綜合觀測業務處理平臺設計與實現

文/杜佳林 李華峰 寧剛 邵連杰

（1.吉林省白城市氣象局 吉林省白城市 137000）

（2.吉林省靖宇縣氣象局 吉林省靖宇縣 135200）

1 引言

隨著綜合氣象觀測業務自動化項目的不斷新建、更新升級，自動觀測項目基本全部取代人工觀測。按照有關新建項目特性要求，如氣溶膠觀測、微波輻射觀測、風廓線雷達觀測等接收終端儀器，均需距離傳感器不能過遠，需安裝在觀測項目傳感器附近；就我站而言，以上項目分別建立在距值班室100米以外的站房內，這樣給值班人員正常處理業務及監控儀器運行狀況、質量控制等操作帶來極大的不便，不僅給值班人員增加了大量的工作量，而且出現故障也不能及時發現處理，給解決問題故障帶來了極大的不方便。因此，建立綜合氣象觀測業務處理平臺，實現一臺計算機將分散的不同終端所采集的數據文件，進行遠程接收集成顯示在一個平臺系統上，以便更好地處理、監控觀測項目終端上的業務內容，真正達到綜合觀測業務“一體化”平臺的效果。

2 系統功能特點

（1）實時監控綜合觀測業務中所有連接局域網內計算機的網絡連接狀態，最多可同時監控100多臺計算機，當發現有連接故障時出現報警提示；

（2）一鍵連接遠程計算機桌面，快速監控、處理綜合觀測終端項目及相關業務；

（3）自動接收顯示、歷史數據查詢、故障監控所有綜合氣象觀測項目；

（4）自動登錄、瀏覽、監控處理有關省MDOS和ASOM等業務監控平臺，值班員可直接選擇用戶名和密碼等信息自動進行登錄處理。

3 界面設計及功能模塊實現

3.1 界面設計

平臺主窗體采用MDI父窗體形式顯示，其它多功能子窗體接收顯示界面，以多頁面形式打開顯示在一個父窗體中，方便在多窗口之間切換選擇應用功能。

3.2 功能模塊實現

3.2.1 網絡監控

網絡監控功能模塊設計中，根據參數設置的用戶多少，將遠程用戶連接有關信息保存到文件中，系統運行時打開文件讀取遠程計算機IP地址等信息，智能判斷應添加窗體界面中PictureBox圖像框控件及圖標的數量，每個圖像框控件代表遠程相應的一臺計算機。當系統開始運行網絡監控命令時，采用Ping命令判斷遠程計算機連接通斷狀態，采用紅色圖標或綠色圖標顯示在相應PictureBox圖像框控件上，來表示網絡未連接或已連接狀態提示。

3.2.2 綜合處理

圖1：微波輻射觀測數據接收顯示窗體

綜合處理平臺模塊界面設計分兩部分功能，采用樹狀視圖TreeView控件和大圖標顯示的按鈕功能控件，設計時將遠程終端IP地址分別寫入模塊中，每個按鈕對應遠程終端一臺計算機，執行過程中調取Windos系統遠程桌面連接功能，一鍵可連接遠程業務計算機終端桌面，連接成功后，用戶可在本地直接快速處理遠程計算機上的所有觀測業務項目等內容。

3.2.3 自動站

自動站接收功能顯示模塊設有數據實時接收和日數據統計兩大功能。

（1）數據接收：數據接收設有分鐘數據接收和定時數據接收；執行過程中根據遠程自動站的IP地址，連接遠程自動站計算機，系統模塊采用打開讀取文本文件格式的方式[1]，直接讀取遠程自動站相關目錄中的分鐘數據文件和定時數據文件，截取相應要素的字節數，在將該要素值賦給表格控件顯示和相關圖形控件動態顯示；同時，可根據用戶選擇讀取近30小時內定時數據或近30分鐘內分鐘數據，以動態變化曲線形式顯示在圖片框控件中。

（2）日數據統計：在自動站采集保存的原始定時數據文件中，不保存相關要素的日極值及日平均值等統計數據內容。因此，該系統功能模塊設有讀取24小時內的定時日數據文件，將相應的有關要素進行日平均統計和日極值挑取，統計結果顯示在表格控件中。

3.2.4 微波輻射

微波輻射儀是不定時觀測10KM高度內的層結溫度、濕度、水汽濃度、液態水等要素值，保存原數據文件是以當時觀測時間為命名方式，隨機保存生成CSV格式類型文件，生成文件的命名格式精確到秒，且觀測時間具有不固定規律性。這給平臺系統模塊設計中，讀取遠程接收文件信息帶來很大的困難。經過多次調試模塊編寫讀取代碼，調試出快速接收實時顯示數據的方法；即系統首先查詢篩選當日生成的所有文件，再打開讀取最新保存生成的原數據文件，最后完成實時遠程接收顯示功能模塊；系統增加了查詢歷史數據功能模塊（見圖1）。

3.2.5 風廓線雷達

風廓線雷達主要功能是定時觀測9KM內不同高度的風向、風速要素，觀測數據保存生成6分鐘、30分鐘、60分鐘報文格式文件，每類文件中又分為高模式和低模式兩種類型數據文件，其中6分鐘高模式文件格式數據比較全面、時間連續又有代表性。根據其功能特點，我們在系統模塊設計中，選擇接收讀取6分鐘報文數據文件內容，將遠程讀取的報文文件內容，分別采用繪畫風廓線、表格、文本等三種方式，顯示其不同高度的風向、風速信息，每頁可顯示連續觀測的最近15時次內容（見圖2）；可根據用戶需要向前或向后顯示一時次的數據內容，也可選擇向前或向后顯示一整頁面內容，方便用戶對各時次數據變化查看分析應用。

3.2.6 紫外線

紫外線儀觀測原始數據是采用數據庫文件格式，存儲到每年生成一個文件中，在系統接收模塊設計時，我們將遠程連接打開MDB數據庫，采用SQL數據庫查詢語句，查詢讀取紫外線實時觀測數據內容[2]，將系統查詢到的一天內數據全部顯示在表格控件中，再根據最近一次觀測時間內容查詢相關信息，紫外線強度和等級等信息打印在窗體界面中；系統查詢到一天內24小時正點時次數據內容，在圖片框控件中繪畫出輻射強度24小時變化曲線。

3.2.7 特種觀測

特種觀測原始數據同樣以數據庫MDB文件格式存儲。在模塊設計中，仍采用遠程打開數據庫的方法讀取各時次要素內容，設計時利用ADO控件連接遠程數據庫，采用SQL數據庫查詢最近時次更新的觀測要素內容，顯示在動態圖形控件和標簽控件中，并將查詢到的一天內定時數據內容，以動態變化曲線形式顯示在圖片框中。

3.2.8 氣溶膠

氣溶膠觀測原始數據文件是以報文格式文本文件存儲。根據遠程計算機IP地址，連接并篩選遠程指定目錄中，生成的當日所有報文格式文件，將查到的所有文件名都保存到本地列表框控件內，當用戶點擊鼠標選擇其各時次報文，即可在右側相應位置顯示該時次報文內容；同時再分別讀取近30小時內的報文內容，分別繪畫出Pm2.5和Pm10動態變化曲線（見圖3）。

3.2.9 瀏覽器

瀏覽器總體界面設計是為了在觀測業務日常工作中，更加方便查看瀏覽有關MDOS監控平臺、ASOM等業務平臺，界面設計比較簡單實用，工具欄中僅設有瀏覽監控平臺所用的常規按鈕功能，增加了觀測人員名單下拉列表選擇內容，可為值班員登錄用戶時選用。模塊設計采用IE瀏覽器內核WebBrowser控件，該控件很方便地把網頁設計技術應用到界面中。設計中將業務常用網址分別寫入到按鈕程序中，用戶一鍵即可進入相關監控平臺界面，顯示瀏覽完整主頁內容。

4 小結

4.1 網絡監控

提高自動站、特種觀測、氣溶膠、微波輻射、風廓線雷達等綜合觀測數據上傳及時率，第一時間判斷計算機網絡連接狀態；也可用在其他業務部門監控網絡計算機連接狀態。

4.2 綜合處理

圖2：風廓線雷達觀測數據接收顯示窗體

圖3：氣溶膠觀測數據接收顯示窗體

一鍵快速連接遠程計算機桌面，可在地面氣象觀測無人值守或局站分離相關臺站中應用，在工作中不但給業務人員減少了大量的工作量，還能快速及時解決業務中出現的各類問題，進一步提高綜合氣象觀測業務工作的效率和能力。

4.3 數據接收

可監控綜合觀測項目采集數據等運行狀況，出現故障可及時發現進行維護處理；另外，數據接收、統計、查詢顯示等功能，可在農業氣象、人工影響天氣、預報、預警等氣象服務業務中應用，提供及時準確的基礎資料和參考依據。