横峰气象数据查询系统开发与应用

刘如意

摘要 横峰县基层气象台站在历年数据整理方面还较为落后，目前还未建立自动气象站历史数据库，查找历年数据需要做大量工作再人工计算对比，速度慢、效率低。横峰气象数据查询软件的开发与应用可快速对本地观测历年数据进行整理、查询，有效提高基层台站效率。

关键词 气象数据;数据查询;系统开发

中图分类号：P412.1 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2021）01–0036–02

横峰气象数据查询系统开发与应用能简化历年气象数据查询工作，提高工作效率，实现历年数据查询自动化、业务服务数据流程化、数据分析个性化等功能，为综合业务人员提供快捷查询方式，节省了人工、时间成本，推进了横峰县信息化、智慧化气象业务和水平，给各级相关职能部门提供了快速准确的气象数据，提升了气象业务服务能力，对推动横峰县气象现代化发展，提升气象服务地方经济建设有重要现实意义[1]。

1 目的及意義

在配合县政府和其他单位工作中，常需要调取5～15年气温、相对湿度、气压、降水量、风速等数据。随着气象现代化的逐步推进，探测设备现代化已得到大力发展，但基层台站的历年数据整理工作还处于落后状态，横峰县目前还未建立自动气象站历史数据库，查找历年数据只能人工查询单个数据再计算对比，速度慢、效率差。

省局开发综合业务平台是面向全省气象部门的网页访问方式，存在用户访问量多造成网速慢、查询延时的问题，同时查询多要素时，网页出现停滞无反应现象，影响工作效率，且历史数据查询要素并不能满足横峰本地化服务需

求[2]。建立本地历史数据库、提高检索统计时效性及本地个性化可弥补这一不足。为做好气象服务工作，可设计“横峰历年数据查询”软件系统，实现对本地观测历年数据的整理和快速查询。该系统按业务需要进行设计，数据处理与业务系统在数据接口方面具有可扩展、可配置和可重组功能，为相关数据分析和处理结果提供灵活生动的展示技术。系统具有安全性、稳定性、可扩展性、可维护性特点，为后期扩充新功能打下坚实基础。建立横峰历年数据查询系统旨在尽快投入实际工作运行，后期逐步推广到其他县市，同时，不断完善系统功能。

横峰县气象站有迁站计划，在迁站前有必要对气象数据进行整理;横峰县近年来开展的横峰县湿地公园、发电站等项目都需要提供气象历年数据作为申报材料。横峰历年数据查询系统可以提高常规资料使用率，提高决策服务产品快速制作能力，提升决策气象服务水平等，为业务发展提供强有力的技术支撑，也可为业务人员科研开发、论文撰写的资料查询提供重要途径。

2 技术方案

组织技术开发人员与管理人员进行讨论并提出具体的系统基本架构、基本功能、基本业务流程、涉及的探测设备内容、适用范围等。系统基本配置为内存4 G以上，硬盘500 G以上，1 000 M以上以太网卡。

（1）编程语言： C#;

（2）客户端操作系统：Windows7、Windows10;

（3）服务器端操作系统：推荐使用windows server 2008以上服务器版本，也可以使用Windows7、Windows10;

（4）数据库：MySQL数据库;

（5）图片处理：photoshop CS5;

（6）使用的资料种类、数量、年限及其来源：2004年以来的横峰县测报A文件;2004年以来的横峰县测报Z文件;CIMISS中实时小时数据文件。

3 技术路线

深入了解对外气象服务观测数据需求，提前准备好历年气象观测数据（包括气温、相对湿度、气压、降水、风向、风速等数据）。在进行程序设计时，首先，通过Photoshop软件草拟界面;其次，进行UI设计，包括系统操作界面等，提供美观、简介的视图界面;再次，设计MYSQL数据库存储输入数据，启动程序时，数据库会在接受到相关数值后进行存储、比对;最后，输出所需结果。

程序以C#为基本架构体系，与MySQL相结合，实现客户端显示内容和用户的便捷交互。该系统计算准确，突破了原有的手工计算方式，提高了工作效率，实现历年数据查询集约化、数据分析流程化、数据导出一键式等功能。丰富灵活的查询与统计功能便于预报服务人员快速获取天气气候情况。

4 主要内容

4.1 关键技术内容

4.1.1 合理完善的自动站数据库设计和建立 气象数据整理是系统研发的基础。为确保系统可扩展性、可移植性，系统设计小时数据库、日数据库，同时建立台站信息数据库、台站分组数据库、资料完整性数据库。

4.1.2 基于CIMISS的自动站数据获取程序开发 开发基于CIMISS的自动站数据获取程序，实时从省局CIMISS中获取小时数据，并导入到本地数据库中。系统还需检索最近数据完整性，有缺测数据时可补充。

4.1.3 开发自动站数据统计分析程序

自动站数据统计分析程序包括单站实况显示和查询、单站历史气象数据统计、气象资料检索、气候数据统计和农气统计5大功能模块，实现气象资料检索和统计功能。

4.2 关键技术的实现方法、手段以及措施

4.2.1 建立横峰本地气象资料数据库的优势 （1）CIMISS中未包含所有历史数据，部分气象数据需要从其他渠道获取;（2）建立本地数据库可加快检索速度;（3）根据需求可对本地数据库部分严重错误数据进行处理，使用CIMISS数据源则无法实现;（4）无法访问省局的电脑也可以使用该系统。

4.2.2 台站信息数据库 自动站信息库中包含本地所有自动气象观测站区站号、台站名、经纬度、海拔高度、电话号码、开通时间、数据源、台站类型等基本信息。

4.3 自动站小时数据库的设计

由于自動气象观测站数据量极大（每小时需要保存的至少1条数据，部分观测站需要的精度更高），数据库的设计要考虑查询效率问题;由于各种类型的自动气象观测站观测要素不同，因此，小时数据库设计要同时考虑到通用性和可扩展性。

4.4 开发基于CIMISS的自动站数据获取程序

基于CIMISS的自动站数据获取程序可将各种类型的观测数据从CIMISS导入至系统的实时数据库中，可通过指定起止时间来获取指定时段的滚测数据，并进行日数据统计。

5 项目产品的主要技术指标

构建现代化气象决策服务材料制作系统，核心技术指标为：（1）建立横峰县国家气象观测站数据库，对横峰县2004年以来的气象数据进行整理入库。（2）开发基于CIMISS的气象数据获取程序，实现实时气象数据的整理入库。（3）开发气象数据统计分析功能，可通过等值线图、柱状图、图表等直观反映气象要素特征。该项目主要元数据来源于CIMISS数据库和历史A文件，经过后台多线程查询、合并、计算后得出数值，经过仔细对比，所得结果与其他平台结果一致。

6 项目创新性

6.1 数据库准确完整

系统不仅实现了近期气象观测数据库建立，还对2004年以来所有气象数据进行整理入库，整理小时数据116 917条、日数据6 112条，同时对实时数据及时入库，确保气象资料连续性。

6.2 统计功能灵活全面

系统充分考虑预报服务业务中气象数据统计的需求，统计要素包括日最高气温、日最低气温、日平均气温、日极大风速、日最大风速、日最小能见度、日降水量、日蒸发量、日蒸发量（大型）、日照时数、日最小相对湿度、日最大雪深等;统计方式有统计最大值、最小值、平均值、累计值。同时，系统还将智能切换默认统计方式，选中统计要素后，将会自动跳转到该要素默认统计方式，如选择“最高气温”，统计方式将自动跳转为“最大值”;选择“最低气温”，统计方式将自动跳转为“最小值”;选择“降水量”，统计方式将自动跳转为“累计值”。

6.3 技术先进可靠，扩展性好

平台采用C#语言开发，在业务上兼顾灵活性、稳定性、可维护性，具有设计、技术领先特点。在安全性上，系统提供了完备的应用安全管理机制。

7 结论

系统建立了自动观测站数据库，开发了基于CIMISS的气象数据获取程序，对2004年以来所有气象数据进行整理入库，形成了准确完整的横峰县气象数据库。系统使用C#开发了气象数据统计分析功能，实现了多个气象要素多种统计方式的分析功能，统计要素齐全，统计方式多样，基本满足了横峰县业务服务需求。

该项目的实施，首先，为常规气象站点资料一体化应用提供技术支撑，提高常规资料使用率;其次，快速实现实况资料（历史、实时）查询、统计、对比分析一键式，提高决策服务产品快速制作能力;再次，为实时、准确、图文并茂的决策服务材料提供基本素材，提升决策服务产品质量，服务更具人性化、针对性、实用性;最后，人机交互应用系统的建成，不但为业务发展提供强有力技术支撑，也可为业务人员科研开发、论文撰写等资料查询提供重要途径。

参考文献

[1] 侯宜广，赵瑾，李冰峰，等.基础气象数据管理应用系统开发[J].安徽农业科学，2015（17）：219-222.

[2] 陈浩，张亚，罗希昌，等.基于MongoDB的气象数据存储检索系统[J].计算机与现代化，2020（8）：100-104.

责任编辑：黄艳飞

Development and Appli-

cation of Hengfeng Met-

eorological Data Query System

LIU Ru-yi （Shangrao Meteorological Bureau，

Shangrao， Jiangxi， 334000）

Abstract The basic meteorological stations are still in a backward state in data collation over the years. Hengfeng county has not yet established an automatic meteorological station historical database， so it needs a lot of work to find the data over the years， and then manual calculation and comparison， so the speed is slow and the efficiency is low. Hengfeng meteorological data query software development and application， to achieve the local observation data over the years of rapid collation， query， effectively improve the efficiency of grass-roots stations， especially the external meteorological services to find data fast， convenient play a significant role.

Key words Meteorological data; Data query; System development