符鳳平，吳哲紅，褚麗君

(1.貴州省安順市氣象局，貴州 安順 561000;2.貴州省鎮(zhèn)寧縣氣象局，貴州 鎮(zhèn)寧 561200)

1 引言

根據(jù)中國(guó)氣象局《2012年地面氣象觀測(cè)業(yè)務(wù)改革調(diào)整和試點(diǎn)工作方案》(氣發(fā)［2012］15號(hào))的要求，為了適應(yīng)地面氣象觀測(cè)業(yè)務(wù)改革調(diào)整工作，中國(guó)氣象局綜合觀測(cè)司組織制定了新的《地面氣象要素?cái)?shù)據(jù)文件格式(V1.0)》，并于2012年3月31日20時(shí)起開(kāi)始執(zhí)行。自各級(jí)地面自動(dòng)站執(zhí)行新的要素?cái)?shù)據(jù)文件格式以來(lái)，由于數(shù)據(jù)文件格式發(fā)生較大變化，文件命名和內(nèi)容格式均與以前有所不同，導(dǎo)致部分氣象業(yè)務(wù)服務(wù)應(yīng)用軟件無(wú)法繼續(xù)使用，使氣象業(yè)務(wù)服務(wù)工作受到一定程度的影響。為了解決這一現(xiàn)狀，充分發(fā)揮地面自動(dòng)站氣象要素?cái)?shù)據(jù)的使用效率，結(jié)合本地氣象業(yè)務(wù)服務(wù)需要，對(duì)地面自動(dòng)站氣象要素?cái)?shù)據(jù)中的國(guó)家級(jí)站單站文件進(jìn)行了開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，主要實(shí)現(xiàn)該數(shù)據(jù)的自動(dòng)入庫(kù)、Web顯示與查詢、Excel報(bào)表輸出等功能。入庫(kù)及補(bǔ)調(diào)部分的程序設(shè)計(jì)采用C/S工作模式，可運(yùn)行在局域網(wǎng)內(nèi)任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，要素顯示與查詢、Excel報(bào)表輸出等功能的實(shí)現(xiàn)基于B/S方式，程序安裝在Web服務(wù)器端，由于工作模式基于B/S方式，操作簡(jiǎn)便，維護(hù)集中在服務(wù)器端。本平臺(tái)的開(kāi)發(fā)與實(shí)現(xiàn)，對(duì)于各級(jí)氣象業(yè)務(wù)、服務(wù)及管理部門，均具有一定的參考意義，可在全省范圍內(nèi)各級(jí)氣象部門進(jìn)行推廣使用。

2 技術(shù)方法

2.1 功能簡(jiǎn)介

基于省—地—縣氣象光纖通信網(wǎng)和局域網(wǎng)，以Windows 2003服務(wù)器操作系統(tǒng)為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)地面自動(dòng)站逐時(shí)氣象要素自動(dòng)入庫(kù)、按月補(bǔ)調(diào)、前端顯示、要素查詢、Excel報(bào)表輸出等功能。

2.2 要素入庫(kù)

基于C/S工作模式，在省—地—縣氣象光纖通信網(wǎng)保持暢通前提下，使用VB編程語(yǔ)言編制而成。將入庫(kù)程序運(yùn)行圖標(biāo)放入任務(wù)欄，使其在后臺(tái)自動(dòng)運(yùn)行，定時(shí)讀取各地面自動(dòng)站要素入庫(kù)。為了防止計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)或設(shè)備故障造成資料缺失，實(shí)現(xiàn)資料按月補(bǔ)調(diào)功能。

2.3 前端顯示、查詢及報(bào)表輸出

以Windows 2003服務(wù)器操作系統(tǒng)為工作平臺(tái)，依托已建成的氣象寬帶通信網(wǎng)絡(luò)，采取B/S工作方式，使用ASP編程環(huán)境、HTML超文本標(biāo)識(shí)語(yǔ)言、VBScript腳本語(yǔ)言、Dreamweaver網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)軟件、SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)等技術(shù)開(kāi)發(fā)而成，具有B/S三層邏輯結(jié)構(gòu)，即表示層、應(yīng)用邏輯層、數(shù)據(jù)服務(wù)層［1］。

其中表示層代表瀏覽器。其工作流程大概如下:在表示層，只要打開(kāi)瀏覽器，輸入需要訪問(wèn)的網(wǎng)址，瀏覽器隨即向處于應(yīng)用邏輯層的Web服務(wù)器發(fā)出服務(wù)請(qǐng)求，Web服務(wù)器在對(duì)用戶身份進(jìn)行驗(yàn)證完畢后，通過(guò)HTTP協(xié)議把結(jié)果傳回瀏覽器端。

應(yīng)用邏輯層代表Web服務(wù)器。其包含系統(tǒng)的事務(wù)處理邏輯，接受用戶的請(qǐng)求，執(zhí)行相應(yīng)的擴(kuò)展應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行連接，通過(guò)SQL等方式向數(shù)據(jù)庫(kù)提出數(shù)據(jù)處理申請(qǐng)，待數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器將處理結(jié)果提交給Web服務(wù)器，再由Web服務(wù)器傳送回瀏覽器［2］。這里的 Web服務(wù)器采用 Windows Server 2003操作系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)服務(wù)層代表數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，該層接受Web服務(wù)器的操作請(qǐng)求，把運(yùn)行結(jié)果提交給Web服務(wù)器。本平臺(tái)采用SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)命名為as_aws，庫(kù)中建有dmxx表格，將要讀取的各氣象要素如氣溫、水汽壓等設(shè)為數(shù)據(jù)庫(kù)字段，除了年、月、日、時(shí)等字段的數(shù)據(jù)類型設(shè)為smallint外，其它字段的數(shù)據(jù)類型均設(shè)為nvarchar。對(duì)于數(shù)字開(kāi)頭的數(shù)據(jù)庫(kù)字段如2 min風(fēng)向、2 min風(fēng)速等，為了避免數(shù)字與文本混淆引起系統(tǒng)出錯(cuò)，將此類字段加上中括號(hào)，即［字段名］。

3 入庫(kù)與補(bǔ)調(diào)功能的實(shí)現(xiàn)

3.1 要素入庫(kù)

基于省地氣象光纖通信網(wǎng)和局域網(wǎng)，自動(dòng)讀取省級(jí)服務(wù)器上的地面氣象要素?cái)?shù)據(jù)文件，定時(shí)將逐時(shí)氣象要素讀取入庫(kù)。利用VB定時(shí)控件，ADODC控件連接SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)，在一個(gè)固定時(shí)刻(這里取每小時(shí)正點(diǎn)過(guò)10 min或20 min)，逐個(gè)讀取設(shè)置站點(diǎn)的氣象要素，每讀一站，即存入數(shù)據(jù)庫(kù)中。資料的讀取主要依據(jù)地面氣象要素?cái)?shù)據(jù)文件格式(V1.0)具體規(guī)定，按照本區(qū)域臺(tái)站級(jí)別情況，主要讀取國(guó)家級(jí)站單站文件，其名稱為Z_SURF_I_IIiii_yyyyMMddhhmmss_O_AWS_FTM［－CCx］.txt。國(guó)家級(jí)站單站文件內(nèi)容共分為13段，每段占據(jù)文件內(nèi)容1行，主要有:測(cè)站基本信息、氣壓數(shù)據(jù)、氣溫和濕度數(shù)據(jù)、累計(jì)降水和蒸發(fā)數(shù)據(jù)等，每段長(zhǎng)度固定。除了第1行測(cè)站信息外，其它段都有固定的段標(biāo)識(shí)符，如氣壓數(shù)據(jù)段的標(biāo)識(shí)符為“PP”，溫度和濕度數(shù)據(jù)段的標(biāo)識(shí)符為“TH”。定時(shí)器讀取要素入庫(kù)流程見(jiàn)圖1。

3.2 補(bǔ)調(diào)數(shù)據(jù)

主要實(shí)現(xiàn)按月補(bǔ)調(diào)功能，設(shè)置進(jìn)度條提示補(bǔ)調(diào)進(jìn)程。事先定義好循環(huán)參數(shù)，然后使用雙層循環(huán)，外層循環(huán)將每月的天數(shù)作為循環(huán)參數(shù)，即選擇從每月的第1天開(kāi)始直到最后1天，內(nèi)層循環(huán)參數(shù)使用0～23，代表每天的24個(gè)北京時(shí)次。由于地面自動(dòng)站資料文件是按照世界時(shí)間命名的，補(bǔ)調(diào)每個(gè)時(shí)次資料前需要事先將北京時(shí)轉(zhuǎn)換為世界時(shí)。

圖1 要素入庫(kù)流程

4 Web顯示與查詢功能的實(shí)現(xiàn)

4.1 Web顯示

采用密碼驗(yàn)證后即可進(jìn)入顯示主界面(見(jiàn)圖2)。主界面顯示數(shù)據(jù)庫(kù)中最新時(shí)次的各氣象要素，并進(jìn)行30 s自動(dòng)刷新。由于要素較多，為了快速瀏覽到應(yīng)用較多的氣象要素，可將其顏色作特殊標(biāo)注(如圖中藍(lán)色標(biāo)注)。

將系統(tǒng)讀到的要素最新時(shí)間作為參數(shù)，經(jīng)過(guò)一定轉(zhuǎn)換后，分別計(jì)算出前一時(shí)次和后一時(shí)次的具體時(shí)間，然后使用參數(shù)傳遞命令Request.QueryString即可獲取前后時(shí)次，實(shí)現(xiàn)氣象要素信息的自動(dòng)瀏覽。為了簡(jiǎn)略程序代碼，主頁(yè)顯示、前后時(shí)次要素的調(diào)用等3個(gè)ASP文件中的顯示表格均使用“#include file”語(yǔ)句調(diào)用同一個(gè)文件。

由于地面氣象要素?cái)?shù)據(jù)文件經(jīng)過(guò)一定的格式轉(zhuǎn)換后存放，所以在讀取資料入庫(kù)或進(jìn)行Web網(wǎng)頁(yè)顯示前，需要進(jìn)行一定的格式轉(zhuǎn)換。當(dāng)氣象要素缺測(cè)時(shí)，文件內(nèi)容被記錄為默認(rèn)字符串如“////”或“，，，，”，為避免在數(shù)值換算或格式轉(zhuǎn)換過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，入庫(kù)前首先使用Isnumeric函數(shù)對(duì)其類型是否為數(shù)值進(jìn)行判斷，然后在Web網(wǎng)頁(yè)顯示前使用Formatnumber函數(shù)進(jìn)行格式輸出。如氣溫，入庫(kù)前首先判斷讀出的數(shù)據(jù)是否為數(shù)值，若為數(shù)值，則將讀出的數(shù)據(jù)用1 000減去該值后再入庫(kù)，否則，將讀出的數(shù)據(jù)直接添加到數(shù)據(jù)庫(kù)中。進(jìn)行網(wǎng)頁(yè)顯示前，首先判斷檢索數(shù)據(jù)庫(kù)得出的結(jié)果是否為數(shù)值，若為數(shù)值，則將讀出的數(shù)據(jù)乘以0.1后再使用Formatnumber((rs.Fields.Item("氣溫").Value)*0.1，1，－1)命令進(jìn)行格式輸出，否則將該值直接顯示。

圖2 Web顯示主界面

4.2 數(shù)據(jù)查詢

在主頁(yè)顯示界面的下方嵌入文本域和列表2個(gè)控件，文本域控件實(shí)現(xiàn)日期選擇，使用JavaScript腳本語(yǔ)言編制而成，列表控件主要實(shí)現(xiàn)時(shí)次選擇。同時(shí)，將2個(gè)控件加入一個(gè)表單中，表單提交使用post方式，使用Request.Form命令分別獲取表單中的控件值，如獲取日期使用命令Request.Form("select_date")，其中select_date為日期控件名稱。然后，使用Dateserial函數(shù)對(duì)獲取的日期文本域表單值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，即可取得具體的日期。由于數(shù)據(jù)入庫(kù)時(shí)間采取世界時(shí)，所以在實(shí)現(xiàn)網(wǎng)頁(yè)顯示前，需要事先進(jìn)行北京時(shí)與世界時(shí)的轉(zhuǎn)換。

5 Excel表格輸出功能的實(shí)現(xiàn)

主要實(shí)現(xiàn)對(duì)各氣象要素的自動(dòng)選擇性輸出，可全選或少選，輸出格式為Excel文件類型，對(duì)話框提示是否保存或是否打開(kāi)。

5.1 全選功能的實(shí)現(xiàn)

為實(shí)現(xiàn)Excel輸出選擇界面中全選功能，首先將所有checkbox復(fù)選框及button選擇按鈕加入同一個(gè)表單，然后使用按鈕的onclick屬性調(diào)用一個(gè)由JavaScript腳本語(yǔ)言編制而成的自定義函數(shù)，函數(shù)代碼如下:

5.2 數(shù)據(jù)庫(kù)查詢字段變量的生成

實(shí)現(xiàn)Excel文件輸出時(shí)，為了獲取用戶隨機(jī)選擇要素形成的數(shù)據(jù)庫(kù)查詢字段變量，首先將所有checkbox復(fù)選框的 name屬性設(shè)為 checkbox，value屬性設(shè)置為相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)字段(不能有誤，否則會(huì)造成讀取數(shù)據(jù)庫(kù)失敗)，如輸出實(shí)時(shí)氣溫，則復(fù)選框的value值設(shè)為數(shù)據(jù)庫(kù)中的“氣溫”字段。

利用表單Form進(jìn)行提交參數(shù)傳遞，除使用Request.QueryString獲取日期參數(shù)外，還使用Request("checkbox")命令獲取復(fù)選框控件值。默認(rèn)獲取的復(fù)選框控件值是由一組逗號(hào)隔開(kāi)的字符串，為了提取到具體的數(shù)據(jù)庫(kù)查詢字段變量，首先使用split函數(shù)取出由逗號(hào)隔開(kāi)的各復(fù)選框值，形成數(shù)組變量ar，在取出的復(fù)選框值后面加上逗號(hào)，去除最右邊的逗號(hào)后，形成數(shù)據(jù)庫(kù)查詢字段變量sql2，然后使用"select"+sql2+"from dmxx where…”語(yǔ)句檢索出選擇的氣象要素資料，其主要代碼如下［3］:

5.3 Excel文件輸出

寫入Excel文件前，首先定義好表格格式，再先后寫入經(jīng)過(guò)復(fù)選框選擇后檢索的數(shù)據(jù)庫(kù)字段名和對(duì)應(yīng)值。表格格式主要作以下定義:定義頁(yè)面使用字符集為國(guó)標(biāo)漢字碼gb2312，網(wǎng)頁(yè)輸出類型為Excel表格，輸出的Excel表格文件名，Excel表格的單元格類型為文本。

向Excel單元格填入檢索后的氣象要素時(shí)，對(duì)于不需作格式轉(zhuǎn)換的字段，直接將其值填入Excel單元格。需作格式轉(zhuǎn)換的字段，使用Select Case語(yǔ)句對(duì)字段名作出判斷后再進(jìn)行轉(zhuǎn)換。如對(duì)時(shí)間類型的字段，數(shù)據(jù)庫(kù)存放采用的是世界時(shí)，輸出到Excel文件時(shí)，將其轉(zhuǎn)換為北京時(shí)。

對(duì)于其它數(shù)據(jù)庫(kù)字段，格式轉(zhuǎn)換方法與網(wǎng)頁(yè)顯示時(shí)的方法相似，分別使用Isnumeric函數(shù)和formatnumber函數(shù)判斷其內(nèi)容類型和格式化輸出。

6 結(jié)語(yǔ)

系統(tǒng)結(jié)合C/S和B/S兩種工作模式，分別實(shí)現(xiàn)了地面自動(dòng)站逐時(shí)氣象要素的入庫(kù)、顯示、查詢與Excel表格輸出等功能。地面自動(dòng)站資料的Web共享實(shí)現(xiàn)，由于操作簡(jiǎn)便、客戶端無(wú)需任何軟硬件安裝的特點(diǎn)，使其面向的用戶范圍較廣，在天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)、氣象服務(wù)、業(yè)務(wù)管理或其它領(lǐng)域，均有一定的應(yīng)用價(jià)值。正是因?yàn)檫@一點(diǎn)，系統(tǒng)在數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、功能規(guī)劃、安全穩(wěn)定等方面，需要作重點(diǎn)考慮。

通過(guò)基于B/S模式的地面自動(dòng)站氣象要素共享平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)的功能比較豐富，如可添加統(tǒng)計(jì)、圖形、地圖等功能，還可采用WEBGIS(萬(wàn)維網(wǎng)地理信息系統(tǒng))技術(shù)，將地面自動(dòng)站氣象要素的各種功能通過(guò)使用Web地理信息系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，使地面自動(dòng)站氣象要素的應(yīng)用更加深入。本文僅以部分功能為例，闡述其相關(guān)技術(shù)與實(shí)現(xiàn)方法。

［1］鄧文淵，陳惠貞，陳俊榮.ASP與網(wǎng)頁(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)［M］.北京:中國(guó)鐵道出版社，2004.

［2］羅銳韌.ASP網(wǎng)頁(yè)程序設(shè)計(jì)［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2005.

［3］何薇，舒后.網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與應(yīng)用［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2009.