氣候志資料整理分析系統(tǒng)原理及實(shí)現(xiàn)

[摘要]民航氣象地面觀測(cè)資料不僅是氣象科學(xué)研究和天氣預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的基礎(chǔ)，也是提供準(zhǔn)確航空氣象資料的重要依據(jù)，隨著民航事業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)民用氣象保障服務(wù)方面提出了更高的要求，如何收集、分析和處理氣象資料，制作發(fā)布航空氣象產(chǎn)品，及時(shí)、準(zhǔn)確地提供民用航空活動(dòng)所需的氣象情況，關(guān)系著民航活動(dòng)的安全、正常和效率。

[關(guān)鍵詞]氣象資料、地面觀測(cè)、年（月）總簿、氣候志（概要）、歸檔

[中圖分類號(hào)]P46[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A

1系統(tǒng)概述

《民航機(jī)場(chǎng)航空氣候概要》（以下簡稱《氣候志》）是依據(jù)民航機(jī)場(chǎng)地區(qū)氣象觀測(cè)資料及有關(guān)資料整理編寫的，是機(jī)場(chǎng)氣候狀況的綜合描述和機(jī)場(chǎng)氣象情況的基本參考資料，也是機(jī)場(chǎng)永久保存的氣象科技檔案資料。

民航機(jī)場(chǎng)承擔(dān)不定時(shí)氣象觀測(cè)任務(wù)的氣象臺(tái)，在提供飛行氣象服務(wù)的同時(shí)，積累和保存了氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是非常珍貴的歷史氣象資料。但是，由于各方面的原因，大多數(shù)機(jī)場(chǎng)對(duì)這些資料沒有進(jìn)行系統(tǒng)的整理，少數(shù)機(jī)場(chǎng)經(jīng)編寫過《民航機(jī)場(chǎng)航空氣候志》或《氣候概要》，近些年來的續(xù)編工作也沒有延續(xù)下來。

氣候志資料整理分析系統(tǒng)著重描述了收集、處理氣象資料的方式以及對(duì)氣象資料的處理、利用、存儲(chǔ)等，完美實(shí)現(xiàn)了氣象資料的收集、年月總簿生成和氣候概要（氣候志）附表的生成及資料的歸檔。

2相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)

2.1Visual Studio集成開發(fā)環(huán)境

本文研究的中職院校辦公自動(dòng)化系統(tǒng)使用微軟的Visual Studio 2008進(jìn)行開發(fā)。該集成開發(fā)環(huán)境是目前較為流行的系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境之一，可用來創(chuàng)建Windows操作系統(tǒng)上的Windows應(yīng)用程序和Web應(yīng)用程序。

使用該集成開發(fā)環(huán)境，可以為開發(fā)人員提供了如下三方面便利：

快速開發(fā)應(yīng)用程序

Visual Studio 2008的語言和數(shù)據(jù)功能{例如語言集成的查詢（LINQ）}，能夠使得每個(gè)開發(fā)人員較為輕松地構(gòu)建解決方案用來分析和處理信息。開發(fā)人員能夠在同一環(huán)境下支持多種多樣的項(xiàng)目。強(qiáng)大的控件集成工具能夠滿足開發(fā)人員常用的開發(fā)功能，避免開發(fā)人員自己編寫低效的底層控件代碼。能夠快速開發(fā)出需要的原型系統(tǒng)并進(jìn)一步優(yōu)化。強(qiáng)大的語言編輯能力能夠自動(dòng)對(duì)代碼進(jìn)行優(yōu)化并提供代碼的提示、組合，使開發(fā)人員能夠從枯燥的字符編輯中解放出來，把精力更多地放在程序邏輯的構(gòu)建上。

項(xiàng)目開發(fā)小組成員間的密切協(xié)作

Visual Studio 2008能夠使得項(xiàng)目組中的各類人員進(jìn)行快速的擴(kuò)展和溝通。便于開發(fā)團(tuán)隊(duì)的相互協(xié)作，例如，能夠使圖形設(shè)計(jì)人員和數(shù)據(jù)庫專業(yè)人員的設(shè)計(jì)快速的加入系統(tǒng)開發(fā)流程之中。

Visual Studio 2008和一些工具，例如，

Windows xp、Web、Office 2007、Windows Server 2000和SQL Server 2005等的友好對(duì)接，能夠讓程序設(shè)計(jì)人員在這些工具中快速地進(jìn)行切換和結(jié)合。免去不同工具和平臺(tái)間復(fù)雜的協(xié)調(diào)接口。

2.2軟件架構(gòu)的選擇

2.2.1C/S三層架構(gòu)簡介

傳統(tǒng)的二層C/S結(jié)構(gòu)存在以下幾個(gè)局限：

它是單一服務(wù)器且以局域網(wǎng)為中心的，所以難以擴(kuò)展至大型企業(yè)廣域網(wǎng)或Internet；受限于供應(yīng)商；軟、硬件的組合及集成能力有限；難以管理大量的客戶機(jī)。因此，三層C/S結(jié)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生。

三層C/S結(jié)構(gòu)是將應(yīng)用功能分成表示層、功能層和數(shù)據(jù)層三部分。其解決方案是對(duì)這三層進(jìn)行明確分割，并在邏輯上使其獨(dú)立。原來的數(shù)據(jù)層作為DBMS已經(jīng)獨(dú)立出來，所以關(guān)鍵是要將表示層和功能層分離成各自獨(dú)立的程序，并且還要使這兩層間的接口簡潔明了。

值得注意的是：三層C/S結(jié)構(gòu)各層間的通信效率若不高，即使分配給各層的硬件能力很強(qiáng)，其作為整體來說也達(dá)不到所要求的性能。此外，設(shè)計(jì)時(shí)必須慎重考慮三層間的通信方法、通信頻度及數(shù)據(jù)量。這和提高各層的獨(dú)立性一樣是三層C/S結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵問題。

2.3UML建模技術(shù)

在軟件系統(tǒng)的開發(fā)過程中，需要使用一些工具進(jìn)行建模以規(guī)范軟件工程的過程。UML（統(tǒng)一建模語言）就是這樣一種工具。它是一種圖形語言，可以貫穿于軟件開發(fā)的需求分析、技術(shù)規(guī)范、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、配置要求等各個(gè)環(huán)節(jié)。UML能夠?qū)γ總€(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行可視化和模型化

3系統(tǒng)架構(gòu)

氣候志資料整理分析系統(tǒng)才用了三層式體系結(jié)構(gòu)：即數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)處理層、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)層（顯示層）。數(shù)據(jù)采集層主要是指將各個(gè)機(jī)場(chǎng)自動(dòng)觀測(cè)數(shù)據(jù)，如vaisalar、常規(guī)觀測(cè)場(chǎng)，遙測(cè)站等設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并集合機(jī)場(chǎng)氣象臺(tái)每小時(shí)定時(shí)的觀測(cè)數(shù)據(jù)輸送到數(shù)據(jù)處理層進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)處理層將所有采集端數(shù)據(jù)整合，并以月份為單位進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，將每月數(shù)據(jù)輸出為固定表格生成月總簿。并將統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)記錄到數(shù)據(jù)庫中。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)層將數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)以年的單位生成為規(guī)范格式文件，五年以下為氣候概要，五年以上為氣候志。

3.1軟硬件環(huán)境

硬件環(huán)境要求：500G存儲(chǔ)Intel？ Core？i5 CPU 750 @ 2.67GHz以上。

系統(tǒng)環(huán)境要求：系統(tǒng)平臺(tái)Win2003 serveroracle 10g IIS6.0以上.net 3.5及以上框架，及office2007或以上版本。

3.2系統(tǒng)各個(gè)模塊及功能

3.2.1月年總簿資料處理分系統(tǒng)

月年總簿資料處理分系統(tǒng)作為整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，主要功能是用來處理各個(gè)觀測(cè)設(shè)備生成的數(shù)據(jù)以及人工錄入數(shù)據(jù)，最終生成固定數(shù)據(jù)格式存放在數(shù)據(jù)庫中，提供月、年總簿和氣候志報(bào)表系統(tǒng)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

數(shù)據(jù)預(yù)處理：可以按照時(shí)間，以月為單位將vaisalar等設(shè)備的歷史觀測(cè)文件生成固定格式的中間文件及入庫。

手動(dòng)錄入要素：將本場(chǎng)整點(diǎn)觀測(cè)時(shí)對(duì)應(yīng)的云況及天氣現(xiàn)象等采集設(shè)備采集不到的數(shù)據(jù)手動(dòng)錄入至對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫表格中。

生成月總簿：將數(shù)據(jù)庫中的不同要素統(tǒng)一生成一套規(guī)范的年總簿。（其中包括：場(chǎng)面氣壓、修正海壓、風(fēng)向風(fēng)速、溫度、露點(diǎn)、相對(duì)濕度、水汽壓、降水量、云況、云量、天氣現(xiàn)象）等。

生成年總簿：根據(jù)每一月份成套的月總簿表格數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)出一年中每一月份某一要素的極值、平均以及出現(xiàn)回?cái)?shù)等相關(guān)信息。

月年總簿資料處理分系統(tǒng)處理完成后將對(duì)應(yīng)的年總簿中統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)存入氣候志數(shù)據(jù)庫表中，作為氣候志的數(shù)據(jù)源。

3.2.2氣候志報(bào)表系統(tǒng)

氣候志報(bào)表分系統(tǒng)將月年總簿資料處理分系統(tǒng)處理完成的數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫要素表格中取出，生成固定的氣候志表格文件。

地面觀測(cè)記錄管理：包括地面觀測(cè)記錄瀏覽、補(bǔ)錄地面觀測(cè)記錄、地面觀測(cè)記錄導(dǎo)入。將月年總簿中缺漏的數(shù)據(jù)進(jìn)行瀏覽以及補(bǔ)錄，或者可以選擇從年總簿表格中導(dǎo)入到氣候志要素表中。

資料管理：包括資料入庫登記、資料審查、資料歸檔、資料調(diào)閱記錄、資料打印記錄、資料移交清單、資料銷毀清單等子模塊。對(duì)整個(gè)分系統(tǒng)資料的入庫、歸檔、打印、移交、銷毀等工作進(jìn)行記錄及日志統(tǒng)計(jì)。

資料編制：包括地面觀測(cè)月總簿、地面觀測(cè)年總簿、氣候志（氣候概要）等模塊。需要根據(jù)不同的機(jī)場(chǎng)設(shè)置不同的統(tǒng)計(jì)要素、統(tǒng)計(jì)內(nèi)容、氣候志封面內(nèi)容和個(gè)性化定制。

資料打印：其中包括打印月總簿、打印年總簿（調(diào)用月年總簿資料處理分系統(tǒng)模塊）、打印氣候志（氣候概要）

資料調(diào)閱：分別對(duì)月總簿、年總簿、氣候志（氣候概要）進(jìn)行查詢。并可以根據(jù)不同的要素進(jìn)行條件查詢。

系統(tǒng)管理：包括登錄管理、權(quán)限分配、消息設(shè)置、數(shù)據(jù)庫恢復(fù)及備份模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)分系統(tǒng)系統(tǒng)的管理。

3.3圖例

4系統(tǒng)小結(jié)

氣候志資料整理分析系統(tǒng)，不僅能使機(jī)場(chǎng)氣象人員統(tǒng)計(jì)出多年范圍內(nèi)的各個(gè)氣候要素的數(shù)據(jù)，同時(shí)也能夠使更多的氣象人員了解本場(chǎng)機(jī)場(chǎng)的自然概況、氣候特征、主要?dú)庀笠氐淖兓攸c(diǎn)，更好地服務(wù)于民航事業(yè)的快速發(fā)展，共同做好未來民用航空氣象保障工作。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：崔丹南（1977.10-），男，河南鄭州人，助理工程師，碩士，從事通信設(shè)備的維護(hù)和管理工作。