淺析氣象特種觀測(cè)資料處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

馮林琳

摘? 要：氣象特種觀測(cè)資料主要包括紫外線、地面溫度、土壤墑情等。由于氣象特種觀測(cè)資料具有來(lái)源多樣化、格式復(fù)雜化的特點(diǎn)，決定了在進(jìn)行資料處理和分析利用時(shí)，都必須借助于信息化技術(shù)，這樣既可以減輕工作壓力，提高處理效率，也能夠確保最終處理結(jié)果的精確度。文章介紹了一種集數(shù)據(jù)采集、傳輸反饋和統(tǒng)計(jì)處理于一體的氣象特種觀測(cè)資料處理系統(tǒng)，并對(duì)主要功能和運(yùn)行模式進(jìn)行了簡(jiǎn)單概述。

關(guān)鍵詞：氣象特種觀測(cè)資料;數(shù)據(jù)采集;系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP274? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.11974/nyyjs.20181233219

1? ? ?主要功能

1.1? ? ?參數(shù)設(shè)置

基本參數(shù)。參數(shù)設(shè)置能夠明確系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中需要進(jìn)行處理的對(duì)象。該系統(tǒng)中設(shè)置的資料參數(shù)主要分為臺(tái)站名稱(chēng)、經(jīng)緯度、海拔高度在內(nèi)的8個(gè)參數(shù)。在系統(tǒng)服務(wù)器內(nèi)部分別為這八類(lèi)參數(shù)設(shè)置獨(dú)立的存儲(chǔ)空間，避免獲取的氣象特種觀測(cè)資料相互干擾;項(xiàng)目參數(shù)?？紤]到不同項(xiàng)目需要使用的觀測(cè)資料不同，需要為每個(gè)獨(dú)立的項(xiàng)目分別設(shè)置參數(shù)目錄，以便系統(tǒng)可自動(dòng)讀取項(xiàng)目參數(shù)。

1.2? ? ?數(shù)據(jù)采集

特種溫度數(shù)據(jù)采集，觀測(cè)人員獲取水泥地面、裸露空氣等氣象特種觀測(cè)資料，然后將這些數(shù)據(jù)輸入到儀器中，自動(dòng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修整后將這些數(shù)據(jù)保存到專(zhuān)門(mén)的特種溫度數(shù)據(jù)庫(kù)中。

酸雨數(shù)據(jù)采集，利用傳感器收集潮濕空氣，或是利用雨量器收集雨水，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室化學(xué)分析，獲取酸雨數(shù)據(jù)。將這些數(shù)據(jù)錄入到計(jì)算機(jī)中，并單獨(dú)編制酸雨數(shù)據(jù)報(bào)文。

紫外線數(shù)據(jù)采集，利用光敏傳感器收集1d內(nèi)的光照數(shù)據(jù)，并且利用儀器逐個(gè)讀取不同時(shí)間點(diǎn)下光照中紫外線的強(qiáng)度。在數(shù)據(jù)采集時(shí)間點(diǎn)的選擇上，應(yīng)重點(diǎn)做好08：00、12：00、14：00以及18：00的光照采集，并同樣單獨(dú)生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)報(bào)文進(jìn)行存儲(chǔ)。

土壤墑情數(shù)據(jù)采集，分別選擇多個(gè)不相鄰的取樣地點(diǎn)，采集土樣后利用實(shí)驗(yàn)室設(shè)備進(jìn)行土壤理化性質(zhì)分析，包括土壤的干濕度、重量、不同土壤深度下土壤成本變化等。綜合上述資料，編制土壤墑情報(bào)文。

PM2.5和PM10數(shù)據(jù)采集，近年來(lái)人們逐關(guān)注漸PM2.5（細(xì)顆粒物）和PM10（可吸入顆粒物），當(dāng)空氣中這些顆粒物的密度較大時(shí)，不僅降低空氣質(zhì)量，危及人的健康，而且還會(huì)對(duì)氣候產(chǎn)生一定的影響，例如光照時(shí)間減少等。將PM2.5和PM10作為氣象特種觀測(cè)資料，使用空氣收集裝置收集后進(jìn)行顆粒物濃度分析。

1.3? ? ?數(shù)據(jù)傳輸

對(duì)讀入和錄入的各種觀測(cè)結(jié)果，要保存到本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)文件，還y要生成4類(lèi)不同格式的報(bào)文，通過(guò)寬帶網(wǎng)傳到省氣象信息中心。為便于資料的交換和使用，土壤墑情使用中國(guó)氣象局制定的土壤報(bào)（TR）格式，還統(tǒng)一了內(nèi)蒙古特種觀測(cè)報(bào)文格式。系統(tǒng)自動(dòng)記錄各特種觀測(cè)項(xiàng)目資料采集時(shí)間和報(bào)文傳輸時(shí)間，實(shí)現(xiàn)報(bào)文是否正常傳輸?shù)绞⌒畔⒅行姆?wù)器的本地監(jiān)控。為了防止數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中出現(xiàn)失真或丟失現(xiàn)象，還應(yīng)當(dāng)建立輸出端和接收端的數(shù)據(jù)對(duì)比機(jī)制，只有兩個(gè)端口的數(shù)據(jù)內(nèi)容保持一致，才可以說(shuō)明該觀測(cè)資料具有使用價(jià)值。

2? ? ?系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部組成功能模塊的不同，各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)要求和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也有很大差異。例如在進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)，系統(tǒng)對(duì)常規(guī)的處理方式進(jìn)行了革新，不再事先建立 Access數(shù)據(jù)庫(kù)和相關(guān)的數(shù)據(jù)表，而是直接利用ADO 代碼訪問(wèn)方式，通過(guò)程序建立數(shù)據(jù)庫(kù)、創(chuàng)建數(shù)據(jù)表、與數(shù)據(jù)庫(kù)建立連接。為不同臺(tái)站使用程序提供了便利，也為在同一套系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行不同臺(tái)站資料的混合處理和分析奠定了基礎(chǔ)。在數(shù)據(jù)整合過(guò)程中，該系統(tǒng)采用了樹(shù)形結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的細(xì)化分類(lèi)，為不同種類(lèi)的特種觀測(cè)資料單獨(dú)建立文件夾。這樣系統(tǒng)在獲取數(shù)據(jù)時(shí)，就可以直接調(diào)用這些分類(lèi)明確的文件夾，從而提高了系統(tǒng)運(yùn)行效率。

3? ? ?Web發(fā)布平臺(tái)

根據(jù)該系統(tǒng)中包含觀測(cè)資料內(nèi)容的不同，將其劃分為4大模塊，分別是地面溫度觀測(cè)、紫外線觀測(cè)、酸雨觀測(cè)和負(fù)離子觀測(cè)。為了避免各個(gè)模塊之間出現(xiàn)串?dāng)_，影響最終觀測(cè)結(jié)果的精確度，在系統(tǒng)中將各個(gè)功能模塊獨(dú)立開(kāi)來(lái)，并通過(guò)預(yù)留的串口進(jìn)行連接。串口設(shè)置條件篩選功能，經(jīng)過(guò)串口的信息需要進(jìn)行篩選，確定符合條件后方可在各個(gè)模塊中傳遞。在數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)置方面，該處理系統(tǒng)通過(guò)安裝“連接池”的方法，提高了數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部存儲(chǔ)空間的利用率，減輕了數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行負(fù)荷，對(duì)于各類(lèi)數(shù)據(jù)資料的發(fā)布也提供了支持。

4? ? ?結(jié)論

新技術(shù)、新設(shè)備的應(yīng)用，減輕了氣象特種資料獲取和處理的難度，對(duì)于獲取更加全面的氣象資料提供了便利;借助于系統(tǒng)完成了這些數(shù)據(jù)資料的快速、精確處理，從而為提前掌握和應(yīng)對(duì)特種氣象條件提供了參考。還需要根據(jù)氣象觀測(cè)需求的變化，定期對(duì)該處理系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而更好地發(fā)揮其應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]李輝，王慧珠.MEMS自動(dòng)氣象站遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理、控制與可視化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)[J].東南大學(xué)學(xué)報(bào)，2016（7）：131-133.