榆林市区域自动气象站信息分析综合应用系统设计与实现

王 云,徐振明,万红卫

(1.榆林市气象局,陕西榆林 719000;2.成都信息工程学院,成都 610225)

榆林市区域自动气象站信息分析综合应用系统设计与实现

王 云1,徐振明2,万红卫1

(1.榆林市气象局,陕西榆林 719000;2.成都信息工程学院,成都 610225)

利用计算机编程和信息处理技术,开发榆林市 184个区域自动气象站运行监控和数据分析综合应用系统。该系统能够自动显示区域自动气象站实时观测数据;自动监控报文传输和蓄电池状态;对正在发生或可能发生的高温、大风、强降水等灾害性天气自动报警;查询统计区域自动气象站实时和历史资料,并利用 AnyChart控件和 SURFER软件自动生成图像图表文件。

区域气象站;质量监控;资料处理

近年来,区域自动气象站 (以下简称区域站)不断增加,为中小尺度天气分析和气象信息服务提供更多的实时观测数据。但区域站多是无人值守的自动观测站,故障发生率高,维修不及时常会造成数据中断,且观测数据均没有整理,不能实现资料统计积累。为了有效提升区域站数据传输质量,最大限度利用区域站实时观测资料,不断增强公共气象服务和防灾减灾能力,发挥区域站建设的效益,利用榆林市 184个区域站,设计开发榆林市区域站信息分析综合应用系统。

1 设计思路

图 1 系统功能框架图

系统利用 VB.net+JAVA+MSSQL作为开发平台,主要包括质量监控、实时报警和数据处理 3个功能模块,总体架构见图 1。系统每小时自动查询区域站数据库,传输区域站报文,对站点灾害性天气进行实时监控,通过语音和短信自动报警。区域站历史和实时资料通过 AnyChart控件和 SURFER软件处理,自动生成各类图表图像,应用于网站或气象服务材料。系统 3个模块之间相互独立运行,易于扩展,安全稳定。

2 功能实现

2.1 质量监控

每个整点后 10 min,系统自动连接区域站数据库,用 SQL语言逐一查询所有区域站整点报文数据入库时间记录,以此判别区域站是否有缺报或逾限,如有缺报或逾限站点,则语音和短信报警,提醒保障人员及时处置相关故障,并将缺报或逾限站点信息、发生时间等内容记录入库,便于日后分析统计整体传输质量;每日 08:30,系统自动查询区域站数据库各站点 08:00的电池电量,若电池电量低于 50%,则语音和短信报警提醒,内容包括电池电量低的站点名称和站号、电池电量值和上次更换电池时间等内容,避免供电不足导致传输质量下降。

2.2 实时报警

根据业务规定,结合榆林气候特点,对雨量、风速和温度等气象要素设定不同报警阈值,短时强降水报警阈值为一小时降水量≥10 mm,大风报警阀值为瞬时风速≥17 m/s,高温报警阈值为实时观测气温≥35oC,低温报警根据不同季节和农事需要,设定不同的阈值。监测数据每小时更新一次,整点后 10 min,系统自动连接区域站数据库,读取上一时次各气象要素监测值,与所设置阈值比较,若监测值超过阈值,说明该区域可能会有灾害性天气发生,系统通过语音或短信报警,第一时间提醒业务人员采取相关措施,同时将站点信息,监测要素值,发生时间等自动记录入库,便于分析统计。

2.3 数据处理

系统自动查询统计区域站各类气象要素任意时段的累计值、平均值、最大值、最小值等,利用统计数据,自动制作色斑图、曲线图、饼状图等,并以网站形式发布;能够自动调入服务产品模板,插入所需图像图表,直接生成服务材料。

2.3.1 输出表格 网站采用 AnyChart控件生成图表,AnyChart控件是当前应用较广泛的数据可视化解决方案,提供极好的视觉外观和配色方案,用户可根据不同的需求设计图表,Anychart采用XM L文档存储数据,通过读写XML文档来实现区域站数据图表输出。

2.3.2 输出图形 系统以 SURFER软件做为后台,VB.net通过 SURFER提供的 ActiveX对象实现数据绘图功能。首先在 VB.net程序中创建 SURFER对象,代码为:Set SurferApp=CreateObject("Surfer.Application")。其次需要加载数据文件,即从区域站数据库中检索气温、雨量等气象要素和站点信息。代码为:

SurferApp.GridData DataFile:=App.Path& " mp.dat", Algorithm: = srf Kriging,DupMethod:= srfDupNone,Show Report:=False,outgrid:=App.Path& " emp.grd",(使用克立格法将资料内插)。

Set Plot= SurferApp.Documents.Add(1)(生成一个空白的绘图页)。

Set ContourMapFrame =Plot.Shapes.AddContourMap(App.Path&" emp2.grd")(生成一个等值线图)。

最后以 PNG方式导出图片,系统调用各类服务产品模板,将图片插入其中,亦可将图片直接插入网站中,形成图文并茂的服务材料。

3 结语

系统投入业务运行以来,榆林区域站传输质量显著提升,气象服务材料快速生成,并且图文并茂,内容丰富,数据准确,尤其是实时报警功能,减轻了业务值班人员的劳动强度,避免区域站数据量多,人工逐一查看费时误事。在 2012年7月的 3次大暴雨过程服务中,系统连续自动监测到强降水发生的时间、地点,提醒预报人员第一时间发布预警信息,使群众能有更多的时间转移到安全地带,有效避免或减轻了大暴雨造成的损失。

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1006-4354(2013)02-0032-02

2012-09-06

王云 (1978— ),男 ,陕西子洲人 ,学士 ,工程师 ,从事气象业务、服务管理。