橫峰氣象數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用

劉如意

摘要 橫峰縣基層氣象臺站在歷年數(shù)據(jù)整理方面還較為落后，目前還未建立自動氣象站歷史數(shù)據(jù)庫，查找歷年數(shù)據(jù)需要做大量工作再人工計算對比，速度慢、效率低。橫峰氣象數(shù)據(jù)查詢軟件的開發(fā)與應(yīng)用可快速對本地觀測歷年數(shù)據(jù)進行整理、查詢，有效提高基層臺站效率。

關(guān)鍵詞 氣象數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)查詢;系統(tǒng)開發(fā)

中圖分類號：P412.1 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2021）01–0036–02

橫峰氣象數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用能簡化歷年氣象數(shù)據(jù)查詢工作，提高工作效率，實現(xiàn)歷年數(shù)據(jù)查詢自動化、業(yè)務(wù)服務(wù)數(shù)據(jù)流程化、數(shù)據(jù)分析個性化等功能，為綜合業(yè)務(wù)人員提供快捷查詢方式，節(jié)省了人工、時間成本，推進了橫峰縣信息化、智慧化氣象業(yè)務(wù)和水平，給各級相關(guān)職能部門提供了快速準確的氣象數(shù)據(jù)，提升了氣象業(yè)務(wù)服務(wù)能力，對推動橫峰縣氣象現(xiàn)代化發(fā)展，提升氣象服務(wù)地方經(jīng)濟建設(shè)有重要現(xiàn)實意義[1]。

1 目的及意義

在配合縣政府和其他單位工作中，常需要調(diào)取5～15年氣溫、相對濕度、氣壓、降水量、風(fēng)速等數(shù)據(jù)。隨著氣象現(xiàn)代化的逐步推進，探測設(shè)備現(xiàn)代化已得到大力發(fā)展，但基層臺站的歷年數(shù)據(jù)整理工作還處于落后狀態(tài)，橫峰縣目前還未建立自動氣象站歷史數(shù)據(jù)庫，查找歷年數(shù)據(jù)只能人工查詢單個數(shù)據(jù)再計算對比，速度慢、效率差。

省局開發(fā)綜合業(yè)務(wù)平臺是面向全省氣象部門的網(wǎng)頁訪問方式，存在用戶訪問量多造成網(wǎng)速慢、查詢延時的問題，同時查詢多要素時，網(wǎng)頁出現(xiàn)停滯無反應(yīng)現(xiàn)象，影響工作效率，且歷史數(shù)據(jù)查詢要素并不能滿足橫峰本地化服務(wù)需

求[2]。建立本地歷史數(shù)據(jù)庫、提高檢索統(tǒng)計時效性及本地個性化可彌補這一不足。為做好氣象服務(wù)工作，可設(shè)計“橫峰歷年數(shù)據(jù)查詢”軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)對本地觀測歷年數(shù)據(jù)的整理和快速查詢。該系統(tǒng)按業(yè)務(wù)需要進行設(shè)計，數(shù)據(jù)處理與業(yè)務(wù)系統(tǒng)在數(shù)據(jù)接口方面具有可擴展、可配置和可重組功能，為相關(guān)數(shù)據(jù)分析和處理結(jié)果提供靈活生動的展示技術(shù)。系統(tǒng)具有安全性、穩(wěn)定性、可擴展性、可維護性特點，為后期擴充新功能打下堅實基礎(chǔ)。建立橫峰歷年數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)旨在盡快投入實際工作運行，后期逐步推廣到其他縣市，同時，不斷完善系統(tǒng)功能。

橫峰縣氣象站有遷站計劃，在遷站前有必要對氣象數(shù)據(jù)進行整理;橫峰縣近年來開展的橫峰縣濕地公園、發(fā)電站等項目都需要提供氣象歷年數(shù)據(jù)作為申報材料。橫峰歷年數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)可以提高常規(guī)資料使用率，提高決策服務(wù)產(chǎn)品快速制作能力，提升決策氣象服務(wù)水平等，為業(yè)務(wù)發(fā)展提供強有力的技術(shù)支撐，也可為業(yè)務(wù)人員科研開發(fā)、論文撰寫的資料查詢提供重要途徑。

2 技術(shù)方案

組織技術(shù)開發(fā)人員與管理人員進行討論并提出具體的系統(tǒng)基本架構(gòu)、基本功能、基本業(yè)務(wù)流程、涉及的探測設(shè)備內(nèi)容、適用范圍等。系統(tǒng)基本配置為內(nèi)存4 G以上，硬盤500 G以上，1 000 M以上以太網(wǎng)卡。

（1）編程語言： C#;

（2）客戶端操作系統(tǒng)：Windows7、Windows10;

（3）服務(wù)器端操作系統(tǒng)：推薦使用windows server 2008以上服務(wù)器版本，也可以使用Windows7、Windows10;

（4）數(shù)據(jù)庫：MySQL數(shù)據(jù)庫;

（5）圖片處理：photoshop CS5;

（6）使用的資料種類、數(shù)量、年限及其來源：2004年以來的橫峰縣測報A文件;2004年以來的橫峰縣測報Z文件;CIMISS中實時小時數(shù)據(jù)文件。

3 技術(shù)路線

深入了解對外氣象服務(wù)觀測數(shù)據(jù)需求，提前準備好歷年氣象觀測數(shù)據(jù)（包括氣溫、相對濕度、氣壓、降水、風(fēng)向、風(fēng)速等數(shù)據(jù)）。在進行程序設(shè)計時，首先，通過Photoshop軟件草擬界面;其次，進行UI設(shè)計，包括系統(tǒng)操作界面等，提供美觀、簡介的視圖界面;再次，設(shè)計MYSQL數(shù)據(jù)庫存儲輸入數(shù)據(jù)，啟動程序時，數(shù)據(jù)庫會在接受到相關(guān)數(shù)值后進行存儲、比對;最后，輸出所需結(jié)果。

程序以C#為基本架構(gòu)體系，與MySQL相結(jié)合，實現(xiàn)客戶端顯示內(nèi)容和用戶的便捷交互。該系統(tǒng)計算準確，突破了原有的手工計算方式，提高了工作效率，實現(xiàn)歷年數(shù)據(jù)查詢集約化、數(shù)據(jù)分析流程化、數(shù)據(jù)導(dǎo)出一鍵式等功能。豐富靈活的查詢與統(tǒng)計功能便于預(yù)報服務(wù)人員快速獲取天氣氣候情況。

4 主要內(nèi)容

4.1 關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容

4.1.1 合理完善的自動站數(shù)據(jù)庫設(shè)計和建立 氣象數(shù)據(jù)整理是系統(tǒng)研發(fā)的基礎(chǔ)。為確保系統(tǒng)可擴展性、可移植性，系統(tǒng)設(shè)計小時數(shù)據(jù)庫、日數(shù)據(jù)庫，同時建立臺站信息數(shù)據(jù)庫、臺站分組數(shù)據(jù)庫、資料完整性數(shù)據(jù)庫。

4.1.2 基于CIMISS的自動站數(shù)據(jù)獲取程序開發(fā) 開發(fā)基于CIMISS的自動站數(shù)據(jù)獲取程序，實時從省局CIMISS中獲取小時數(shù)據(jù)，并導(dǎo)入到本地數(shù)據(jù)庫中。系統(tǒng)還需檢索最近數(shù)據(jù)完整性，有缺測數(shù)據(jù)時可補充。

4.1.3 開發(fā)自動站數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析程序

自動站數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析程序包括單站實況顯示和查詢、單站歷史氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)計、氣象資料檢索、氣候數(shù)據(jù)統(tǒng)計和農(nóng)氣統(tǒng)計5大功能模塊，實現(xiàn)氣象資料檢索和統(tǒng)計功能。

4.2 關(guān)鍵技術(shù)的實現(xiàn)方法、手段以及措施

4.2.1 建立橫峰本地氣象資料數(shù)據(jù)庫的優(yōu)勢 （1）CIMISS中未包含所有歷史數(shù)據(jù)，部分氣象數(shù)據(jù)需要從其他渠道獲取;（2）建立本地數(shù)據(jù)庫可加快檢索速度;（3）根據(jù)需求可對本地數(shù)據(jù)庫部分嚴重錯誤數(shù)據(jù)進行處理，使用CIMISS數(shù)據(jù)源則無法實現(xiàn);（4）無法訪問省局的電腦也可以使用該系統(tǒng)。

4.2.2 臺站信息數(shù)據(jù)庫 自動站信息庫中包含本地所有自動氣象觀測站區(qū)站號、臺站名、經(jīng)緯度、海拔高度、電話號碼、開通時間、數(shù)據(jù)源、臺站類型等基本信息。

4.3 自動站小時數(shù)據(jù)庫的設(shè)計

由于自動氣象觀測站數(shù)據(jù)量極大（每小時需要保存的至少1條數(shù)據(jù)，部分觀測站需要的精度更高），數(shù)據(jù)庫的設(shè)計要考慮查詢效率問題;由于各種類型的自動氣象觀測站觀測要素不同，因此，小時數(shù)據(jù)庫設(shè)計要同時考慮到通用性和可擴展性。

4.4 開發(fā)基于CIMISS的自動站數(shù)據(jù)獲取程序

基于CIMISS的自動站數(shù)據(jù)獲取程序可將各種類型的觀測數(shù)據(jù)從CIMISS導(dǎo)入至系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)庫中，可通過指定起止時間來獲取指定時段的滾測數(shù)據(jù)，并進行日數(shù)據(jù)統(tǒng)計。

5 項目產(chǎn)品的主要技術(shù)指標

構(gòu)建現(xiàn)代化氣象決策服務(wù)材料制作系統(tǒng)，核心技術(shù)指標為：（1）建立橫峰縣國家氣象觀測站數(shù)據(jù)庫，對橫峰縣2004年以來的氣象數(shù)據(jù)進行整理入庫。（2）開發(fā)基于CIMISS的氣象數(shù)據(jù)獲取程序，實現(xiàn)實時氣象數(shù)據(jù)的整理入庫。（3）開發(fā)氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析功能，可通過等值線圖、柱狀圖、圖表等直觀反映氣象要素特征。該項目主要元數(shù)據(jù)來源于CIMISS數(shù)據(jù)庫和歷史A文件，經(jīng)過后臺多線程查詢、合并、計算后得出數(shù)值，經(jīng)過仔細對比，所得結(jié)果與其他平臺結(jié)果一致。

6 項目創(chuàng)新性

6.1 數(shù)據(jù)庫準確完整

系統(tǒng)不僅實現(xiàn)了近期氣象觀測數(shù)據(jù)庫建立，還對2004年以來所有氣象數(shù)據(jù)進行整理入庫，整理小時數(shù)據(jù)116 917條、日數(shù)據(jù)6 112條，同時對實時數(shù)據(jù)及時入庫，確保氣象資料連續(xù)性。

6.2 統(tǒng)計功能靈活全面

系統(tǒng)充分考慮預(yù)報服務(wù)業(yè)務(wù)中氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)計的需求，統(tǒng)計要素包括日最高氣溫、日最低氣溫、日平均氣溫、日極大風(fēng)速、日最大風(fēng)速、日最小能見度、日降水量、日蒸發(fā)量、日蒸發(fā)量（大型）、日照時數(shù)、日最小相對濕度、日最大雪深等;統(tǒng)計方式有統(tǒng)計最大值、最小值、平均值、累計值。同時，系統(tǒng)還將智能切換默認統(tǒng)計方式，選中統(tǒng)計要素后，將會自動跳轉(zhuǎn)到該要素默認統(tǒng)計方式，如選擇“最高氣溫”，統(tǒng)計方式將自動跳轉(zhuǎn)為“最大值”;選擇“最低氣溫”，統(tǒng)計方式將自動跳轉(zhuǎn)為“最小值”;選擇“降水量”，統(tǒng)計方式將自動跳轉(zhuǎn)為“累計值”。

6.3 技術(shù)先進可靠，擴展性好

平臺采用C#語言開發(fā)，在業(yè)務(wù)上兼顧靈活性、穩(wěn)定性、可維護性，具有設(shè)計、技術(shù)領(lǐng)先特點。在安全性上，系統(tǒng)提供了完備的應(yīng)用安全管理機制。

7 結(jié)論

系統(tǒng)建立了自動觀測站數(shù)據(jù)庫，開發(fā)了基于CIMISS的氣象數(shù)據(jù)獲取程序，對2004年以來所有氣象數(shù)據(jù)進行整理入庫，形成了準確完整的橫峰縣氣象數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)使用C#開發(fā)了氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析功能，實現(xiàn)了多個氣象要素多種統(tǒng)計方式的分析功能，統(tǒng)計要素齊全，統(tǒng)計方式多樣，基本滿足了橫峰縣業(yè)務(wù)服務(wù)需求。

該項目的實施，首先，為常規(guī)氣象站點資料一體化應(yīng)用提供技術(shù)支撐，提高常規(guī)資料使用率;其次，快速實現(xiàn)實況資料（歷史、實時）查詢、統(tǒng)計、對比分析一鍵式，提高決策服務(wù)產(chǎn)品快速制作能力;再次，為實時、準確、圖文并茂的決策服務(wù)材料提供基本素材，提升決策服務(wù)產(chǎn)品質(zhì)量，服務(wù)更具人性化、針對性、實用性;最后，人機交互應(yīng)用系統(tǒng)的建成，不但為業(yè)務(wù)發(fā)展提供強有力技術(shù)支撐，也可為業(yè)務(wù)人員科研開發(fā)、論文撰寫等資料查詢提供重要途徑。

參考文獻

[1] 侯宜廣，趙瑾，李冰峰，等.基礎(chǔ)氣象數(shù)據(jù)管理應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015（17）：219-222.

[2] 陳浩，張亞，羅希昌，等.基于MongoDB的氣象數(shù)據(jù)存儲檢索系統(tǒng)[J].計算機與現(xiàn)代化，2020（8）：100-104.

責(zé)任編輯：黃艷飛

Development and Appli-

cation of Hengfeng Met-

eorological Data Query System

LIU Ru-yi （Shangrao Meteorological Bureau，

Shangrao， Jiangxi， 334000）

Abstract The basic meteorological stations are still in a backward state in data collation over the years. Hengfeng county has not yet established an automatic meteorological station historical database， so it needs a lot of work to find the data over the years， and then manual calculation and comparison， so the speed is slow and the efficiency is low. Hengfeng meteorological data query software development and application， to achieve the local observation data over the years of rapid collation， query， effectively improve the efficiency of grass-roots stations， especially the external meteorological services to find data fast， convenient play a significant role.

Key words Meteorological data; Data query; System development