自動(dòng)站觀測數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用業(yè)務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

陳慧+彭麗娜+韓晶霞+王剛

（1包頭市氣象局，內(nèi)蒙古 包頭 014030；2巴彥淖爾市氣象局，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015000）

摘 要：自動(dòng)站觀測數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用業(yè)務(wù)系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)模式進(jìn)行設(shè)計(jì)，用統(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)全市已建成137個(gè)自動(dòng)站氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷、統(tǒng)計(jì)和整理，構(gòu)建具有數(shù)據(jù)綜合存儲(chǔ)管理能力、共享支撐能力的氣象綜合數(shù)據(jù)庫，為用戶提供快捷、準(zhǔn)確、穩(wěn)定、安全的氣象數(shù)據(jù)服務(wù)。

關(guān)鍵詞：監(jiān)測預(yù)警；數(shù)據(jù)庫；基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

中圖分類號(hào)：P415.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170230209

包頭市是內(nèi)蒙古自治區(qū)最大的工業(yè)城市，位于自治區(qū)西部，地處渤海經(jīng)濟(jì)區(qū)與黃河上游資源富集區(qū)交匯處，全市由中部山岳地帶、山北高原草地和山南平原3部分組成，呈中間高，南北低，西高東低的地勢，受地理環(huán)境的影響，干旱、暴雨、山洪、冰雹、大風(fēng)及沙塵暴是包頭主要的氣象災(zāi)害。為了提高全市氣象防災(zāi)減災(zāi)服務(wù)能力，包頭氣象局目前已建成各類型的自動(dòng)站137個(gè)，大大提高了氣象災(zāi)害監(jiān)測與預(yù)警服務(wù)能力。隨著政府、公眾、應(yīng)急減災(zāi)對(duì)氣象服務(wù)的準(zhǔn)確性、精細(xì)化、及時(shí)性方面提出越來越高的要求，滿足氣象服務(wù)在精度、密度、靈活程度以及服務(wù)產(chǎn)品形式上的要求，充分利用不斷豐富的氣象信息資源，盡可能縮短服務(wù)產(chǎn)品生成時(shí)間，是目前各個(gè)業(yè)務(wù)、服務(wù)、決策單位都面臨并且要急需解決的問題，研發(fā)包頭市自動(dòng)站觀測數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用業(yè)務(wù)系統(tǒng)是非常必要和迫切的。

1 系統(tǒng)架構(gòu)

包頭市氣象局自動(dòng)站觀測數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用業(yè)務(wù)系統(tǒng)是一個(gè)B/S架構(gòu)下的Web應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)，本系統(tǒng)采用無人值守全自動(dòng)運(yùn)行模式，自動(dòng)讀取相應(yīng)自動(dòng)站原始數(shù)據(jù)，進(jìn)行相應(yīng)的處理，分類統(tǒng)計(jì)各類數(shù)據(jù)，并自動(dòng)存入后臺(tái)數(shù)據(jù)庫保存。本系統(tǒng)由監(jiān)測預(yù)警、雨情監(jiān)測、氣候評(píng)價(jià)、氣候分析、氣候統(tǒng)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)置等6個(gè)模塊組成。系統(tǒng)功能拓?fù)鋱D如圖1。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 監(jiān)測預(yù)警

大風(fēng)、大霧、霾、揚(yáng)沙、沙塵暴、寒潮、霜凍、高溫、干熱風(fēng)、短時(shí)強(qiáng)降雨等災(zāi)害性天氣監(jiān)測、預(yù)警系統(tǒng)模塊。實(shí)現(xiàn)災(zāi)害性天氣出現(xiàn)時(shí)立即在包頭地圖相應(yīng)地理位置顯示相應(yīng)信息并鳴笛報(bào)警，還可表格形式輸出。

2.2 雨情監(jiān)測

雨情快速收集、生成系統(tǒng)模塊。實(shí)現(xiàn)對(duì)全市自動(dòng)氣象站雨情在地圖上顯示、任意時(shí)段的查詢統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)（表格）輸出。

2.3 氣候評(píng)價(jià)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)自動(dòng)氣象站每旬的降雨量、氣溫、風(fēng)等氣象要素平均、最高、最低值和高溫、霜凍、大風(fēng)、干熱風(fēng)、揚(yáng)沙、沙塵暴、霧、霾等天氣現(xiàn)象出現(xiàn)日數(shù)，將統(tǒng)計(jì)結(jié)果自動(dòng)入庫，并以表格形式輸出。

2.4 氣候分析基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

實(shí)現(xiàn)任意時(shí)段降雨量、氣溫、風(fēng)等氣象要素平均、最高、最低值，高溫、霜凍、大風(fēng)、干熱風(fēng)、揚(yáng)沙、沙塵暴、霧、霾等天氣現(xiàn)象出現(xiàn)日數(shù)，逐年日平均氣溫5日滑動(dòng)平均值穩(wěn)定≥0℃、5℃、10℃、15℃、20℃的初日、終日、初終間日數(shù)和積溫等統(tǒng)計(jì)值的查詢、輸出。

2.5 氣候統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

建立全市自動(dòng)氣象站的降雨量、氣溫、風(fēng)等氣象要素及高溫、霜凍、大風(fēng)、干熱風(fēng)、揚(yáng)沙、沙塵暴、霧、霾等天氣現(xiàn)象日、旬、月、年數(shù)據(jù)庫，將自動(dòng)氣象站日、旬、月、年的統(tǒng)計(jì)結(jié)果自動(dòng)入庫。

2.6 系統(tǒng)設(shè)置

該功能主要包括行政區(qū)劃、站點(diǎn)信息、天氣類型、系統(tǒng)參數(shù)四部分，主要是為了實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)添加、刪除、修改，天氣類型判斷條件修改，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)前臺(tái)地面頁面與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫的有效關(guān)聯(lián)。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)建設(shè)采用先進(jìn)成熟的計(jì)算機(jī)技術(shù)，保持系統(tǒng)的先進(jìn)性和系統(tǒng)投入的長期效益。系統(tǒng)主要采用技術(shù)包括：JQuery、GeoServer、Apache HTTP Server、SQL Server 2008 r2，通過綜合利用上述技術(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)前端應(yīng)用和后端數(shù)據(jù)處理的功能，前端作為與用戶直接交互的界面，具備界面友好，功能完備易使用等特點(diǎn)，部分界面可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)更新，無需人為操作，能夠?yàn)橛脩籼峁┛旖?、?zhǔn)確、穩(wěn)定、安全的氣象數(shù)據(jù)服務(wù)。后端只有簡單的系統(tǒng)設(shè)置，其余為數(shù)據(jù)庫及全自動(dòng)運(yùn)行的后端數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)過程和作業(yè)，無需人工干預(yù)，處理的數(shù)據(jù)要具有一致性、完整性、安全性、易維護(hù)性。

4 應(yīng)用效果

本系統(tǒng)自投入業(yè)務(wù)應(yīng)用以來，使氣象信息的顯示和分析更加及時(shí)、準(zhǔn)確、靈活，服務(wù)產(chǎn)品的形式更加豐富，縮短應(yīng)急服務(wù)響應(yīng)時(shí)間，為迅速、及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握全市各地區(qū)監(jiān)測預(yù)警信息，更好地為氣象科學(xué)決策及應(yīng)急氣象服務(wù)提供有力技術(shù)支持和科學(xué)依據(jù)。