區域自動氣象站實時監測查詢統計系統設計與實現

林　凱，倪伏躍，吳英姝（陽原縣氣象局，河北陽原075800）

區域自動氣象站實時監測查詢統計系統設計與實現

林凱，倪伏躍，吳英姝
（陽原縣氣象局，河北陽原075800）

近年來，隨著“三農”氣象服務專項以及山洪災害防治等項目的實施，兩要素自動站、多要素自動站、暴雨站等區域自動氣象站迅速增加，為充分發揮區域自動氣象站在氣象災害監測中的作用，開發了區域自動氣象站實時監測查詢統計系統，通過兩年的運行表明該系統功能實用、運行穩定、查詢速度快，適合在基層業務部門推廣應用。

三農；自動氣象站；雨量

1　引言

近年來，為貫徹落實“中央一號”文件提出的“健全農業氣象服務體系和農村災害防御體系，充分發揮氣象服務‘三農’的重要作用”和國務院關于全國山洪災害防治規劃的批復國函 〔2006〕116號提出的“在山洪災害重點防治區初步建立以監測、通信、預報、預警等非工程措施為主并與工程措施相結合的防災減災體系，減少群死群傷事件和財產損失”的要求，張家口區域自動氣象站2005年首批建設了60套，到現在已有521套，為有效利用已建成自動氣象站資料，充分發揮新建自動氣象站資料高時空分辨率的特點，為中小尺度天氣分析和氣象信息服務提供更多的實時觀測數據，結合日常業務運行流程和公眾服務的需求，研發了一款能夠在一個平臺上查詢顯示統計所有類型自動氣象站監測數據的軟件，該軟件使用GIS技術，實現了地圖無級放縮，疊加區域內地質災害隱患點、水庫、尾礦庫信息，所有站點雨量等多要素顯示、統計、查詢、導出等功能，特別是雨量的極值、平均值、雨強查詢和等值線圖制作功能，能極大地方便業務服務工作，也能為政府防汛抗旱提供更為優質服務。

2　系統設計

2.1系統結構

該系統在.NET4.0環境下利用C#語言，采用C/S架構依托省局數據庫實現實時數據顯示、歷史數據查詢、數據統計分析等功能。系統界面采用MDI多文檔窗體設計，各項功能分別由相應的子窗體實現。

2.2系統功能

根據區域自動氣象站的觀測數據，以及基層氣象臺站日常數據查詢及顯示的要求，本著方便實用、易于操作的原則，以便提供針對性更強的本地氣象服務，系統由實時數據監測、數據查詢顯示、數據統計、數據狀態監控、參數設置5個主要模塊組成。

2.2.1實時數據監測模塊

該模塊運用GIS技術實現對區域自動氣象站的實時監測。實現了地圖無級縮放、快速移動窗口、增減要素操作等功能。實時監測的內容包括區域自動氣象站各要素的實時值、降水量顏色等級、溫度顏色等級、地質災害隱患點、水庫、尾礦庫信息等等。針對汛期氣象服務實際工作的需要，又增加了降水量、溫度、大風等閾值報警功能，報警閾值可以由用戶自己設定。以雨量查詢為例，選擇“雨量”要素時，系統圖形顯示界面將顯示前一天20時—當前時間各站的累計雨量數據；選擇時段雨量查詢時，圖形顯示界面便顯示這段時間內各站的累計雨量數據。當累計數據達到設定的預警閾值后系統會報警，累計雨量數值按照設定的等級顏色顯示。

2.2.2數據查詢顯示功能

數據查詢模塊實現區域自動氣象站實時數據、歷史數據查詢。查詢任意時間段的降水累計值，任意時間點的溫度、風向、風速、氣壓、濕度值以及任意時間段的平均值、最大值和最小值。將最新或歷史的各要素的數據直觀地提供給用戶。顯示方式主要有地圖顯示、列表顯示和Surfer圖填充顯示和文本文件四種，地圖顯示可將查詢的各站點的要素值顯示在地圖中，可以形象地表達某一區域的具體天氣特征，非常直觀地了解各站的各個要素情況。列表顯示系統可將查詢的各站點的要素值顯示在圖表中，方便業務人員使用。Surfer圖顯示可以直觀的看出各要素的分布情況。Surfer圖使用Surfer8.0提供的ActiveX自動化對象，嵌入到本系統二次開發，從查詢到的數據表格中讀取繪圖數據，包括數值如降水量、臺站號，經緯度等生成繪圖數據，再調用相應區縣的Surfer邊界圖以及色彩填充文件，生成圖形并顯示，還可以輸出Surfer圖用于制作氣象服務材料。文本文件是系統把查詢且甄別后的數據自動生成一段文本內容并顯示在文本框中。把文本框中的內容復制后再粘貼到服務材料 （如河北省氣象災害預警應急服務系統），減少了手工錄入出錯的機率。

2.2.3數據統計功能

數據統計的主要功能是按照需求查詢任意時間段的區域自動氣象站要素并統計各要素（氣溫、降水、濕度、氣壓、風向、風速）統計值，如雨量的極值、閾值、平均值、雨強等。統計的結果按照區縣名和臺站號排列顯示在列表中，點擊導出數據可保存為Excel或Word文檔，極大地提高了業務人員統計氣象要素的效率。

2.2.4數據狀態監控功能

為了確保自動氣象站的正常運行和通信暢通，需要對區域自動氣象站的網絡在線情況進行監控。由于設備廠家入庫的狀態格式不統一，兩要素有電源狀態和網絡狀態之分，無錫廠的多要素只有采集器是否在線字段，而北京華創的多要素站和天津氣象儀器廠的暴雨站沒有狀態字段，只能根據數據的入庫時間去判斷，對以上三種情況整合后系統實現了區域自動氣象站運行狀態的實時監控。使基層臺站的維護人員能及時掌握區域自動氣象站的運行狀態和故障情況，提高了工作效率。

2.2.5參數設置功能

參數是維護系統正常運行的基礎，所有參數都自動保存在ini配置文件中，包括數據庫的鏈接、預警閾值、預警音樂、溫度、雨量等級顏色、Surfer色價的設置等。變更后的參數經系統保存后在系統內即刻生效，無需重啟軟件。不同的用戶根據自己的地域特性，通過改變參數，可使系統出現不同的效果，具有通用性、靈活性。

3　小結

該系統于2013年6月正式進入業務化運行，經過基層臺站兩年多時間使用，期間對系統進行了多次修改完善，現已成為實用氣象業務軟件。由于實用性強，河北省其他市局也陸續使用該系統，但是目前該系統只能在32位的操作系統下運行，有待于日后完善。

林凱（1982-），男，河北省張家口市人，河北師范大學，本科生，工程師.

1002-252X（2015）04-0025-02

2015-9-1