探空曲線(xiàn)圖的Web實(shí)現(xiàn)

文/滕舟 陳晴 王俊驕 吳書(shū)成 魏爽 劉永生

當(dāng)前，L波段二次探空雷達(dá)已在全國(guó)廣泛使用，浙江省3個(gè)探空站均已建成L波段探空雷達(dá)系統(tǒng)。探空站在每次施放氣球，完成探空任務(wù)后，業(yè)務(wù)軟件會(huì)生成該站的基數(shù)據(jù)文件，并上傳到省信息網(wǎng)絡(luò)中心。由于探空曲線(xiàn)需要專(zhuān)門(mén)的業(yè)務(wù)軟件來(lái)顯示，因此在異地的預(yù)報(bào)員與資料審核員并不方便查看。為了此種需求，開(kāi)發(fā)在瀏覽器上方便的查看探空曲線(xiàn)的軟件是有益的。

1 L波段探空基數(shù)據(jù)文件

L波段高空探測(cè)系統(tǒng)在每次探測(cè)完畢后，會(huì)生成該時(shí)次的基數(shù)據(jù)文件。例如Z_UPAR_I_58457_20180101111716_O_TEMP-L.txt是杭州站2018年1月1日19時(shí)探測(cè)時(shí)次生成的基數(shù)據(jù)文件，一次探測(cè)記錄形成一個(gè)上傳文件。

L波段探空系統(tǒng)基數(shù)據(jù)文件包括兩部分內(nèi)容，一部分是元數(shù)據(jù)信息即測(cè)站、探空儀參數(shù)及本次探測(cè)相關(guān)的元數(shù)據(jù)信息；另一部分是采樣數(shù)據(jù)實(shí)體部分，包括秒數(shù)據(jù)和分鐘數(shù)據(jù)，涉及的要素包括采樣時(shí)間、氣溫、氣壓、濕度、仰角、方位、距離、經(jīng)度偏差和緯度偏差。

記錄內(nèi)每組間用1個(gè)半角空格分隔，缺測(cè)組用該組對(duì)應(yīng)的額定長(zhǎng)度個(gè)‘/’表示；各組探測(cè)數(shù)據(jù)(字母數(shù)據(jù)除外)長(zhǎng)度小于額定長(zhǎng)度的，整數(shù)部分高位補(bǔ)0（零），小數(shù)部分低位補(bǔ)0；各組探測(cè)數(shù)據(jù)(字母數(shù)據(jù)除外)符號(hào)位如果是正號(hào)用0表示，如果是負(fù)號(hào)用‘-’（減號(hào)）表示。

繪制探空曲線(xiàn)主要使用秒數(shù)據(jù)與分鐘數(shù)據(jù)。采樣數(shù)據(jù)實(shí)體部分的首部是秒數(shù)據(jù)，本部分每個(gè)采集站點(diǎn)包含多條記錄且記錄數(shù)不定,包含從施放點(diǎn)開(kāi)始到采樣結(jié)束這一時(shí)段內(nèi)的采集數(shù)據(jù)，每秒鐘最多只有一條記錄，如果某秒所有組的數(shù)據(jù)全部缺測(cè)，則該秒不編發(fā)記錄；如果只是部分組的數(shù)據(jù)缺測(cè)，則這些組采用缺測(cè)方式編發(fā)，進(jìn)行補(bǔ)組處理；具體各組數(shù)據(jù)格式見(jiàn)表1。

秒數(shù)據(jù)部分以“NNNN”作為結(jié)束符。采樣數(shù)據(jù)實(shí)體部分接著秒數(shù)據(jù)的是分鐘數(shù)據(jù)，具體各組數(shù)據(jù)格式見(jiàn)表2。

分鐘數(shù)據(jù)結(jié)束標(biāo)志也是“NNNN”。

2 數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

秒數(shù)據(jù)與分鐘數(shù)據(jù)分別存入2張表。如表3、表4所示。

表1：秒數(shù)據(jù)實(shí)體格式說(shuō)明

表2：分鐘數(shù)據(jù)格式說(shuō)明

表3：秒數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)

后臺(tái)程序使用delphi2010編寫(xiě)，在探空站上傳基數(shù)據(jù)文件后實(shí)時(shí)入庫(kù)。

3 Web實(shí)現(xiàn)

首頁(yè)的布局上，考慮設(shè)計(jì)分為左右2大部分，左邊區(qū)域?yàn)轫?xiàng)目選擇區(qū)：探測(cè)日期、探測(cè)時(shí)次、分鐘數(shù)據(jù)還是秒數(shù)據(jù)、以及壓溫濕風(fēng)要素的選擇。右邊區(qū)域?yàn)橐粡埿姓貓D圖片，選擇了左邊的項(xiàng)目后，點(diǎn)擊相應(yīng)的站點(diǎn)圖標(biāo)時(shí)將在新窗體里繪制探空曲線(xiàn)圖。如圖1所示。

為在瀏覽器里實(shí)現(xiàn)壓溫濕曲線(xiàn)的繪制，本文選擇使用了GDI技術(shù)。GDI是Graphics Device Interface的縮寫(xiě)，含義是圖形設(shè)備接口，它的主要任務(wù)是負(fù)責(zé)系統(tǒng)與繪圖程序之間的信息交換，處理所有Windows程序的圖形輸出。

首先要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)繪圖空間。在此基礎(chǔ)上再繪制坐標(biāo)、邊框、文字等。示例代碼如下：

需要注意的是，探空曲線(xiàn)圖的橫坐標(biāo)是壓溫濕風(fēng)等要素值，縱坐標(biāo)是高度。因?yàn)閴簻貪耧L(fēng)的單位各不相同，要把它們顯示在一張圖上，需要選擇合適的坐標(biāo)縮放比例。經(jīng)過(guò)調(diào)試，本文選取的縮放比例是：高度縮小約60倍，氣溫?cái)U(kuò)大約5倍，氣壓縮小約2倍，濕度、風(fēng)速均擴(kuò)大約5倍。經(jīng)過(guò)如此處理后，繪制出的探空曲線(xiàn)圖比較自然美觀。如圖2、圖3所示。

此外，對(duì)比秒數(shù)據(jù)曲線(xiàn)與分鐘數(shù)據(jù)曲線(xiàn)可發(fā)現(xiàn)，前者有較明顯的鋸齒狀，而后者比較平滑一些。這是因?yàn)槊霐?shù)據(jù)是瞬時(shí)數(shù)據(jù)，而分鐘數(shù)據(jù)是經(jīng)過(guò)了計(jì)算處理，相當(dāng)于過(guò)濾了波動(dòng)變平滑了。

表4：分鐘數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)

圖1：探空曲線(xiàn)圖首頁(yè)

圖2：使用秒數(shù)據(jù)繪制的壓溫濕探空曲線(xiàn)圖

圖3：使用分鐘數(shù)據(jù)繪制的同一時(shí)次的壓溫濕風(fēng)探空曲線(xiàn)圖

4 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)使用GDI技術(shù)成功的在瀏覽器里實(shí)現(xiàn)了探空曲線(xiàn)圖的繪制，改變了只能在探空站查看曲線(xiàn)的現(xiàn)狀，對(duì)在異地的預(yù)報(bào)員或資料審核員等隨時(shí)查看探空曲線(xiàn)提供了幫助。此外程序還可以進(jìn)一步完善，例如要查看具體數(shù)據(jù)，或?qū)η€(xiàn)放大縮小，甚至進(jìn)行初步的數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查等。

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