對(duì)區(qū)域自動(dòng)站雨量資料質(zhì)量控制方法的探索

趙建軍

摘 要：區(qū)域自動(dòng)站雨量資料是以翻斗式雨量計(jì)測(cè)量地面降雨量的方式獲取，本文針對(duì)達(dá)拉特旗轄區(qū)內(nèi)的區(qū)域自動(dòng)站布置特點(diǎn)，結(jié)合多年區(qū)域站雨量監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)輸遇到的問題，分析影響自動(dòng)站雨量數(shù)據(jù)質(zhì)量的原因，提出雨量資料質(zhì)量控制方法，進(jìn)一步保證了區(qū)域自動(dòng)站雨量資料在決策及公共氣象服務(wù)中的及時(shí)性、準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞：區(qū)域自動(dòng)站;質(zhì)量控制;雨量資料;探索

達(dá)拉特旗地處內(nèi)蒙古自治區(qū)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(dá)拉特旗氣象局已建成并投入運(yùn)行的各類氣象區(qū)域自動(dòng)站有35套，每套自動(dòng)站都有雨量監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送功能。由于區(qū)域自動(dòng)站雨量資料的記錄方法主要采用翻斗式雨量計(jì)自動(dòng)觀測(cè)技術(shù)，受儀器故障、周邊環(huán)境影響及其它原因，區(qū)域自動(dòng)站的雨量資料時(shí)有偏差，導(dǎo)致雨量數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確、降低了可用性。本文主要通過對(duì)區(qū)域自動(dòng)站雨量資料質(zhì)量控制方法的探索，提出質(zhì)量控制思路，同時(shí)也進(jìn)一步拓展雨量資料在氣象服中的應(yīng)用。

一、區(qū)域自動(dòng)站雨量資料質(zhì)量控制方法探索

1.無效數(shù)據(jù)的檢查控制

一般將無效數(shù)據(jù)稱為冗余數(shù)據(jù)。對(duì)于冗余數(shù)據(jù)的檢查控制是開展雨量數(shù)據(jù)控制之前的預(yù)處理工作。主要方法是通過對(duì)檢查時(shí)間段內(nèi)的所有區(qū)域自動(dòng)氣象站、時(shí)次數(shù)據(jù)情況進(jìn)行檢查，實(shí)現(xiàn)對(duì)重復(fù)記錄以及缺測(cè)記錄的獲取。如果存在缺測(cè)記錄，就要對(duì)該段時(shí)間內(nèi)的缺測(cè)點(diǎn)站的數(shù)據(jù)進(jìn)行重新調(diào)取，再次檢查，如果在重新調(diào)取之后數(shù)據(jù)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(fā)現(xiàn)有重復(fù)記錄存在的情況，對(duì)于重復(fù)的記錄要進(jìn)行刪除。通過這種檢查方法可以有效的保證區(qū)域自動(dòng)站雨量數(shù)據(jù)的完整性。

2.雨量數(shù)據(jù)的均值以及范圍值的質(zhì)量檢查控制

在進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量控制的過程中，通過對(duì)均值和范圍值進(jìn)行篩選可以有效的將數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度控制在一定范圍內(nèi)。同時(shí)可以降低可疑值的數(shù)量。從氣象學(xué)的角度出發(fā)，對(duì)于一些區(qū)域尺度不大的地區(qū)，其降水均值之間的差別應(yīng)該在一定范圍之內(nèi)，達(dá)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(shè)置一定的閾值，依據(jù)閾值對(duì)均值進(jìn)行篩選。設(shè)置好的閾值可以作為外部參數(shù)，在降水過程中對(duì)降水量和降水性質(zhì)進(jìn)行判斷。如果某一地區(qū)的降水為局部地區(qū)降水，可以依據(jù)降水范圍對(duì)閾值和均值進(jìn)行任意設(shè)定，也可以依據(jù)單次的降水強(qiáng)度進(jìn)行均值設(shè)置。如果發(fā)現(xiàn)降水?dāng)?shù)據(jù)和均值差的絕對(duì)值已經(jīng)超出正常閾值，就需要加可疑標(biāo)志，業(yè)務(wù)人員進(jìn)一步運(yùn)用專業(yè)知識(shí)分析降水分布情況，判斷可疑記錄是否準(zhǔn)確。

3.人機(jī)交互檢查提升質(zhì)量控制

人機(jī)交互檢查是計(jì)算機(jī)和人工分析相結(jié)合的檢查方式，通過對(duì)區(qū)域站雨量資料逐級(jí)數(shù)據(jù)質(zhì)量的嚴(yán)格控制。從國外的一些先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)來看，完全的自動(dòng)化控制是無法解決所有的數(shù)據(jù)質(zhì)量問題，因此必須通過計(jì)算機(jī)控制和人工控制兩種方式進(jìn)行。對(duì)一些特殊情況或問題的 判斷要輔以人工檢查?，F(xiàn)階段使用的區(qū)域自動(dòng)雨量資料質(zhì)量控制人機(jī)交互系統(tǒng)一般可以實(shí)現(xiàn)對(duì)任何一級(jí)的質(zhì)量控制，通過對(duì)各種可疑數(shù)據(jù)的比較、圖形分析、站點(diǎn)查詢和專業(yè)人員分析鑒別，最終確定數(shù)據(jù)的真?zhèn)?，?shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量的有效控制。

4.自動(dòng)站氣候極值檢查

小時(shí)降水資料需要對(duì)降水總量進(jìn)行氣候值檢驗(yàn)，我國降水資料常用的氣候界極值為0～150mm/h，根據(jù)達(dá)拉特旗本地的氣候特點(diǎn)，設(shè)置100 mm/h作為上限值，當(dāng)小時(shí)降水量超出氣候界限值，業(yè)務(wù)人員依照統(tǒng)計(jì)時(shí)間段記錄數(shù)據(jù)判斷超值可能性，確實(shí)是極值要及時(shí)備注，如果不是則標(biāo)記為超值。

二、對(duì)數(shù)據(jù)信息輸出過程中的質(zhì)量控制

對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量信息的控制主要是對(duì)以小時(shí)為單位的階段統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制。通過標(biāo)記質(zhì)量控制碼，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)所有的雨量觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量情況的標(biāo)記。在質(zhì)量控制系統(tǒng)運(yùn)行過程中，所有經(jīng)過系統(tǒng)的雨量數(shù)據(jù)都會(huì)產(chǎn)生質(zhì)量控制碼。通過這種方法系統(tǒng)可以對(duì)任意時(shí)間段的記錄進(jìn)行輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同站點(diǎn)中記錄的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)以及缺測(cè)數(shù)據(jù)的次數(shù)統(tǒng)計(jì)。

在對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制的過程中，限值、均值、閾值等外部參數(shù)對(duì)有效數(shù)據(jù)的選取都具有重要作用。在質(zhì)量控制系統(tǒng)運(yùn)行過程中，可以通過自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的檢查和篩選工作，同時(shí)通過人機(jī)交互實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量的進(jìn)一步提高，最終實(shí)現(xiàn)在數(shù)據(jù)信息輸出過程中的質(zhì)量控制。

三、結(jié)語

本文通過多種方法對(duì)區(qū)域自動(dòng)雨量資料質(zhì)量控制探索，可以發(fā)現(xiàn)，通過采用有效的方法對(duì)自動(dòng)雨量資料質(zhì)量進(jìn)行檢查，可以提高雨量數(shù)據(jù)資料的準(zhǔn)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(wù)決策資料。

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