基于AgMODOS系統整合內蒙古農業與生態氣象測報業務

劉天琦+鄭玉峰++韓仲強+張德龍+陶鑫

摘 要：農業氣象測報業務系統軟件（簡稱AgMODOS系統）已于2010年正式在全國氣象部門業務應用，對于農業氣象測報業務已經形成了全國統一的規范化業務流程。內蒙古生態氣象觀測業務是自治區氣象部門自行建立的對牧草、森林、水體、沙漠化、災害等特色觀測業務，自2004年開始觀測以來，一直采用Excel表格方式供用戶填報和應用，在規范性、便捷性、實用性等方面均給業務和用戶帶來不便。鑒于生態氣象觀測與農業氣象觀測的相似性，基于AgMODOS系統，進行農業與生態測報業務的整合，實現內蒙古生態氣象數據與全國綜合氣象信息共享平臺（簡稱CIMISS系統）的統一數據環境對接，實現生態氣象測報規范化管理。

關鍵字：AgMODOS；生態觀測；集約整合；初步質量控制；CIMISS

中圖分類號：S16 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20171132009

引言

生態氣象觀測是內蒙古自治區氣象部門的特色觀測業務，包括作物、天然草場植物物種多樣性監測、天然牧草監測、天然牧草營養成分監測、天然牧草干鮮重監測、森林可燃物監測、草場（農田）風蝕度監測、地下水位監測、氣象災害及氣象衍生災害監測等，全區所有人工值守氣象臺站均進行這類資料觀測，針對不同臺站地理環境、氣候特點、植被特征等承擔不同觀測任務。生態觀測業務為提高氣象服務能力、生態文件建設發揮著巨大作用。

隨著科學技術的不斷發展及在氣象領域中的應用，現代氣象觀測已經發生了翻天覆地的變化。農業氣象業務作為氣象基本業務之一，是農業氣象業務、服務和科研的基礎[1]，隨著計算機的廣泛應用，臺站現代化、自動化水平越來高，已建立集觀測參數配置、觀測數據管理和觀測數據業務服務等功能于一體的業務系統[2]。而作為內蒙古特色的生態氣象觀測，數據是通過Excel表格進行填報和上報，造成了諸多不便，如下：

生態氣象與農業氣象在觀測項目上有重復，但由于填報方式的不同，造成了臺站工作人員重復填報；

基于excel的人工填報方式不可避免造成數據及信息在格式及內容上的不規范甚至是錯誤；

基于文件級的應用不方便用戶進行統計分析和加工處理；

鑒于上述情況，為了做好生態氣象測報業務工作，加強生態氣象數據的集中、統一、高效、規范化管理，進行“農業氣象測報業務系統（AgMODOS）” 本地化研發，整合生態與農業氣象測報業務，實現生態氣象觀測數據與內蒙古自治區氣象局CIMISS統一數據環境的直接入庫對接功能；使數據能直接、迅速、便捷、有效的進行為農服務[3]。

1 功能設計與整合

1.1 數據采集

在農業氣象測報業務軟件的基礎上，按照《內蒙古自治區氣候生態環境監測與服務》中“氣候生態環境監測技術規范[4]”要求開發天然牧草監測、地下水位監測、森林可燃物監測、沙漠化監測、災害及氣象衍生災害監測5類21項生態觀測數據填報方式，滿足生態氣象觀測業務觀測填報需求。

調整后觀測簿布局分類如圖1所示。

圖1 整合后觀測簿布局分類

1.2 數據存儲

研究生態數據的標準存儲方式，擴充軟件本地數據庫和全國綜合氣象信息共享平臺CIMISS數據庫——CIMISS系統數據庫，完成生態數據規范化處理和在線存儲。

按照AgMODOS軟件所具有的ACCESS數據庫設計要求，依據氣候生態環境監測技術規范，進行生態數據數據庫和記錄索引庫的設計和建設。

結合CIMISS數據庫設計標準，使用CIMISS數據庫預留字段和預留資料編碼標識，進行生態數據CIMISS數據庫的表設計和建設。

實現生態數據的標準化、規范化處理，實現生態數據的本地ACCESS存儲、備份、利用和CIMISS數據的存儲、共享、服務。

1.3 業務流程調整

生態數據傳輸改變原來的報文傳輸模式，通過數據庫同步技術，實現了數據由本地ACCESS數據庫寫入、修改、更新到CIMISS數據庫。 基于AgMODOS系統進行農業氣象和生態氣象業務整合后，對于全國統一規定的農業氣象業務流程保持不變，對生態氣象業務流程進行調整，整合后農業氣象數據和生態氣象數據采集、傳輸、存儲、服務流程如圖2所示。

圖2 數據傳輸入庫流程

原生態數據流程：臺站進行Excel填報—NOTES上報生態中心—人工摘錄處理數據—數據使用

整合后生態數據流程：臺站進行軟件填報—上傳至CIMISS數據庫保存—各單位共享服務。

1.4 數據服務

研究數據展示方式，實現數據在線查詢獲取，滿足各用戶單位對數據需求。

1.4.1 實時數據服務

為了便于生態數據共享，通過數據展示和CIMISS數據統一服務接口（簡稱MUSIC接口）兩種方式提供數據支撐服務：采用JAVA語言、B/S架構，將生態數據納入省級統一數據展示系統——數據綜合展示平臺中實現生態數據展示、查詢和導出，對各用戶單位提供數據服務；同時，新建基于MUSIC接口方式的生態數據接口，便于用戶調用。

1.4.2 歷史數據服務

將2004年有生態觀測以來到2016年的歷史數據進行加工、處理納入CIMISS數據庫中建設的生態數據表存儲管理，實現生態歷史數據和實時數據的銜接，為用戶對生態和農業氣象方面的業務、科研等提供數據支撐。

1.5 數據質量控制

按照《內蒙古自治區氣候生態環境監測與服務》中“氣候生態環境監測技術規范”要求，在規范填報要素、類型、精度、一致性[5]等方面，實現數據初級質量控制，具體方面如下。

1.5.1 填報內容為選項初級質量控制

對具有選擇性的填報數據，在軟件填報頁面實現時采用下拉選框的設計，使數據錄入以選擇為主，取代人工的錄入填報，杜絕填報的不規范、不標準。endprint

1.5.2 填報內容為數字類型初級質量控制

對填報內容為數字類型的數據，在軟件填報頁面進行精度設置，根據填報項的具體內容，設置相應精度及檢查，精度不夠自動補齊，避免數字類填報的不規范。

1.5.3 填報內容為文字類型初級質量控制

對填報內容為文字類型的數據，在軟件填報頁面實現設置字段長度檢查的方式進行規范。

1.5.4 報表頁面初級質量控制

對整個報表的填報，必填項目填報情況進行設置、檢查和提醒，必填項目全部填報完整才能進行保存，保證報表的有效性。

初級質控檢查流程圖如圖3所示。

2 創新點

2.1 集約優化

基于AgMODOS系統將生態氣象測報業務和農業氣象測報業務進行集約整合，納入農業氣象測報業務系統統一管理，實現了生態觀測資料從采集、傳輸、存儲、共享服務的優化管理。

2.2 規范生態業務

調整生態氣象觀測業務數據傳輸流程，取消基于Excel報文的傳輸形式，采用數據同步方式，簡化數據傳輸流程，在資料采集端進行數據初級質量控制；提高數據準確性，增強數據傳輸時效性，實現生態數據標準化規范化處理。

2.3 統一數據環境

通過集約整合，優化業務流程，規范了數據生成、傳輸、存儲和共享，將生態實時數據和歷史數據納入CIMISS數據環境存儲管理和共享，進一步加強統一數據環境建設，加強生態數據服務支撐，提高為農服務能力，為內蒙古自治區生態文明建設貢獻力量。

3 系統效益

該系統已于2017年5月19日通過氣象部門的驗收，并與6月15日開始在內蒙古自治區各氣象部門臺站實現業務運行，內蒙古自治區生態與農業氣象中心從CIMISS系統調取生態數據應用，減少臺站觀測人員重復性工作，減輕業務人員工作壓力，減少了數據的標準化處理工作，提高了內蒙古自治區生態氣象觀測業務和生態數據應用的效率和質量，提升了生態觀測業務的自動化水平。

軟件的業務試運行，結束了生態業務從采集到數據應用的純手工的時代，實現了生態業務的規范化、程序化，實現了生態與農業氣象測報業務的一體化整合。

4 不足及改進

4.1 不足

本軟件在安裝和使用過程中安裝插件過多，用戶體驗受到一定影響，需要在今后軟件升級優化中加以考慮。

由于目前本軟件沒有實現與原AgMODOS系統以模塊形式的集成，而是與原編輯模塊一體開發，造成在原AgMODOS軟件升級時本軟件同步升級的不便利。

4.2 改進

對整合后軟件的功能結構進行調整，使生態氣象部分的功能加以模塊化改進，與農業氣象部分的功能既相互聯系又相互獨立，從而盡量保證各自升級均不會互相影響。

設計實現臺站對該軟件生態功能的定制化功能，臺站只需定制本臺站所要進行填報的生態功能即可。

參考文獻

[1]中國氣象局.農業氣象觀測規范[S].北京：氣象出版社， 1993.

[2]成兆近，莊立偉.農業氣象測報業務系統的輸入技術[J]. 氣象科技，2011，39（3）.

[3]莊立偉，王石立. 農業氣象信息資源開發與共享技術研究[J]. 中國農業氣象，2006（27）（增）：42.

[4]內蒙古自治區氣象局.內蒙古自治區氣候生態環境監測與服務[M].呼和浩特，2000.

[5]中國氣象局.地面氣象觀測質量控制（QX/T118-2010）[M].endprint