區(qū)域自動(dòng)氣象站實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)查詢(xún)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

林　凱，倪伏躍，吳英姝（陽(yáng)原縣氣象局，河北陽(yáng)原075800）

區(qū)域自動(dòng)氣象站實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)查詢(xún)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

林凱，倪伏躍，吳英姝
（陽(yáng)原縣氣象局，河北陽(yáng)原075800）

近年來(lái)，隨著“三農(nóng)”氣象服務(wù)專(zhuān)項(xiàng)以及山洪災(zāi)害防治等項(xiàng)目的實(shí)施，兩要素自動(dòng)站、多要素自動(dòng)站、暴雨站等區(qū)域自動(dòng)氣象站迅速增加，為充分發(fā)揮區(qū)域自動(dòng)氣象站在氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的作用，開(kāi)發(fā)了區(qū)域自動(dòng)氣象站實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)查詢(xún)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，通過(guò)兩年的運(yùn)行表明該系統(tǒng)功能實(shí)用、運(yùn)行穩(wěn)定、查詢(xún)速度快，適合在基層業(yè)務(wù)部門(mén)推廣應(yīng)用。

三農(nóng)；自動(dòng)氣象站；雨量

1　引言

近年來(lái)，為貫徹落實(shí)“中央一號(hào)”文件提出的“健全農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)體系和農(nóng)村災(zāi)害防御體系，充分發(fā)揮氣象服務(wù)‘三農(nóng)’的重要作用”和國(guó)務(wù)院關(guān)于全國(guó)山洪災(zāi)害防治規(guī)劃的批復(fù)國(guó)函 〔2006〕116號(hào)提出的“在山洪災(zāi)害重點(diǎn)防治區(qū)初步建立以監(jiān)測(cè)、通信、預(yù)報(bào)、預(yù)警等非工程措施為主并與工程措施相結(jié)合的防災(zāi)減災(zāi)體系，減少群死群傷事件和財(cái)產(chǎn)損失”的要求，張家口區(qū)域自動(dòng)氣象站2005年首批建設(shè)了60套，到現(xiàn)在已有521套，為有效利用已建成自動(dòng)氣象站資料，充分發(fā)揮新建自動(dòng)氣象站資料高時(shí)空分辨率的特點(diǎn)，為中小尺度天氣分析和氣象信息服務(wù)提供更多的實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)，結(jié)合日常業(yè)務(wù)運(yùn)行流程和公眾服務(wù)的需求，研發(fā)了一款能夠在一個(gè)平臺(tái)上查詢(xún)顯示統(tǒng)計(jì)所有類(lèi)型自動(dòng)氣象站監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的軟件，該軟件使用GIS技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了地圖無(wú)級(jí)放縮，疊加區(qū)域內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)、水庫(kù)、尾礦庫(kù)信息，所有站點(diǎn)雨量等多要素顯示、統(tǒng)計(jì)、查詢(xún)、導(dǎo)出等功能，特別是雨量的極值、平均值、雨強(qiáng)查詢(xún)和等值線(xiàn)圖制作功能，能極大地方便業(yè)務(wù)服務(wù)工作，也能為政府防汛抗旱提供更為優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

2　系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)在.NET4.0環(huán)境下利用C#語(yǔ)言，采用C/S架構(gòu)依托省局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示、歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析等功能。系統(tǒng)界面采用MDI多文檔窗體設(shè)計(jì)，各項(xiàng)功能分別由相應(yīng)的子窗體實(shí)現(xiàn)。

2.2系統(tǒng)功能

根據(jù)區(qū)域自動(dòng)氣象站的觀測(cè)數(shù)據(jù)，以及基層氣象臺(tái)站日常數(shù)據(jù)查詢(xún)及顯示的要求，本著方便實(shí)用、易于操作的原則，以便提供針對(duì)性更強(qiáng)的本地氣象服務(wù)，系統(tǒng)由實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)查詢(xún)顯示、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)狀態(tài)監(jiān)控、參數(shù)設(shè)置5個(gè)主要模塊組成。

2.2.1實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)模塊

該模塊運(yùn)用GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域自動(dòng)氣象站的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。實(shí)現(xiàn)了地圖無(wú)級(jí)縮放、快速移動(dòng)窗口、增減要素操作等功能。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的內(nèi)容包括區(qū)域自動(dòng)氣象站各要素的實(shí)時(shí)值、降水量顏色等級(jí)、溫度顏色等級(jí)、地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)、水庫(kù)、尾礦庫(kù)信息等等。針對(duì)汛期氣象服務(wù)實(shí)際工作的需要，又增加了降水量、溫度、大風(fēng)等閾值報(bào)警功能，報(bào)警閾值可以由用戶(hù)自己設(shè)定。以雨量查詢(xún)?yōu)槔?，選擇“雨量”要素時(shí)，系統(tǒng)圖形顯示界面將顯示前一天20時(shí)—當(dāng)前時(shí)間各站的累計(jì)雨量數(shù)據(jù)；選擇時(shí)段雨量查詢(xún)時(shí)，圖形顯示界面便顯示這段時(shí)間內(nèi)各站的累計(jì)雨量數(shù)據(jù)。當(dāng)累計(jì)數(shù)據(jù)達(dá)到設(shè)定的預(yù)警閾值后系統(tǒng)會(huì)報(bào)警，累計(jì)雨量數(shù)值按照設(shè)定的等級(jí)顏色顯示。

2.2.2數(shù)據(jù)查詢(xún)顯示功能

數(shù)據(jù)查詢(xún)模塊實(shí)現(xiàn)區(qū)域自動(dòng)氣象站實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)。查詢(xún)?nèi)我鈺r(shí)間段的降水累計(jì)值，任意時(shí)間點(diǎn)的溫度、風(fēng)向、風(fēng)速、氣壓、濕度值以及任意時(shí)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(shù)據(jù)直觀地提供給用戶(hù)。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(xún)的各站點(diǎn)的要素值顯示在地圖中，可以形象地表達(dá)某一區(qū)域的具體天氣特征，非常直觀地了解各站的各個(gè)要素情況。列表顯示系統(tǒng)可將查詢(xún)的各站點(diǎn)的要素值顯示在圖表中，方便業(yè)務(wù)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(dòng)化對(duì)象，嵌入到本系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)，從查詢(xún)到的數(shù)據(jù)表格中讀取繪圖數(shù)據(jù)，包括數(shù)值如降水量、臺(tái)站號(hào)，經(jīng)緯度等生成繪圖數(shù)據(jù)，再調(diào)用相應(yīng)區(qū)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(wù)材料。文本文件是系統(tǒng)把查詢(xún)且甄別后的數(shù)據(jù)自動(dòng)生成一段文本內(nèi)容并顯示在文本框中。把文本框中的內(nèi)容復(fù)制后再粘貼到服務(wù)材料 （如河北省氣象災(zāi)害預(yù)警應(yīng)急服務(wù)系統(tǒng)），減少了手工錄入出錯(cuò)的機(jī)率。

2.2.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的主要功能是按照需求查詢(xún)?nèi)我鈺r(shí)間段的區(qū)域自動(dòng)氣象站要素并統(tǒng)計(jì)各要素（氣溫、降水、濕度、氣壓、風(fēng)向、風(fēng)速）統(tǒng)計(jì)值，如雨量的極值、閾值、平均值、雨強(qiáng)等。統(tǒng)計(jì)的結(jié)果按照區(qū)縣名和臺(tái)站號(hào)排列顯示在列表中，點(diǎn)擊導(dǎo)出數(shù)據(jù)可保存為Excel或Word文檔，極大地提高了業(yè)務(wù)人員統(tǒng)計(jì)氣象要素的效率。

2.2.4數(shù)據(jù)狀態(tài)監(jiān)控功能

為了確保自動(dòng)氣象站的正常運(yùn)行和通信暢通，需要對(duì)區(qū)域自動(dòng)氣象站的網(wǎng)絡(luò)在線(xiàn)情況進(jìn)行監(jiān)控。由于設(shè)備廠家入庫(kù)的狀態(tài)格式不統(tǒng)一，兩要素有電源狀態(tài)和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)之分，無(wú)錫廠的多要素只有采集器是否在線(xiàn)字段，而北京華創(chuàng)的多要素站和天津氣象儀器廠的暴雨站沒(méi)有狀態(tài)字段，只能根據(jù)數(shù)據(jù)的入庫(kù)時(shí)間去判斷，對(duì)以上三種情況整合后系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了區(qū)域自動(dòng)氣象站運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。使基層臺(tái)站的維護(hù)人員能及時(shí)掌握區(qū)域自動(dòng)氣象站的運(yùn)行狀態(tài)和故障情況，提高了工作效率。

2.2.5參數(shù)設(shè)置功能

參數(shù)是維護(hù)系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，所有參數(shù)都自動(dòng)保存在ini配置文件中，包括數(shù)據(jù)庫(kù)的鏈接、預(yù)警閾值、預(yù)警音樂(lè)、溫度、雨量等級(jí)顏色、Surfer色價(jià)的設(shè)置等。變更后的參數(shù)經(jīng)系統(tǒng)保存后在系統(tǒng)內(nèi)即刻生效，無(wú)需重啟軟件。不同的用戶(hù)根據(jù)自己的地域特性，通過(guò)改變參數(shù)，可使系統(tǒng)出現(xiàn)不同的效果，具有通用性、靈活性。

3　小結(jié)

該系統(tǒng)于2013年6月正式進(jìn)入業(yè)務(wù)化運(yùn)行，經(jīng)過(guò)基層臺(tái)站兩年多時(shí)間使用，期間對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了多次修改完善，現(xiàn)已成為實(shí)用氣象業(yè)務(wù)軟件。由于實(shí)用性強(qiáng)，河北省其他市局也陸續(xù)使用該系統(tǒng)，但是目前該系統(tǒng)只能在32位的操作系統(tǒng)下運(yùn)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(xué)，本科生，工程師.

1002-252X（2015）04-0025-02

2015-9-1