自動站觀測數據綜合應用業務系統的設計與實現

陳慧+彭麗娜+韓晶霞+王剛

（1包頭市氣象局，內蒙古 包頭 014030；2巴彥淖爾市氣象局，內蒙古 巴彥淖爾 015000）

摘 要：自動站觀測數據綜合應用業務系統采用B/S架構模式進行設計，用統計分析方法對全市已建成137個自動站氣象數據進行判斷、統計和整理，構建具有數據綜合存儲管理能力、共享支撐能力的氣象綜合數據庫，為用戶提供快捷、準確、穩定、安全的氣象數據服務。

關鍵詞：監測預警；數據庫；基礎數據

中圖分類號：P415.1 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170230209

包頭市是內蒙古自治區最大的工業城市，位于自治區西部，地處渤海經濟區與黃河上游資源富集區交匯處，全市由中部山岳地帶、山北高原草地和山南平原3部分組成，呈中間高，南北低，西高東低的地勢，受地理環境的影響，干旱、暴雨、山洪、冰雹、大風及沙塵暴是包頭主要的氣象災害。為了提高全市氣象防災減災服務能力，包頭氣象局目前已建成各類型的自動站137個，大大提高了氣象災害監測與預警服務能力。隨著政府、公眾、應急減災對氣象服務的準確性、精細化、及時性方面提出越來越高的要求，滿足氣象服務在精度、密度、靈活程度以及服務產品形式上的要求，充分利用不斷豐富的氣象信息資源，盡可能縮短服務產品生成時間，是目前各個業務、服務、決策單位都面臨并且要急需解決的問題，研發包頭市自動站觀測數據綜合應用業務系統是非常必要和迫切的。

1 系統架構

包頭市氣象局自動站觀測數據綜合應用業務系統是一個B/S架構下的Web應用服務系統，本系統采用無人值守全自動運行模式，自動讀取相應自動站原始數據，進行相應的處理，分類統計各類數據，并自動存入后臺數據庫保存。本系統由監測預警、雨情監測、氣候評價、氣候分析、氣候統計、系統設置等6個模塊組成。系統功能拓撲圖如圖1。

2 系統設計

2.1 監測預警

大風、大霧、霾、揚沙、沙塵暴、寒潮、霜凍、高溫、干熱風、短時強降雨等災害性天氣監測、預警系統模塊。實現災害性天氣出現時立即在包頭地圖相應地理位置顯示相應信息并鳴笛報警，還可表格形式輸出。

2.2 雨情監測

雨情快速收集、生成系統模塊。實現對全市自動氣象站雨情在地圖上顯示、任意時段的查詢統計、數據（表格）輸出。

2.3 氣候評價基礎數據

實現系統自動統計自動氣象站每旬的降雨量、氣溫、風等氣象要素平均、最高、最低值和高溫、霜凍、大風、干熱風、揚沙、沙塵暴、霧、霾等天氣現象出現日數，將統計結果自動入庫，并以表格形式輸出。

2.4 氣候分析基礎數據

實現任意時段降雨量、氣溫、風等氣象要素平均、最高、最低值，高溫、霜凍、大風、干熱風、揚沙、沙塵暴、霧、霾等天氣現象出現日數，逐年日平均氣溫5日滑動平均值穩定≥0℃、5℃、10℃、15℃、20℃的初日、終日、初終間日數和積溫等統計值的查詢、輸出。

2.5 氣候統計基礎數據

建立全市自動氣象站的降雨量、氣溫、風等氣象要素及高溫、霜凍、大風、干熱風、揚沙、沙塵暴、霧、霾等天氣現象日、旬、月、年數據庫，將自動氣象站日、旬、月、年的統計結果自動入庫。

2.6 系統設置

該功能主要包括行政區劃、站點信息、天氣類型、系統參數四部分，主要是為了實現站點添加、刪除、修改，天氣類型判斷條件修改，進而實現系統前臺地面頁面與后臺數據庫的有效關聯。

3 系統實現

系統建設采用先進成熟的計算機技術，保持系統的先進性和系統投入的長期效益。系統主要采用技術包括：JQuery、GeoServer、Apache HTTP Server、SQL Server 2008 r2，通過綜合利用上述技術，實現系統前端應用和后端數據處理的功能，前端作為與用戶直接交互的界面，具備界面友好，功能完備易使用等特點，部分界面可實現自動更新，無需人為操作，能夠為用戶提供快捷、準確、穩定、安全的氣象數據服務。后端只有簡單的系統設置，其余為數據庫及全自動運行的后端數據庫存儲過程和作業，無需人工干預，處理的數據要具有一致性、完整性、安全性、易維護性。

4 應用效果

本系統自投入業務應用以來，使氣象信息的顯示和分析更加及時、準確、靈活，服務產品的形式更加豐富，縮短應急服務響應時間，為迅速、及時、準確地掌握全市各地區監測預警信息，更好地為氣象科學決策及應急氣象服務提供有力技術支持和科學依據。