基于VB和Grads的臺風展望程序開發(fā)

摘要：海洋石油鉆井作業(yè)需要在臺風生成前就盡早預報出臺風移動方向和強度變化，才能更合理地安排海上生產(chǎn)作業(yè)和防臺應急。本文介紹運用VB和Grads聯(lián)合編程技術(shù)制作臺風展望預報程序，結(jié)合數(shù)值預報產(chǎn)品和臺風集合預報產(chǎn)品，實現(xiàn)在臺風還未生成前對臺風路徑和強度變化的預報繪圖顯示及報單制作，并開發(fā)成Windows應用程序，作為海洋石油臺風展望業(yè)務化程序使用。

關(guān)鍵詞：VB??Grads??臺風展望??海洋石油

隨著海洋石油事業(yè)不斷向深海發(fā)展，深水鉆探開發(fā)作業(yè)對氣象預報的時效性、準確性提出了更高的要求，尤其是對臺風、強對流等災害性天氣的預報愈加重視，一次臺風過程停產(chǎn)往往會造成油氣田幾千萬的損失，而撤臺不及時則可能造成嚴重的安全生產(chǎn)事故。

深水作業(yè)的撤臺避臺準備時間，比近海作業(yè)要長很多，往往需要一周左右的時間，有時候甚至需要10d以上。然而，西太平洋生成的臺風，從生成熱帶低壓（TD）到影響海上作業(yè)區(qū)大多僅需要3～5d，南海生成的“土臺風”甚至剛生成就開始影響作業(yè)區(qū)了，若等臺風生成后再準備撤離，往往已經(jīng)錯過了最佳時機。因此，深水作業(yè)項目需要在臺風還未生成前就盡早得到臺風展望預報，為海上生產(chǎn)和防臺決策提供參考依據(jù)。

VB（Visual Basic）是一種可視化的編程工具，其開發(fā)簡單，界面設計、數(shù)據(jù)庫管理等功能十分強大，常用以開發(fā)一些可視化的軟件或系統(tǒng)。

Grads（Grid Analysis and Display System）繪圖軟件具有功能強大、顯示快捷、圖形美觀等特點，是當今氣象界廣泛使用的一種數(shù)據(jù)處理和顯示軟件系統(tǒng)，但是每次使用Grads繪圖時都要輸入很多命令，對于不熟悉Grads的人使用起來就比較繁瑣。

本文運用VB和Grads聯(lián)合編程技術(shù)來開發(fā)制作臺風展望程序，人工確定臺風預報位置和強度后，計算機直接生成預報圖，實現(xiàn)了臺風展望預報制作的業(yè)務化應用。

1 臺風展望程序的功能設計

1.1 臺風展望程序功能模塊

根據(jù)用戶需要和操作習慣，在VB界面中分別設計了地圖功能顯示、預報信息編輯、臺風信息描述及預報報單生成等4個功能模塊。

1.2 功能介紹

在預報信息編輯模塊可人工設置預報起始時間，間隔12h、24h預報點的經(jīng)緯度和強度預報信息。應先填寫和選擇預報點經(jīng)緯度信息，再勾選預報點左側(cè)的方框即可在地圖功能顯示模塊顯示該時次預報點位置;也可以先勾選預報點，再在地圖功能顯示模塊拖動預報點來確定預報點位置。臺風信息描述模塊中可根據(jù)情況對臺風未來走向、強度變化及對平臺影響等描述進行編輯和修改。待以上信息填寫完畢后，即可在預報報單生成模塊根據(jù)需要生成12h、24h預報間隔的臺風展望報單了。

2 臺風展望程序的關(guān)鍵技術(shù)

根據(jù)用戶對于臺風預報的要求，在臺風展望預報圖上需要顯示的信息有臺風生成起始點位置、生成時間、間隔12h與24h預報點位置和強度、平臺位置、3級防臺警戒圈等，因此在程序設計時需要用臺風圖標標記臺風位置，用不同顏色標注臺風強度，在臺風起始點位置標注臺風生成時間，用不同顏色畫出3級防臺警戒圈。

關(guān)鍵技術(shù)在于用VB自動編輯生成Grads作圖批處理文件（ty.gs），代碼如下：

基本作圖設置：

Print #1， "'set grads off'"

Print #1， "'set vpage 0.1 10.9 0.0 8.5'"

Print #1， "'set parea 0.1 10.9 0.0 8.5'"

Print #1， "'set gxout contour'"

Print #1， "'set mproj latlon'"

Print #1， "'set mpdset hires'"

Print #1， "'set map 15 1 10'"

Print #1， "'set lat 0 35.0'"

Print #1， "'set lon 95.0 152.0'"

Print #1， "'set t 96'"

Print #1， "'set cint 100'"

Print #1， "'d msl/10000'"

For i = 0 To 12

If chk_forecase（i）.Value = 1 Then

n = i

End If

Next i

標記平臺所在位置和形狀：

Print #1， "'q w2xy jingdu weidu'"

Print #1， "x0=subwrd（result，3）"

Print #1， "y0=subwrd（result，6）"

Print #1， "'set line 8'"

Print #1， "'draw mark 5 'x0' 'y0' 0.12'"

Print #1， "'draw mark 5 'x0' 'y0' 0.12'"

按臺風圖標畫各時次預報點，按不同顏色對臺風強度進行標記：

For t = 0 To n

Print #1， "'q w2xy " & Format（txt_jingdu（t）.Text， "0.0"） & " " & Format（txt_weidu（t）.Text， "0.0"） & "'"

Print #1， "x" & t & "=subwrd（result，3）"

Print #1， "y" & t & "=subwrd（result，6）"

If cbo_str（t）.Text = "TC" Then

Print #1， "'draw wxsym 41 'x" & t & "' 'y" & t & "' 0.3 7 6'"

End If

Next t

For t = 0 To n

Print #1， "'draw line 'x" & t & "' 'y" & t & "' 'x" & t + 1 & "' 'y" & t + 1 & "''"

Next t

標注預報起始時間：

Print #1， "'q w2xy " & txt_jingdu（0）.Text + 1 & " " & txt_weidu（0）.Text + 0.5 & "'"

Print #1， "x" & t & "=subwrd（result，3）"

Print #1， "y" & t & "=subwrd（result，6）"

Print #1， "'set string 1'"

Print #1， "'set font 2'"

Print #1， "'draw string 'x" & t & "' 'y" & t & "' " & tt$（0） & " '"

標注各時次預報點時間信息：

For t = 1 To n

Print #1， "'q w2xy " & txt_jingdu（t）.Text + 0.5 & " " & txt_weidu（t）.Text + 1 & "'"

Print #1， "x" & t & "=subwrd（result，3）"

Print #1， "y" & t & "=subwrd（result，6）"

Print #1， "'set string 1'"

Print #1， "'set font 2'"

Print #1， "'draw string 'x" & t & "' 'y" & t & "' +" & t & " '"

Print #1， "'set font 0'"

Print #1， "'draw title --- Tropical Cyclone Forecast ---'"

Print #1， "'printim D：＼tyzhanwang.png white'"

Print #1， "'quit'"

Print #1， ";"

Close #1

以上VB程序代碼可自動生成Grads作圖批處理文件，接下來用Shell命令調(diào)用Grads中的opengrads –clc命令來執(zhí)行ty.gs文件，即可畫出臺風展望預報圖，模擬效果圖見圖1，代碼如下：

Shell "D：＼...＼opengrads -clc " & "D：＼...＼ty.gs"， vbHide

4 結(jié)語

利用VB和Grads聯(lián)合編程技術(shù)開發(fā)的臺風展望程序，可以規(guī)避VB作圖效果不佳的不足，同時亦可解決Grads作圖重復輸入命令的麻煩，不僅大幅提高了臺風展望預報制作的工作效率，還使臺風展望的業(yè)務化應用成為現(xiàn)實。

參考文獻

[1]朱杰.風云四號衛(wèi)星閃電數(shù)據(jù)質(zhì)量控制與閃電特征分析[D].南京：南京信息工程大學，2020.

王興，周娟，卞浩瑄，等.互聯(lián)網(wǎng)+背景下智慧氣象業(yè)務與服務眾創(chuàng)架構(gòu)研究[J].浙江氣象，2020，41（2）：17-22.

[3]張燦.海洋氣象漂流觀測儀資料應用系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].南京：南京信息工程大學，2019.

[4]周笑天.基于混合模式集合預報的臺風路徑預報優(yōu)化方法研究[D].浙江：浙江大學，2019.

[5]徐光寧.基于深度學習的臺風路徑與強度預測方法研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學，2020.

[6]徐香香.極端天氣下電網(wǎng)故障在線預警及風險評估技術(shù)研究[D].南京：東南大學，2020.

作者簡介：劉磊（1984—），男，本科，工程師，研究方向為天氣預報。DOI：10.16660/j.cnki.1674-098x.2201-5640-6080中圖分類號：P339