基于AgMODOS系統(tǒng)整合內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)與生態(tài)氣象測報業(yè)務(wù)

劉天琦+鄭玉峰++韓仲強(qiáng)+張德龍+陶鑫

摘 要：農(nóng)業(yè)氣象測報業(yè)務(wù)系統(tǒng)軟件（簡稱AgMODOS系統(tǒng)）已于2010年正式在全國氣象部門業(yè)務(wù)應(yīng)用，對于農(nóng)業(yè)氣象測報業(yè)務(wù)已經(jīng)形成了全國統(tǒng)一的規(guī)范化業(yè)務(wù)流程。內(nèi)蒙古生態(tài)氣象觀測業(yè)務(wù)是自治區(qū)氣象部門自行建立的對牧草、森林、水體、沙漠化、災(zāi)害等特色觀測業(yè)務(wù)，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(yīng)用，在規(guī)范性、便捷性、實(shí)用性等方面均給業(yè)務(wù)和用戶帶來不便。鑒于生態(tài)氣象觀測與農(nóng)業(yè)氣象觀測的相似性，基于AgMODOS系統(tǒng)，進(jìn)行農(nóng)業(yè)與生態(tài)測報業(yè)務(wù)的整合，實(shí)現(xiàn)內(nèi)蒙古生態(tài)氣象數(shù)據(jù)與全國綜合氣象信息共享平臺（簡稱CIMISS系統(tǒng)）的統(tǒng)一數(shù)據(jù)環(huán)境對接，實(shí)現(xiàn)生態(tài)氣象測報規(guī)范化管理。

關(guān)鍵字：AgMODOS；生態(tài)觀測；集約整合；初步質(zhì)量控制；CIMISS

中圖分類號：S16 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20171132009

引言

生態(tài)氣象觀測是內(nèi)蒙古自治區(qū)氣象部門的特色觀測業(yè)務(wù)，包括作物、天然草場植物物種多樣性監(jiān)測、天然牧草監(jiān)測、天然牧草營養(yǎng)成分監(jiān)測、天然牧草干鮮重監(jiān)測、森林可燃物監(jiān)測、草場（農(nóng)田）風(fēng)蝕度監(jiān)測、地下水位監(jiān)測、氣象災(zāi)害及氣象衍生災(zāi)害監(jiān)測等，全區(qū)所有人工值守氣象臺站均進(jìn)行這類資料觀測，針對不同臺站地理環(huán)境、氣候特點(diǎn)、植被特征等承擔(dān)不同觀測任務(wù)。生態(tài)觀測業(yè)務(wù)為提高氣象服務(wù)能力、生態(tài)文件建設(shè)發(fā)揮著巨大作用。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展及在氣象領(lǐng)域中的應(yīng)用，現(xiàn)代氣象觀測已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化。農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)作為氣象基本業(yè)務(wù)之一，是農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)、服務(wù)和科研的基礎(chǔ)[1]，隨著計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，臺站現(xiàn)代化、自動化水平越來高，已建立集觀測參數(shù)配置、觀測數(shù)據(jù)管理和觀測數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)等功能于一體的業(yè)務(wù)系統(tǒng)[2]。而作為內(nèi)蒙古特色的生態(tài)氣象觀測，數(shù)據(jù)是通過Excel表格進(jìn)行填報和上報，造成了諸多不便，如下：

生態(tài)氣象與農(nóng)業(yè)氣象在觀測項(xiàng)目上有重復(fù)，但由于填報方式的不同，造成了臺站工作人員重復(fù)填報；

基于excel的人工填報方式不可避免造成數(shù)據(jù)及信息在格式及內(nèi)容上的不規(guī)范甚至是錯誤；

基于文件級的應(yīng)用不方便用戶進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和加工處理；

鑒于上述情況，為了做好生態(tài)氣象測報業(yè)務(wù)工作，加強(qiáng)生態(tài)氣象數(shù)據(jù)的集中、統(tǒng)一、高效、規(guī)范化管理，進(jìn)行“農(nóng)業(yè)氣象測報業(yè)務(wù)系統(tǒng)（AgMODOS）” 本地化研發(fā)，整合生態(tài)與農(nóng)業(yè)氣象測報業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)生態(tài)氣象觀測數(shù)據(jù)與內(nèi)蒙古自治區(qū)氣象局CIMISS統(tǒng)一數(shù)據(jù)環(huán)境的直接入庫對接功能；使數(shù)據(jù)能直接、迅速、便捷、有效的進(jìn)行為農(nóng)服務(wù)[3]。

1 功能設(shè)計(jì)與整合

1.1 數(shù)據(jù)采集

在農(nóng)業(yè)氣象測報業(yè)務(wù)軟件的基礎(chǔ)上，按照《內(nèi)蒙古自治區(qū)氣候生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與服務(wù)》中“氣候生態(tài)環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范[4]”要求開發(fā)天然牧草監(jiān)測、地下水位監(jiān)測、森林可燃物監(jiān)測、沙漠化監(jiān)測、災(zāi)害及氣象衍生災(zāi)害監(jiān)測5類21項(xiàng)生態(tài)觀測數(shù)據(jù)填報方式，滿足生態(tài)氣象觀測業(yè)務(wù)觀測填報需求。

調(diào)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(shù)據(jù)存儲

研究生態(tài)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)存儲方式，擴(kuò)充軟件本地數(shù)據(jù)庫和全國綜合氣象信息共享平臺CIMISS數(shù)據(jù)庫——CIMISS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，完成生態(tài)數(shù)據(jù)規(guī)范化處理和在線存儲。

按照AgMODOS軟件所具有的ACCESS數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)要求，依據(jù)氣候生態(tài)環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范，進(jìn)行生態(tài)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫和記錄索引庫的設(shè)計(jì)和建設(shè)。

結(jié)合CIMISS數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，使用CIMISS數(shù)據(jù)庫預(yù)留字段和預(yù)留資料編碼標(biāo)識，進(jìn)行生態(tài)數(shù)據(jù)CIMISS數(shù)據(jù)庫的表設(shè)計(jì)和建設(shè)。

實(shí)現(xiàn)生態(tài)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化處理，實(shí)現(xiàn)生態(tài)數(shù)據(jù)的本地ACCESS存儲、備份、利用和CIMISS數(shù)據(jù)的存儲、共享、服務(wù)。

1.3 業(yè)務(wù)流程調(diào)整

生態(tài)數(shù)據(jù)傳輸改變原來的報文傳輸模式，通過數(shù)據(jù)庫同步技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)由本地ACCESS數(shù)據(jù)庫寫入、修改、更新到CIMISS數(shù)據(jù)庫。 基于AgMODOS系統(tǒng)進(jìn)行農(nóng)業(yè)氣象和生態(tài)氣象業(yè)務(wù)整合后，對于全國統(tǒng)一規(guī)定的農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)流程保持不變，對生態(tài)氣象業(yè)務(wù)流程進(jìn)行調(diào)整，整合后農(nóng)業(yè)氣象數(shù)據(jù)和生態(tài)氣象數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲、服務(wù)流程如圖2所示。

圖2 數(shù)據(jù)傳輸入庫流程

原生態(tài)數(shù)據(jù)流程：臺站進(jìn)行Excel填報—NOTES上報生態(tài)中心—人工摘錄處理數(shù)據(jù)—數(shù)據(jù)使用

整合后生態(tài)數(shù)據(jù)流程：臺站進(jìn)行軟件填報—上傳至CIMISS數(shù)據(jù)庫保存—各單位共享服務(wù)。

1.4 數(shù)據(jù)服務(wù)

研究數(shù)據(jù)展示方式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在線查詢獲取，滿足各用戶單位對數(shù)據(jù)需求。

1.4.1 實(shí)時數(shù)據(jù)服務(wù)

為了便于生態(tài)數(shù)據(jù)共享，通過數(shù)據(jù)展示和CIMISS數(shù)據(jù)統(tǒng)一服務(wù)接口（簡稱MUSIC接口）兩種方式提供數(shù)據(jù)支撐服務(wù)：采用JAVA語言、B/S架構(gòu)，將生態(tài)數(shù)據(jù)納入省級統(tǒng)一數(shù)據(jù)展示系統(tǒng)——數(shù)據(jù)綜合展示平臺中實(shí)現(xiàn)生態(tài)數(shù)據(jù)展示、查詢和導(dǎo)出，對各用戶單位提供數(shù)據(jù)服務(wù)；同時，新建基于MUSIC接口方式的生態(tài)數(shù)據(jù)接口，便于用戶調(diào)用。

1.4.2 歷史數(shù)據(jù)服務(wù)

將2004年有生態(tài)觀測以來到2016年的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行加工、處理納入CIMISS數(shù)據(jù)庫中建設(shè)的生態(tài)數(shù)據(jù)表存儲管理，實(shí)現(xiàn)生態(tài)歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時數(shù)據(jù)的銜接，為用戶對生態(tài)和農(nóng)業(yè)氣象方面的業(yè)務(wù)、科研等提供數(shù)據(jù)支撐。

1.5 數(shù)據(jù)質(zhì)量控制

按照《內(nèi)蒙古自治區(qū)氣候生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與服務(wù)》中“氣候生態(tài)環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范”要求，在規(guī)范填報要素、類型、精度、一致性[5]等方面，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)初級質(zhì)量控制，具體方面如下。

1.5.1 填報內(nèi)容為選項(xiàng)初級質(zhì)量控制

對具有選擇性的填報數(shù)據(jù)，在軟件填報頁面實(shí)現(xiàn)時采用下拉選框的設(shè)計(jì)，使數(shù)據(jù)錄入以選擇為主，取代人工的錄入填報，杜絕填報的不規(guī)范、不標(biāo)準(zhǔn)。endprint

1.5.2 填報內(nèi)容為數(shù)字類型初級質(zhì)量控制

對填報內(nèi)容為數(shù)字類型的數(shù)據(jù)，在軟件填報頁面進(jìn)行精度設(shè)置，根據(jù)填報項(xiàng)的具體內(nèi)容，設(shè)置相應(yīng)精度及檢查，精度不夠自動補(bǔ)齊，避免數(shù)字類填報的不規(guī)范。

1.5.3 填報內(nèi)容為文字類型初級質(zhì)量控制

對填報內(nèi)容為文字類型的數(shù)據(jù)，在軟件填報頁面實(shí)現(xiàn)設(shè)置字段長度檢查的方式進(jìn)行規(guī)范。

1.5.4 報表頁面初級質(zhì)量控制

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

初級質(zhì)控檢查流程圖如圖3所示。

2 創(chuàng)新點(diǎn)

2.1 集約優(yōu)化

基于AgMODOS系統(tǒng)將生態(tài)氣象測報業(yè)務(wù)和農(nóng)業(yè)氣象測報業(yè)務(wù)進(jìn)行集約整合，納入農(nóng)業(yè)氣象測報業(yè)務(wù)系統(tǒng)統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)了生態(tài)觀測資料從采集、傳輸、存儲、共享服務(wù)的優(yōu)化管理。

2.2 規(guī)范生態(tài)業(yè)務(wù)

調(diào)整生態(tài)氣象觀測業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸流程，取消基于Excel報文的傳輸形式，采用數(shù)據(jù)同步方式，簡化數(shù)據(jù)傳輸流程，在資料采集端進(jìn)行數(shù)據(jù)初級質(zhì)量控制；提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，增強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸時效性，實(shí)現(xiàn)生態(tài)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范化處理。

2.3 統(tǒng)一數(shù)據(jù)環(huán)境

通過集約整合，優(yōu)化業(yè)務(wù)流程，規(guī)范了數(shù)據(jù)生成、傳輸、存儲和共享，將生態(tài)實(shí)時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)納入CIMISS數(shù)據(jù)環(huán)境存儲管理和共享，進(jìn)一步加強(qiáng)統(tǒng)一數(shù)據(jù)環(huán)境建設(shè)，加強(qiáng)生態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)支撐，提高為農(nóng)服務(wù)能力，為內(nèi)蒙古自治區(qū)生態(tài)文明建設(shè)貢獻(xiàn)力量。

3 系統(tǒng)效益

該系統(tǒng)已于2017年5月19日通過氣象部門的驗(yàn)收，并與6月15日開始在內(nèi)蒙古自治區(qū)各氣象部門臺站實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)運(yùn)行，內(nèi)蒙古自治區(qū)生態(tài)與農(nóng)業(yè)氣象中心從CIMISS系統(tǒng)調(diào)取生態(tài)數(shù)據(jù)應(yīng)用，減少臺站觀測人員重復(fù)性工作，減輕業(yè)務(wù)人員工作壓力，減少了數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理工作，提高了內(nèi)蒙古自治區(qū)生態(tài)氣象觀測業(yè)務(wù)和生態(tài)數(shù)據(jù)應(yīng)用的效率和質(zhì)量，提升了生態(tài)觀測業(yè)務(wù)的自動化水平。

軟件的業(yè)務(wù)試運(yùn)行，結(jié)束了生態(tài)業(yè)務(wù)從采集到數(shù)據(jù)應(yīng)用的純手工的時代，實(shí)現(xiàn)了生態(tài)業(yè)務(wù)的規(guī)范化、程序化，實(shí)現(xiàn)了生態(tài)與農(nóng)業(yè)氣象測報業(yè)務(wù)的一體化整合。

4 不足及改進(jìn)

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(yàn)受到一定影響，需要在今后軟件升級優(yōu)化中加以考慮。

由于目前本軟件沒有實(shí)現(xiàn)與原AgMODOS系統(tǒng)以模塊形式的集成，而是與原編輯模塊一體開發(fā)，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(jìn)

對整合后軟件的功能結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，使生態(tài)氣象部分的功能加以模塊化改進(jìn)，與農(nóng)業(yè)氣象部分的功能既相互聯(lián)系又相互獨(dú)立，從而盡量保證各自升級均不會互相影響。

設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)臺站對該軟件生態(tài)功能的定制化功能，臺站只需定制本臺站所要進(jìn)行填報的生態(tài)功能即可。

參考文獻(xiàn)

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