基于Web的自动站实时资料图形显示技术

于冬至，翟向东，包洪旭

（1.绥化市北林区气象局，黑龙江绥化 152061；2.海伦市气象局，黑龙江海伦 152300）

基于Web的自动站实时资料图形显示技术

于冬至1，翟向东1，包洪旭2

（1.绥化市北林区气象局，黑龙江绥化 152061；2.海伦市气象局，黑龙江海伦 152300）

1 简介

在气象数据共享服务建设中，通过Internet实现气象信息的发布无疑是一种很好的方式，而在提供给用户的各种信息中，图表最能直观地反映各种要素信息[1]。目前Micaps业务系统只能提供全国大范围等值线图，而决策气象服务需要不同区域等值线图，并且要将Micaps的图表通过Internet发布，这个过程需经过一定的转换。本文介绍一种便捷的方法，用户可以通过Web浏览器直接访问数据库，并且实时资料通过网页程序的处理形成图表，方便用户查看省、地区小范围的自动站实时气象资料图表，及时准确的了解雨情、温度等变化情况。

用户通过Web浏览器可查看的内容包括：等温度图和等雨量图（图1），用户只要打开主页面，就会显示最近整点时次的自动站雨量等值线图，页面还提供了“前1 h”、“后1 h”、“任意时间数据查询”超链接。还可查看单站逐时温度气压时序图（图2）、湿度时序图、水气压时序图、露点温度时序图，显示最近整点前24 h各气象要素变化曲线。

图1 自动站等雨量图

图2 单站逐时温度气压时序

2 系统设计

2.1 设计思路

黑龙江省自动站资料每小时通过网络上传到黑龙江省气象信息中心数据服务器。信息中心将数据写入MS SQLServer数据库，同时通过Web服务器对外提供服务[2]，因此，在网络中心开发服务程序，对MS SQLServer数据库中的每时自动站资料进行处理，生成各种气象图表，通过Web服务器对外发布。

2.2 系统组成

系统分两部分：前台客户网页和后台服务程序。前台客户网页程序是采用JavaScript语言加VML技术实现的，前台网页程序完成各种图形的绘制和显示，包括曲线图生成、网格内插计算、等值线跟踪和绘制等。后台服务程序采用PHP脚本实现，主要负责自动站气象数据的读取、筛选和转化，提供网格离散数据等。

2.3 绘图环境

在网页上绘图是通过VML技术实现的，IE浏览器从5.0版开始支持VML绘图，用户不需要额外下载安装，可直接在网上浏览查看，使用方便[3]。

2.4 算法实现

网页上图形绘制的各种算法具体是通过JavaScript语言实现的，因为所显示的地理范围小，离散站点较少，用JavaScript语言即可满足对运算速度的要求，现以等值线的绘制为例，简单介绍其绘制过程。

系统采用固定天气底图方式，先在页面上显示建好的兰勃特投影地图，然后在地图上叠加等值线。本例选用绥化地区中心参考经度126.5°E，起始、结束纬度分别为48.7° N,45.2°N。出于设计方面的目的，采用平分的方法确定格距，将地图宽高平分25×20份，这里每个经度大约6个格，选用了大约40多个离散站点，用距离加权平均法进行插值计算。因为地理范围小、要素值相近等原因，跟踪算法增强了死循环的判断处理能力，使系统运行更加稳定。

因为等值线填色运算设计复杂，所以这里采用色斑图的方法解决，达到同样好的效果[4]，即在每个网格点上填加矩形色块，并添满整个绘图区，保持饱和度和亮度不变，根据离散点两个极值和该离散点值来改变矩形色块的色调，达到类似雷达图的强对比效果。

2.5 数据读取与质量控制

在服务器端由PHP语言完成数据查询。用户在每次使用时，系统用SQL语句查询信息中心的数据库，得到最新气象数据资料。数据中出现的野值对等值线绘制影响较大，为此系统对自动站数据进行了适当的判别筛选。系统根据离散点的两个极值来确定等值线条数和取值，对等温线采用分段化整的方法，对等雨量线则采用分级的方法，并将雨量0.0等直线用0.09线代替，明确了降水范围。

3 结语

所有图形绘制过程都通过JavaScript脚本在客户端进行，减轻了服务器端的压力，用户也无须额外下载插件，所需支持环境小、成本低、实用范围广。

自动站资料每小时进行更新，时效性强，通过对自动站数据的可视化处理，能很好的反映局部小范围天气变化情况，在此系统的支持下，用户只需访问网址，即可查询到自动站实时资料的各种图形信息。在此基础上还可作进一步开发处理，如多要素叠加，多信息同屏显示，与地理信息系统GIS的融和等，为气象分析提供更加详实、直观的信息[5]。

[1]赖志坤,朱欣焰,李大军.实时空间信息服务系统研究[J].地理信息世界,2006,4（1）:18-22.

[2]李兴宝,侯方.基于自动气象站与自动雨量站的气象服务、监视及自动报警系统[J].气象科技,2009,37（1）:110-113.

[3]陈少平,田刚,王建国.三峡自动气象站实时资料数据库及其应用[J].气象,2005,31（12）:69-72.

[4]林国平,刘作挺.广州自动气象观测站要素统计查询系统[J].广东气象,2001（1）:15-18.

[5]陈少平,田刚,王建国.三峡自动气象站实时资料数据库及其应用[J].气象,2005,31（12）:69-72.

1002－252X（2012）01－0040－01

2011－12－6

于冬至（1963-），男，黑龙江省海伦市人，绥化学院，本科生，工程师.