒng)設(shè)計

2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)在.NET4.0環(huán)境下利用C#語言，采用C/S架構(gòu)依托省局數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)顯示、歷史數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析等功能。系統(tǒng)界面采用MDI多文檔窗體設(shè)計，各項功能分別由相應的子窗體實現(xiàn)。

2.2系統(tǒng)功能

根據(jù)區(qū)域自動氣象站的觀測數(shù)據(jù)，以及基層氣象臺站日常數(shù)據(jù)查詢及顯示的要求，本著方便實用、易于操作的原則，以便提供針對性更強的本地氣象服務(wù)，系統(tǒng)由實時數(shù)據(jù)監(jiān)測、數(shù)據(jù)查詢顯示、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、數(shù)據(jù)狀態(tài)監(jiān)控、參數(shù)設(shè)置5個主要模塊組成。

2.2.1實時數(shù)據(jù)監(jiān)測模塊

該模塊運用GIS技術(shù)實現(xiàn)對區(qū)域自動氣象站的實時監(jiān)測。實現(xiàn)了地圖無級縮放、快速移動窗口、增減要素操作等功能。實時監(jiān)測的內(nèi)容包括區(qū)域自動氣象站各要素的實時值、降水量顏色等級、溫度顏色等級、地質(zhì)災害隱患點、水庫、尾礦庫信息等等。針對汛期氣象服務(wù)實際工作的需要，又增加了降水量、溫度、大風等閾值報警功能，報警閾值可以由用戶自己設(shè)定。以雨量查詢?yōu)槔?，選擇“雨量”要素時，系統(tǒng)圖形顯示界面將顯示前一天20時—當前時間各站的累計雨量數(shù)據(jù)；選擇時段雨量查詢時，圖形顯示界面便顯示這段時間內(nèi)各站的累計雨量數(shù)據(jù)。當累計數(shù)據(jù)達到設(shè)定的預警閾值后系統(tǒng)會報警，累計雨量數(shù)值按照設(shè)定的等級顏色顯示。

2.2.2數(shù)據(jù)查詢顯示功能

數(shù)據(jù)查詢模塊實現(xiàn)區(qū)域自動氣象站實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)查詢。查詢?nèi)我鈺r間段的降水累計值，任意時間點的溫度、風向、風速、氣壓、濕度值以及任意時間段的平均值、最大值和最小值。將最新或歷史的各要素的數(shù)據(jù)直觀地提供給用戶。顯示方式主要有地圖顯示、列表顯示和Surfer圖填充顯示和文本文件四種，地圖顯示可將查詢的各站點的要素值顯示在地圖中，可以形象地表達某一區(qū)域的具體天氣特征，非常直觀地了解各站的各個要素情況。列表顯示系統(tǒng)可將查詢的各站點的要素值顯示在圖表中，方便業(yè)務(wù)人員使用。Surfer圖顯示可以直觀的看出各要素的分布情況。Surfer圖使用Surfer8.0提供的ActiveX自動化對象，嵌入到本系統(tǒng)二次開發(fā)，從查詢到的數(shù)據(jù)表格中讀取繪圖數(shù)據(jù)，包括數(shù)值如降水量、臺站號，經(jīng)緯度等生成繪圖數(shù)據(jù)，再調(diào)用相應區(qū)縣的Surfer邊界圖以及色彩填充文件，生成圖形并顯示，還可以輸出Surfer圖用于制作氣象服務(wù)材料。文本文件是系統(tǒng)把查詢且甄別后的數(shù)據(jù)自動生成一段文本內(nèi)容并顯示在文本框中。把文本框中的內(nèi)容復制后再粘貼到服務(wù)材料 （如河北省氣象災害預警應急服務(wù)系統(tǒng)），減少了手工錄入出錯的機率。

2.2.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能

數(shù)據(jù)統(tǒng)計的主要功能是按照需求查詢?nèi)我鈺r間段的區(qū)域自動氣象站要素并統(tǒng)計各要素（氣溫、降水、濕度、氣壓、風向、風速）統(tǒng)計值，如雨量的極值、閾值、平均值、雨強等。統(tǒng)計的結(jié)果按照區(qū)縣名和臺站號排列顯示在列表中，點擊導出數(shù)據(jù)可保存為Excel或Word文檔，極大地提高了業(yè)務(wù)人員統(tǒng)計氣象要素的效率。

2.2.4數(shù)據(jù)狀態(tài)監(jiān)控功能

為了確保自動氣象站的正常運行和通信暢通，需要對區(qū)域自動氣象站的網(wǎng)絡(luò)在線情況進行監(jiān)控。由于設(shè)備廠家入庫的狀態(tài)格式不統(tǒng)一，兩要素有電源狀態(tài)和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)之分，無錫廠的多要素只有采集器是否在線字段，而北京華創(chuàng)的多要素站和天津氣象儀器廠的暴雨站沒有狀態(tài)字段，只能根據(jù)數(shù)據(jù)的入庫時間去判斷，對以上三種情況整合后系統(tǒng)實現(xiàn)了區(qū)域自動氣象站運行狀態(tài)的實時監(jiān)控。使基層臺站的維護人員能及時掌握區(qū)域自動氣象站的運行狀態(tài)和故障情況，提高了工作效率。

2.2.5參數(shù)設(shè)置功能

參數(shù)是維護系統(tǒng)正常運行的基礎(chǔ)，所有參數(shù)都自動保存在ini配置文件中，包括數(shù)據(jù)庫的鏈接、預警閾值、預警音樂、溫度、雨量等級顏色、Surfer色價的設(shè)置等。變更后的參數(shù)經(jīng)系統(tǒng)保存后在系統(tǒng)內(nèi)即刻生效，無需重啟軟件。不同的用戶根據(jù)自己的地域特性，通過改變參數(shù)，可使系統(tǒng)出現(xiàn)不同的效果，具有通用性、靈活性。

3　小結(jié)

該系統(tǒng)于2013年6月正式進入業(yè)務(wù)化運行，經(jīng)過基層臺站兩年多時間使用，期間對系統(tǒng)進行了多次修改完善，現(xiàn)已成為實用氣象業(yè)務(wù)軟件。由于實用性強，河北省其他市局也陸續(xù)使用該系統(tǒng)，但是目前該系統(tǒng)只能在32位的操作系統(tǒng)下運行，有待于日后完善。

林凱（1982-），男，河北省張家口市人，河北師范大學，本科生，工程師.

1002-252X（2015）04-0025-02

2015-9-1