浅析气象特种观测资料处理系统的设计

冯林琳

摘  要：气象特种观测资料主要包括紫外线、地面温度、土壤墒情等。由于气象特种观测资料具有来源多样化、格式复杂化的特点，决定了在进行资料处理和分析利用时，都必须借助于信息化技术，这样既可以减轻工作压力，提高处理效率，也能够确保最终处理结果的精确度。文章介绍了一种集数据采集、传输反馈和统计处理于一体的气象特种观测资料处理系统，并对主要功能和运行模式进行了简单概述。

关键词：气象特种观测资料;数据采集;系统设计

中图分类号：TP274                                          文献标识码：A                                              DOI：10.11974/nyyjs.20181233219

1     主要功能

1.1     参数设置

基本参数。参数设置能够明确系统运行过程中需要进行处理的对象。该系统中设置的资料参数主要分为台站名称、经纬度、海拔高度在内的8个参数。在系统服务器内部分别为这八类参数设置独立的存储空间，避免获取的气象特种观测资料相互干扰;项目参数。考虑到不同项目需要使用的观测资料不同，需要为每个独立的项目分别设置参数目录，以便系统可自动读取项目参数。

1.2     数据采集

特种温度数据采集，观测人员获取水泥地面、裸露空气等气象特种观测资料，然后将这些数据输入到仪器中，自动对数据进行修整后将这些数据保存到专门的特种温度数据库中。

酸雨数据采集，利用传感器收集潮湿空气，或是利用雨量器收集雨水，进行实验室化学分析，获取酸雨数据。将这些数据录入到计算机中，并单独编制酸雨数据报文。

紫外线数据采集，利用光敏传感器收集1d内的光照数据，并且利用仪器逐个读取不同时间点下光照中紫外线的强度。在数据采集时间点的选择上，应重点做好08：00、12：00、14：00以及18：00的光照采集，并同样单独生成相应的数据报文进行存储。

土壤墒情数据采集，分别选择多个不相邻的取样地点，采集土样后利用实验室设备进行土壤理化性质分析，包括土壤的干湿度、重量、不同土壤深度下土壤成本变化等。综合上述资料，编制土壤墒情报文。

PM2.5和PM10数据采集，近年来人们逐关注渐PM2.5（细颗粒物）和PM10（可吸入颗粒物），当空气中这些颗粒物的密度较大时，不仅降低空气质量，危及人的健康，而且还会对气候产生一定的影响，例如光照时间减少等。将PM2.5和PM10作为气象特种观测资料，使用空气收集装置收集后进行颗粒物浓度分析。

1.3     数据传输

对读入和录入的各种观测结果，要保存到本系统的数据库文件，还y要生成4类不同格式的报文，通过宽带网传到省气象信息中心。为便于资料的交换和使用，土壤墒情使用中国气象局制定的土壤报（TR）格式，还统一了内蒙古特种观测报文格式。系统自动记录各特种观测项目资料采集时间和报文传输时间，实现报文是否正常传输到省信息中心服务器的本地监控。为了防止数据传输过程中出现失真或丢失现象，还应当建立输出端和接收端的数据对比机制，只有两个端口的数据内容保持一致，才可以说明该观测资料具有使用价值。

2     系统设计

根据系统内部组成功能模块的不同，各个模块的设计要求和技术标准也有很大差异。例如在进行数据库设计时，系统对常规的处理方式进行了革新，不再事先建立 Access数据库和相关的数据表，而是直接利用ADO 代码访问方式，通过程序建立数据库、创建数据表、与数据库建立连接。为不同台站使用程序提供了便利，也为在同一套系统内进行不同台站资料的混合处理和分析奠定了基础。在数据整合过程中，该系统采用了树形结构，通过对数据的细化分类，为不同种类的特种观测资料单独建立文件夹。这样系统在获取数据时，就可以直接调用这些分类明确的文件夹，从而提高了系统运行效率。

3     Web发布平台

根据该系统中包含观测资料内容的不同，将其划分为4大模块，分别是地面温度观测、紫外线观测、酸雨观测和负离子观测。为了避免各个模块之间出现串扰，影响最终观测结果的精确度，在系统中将各个功能模块独立开来，并通过预留的串口进行连接。串口设置条件筛选功能，经过串口的信息需要进行筛选，确定符合条件后方可在各个模块中传递。在数据库的设置方面，该处理系统通过安装“连接池”的方法，提高了数据库内部存储空间的利用率，減轻了数据库的运行负荷，对于各类数据资料的发布也提供了支持。

4     结论

新技术、新设备的应用，减轻了气象特种资料获取和处理的难度，对于获取更加全面的气象资料提供了便利;借助于系统完成了这些数据资料的快速、精确处理，从而为提前掌握和应对特种气象条件提供了参考。还需要根据气象观测需求的变化，定期对该处理系统进行优化设计，从而更好地发挥其应用价值。

参考文献

[1]李辉，王慧珠.MEMS自动气象站远程数据处理、控制与可视化监测系统软件设计[J].东南大学学报，2016（7）：131-133.