丹东生态环境监测业务系统设计与实现

董海涛　刘洪林

摘要：丹东生态环境监测业务系统是用于生态环境监测日常业务观测，编制各类观测报文及数据上网传输的实用型业务系统。系统采取多窗口结构框架，合理布局功能窗口界面，兼容了地面气象观测数据文件格式，统一数据检查标准，观测数据处理更为准确有效。并以VB6.0可视化语言为开发工具适应不用版本Windows操作系统。基于生态环境监测数据统计、数据分析和数据发布为一体的多功能业务应用软件。

关键词：生态环境观测；数据分析；数据发布；数据处理

中图分类号：X835 文献标识码：A 文章编号2095-627X（2014）01-0167-03

Eco-environmental monitoring system design and application of business

Dong Haitao，Liu Honglin

（Dandong Meteorological Bureau ，Liaoning 118000）Abstract： The eco-environmental monitoring system is operational in the Microsoft Visual Basic6.0 visual language based on the completed development， ecological environment monitoring data based on statistics， data analysis and data dissemination into a multi-purpose business applications software， the use of reasonable audit standards， to deal with more observation data comparability， accuracy and effectiveness. Key words： Statistics； Data analysis； Data dissemination； Data processing

引言

生态气象观测是近几年来气象部门新开展的业务观测项目[1]，生态环境是人类生存和发展的基本条件，是经济、社会可持续发展的基础。构成生态环境的生态因子是不断变化的，特别是在人类活动的影响下其变化程度不断加剧，如何科学合理开发、利用保护生态环境是当前社会各界普遍关注的重大问题。

辽宁省生态环境监测主要观测项目有常规气象要素、地下水位、土壤水分、土壤沙粒有机物、产量因素、产量结构、农业生长状况、农业气象灾害、大田生育状况、辐射、酸雨、自然物候和大气降尘等14个观测项目[2]，观测任务繁重，工作量较大。因此，如何为生态环境的预测预报提供可靠的数据源，做好生态环境监测原始资料的收集和处理工作显得尤为重要。

目前，辽宁省气象局针对台站生态环境观测业务开发了辽宁省生态环境监测编发系统，并对系统进行了2次修改升级，该系统虽然在一定程度上基本满足了辽宁省生态环境业务编发工作需要，但对不断增多业务的台站来说，实际的工作质量和效率不是很明显，业务功能扩展存在一定局限性。由于生态环境观测编报需要大量的自动气象站数据，迫切需要一套能够兼容地面观测数据格式，具备质量控制功能的智能实用性业务系统，同时生态环境数据对地市级气象部门作生态环境预测预报服务也是至关重要，需要实现数据多级用户共享要求。

丹东生态环境监测业务系统借鉴了辽宁省生态环境监测编发系统研发和设计，从系统设计思路、技术路线、系统实现的主要功能以及系统采用的关键技术等方面介绍本系统的建设情况。

1 系统设计思路

系统实现的主要功能生态观测数据编制、质量控制、数据传输和共享。其流程如图1所示。生态环境观测报文数据主要来源2个方面：一是生态观测人员实际观测的生态要素项目原始数据；另一个是自动气象站采集到的地面观测数据[3]，将两类数据进行编制、统计整理形成生态环境监测报文数据。原报文编制模式需要将自动气象站观测数据需要人工进行分析统计，手动输入到业务系统中，如何根据生态环境监测项目内容自动识别自动站观测数据并进行统一的数据质量检查，得到可靠性和准确率数据源，真正实现数据统计分析智能化，才是提高实际工作效率和降低劳动成本解决问题的根本途径。

质量控制主要包括对生态环境观测数据疑误检查、生态环境观测报文格式检查、自动气象站数据路径检查3个方面。生态环境观测数据疑误检查主要通过界限值检查、气候极值检查、内部一致性检查、时间和空间一致性检查等进行数据分析；生态环境观测报文格式检查是对输出的报文生成的时间、报文内容和报文格式进行检查；自动气象站数据路径检查是对获取自动气象站原始文件的路径进行检查索引。所有检查结果均以对话框方式进行提示，人机互动处理。

数据传输和文件共享主要包括数据文件传输方式和文件共享形式2个方面。数据文件传输主要依托于气象内部通讯网络，省级、地市级和县级通过路由实现互通，通过FTP文件传输协议方式传输数据。建立独立的数据文件共享模块，根据预设的多个远程通讯地址和指定的共享文件夹，将观测的数据文件和报文实现自动定时传输功能。

最后，将将数据按一定规则存到Access数据库或SQL类数据库中，便于数据查询和形成数据报表。采用VB6.0可视化语言作为开发工具，适应不同版本Windows操作系统，以满足生态环境业务发展实际的需要。2 系统概述

丹东生态环境监测业务系统实现了辽宁省已开展的14种生态环境观测项目和文件数据传输一套应用性业务系统（图2）。该系统采用MDI多窗体结构方式，实现了多种观测项目并存和数据相互共享的要求。每个独立的观测项目窗体采取统一的布局格式，主体分为观测时间区、数据输入区和报文输出区3个部分组成，操作界面简单，易于理解。系统根据辽宁省各级台站的实际业务要求兼容了大气成分站和农气观测站部分观测项目，为生态环境监测人员和农气观测人员提供了统一的工作平台。图1生态环境监测系统业务流程图图2 丹东生态环境监测业务系统界面2.1 系统功能系统总体功能结构可分为参数设置、观测编报、数据维护、工作管理、窗口和工具等，每一部分下面又可以分為不用的子功能。具体功能结构如图所示。

（1）系統参数设置：用户正确登入后可对台站参数和通信参数进行相关设置，台站参数主要是设置生态观测站点相关信息，各类生态观测项目生成报文的格式以及报文本地存储和上传路径等内容。通信参数主要是设置报文上传FTP服务器的基本通信参数信息。

（2）生态观测编报：按照辽宁省生态环境观测项目14类观测发报内容设定各类功能模块，每个功能窗体布局可分为观测时间区、数据输入区和报文输出区。部分观测项目报文内容需要自动站观测数据，采取自动索取方式，将观测数据提取到观测项目功能窗口中使用。

（3）观测数据维护：土壤测墒观测任务台站可在数据维护中对不同深度的土壤湿度进行数据分析，利用横向和纵向数据格式检查、界限一致性检查、气候极值检查和内部一致性检查等质量控制方法进行数据审核，以不同颜色数据表示数据状态。

（4）系统工作管理：用户可根据系统日志查看系统工作流程。

（5）功能窗口查看：可以在不同观测功能窗口间相互切换，实现窗体叠加、横向和纵向等方式摆放显示。

（6）辅助工具：主要包括报文多址分发和手动文件传输2个方面。报文多址分发是指将一份观测数据和编制报文自动转发多个传输地址，实现数据文件共享功能；手动文件传输主要是通过FTP方式将各类数据文件单个或多个手动传输到上级或同级服务器中，实现数据分享应用。

3 系统关键技术

3.1 数据处理集约化

系统在数据处理时分别在功能处理和操作步骤2个方面进行集成化处理。增强数据质量控制能力，简化人机操作流程。在观测项目选择方面主要采取快捷菜单方式选择观测项目，并以观测项目的具体名字进行定义，操作内容一目了然；在编制报文方主要将自动气象站数据的提取、数据疑误检查和报文格式审核以及文件上网传输、数据输出打印和操作流程日志等操作步骤进行一键式处理，提高系统工作效率和质量，针对观测项目繁多、内容复杂和流程统一的辽宁省生态环境监测有很好的实用性。

3.2 数据传输智能化

目前辽宁省生态环境监测站共有40余套，主要观测项目共有14类，随着生态观测业务的不断发展，今后还将陆续增加新的观测站点和观测项目，每个地市级气象部门对邻近站点数据的需求不尽相同。因此，为了及时有效地将观测数据文件传输给特定用户，系统在建设中增加一个独立的数据传输模块完成此项任务，每一份报文数据可根据用户需要增加传输通道，真正实现了观测数据文件“智能化”传输。同时地市级单位也可将接收到数据文件“代替”传输到上级部门，形成庞大的数据组网通信网络。

3.3 数据共享多样化

自动传输即多址分发功能。如图3所示。是将已设定的观测项目按照指定的路径和时间上传指定的FTP服务器中，一份报文多个地址分发。在实际生态环境业务中，对于生态环境预报考虑的因子不只局限于本站观测数据，需要周边一定范围没的生态监测数据，若每个站点单独给周边站点发送数据，此类报既不属于本站预约报，又不是本站所必须做的业务工作，很容易造成缺报、漏报情况发生，影响服务部门收集的生态监测数据，同时也给观测员增加一定劳动量。为了避免上述情况发生，在设计系统传输时，增加了多址分发功能，并采用多线程的方式传输，可以对于同一份无限制地多个地址同时发送，无需人工干预。

4 小结

本系统基本满足了我省生态环境监测业务工作需要，在丹东地方试运行3个月，效果很好。但系统对数据维护还不够齐全，数据库管理和数据报表的生成有待加强和完善，以及优化系统代码和动态链接库，以便为系统以后的升级做好基础。

参考文献

[1]中国气象局.生态气象观测规范，2005，（4）5-7.

[2]辽宁省气象局.生态环境监测技术方法，2004，（4）1-19.

[3]中国气象局.地面气象观测规范，2003，（6）21-24.

[4]人民邮电出版社.Visual Basic程序开发范例宝典，2006，（6）388-396.

[5]气象出版社.地面气象测报业务系统软件操作手册，2004，（11）16-16.

[6]人民邮电出版社.Visual Basic控件参考大全，2006，（12）529-534.