西藏風(fēng)自記紙數(shù)字化建設(shè)成果

薛改萍 次珍 尼瑪次仁

（西藏氣象信息網(wǎng)絡(luò)中心，西藏 拉薩 850000）

西藏氣象局在近10年的時(shí)間里，在中國氣象局預(yù)報(bào)與網(wǎng)絡(luò)司的精心統(tǒng)一協(xié)調(diào)組織和具體領(lǐng)導(dǎo)下，共開展了8 期氣象歷史觀測數(shù)據(jù)資料數(shù)字化業(yè)務(wù)建設(shè)工作，對大部分紙質(zhì)觀測資料開展了圖像掃描、圖像文件整理、基于軟件的數(shù)據(jù)生成和成果上報(bào)等多項(xiàng)數(shù)字化業(yè)務(wù)建設(shè)項(xiàng)目。由于氣象業(yè)務(wù)面向現(xiàn)代化發(fā)展和服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的需求，特別是超長序列數(shù)字化氣象資料在應(yīng)對氣候變化、精準(zhǔn)精細(xì)提供預(yù)報(bào)預(yù)測氣象服務(wù)及清潔能源建設(shè)開發(fā)和利用方面具有基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)支撐作用，為持續(xù)提升全區(qū)氣象觀測資料數(shù)據(jù)信息化處理水平，西藏氣象檔案館對13個(gè)風(fēng)自記觀測站歷史資料進(jìn)行數(shù)字化采集處理［1］。

1 風(fēng)向風(fēng)速自記觀測紙的館藏現(xiàn)狀、數(shù)字化意義

1.1 現(xiàn)狀與意義

西藏共有13 個(gè)風(fēng)自記觀測站，最早觀測時(shí)間從1954年6月開始，由于其中相當(dāng)部分的紙張已有不同嚴(yán)重程度的圖紙變質(zhì)、筆跡模糊、紙張過度磨損等情況。

為更好更高質(zhì)量的數(shù)據(jù)保護(hù)、拯救、妥善保存及有效利用，需要將所有自記觀測紙掃描，并通過專用軟件將紙張上的風(fēng)向風(fēng)速記錄轉(zhuǎn)為數(shù)據(jù)，最后形成的數(shù)字產(chǎn)品將為西藏高原長年風(fēng)的氣候研究、經(jīng)濟(jì)社會(huì)建設(shè)和服務(wù)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1.2 數(shù)字化建設(shè)內(nèi)容

根據(jù)中國氣象局《山洪地質(zhì)災(zāi)害防治氣象保障工程》（以下稱山洪項(xiàng)目）2019年項(xiàng)目實(shí)施方案明確要求，需開展西藏歷史紙質(zhì)氣象資料數(shù)字化建設(shè)工作。本研究旨在西藏自治區(qū)共13 個(gè)風(fēng)自記觀測站1954—2010年共計(jì)134913 萬張［1］EL 型電解風(fēng)自記紙進(jìn)行圖像掃描、數(shù)字化和質(zhì)量審核，并最終生成標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)集產(chǎn)品。

2 數(shù)字化技術(shù)解決方案

2.1 數(shù)字化建設(shè)技術(shù)思路

西藏自治區(qū)氣象信息網(wǎng)絡(luò)中心在中國氣象局技術(shù)組的統(tǒng)一組織和技術(shù)指導(dǎo)下順利開展了這項(xiàng)建設(shè)工作，需要完成西藏13 個(gè)站的EL 型風(fēng)自記紙的館藏統(tǒng)計(jì)、掃描提取有效數(shù)據(jù)以及制作數(shù)據(jù)集工作，并按照項(xiàng)目建設(shè)技術(shù)組統(tǒng)一制定的相關(guān)技術(shù)解決規(guī)范和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)上報(bào)數(shù)字化建設(shè)成果。

2.2 圖像文件掃描與文件處理

2.2.1 掃描設(shè)備。掃描設(shè)備選用柯達(dá)i3200E，掃描的分辨率為300dpi，采用彩色底片掃描，該設(shè)備具備掃描容量大、速度快，圖像清晰的特點(diǎn)。存儲(chǔ)后圖像文件為JPG格式。

2.2.2 圖像資料借閱。由于自記觀測紙屬于觀測原始記錄，在資料掃描借閱時(shí)，原始記錄依據(jù)館藏檔案借閱規(guī)定不能被借出氣象檔案館，所有圖像資料文件掃描和數(shù)據(jù)提取必須在西藏氣象檔案館內(nèi)進(jìn)行，并按照檔案管理制度有關(guān)規(guī)定辦理借閱登記手續(xù)，完成后按照原有裝訂的順序?qū)①Y料恢復(fù)原狀，及時(shí)歸還。同時(shí)檔案管理人員還一定要再次進(jìn)行檢查核對，確保借出的檔案資料收回后真實(shí)無誤。

2.2.3 圖像文件預(yù)處理。首先需要對EL 型風(fēng)自記紙按照“風(fēng)自記紙預(yù)處理技術(shù)規(guī)定”對掃描的風(fēng)自記圖像文件紙進(jìn)行預(yù)處理，按照氣象檔案館風(fēng)自記資料詳細(xì)準(zhǔn)確地登記資料檔案種類、版面規(guī)格、站名、站號、年、月、換上前和換下后使用時(shí)間是否完整，是否正確，有無出現(xiàn)缺測、備注和數(shù)量（有效記錄面的頁數(shù)）。掃描模式參數(shù)的正確設(shè)置是根據(jù)掃描資料紙張狀況和根據(jù)需要提取的掃描資料數(shù)量來確定，主要包括設(shè)置掃描資料模式和設(shè)置掃描資料分辨率。筆跡不清楚的、有多種不同顏色筆跡的，設(shè)置掃描分辨率為150dpi，筆跡清晰可辨的，設(shè)置該掃描分辨率為300dpi。對紙質(zhì)有破損或紙質(zhì)脆化厲害的資料要及時(shí)進(jìn)行詳細(xì)備注，掃描時(shí)還要特別注意安全保護(hù)。

2.2.4 圖像處理。為保證已掃描好的圖像清晰可靠使用，要提前對掃描好的所有圖像進(jìn)行預(yù)處理，避免出現(xiàn)圖像重頁、錯(cuò)頁、漏頁、掃描完后黑屏、頁面不齊、傾斜、模糊等圖像問題，要充分利用圖像掃描處理軟件及時(shí)除去掃描過程中的一些圖像雜亂點(diǎn)和臟點(diǎn)。同時(shí)要進(jìn)行圖像偏差調(diào)整處理，圖像與中間水平線夾角不能大于3度，在視覺感上基本沒有偏斜角度為準(zhǔn)。

2.3 質(zhì)量檢查

2.3.1 圖像文件檢查。檢查圖像文件質(zhì)量分為人工質(zhì)量檢查和應(yīng)用程序質(zhì)量檢查兩個(gè)部分。人工質(zhì)量檢查主要是檢查掃描圖像是否清晰、有無任何歪斜、顛倒、扭曲或變形情況，黑邊和污點(diǎn)是否需要處理，文件命名是否和自記紙標(biāo)記時(shí)間一致等。應(yīng)用程序質(zhì)量檢查主要檢查掃描一個(gè)圖像文件的完整性，看有沒有錯(cuò)誤的重命名、漏掃等一系列問題［1］。

2.3.2 數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查。對數(shù)字化完的數(shù)據(jù)質(zhì)量必須進(jìn)行檢查，其結(jié)果要有詳細(xì)備注，備注的主要內(nèi)容包括編寫數(shù)據(jù)集質(zhì)量檢查報(bào)告，包含圖像掃描文件檢查情況、數(shù)據(jù)提取及問題處理情況、數(shù)據(jù)集質(zhì)量文檔制作流程說明等［3］。

3 數(shù)字化成果-數(shù)據(jù)集

按照中國氣象局相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，數(shù)字化的最終成果要制作為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)集，數(shù)據(jù)集主要包括：氣象數(shù)據(jù)集實(shí)體存檔文件（datasets）、元數(shù)據(jù)實(shí)體文檔（metadata）、說明解釋文檔（description）、附加說明文檔（documents）、readme.txt文件［3］。

EL 型電接風(fēng)向風(fēng)速自記紙數(shù)據(jù)提取結(jié)果文件包括：圖像預(yù)處理后提取圖像文件jpg 文件）、風(fēng)自記跡線文件（gal 跡線文件）、提取效果數(shù)據(jù)文件（png 文件）、數(shù)據(jù)庫提取文件（db文件）、風(fēng)自記紙分鐘數(shù)據(jù)提取文件（Fm 文件）、小時(shí)數(shù)據(jù)提取文件（Fh 文件）共6類文件。

按照規(guī)范要求，必須用四級標(biāo)志目錄來存儲(chǔ)代表文件與數(shù)據(jù)上報(bào)目錄。

XX_YYYYMM［-CCn］（一級目錄：數(shù)據(jù)省份代碼_年月，年月為報(bào)送時(shí)間；CCn為每年重報(bào)標(biāo)識，n為每年重報(bào)次數(shù)）

IIiii（二級目錄：區(qū)站號代表區(qū)域和站點(diǎn)編號）

Pic（三級目錄：小時(shí)圖像文件和小時(shí)跟蹤數(shù)據(jù)文件）

YYYY（四級目錄：代表年份）該目錄下同時(shí)存放jpg文件和gal文件

Fm（三級目錄：分鐘風(fēng)數(shù)據(jù)文件）

Fh（三級目錄：小時(shí)風(fēng)數(shù)據(jù)文件）

BZ（三級目錄：備注數(shù)據(jù)文件）

FZJ-IIiii.db（數(shù)據(jù)庫文件）

數(shù)據(jù)集清單見表1。

表1 西藏EL型電解風(fēng)自記紙掃描圖像文件數(shù)據(jù)集清單

4 結(jié)束語

項(xiàng)目建設(shè)成果將對全區(qū)氣象檔案館館藏歷史資料由于有不同程度的變質(zhì)、字跡模糊、紙張磨損等情況有一個(gè)質(zhì)的保護(hù)、拯救及保存，進(jìn)一步提高西藏自治區(qū)基礎(chǔ)氣象觀測資料業(yè)務(wù)的規(guī)范化、信息化和現(xiàn)代化建設(shè)水平，成果所產(chǎn)生的數(shù)字化基礎(chǔ)氣象資料將更便于信息化條件下的資料管理和普遍應(yīng)用，能有效地幫助提高基礎(chǔ)氣象觀測資料在相關(guān)業(yè)務(wù)和科研的使用效益，在應(yīng)對氣候變化和建立現(xiàn)代氣象資料業(yè)務(wù)體系起到積極作用。