大連市地面歷史氣象數據庫的設計與共享

高磊+鄒琤+曹旭+張悅

摘要 本文從設計思路、數據整理、數據庫結構、數據庫共享等方面介紹了大連地區地面歷史氣象數據庫的建立方法，實現了歷史地面氣象資料的在線檢索，填補了大連地區缺少本地數據庫的空白，為氣象業務和科研提供了強有力的數據支撐，使氣象信息得到了充分利用。

關鍵詞 歷史氣象數據；數據庫；設計；數據共享；遼寧大連

中圖分類號 P409；P413 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）22-0188-02

氣象觀測資料是認識和預測天氣變化、探索氣候演變規律、提供氣象服務的基礎。隨著現代科技的快速發展，氣象探測手段日益豐富，探測精度不斷提高，數據積累越來越多。在大數據時代下，如何管理、使用氣象探測數據是提高氣象服務能力的關鍵。因此，建立歷史地面氣象資料庫具有重要的現實意義[1]。

近年來，在標準化、規范化的原則下，氣象數據的管理以及氣象數據系統建設均取得了不少成果。牟艷彬等[2]建設新一代民航氣象數據庫，實現了資料的有效存儲和快速檢索。華韻子等[3]研究并實現了長江三角洲氣象數據實時共享。高 峰等[4]利用元數據靈活性、可維護性的特點，將元數據技術應用到MDSS實時氣象數據庫系統建設中的。華連生等[5]開發了基于Oracle數據庫的存儲系統，并采用元數據技術對氣象數據進行管理。

目前，大連地區有9個國家級業務氣象站，最早建于1951年，地面氣象觀測數據多以文件形式進行保存且資料格式種類較多，給資料查詢和統計帶來諸多不便。因此，通過把這些資料入庫，可以方便地對地面氣象觀測資料進行查詢和統計。同時，本文基于地市級氣象部門氣象現代化建設與公共服務需求，針對氣象資料在存儲與應用中存在的資料格式多樣、使用不便等問題，通過設計數據庫、編寫入庫程序、采用B/S體系結構，實現了歷史地面氣象資料的入庫和數據庫的共享，并建立完整的業務流程，以保障數據的有效性和真實性。

1 數據庫設計思路

數據庫的設計要遵循數據庫表格要素的有效實用原則，選用先進、成熟的技術，并提高系統的擴充能力和可靠性。根據地面資料信息化標準模式，2004年以前，大連地區氣象站存儲的文件有A0、A1、A6、A7；2004年以后，存儲的文件為A文件，A文件實際上為A0、A1、A6、A7的結合體。所有的A類文件都包含了19類氣象要素。數據入庫之前，要對原始文件進行數據拆分，按類別存儲為txt文件，然后利用C++編程語言，將原始數據按照類別錄入Oracle數據庫表中，建成原始數據庫。在原始數據庫的基礎上，開發二級統計數據庫。

2 數據整理

地面數據庫的設計與實現是為了向各級臺站和業務部門提供氣象資料服務。大連地區地面歷史數據存儲文件為A文件，入庫的A文件分為5個種類，方式位各異，特殊規定繁多，若數據原樣錄入，用戶直接使用難度較大。數據入庫之前，需要對A類文件按要素種類進行拆分，對特殊字符進行翻譯，使入庫的數據成為能讓業務人員直接使用的模式。以風要素為例，闡述數據拆分流程，見表1～2。

用C#語言編寫程序，從A文件中提取風要素，編程如下：

if（line.Equals（“F0”）‖line.Equals（“F2”）‖line.Equals（“F4”）line.Equals（“F5”）

{Console.WriteLine（filename）；}

程序將氣象站逐月的風要素全部提取出來，形成txt文件，為入庫做好準備。其他要素同理。

3 數據庫結構

數據庫的建設是數據WEB發布及在線瀏覽的重要基礎，其數據檢索方式具有很強的伸縮性，要能滿足氣象信息資料檢索者的需求。歷史地面氣象資料共享數據庫的建立要遵循有關的標準和規定。歷史地面氣象資料數據庫采用Oracle數據庫管理系統，針對地面氣象數據的特點，設計了基礎數據庫和統計數據庫，建立了準實時追加自動化業務流程，實現了測站地面氣象資料的自動追加。

3.1 基礎數據庫

按照氣象觀測要素的類別和項目，設計3個數據表，分別為觀測定時值（表3）、觀測極值及觀測日值（表4）、天氣現象（表5）。觀測定時值有27個要素，觀測極值及觀測日值有50個要素，天氣現象有7個要素。

3.2 統計數據庫

以原始數據庫為基礎，設計了統計數據庫，分別為候值、旬值、月值、年值表。統計項目根據相關業務規定和實際業務需求，設計了近500項。以溫度要素為例，列舉相關統計項目（表6）。

4 數據庫共享

為滿足當前數據服務的需求，充分利用計算機網絡和數據庫等技術，依托市、縣氣象寬帶網絡，通過數據庫貢獻管理和完整的業務流程，實現對地面氣象資料的統一控制和管理、數據共享，提高資料的檢索和應用效率[6-7]。

地面歷史數據庫是面向不同需求的用戶，其組織方式直接影響到氣候資料數據服務的實效。因此，針對不同用戶對氣候資料數據存儲管理方式的需求，提供了數據瀏覽和下載2種方式。用戶可以根據需求，使用SELECT語句，檢索氣象站氣象要素統計值，并下載Excel文件[8]。

5 結語

氣象信息入庫工作使氣象信息更加公眾化、標準化，有利于氣象信息的管理、提高信息的利用率，歷史氣象基本信息資料量大、要素繁多，數據庫建設工程量浩大。大連地區地面歷史氣象數據庫的建立，實現了歷史地面氣象資料的在線檢索，填補了大連地區缺少本地數據庫的空白，為氣象業務和科研提供了強有力的數據支撐，使氣象信息得到了充分的利用。

6 參考文獻

[1] 李集明，王國復.氣象數據庫系統總體設計綜述[C]//國家氣象信息中心2006年科技年會論文集.北京：國家氣象信息中心，2007.

[2] 牟艷彬，鄭文峰.新一代民航氣象數據庫管理系統設計實現[D].成都：電子科技大學，2010.

[3] 華韻子，邵玲玲，林紅.長江三角洲氣象數據實時共享技術研究與實現[J].氣象科技，2014，42（2）：261-265.

[4] 高峰，趙芳.元數據技術在MDSS實時氣象數據庫系統建設中的應用[J].氣象科技，2006，34（增刊1）：22-26.

[5] 華連生，丁憲生，呂剛.基于Oracle的氣象數據共享系統[J].計算機應用，2010，30（增刊1）：162-164.

[6] 韓笑，王力，王吉濱，等.一種地市級氣象數據庫的設計與應用[J].氣象科技，2015，43（6）：1053-1059.

[7] 張淑萍.地市級氣象數據庫的設計與實現[J].農業網絡信息，2009（8）：73-75.

[8] 于平，李漢彬，段海花，等.市級自動氣象站數據庫顯示系統的設計與實現[J].廣東氣象，2008，30（6）：57-58.endprint