自动站观测数据综合应用业务系统的设计与实现

陈慧+彭丽娜+韩晶霞+王刚

（1包头市气象局，内蒙古 包头 014030；2巴彦淖尔市气象局，内蒙古 巴彦淖尔 015000）

摘 要：自动站观测数据综合应用业务系统采用B/S架构模式进行设计，用统计分析方法对全市已建成137个自动站气象数据进行判断、统计和整理，构建具有数据综合存储管理能力、共享支撑能力的气象综合数据库，为用户提供快捷、准确、稳定、安全的气象数据服务。

关键词：监测预警；数据库；基础数据

中图分类号：P415.1 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170230209

包头市是内蒙古自治区最大的工业城市，位于自治区西部，地处渤海经济区与黄河上游资源富集区交汇处，全市由中部山岳地带、山北高原草地和山南平原3部分组成，呈中间高，南北低，西高东低的地势，受地理环境的影响，干旱、暴雨、山洪、冰雹、大风及沙尘暴是包头主要的气象灾害。为了提高全市气象防灾减灾服务能力，包头气象局目前已建成各类型的自动站137个，大大提高了气象灾害监测与预警服务能力。随着政府、公众、应急减灾对气象服务的准确性、精细化、及时性方面提出越来越高的要求，满足气象服务在精度、密度、灵活程度以及服务产品形式上的要求，充分利用不断丰富的气象信息资源，尽可能缩短服务产品生成时间，是目前各个业务、服务、决策单位都面临并且要急需解决的问题，研发包头市自动站观测数据综合应用业务系统是非常必要和迫切的。

1 系统架构

包头市气象局自动站观测数据综合应用业务系统是一个B/S架构下的Web应用服务系统，本系统采用无人值守全自动运行模式，自动读取相应自动站原始数据，进行相应的处理，分类统计各类数据，并自动存入后台数据库保存。本系统由监测预警、雨情监测、气候评价、气候分析、气候统计、系统设置等6个模块组成。系统功能拓扑图如图1。

2 系统设计

2.1 监测预警

大风、大雾、霾、扬沙、沙尘暴、寒潮、霜冻、高温、干热风、短时强降雨等灾害性天气监测、预警系统模块。实现灾害性天气出现时立即在包头地图相应地理位置显示相应信息并鸣笛报警，还可表格形式输出。

2.2 雨情监测

雨情快速收集、生成系统模块。实现对全市自动气象站雨情在地图上显示、任意时段的查询统计、数据（表格）输出。

2.3 气候评价基础数据

实现系统自动统计自动气象站每旬的降雨量、气温、风等气象要素平均、最高、最低值和高温、霜冻、大风、干热风、扬沙、沙尘暴、雾、霾等天气现象出现日数，将统计结果自动入库，并以表格形式输出。

2.4 气候分析基礎数据

实现任意时段降雨量、气温、风等气象要素平均、最高、最低值，高温、霜冻、大风、干热风、扬沙、沙尘暴、雾、霾等天气现象出现日数，逐年日平均气温5日滑动平均值稳定≥0℃、5℃、10℃、15℃、20℃的初日、终日、初终间日数和积温等统计值的查询、输出。

2.5 气候统计基础数据

建立全市自动气象站的降雨量、气温、风等气象要素及高温、霜冻、大风、干热风、扬沙、沙尘暴、雾、霾等天气现象日、旬、月、年数据库，将自动气象站日、旬、月、年的统计结果自动入库。

2.6 系统设置

该功能主要包括行政区划、站点信息、天气类型、系统参数四部分，主要是为了实现站点添加、删除、修改，天气类型判断条件修改，进而实现系统前台地面页面与后台数据库的有效关联。

3 系统实现

系统建设采用先进成熟的计算机技术，保持系统的先进性和系统投入的长期效益。系统主要采用技术包括：JQuery、GeoServer、Apache HTTP Server、SQL Server 2008 r2，通过综合利用上述技术，实现系统前端应用和后端数据处理的功能，前端作为与用户直接交互的界面，具备界面友好，功能完备易使用等特点，部分界面可实现自动更新，无需人为操作，能够为用户提供快捷、准确、稳定、安全的气象数据服务。后端只有简单的系统设置，其余为数据库及全自动运行的后端数据库存储过程和作业，无需人工干预，处理的数据要具有一致性、完整性、安全性、易维护性。

4 应用效果

本系统自投入业务应用以来，使气象信息的显示和分析更加及时、准确、灵活，服务产品的形式更加丰富，缩短应急服务响应时间，为迅速、及时、准确地掌握全市各地区监测预警信息，更好地为气象科学决策及应急气象服务提供有力技术支持和科学依据。