漳州自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)對(duì)比分析系統(tǒng)

姜陳威 許書瑾 曹冬華

一、前言

近年來(lái)，氣象災(zāi)害頻發(fā)，預(yù)報(bào)預(yù)警監(jiān)測(cè)的重要性尤為突出，自動(dòng)氣象觀測(cè)站作為氣象要素自動(dòng)監(jiān)測(cè)、存儲(chǔ)、處理及傳輸?shù)墓ぞ撸瑸闅庀鬄?zāi)害監(jiān)測(cè)和氣象服務(wù)提供及時(shí)、準(zhǔn)確的基本氣象觀測(cè)資料。因此，準(zhǔn)確可靠的氣象信息和數(shù)據(jù)，是開展天氣預(yù)報(bào)預(yù)警、氣象預(yù)測(cè)評(píng)估以及科學(xué)研究的基礎(chǔ)?，F(xiàn)階段，漳州市局缺少一套自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)對(duì)比分析軟件來(lái)進(jìn)行主備站以及周邊站點(diǎn)的數(shù)據(jù)對(duì)比。本文從漳州市氣象自動(dòng)站數(shù)據(jù)對(duì)比分析軟件的設(shè)計(jì)思路與研究?jī)?nèi)容出發(fā)，簡(jiǎn)要介紹軟件的功能與原理，希望給廣大業(yè)務(wù)人員提供幫助。

二、研究?jī)?nèi)容與目標(biāo)

開發(fā)出一套自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)對(duì)比軟件，軟件能實(shí)現(xiàn)功能如下：

開發(fā)一套自動(dòng)氣象站要素?cái)?shù)據(jù)對(duì)比分析軟件；

提升氣象信息化管理水平，提高業(yè)務(wù)值班人員工作效率，提供數(shù)據(jù)對(duì)比差值進(jìn)行分析；

進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)報(bào)文提取解碼工作；

實(shí)現(xiàn)主站與備站或周邊站點(diǎn)相關(guān)要素的對(duì)比分析工作；

實(shí)現(xiàn)全市國(guó)家級(jí)自動(dòng)站數(shù)據(jù)的查詢和分析功能；

實(shí)現(xiàn)當(dāng)日所有數(shù)據(jù)所有要素的對(duì)比，自動(dòng)得出相對(duì)應(yīng)氣象要素的對(duì)比差值在差值較大超出閾值時(shí)，以便提醒業(yè)務(wù)值班人員及時(shí)進(jìn)行處理。

三、研究路線

（一）開發(fā)要求

該系統(tǒng)基于C++語(yǔ)言進(jìn)行開發(fā)，通過(guò)QT構(gòu)建快速響應(yīng)且美觀的可視化圖形界面。借助主流的開源技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，能夠有效地實(shí)現(xiàn)在只要有氣象內(nèi)網(wǎng)的任何地方、任何時(shí)間實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)閾值的對(duì)比分析，極大地方便了管理部門和業(yè)務(wù)相關(guān)人員獲取數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比分析的工作。

（二）系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

根據(jù)對(duì)系統(tǒng)需求的分析，該系統(tǒng)在滿足高可靠性功能外，還應(yīng)具有先進(jìn)性、高性能及線性擴(kuò)展等特性，能滿足系統(tǒng)當(dāng)前和未來(lái)業(yè)務(wù)持續(xù)發(fā)展的需求。因此，本系統(tǒng)應(yīng)具有以下特點(diǎn)：

1.高可靠性

該軟件可以長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，最大限度減少了故障的可能。

2.可擴(kuò)展性

該軟件無(wú)論是在結(jié)構(gòu)上還是在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上，均具有較高的可擴(kuò)展性，能適應(yīng)當(dāng)前技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，滿足當(dāng)前和未來(lái)業(yè)務(wù)持續(xù)發(fā)展的需求。

3.便攜性

該軟件無(wú)需安裝，點(diǎn)擊打開即可直接使用，且軟件體積較小，不會(huì)占用太多的磁盤空間。

4.安全性

系統(tǒng)具有很高的安全性，對(duì)于一些安全隱患能夠及時(shí)處理，確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

（三）技術(shù)路線

對(duì)于漳州市氣象局而言，本課題系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中具有重要的業(yè)務(wù)使用價(jià)值，因此這對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性提出了很高的要求。因而，本系統(tǒng)所采用的技術(shù)構(gòu)架（或稱技術(shù)路線）的選擇將非常重要。采用以下技術(shù)路線：

操作系統(tǒng)： WINDOWS操作系統(tǒng)；

開發(fā)語(yǔ)言： C++、Qt、Creator平臺(tái)；

系統(tǒng)架構(gòu)：MVC模式進(jìn)行開發(fā)，數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)邏輯層、用戶界面分離層；

支持組件化開發(fā)；

四、功能展示

漳州市自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)閾值對(duì)比軟件可以指定任意站點(diǎn)的數(shù)據(jù)文件，接著軟件自動(dòng)從文件中提取相關(guān)信息，構(gòu)建時(shí)間-數(shù)據(jù)的映射表。用戶選定時(shí)間后，軟件自動(dòng)將指定時(shí)間下兩套站的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，并通過(guò)可視化窗口顯示出來(lái)。

此次課題研究后，所形成的成果將能在漳州全市范圍進(jìn)行使用?？梢暂o助業(yè)務(wù)支援人員對(duì)自動(dòng)氣象站采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行提醒比對(duì)質(zhì)控，無(wú)需再實(shí)時(shí)人工盯住各站數(shù)據(jù)，在減少業(yè)務(wù)員工作量的情況下，提高氣象數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性。

軟件能在漳州全市范圍進(jìn)行使用，實(shí)現(xiàn)雙套自動(dòng)氣象站全要素自動(dòng)對(duì)比的功能，并能夠自動(dòng)得出相對(duì)應(yīng)氣象要素的對(duì)比差值，在差值較大超出閾值時(shí)，提醒業(yè)務(wù)值班人員及時(shí)進(jìn)行處理。

五、科研成果應(yīng)用情況

經(jīng)過(guò)全組成員的努力，本軟件已如期按要求全面完成，所形成的成果在漳州全市范圍進(jìn)行使用?？梢暂o助業(yè)務(wù)支援人員對(duì)自動(dòng)氣象站采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行提醒比對(duì)質(zhì)控，無(wú)需再實(shí)時(shí)人工盯住各站數(shù)據(jù)，在減少業(yè)務(wù)員工作量的情況下，提高氣象數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性。

漳州市氣象信息網(wǎng)絡(luò)與裝備保障中心將本研究編寫開發(fā)出的自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)對(duì)比軟件在漳州市局、龍海市局、云霄縣局進(jìn)行試用，軟件得到了相關(guān)單位的肯定，實(shí)現(xiàn)全市國(guó)家級(jí)自動(dòng)站的數(shù)據(jù)對(duì)比分析，減少了業(yè)務(wù)值班人員的工作量?？傮w而言，對(duì)綜合觀測(cè)業(yè)務(wù)的質(zhì)量起到了較大幫助，符合預(yù)期效果。

六、工作發(fā)展思路

雖然本系統(tǒng)已基本完成，但仍存在一些不足之處：該軟件僅對(duì)國(guó)家級(jí)自動(dòng)站的分鐘數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，對(duì)小時(shí)數(shù)據(jù)未進(jìn)行分析比對(duì)。將在下一步工作中開發(fā)調(diào)試；該軟件的自動(dòng)化程度較低，未能實(shí)現(xiàn)原始數(shù)據(jù)文件的自動(dòng)讀取，自動(dòng)定時(shí)分析。將在下一步工作中，實(shí)現(xiàn)軟件能夠自動(dòng)讀取相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的文件，并能夠定時(shí)自動(dòng)分析相關(guān)要素?cái)?shù)據(jù)的差值，在超出閾值時(shí)，能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)報(bào)警。

作者單位：福建省漳州市氣象局