對區域自動站雨量資料質量控制方法的探索

趙建軍

摘 要：區域自動站雨量資料是以翻斗式雨量計測量地面降雨量的方式獲取，本文針對達拉特旗轄區內的區域自動站布置特點，結合多年區域站雨量監測及數據輸遇到的問題，分析影響自動站雨量數據質量的原因，提出雨量資料質量控制方法，進一步保證了區域自動站雨量資料在決策及公共氣象服務中的及時性、準確性。

關鍵詞：區域自動站;質量控制;雨量資料;探索

達拉特旗地處內蒙古自治區西南部，黃河中游南岸、鄂爾多斯高原北端，東西長133公里，南北寬66公里，總面積8188平方公里。截止到2019年，達拉特旗氣象局已建成并投入運行的各類氣象區域自動站有35套，每套自動站都有雨量監測、數據實時傳送功能。由于區域自動站雨量資料的記錄方法主要采用翻斗式雨量計自動觀測技術，受儀器故障、周邊環境影響及其它原因，區域自動站的雨量資料時有偏差，導致雨量數據的不準確、降低了可用性。本文主要通過對區域自動站雨量資料質量控制方法的探索，提出質量控制思路，同時也進一步拓展雨量資料在氣象服中的應用。

一、區域自動站雨量資料質量控制方法探索

1.無效數據的檢查控制

一般將無效數據稱為冗余數據。對于冗余數據的檢查控制是開展雨量數據控制之前的預處理工作。主要方法是通過對檢查時間段內的所有區域自動氣象站、時次數據情況進行檢查，實現對重復記錄以及缺測記錄的獲取。如果存在缺測記錄，就要對該段時間內的缺測點站的數據進行重新調取，再次檢查，如果在重新調取之后數據的完善的情況依然不足，就需要考慮是否存在硬件故障。若在檢查中發現有重復記錄存在的情況，對于重復的記錄要進行刪除。通過這種檢查方法可以有效的保證區域自動站雨量數據的完整性。

2.雨量數據的均值以及范圍值的質量檢查控制

在進行數據質量控制的過程中，通過對均值和范圍值進行篩選可以有效的將數據準確度控制在一定范圍內。同時可以降低可疑值的數量。從氣象學的角度出發，對于一些區域尺度不大的地區，其降水均值之間的差別應該在一定范圍之內，達拉特旗年均降水量240—360毫米。因此可以按照歷年的降水情況設置一定的閾值，依據閾值對均值進行篩選。設置好的閾值可以作為外部參數，在降水過程中對降水量和降水性質進行判斷。如果某一地區的降水為局部地區降水，可以依據降水范圍對閾值和均值進行任意設定，也可以依據單次的降水強度進行均值設置。如果發現降水數據和均值差的絕對值已經超出正常閾值，就需要加可疑標志，業務人員進一步運用專業知識分析降水分布情況，判斷可疑記錄是否準確。

3.人機交互檢查提升質量控制

人機交互檢查是計算機和人工分析相結合的檢查方式，通過對區域站雨量資料逐級數據質量的嚴格控制。從國外的一些先進經驗來看，完全的自動化控制是無法解決所有的數據質量問題，因此必須通過計算機控制和人工控制兩種方式進行。對一些特殊情況或問題的 判斷要輔以人工檢查。現階段使用的區域自動雨量資料質量控制人機交互系統一般可以實現對任何一級的質量控制，通過對各種可疑數據的比較、圖形分析、站點查詢和專業人員分析鑒別，最終確定數據的真偽，實現對數據質量的有效控制。

4.自動站氣候極值檢查

小時降水資料需要對降水總量進行氣候值檢驗，我國降水資料常用的氣候界極值為0～150mm/h，根據達拉特旗本地的氣候特點，設置100 mm/h作為上限值，當小時降水量超出氣候界限值，業務人員依照統計時間段記錄數據判斷超值可能性，確實是極值要及時備注，如果不是則標記為超值。

二、對數據信息輸出過程中的質量控制

對數據質量信息的控制主要是對以小時為單位的階段統計質量控制。通過標記質量控制碼，可以實現對所有的雨量觀測數據進行質量情況的標記。在質量控制系統運行過程中，所有經過系統的雨量數據都會產生質量控制碼。通過這種方法系統可以對任意時間段的記錄進行輸出，實現對不同站點中記錄的錯誤數據以及缺測數據的次數統計。

在對數據質量控制的過程中，限值、均值、閾值等外部參數對有效數據的選取都具有重要作用。在質量控制系統運行過程中，可以通過自動記錄數據實現對數據的檢查和篩選工作，同時通過人機交互實現對數據質量的進一步提高，最終實現在數據信息輸出過程中的質量控制。

三、結語

本文通過多種方法對區域自動雨量資料質量控制探索，可以發現，通過采用有效的方法對自動雨量資料質量進行檢查，可以提高雨量數據資料的準確性，為防汛抗旱部門提供可靠的雨情信息，為地方黨政部門提供第一手氣象服務決策資料。

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