溫舟 婁芳蕾 史虹婷 賈寧 徐玉秀 高銘

摘要：根據(jù)錦州市現(xiàn)在氣象業(yè)務(wù)的實際情況，利用Visual Basic語言，在.net4.0框架及SQLServer2008數(shù)據(jù)庫的支持下，調(diào)用遼寧省CIMISS數(shù)據(jù)環(huán)境庫的數(shù)據(jù)，開發(fā)了錦州市自動站數(shù)據(jù)實時顯示報警平臺。該平臺可實現(xiàn)錦州地區(qū)自動站數(shù)據(jù)當前實況顯示，可選時段查詢，具體數(shù)據(jù)查詢，降水等值線圖以及達到預警閾值報警等功能。該平臺的開發(fā)有效地提高了錦州市氣象臺的工作效率，有效地提高了預報預警質(zhì)量與氣象服務(wù)能力。

關(guān)鍵詞：自動站；CIMISS；.net4.0編程；SQL數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）11-0101-03

1 背景

自動站實時數(shù)據(jù)的顯示與報警是提高預報準確率及氣象服務(wù)效果的重要保障，此前我市因為自動站廠家問題，具有兩個自動站數(shù)據(jù)庫，分別為長春廠與華云廠，也因此有兩個查看自動站數(shù)據(jù)的顯示平臺。根據(jù)遼寧省氣象局安排，目前我市自動站中心站已遷移至遼寧省氣象局，我市原有的自動站顯示平臺已經(jīng)無法運轉(zhuǎn)，為了滿足春播及汛期服務(wù)要求，特制作開發(fā)此平臺。

此平臺數(shù)據(jù)利用氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)一服務(wù)接口（MUSIC）獲取，氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)一服務(wù)接口（MUSIC：Meteorological Unified Service Interface Community），基于國省統(tǒng)一的數(shù)據(jù)環(huán)境（CIMISS），面向氣象業(yè)務(wù)和科研，提供全國統(tǒng)一、標準、豐富的數(shù)據(jù)訪問服務(wù)和應(yīng)用編程接口（API），為國、省、地、縣各級應(yīng)用系統(tǒng)提供唯一權(quán)威的數(shù)據(jù)接入服務(wù)。

2 平臺概述

2.1 平臺功能

平臺主要包括以下內(nèi)容：后臺數(shù)據(jù)處理，自動站數(shù)據(jù)客戶端顯示，預警報警提醒及雨量圖制作等功能。

2.2 平臺開發(fā)環(huán)境

平臺開發(fā)語言使用Visual Basic與Matlab，開發(fā)環(huán)境為Visual Studio2010[1-3]、.net4.0、Matlab2008a，在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫SQLServer2008[4]的支持下，由此開發(fā)的自動站數(shù)據(jù)實時顯示報警平臺。

2.3 平臺設(shè)計

本平臺開發(fā)共包含兩部分。

2.3.1 后臺數(shù)據(jù)處理

后臺數(shù)據(jù)處理包含小時數(shù)據(jù)處理及分鐘數(shù)據(jù)處理兩部分。其中小時數(shù)據(jù)包括小時內(nèi)最高、最低氣溫及出現(xiàn)時間，最大風、極大風風向風速及出現(xiàn)時間，1小時累計降水，最小能見度及出現(xiàn)時間等要素；分鐘數(shù)據(jù)包括當前溫度、風向風速、降水、能見度等要素。

2.3.2 客戶端顯示

客戶端數(shù)據(jù)顯示則分別為各要素（溫度、風、降水、能見度）當前實況顯示，可選時段查詢，具體數(shù)據(jù)查詢，降水等值線圖以及達到預警閾值報警等內(nèi)容。

3 平臺具體實現(xiàn)

3.1 后臺數(shù)據(jù)處理

利用SQL Server2008數(shù)據(jù)庫建立小時數(shù)據(jù)要素表、分鐘數(shù)據(jù)要素表以及自動站基本信息表。自動站基本信息表包含Station_C、Station_N、經(jīng)緯度等5列，小時數(shù)據(jù)要素表包含Time、Station_C、Tem_MAX等15 列，分鐘數(shù)據(jù)要素表包含ime、Station_C、Tem 、PRE等7列。

利用VB.Net語言建立兩個類，HourData及MinuteData，設(shè)置與數(shù)據(jù)庫表中相對應(yīng)的只讀屬性，包含1個Download方法，用來從CIMISS服務(wù)器中讀取數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)取回出現(xiàn)錯誤時，設(shè)置屬性值為Nothing，添加至SQL Server2008數(shù)據(jù)庫中顯示為NULL。需要說明的是，自動站分鐘數(shù)據(jù)要素在CIMISS服務(wù)器不同的表中，需要分別進行讀取。其中分鐘降水量為累積降水量，需自行運算生成5分鐘非累積降水量。

利用VB.Net語言將自動站基本信息表中每一站號進行讀取，放置1個Timer控件，每秒觸發(fā)一次Tick事件，每五分鐘及每小時利用ForEach循環(huán)，將每一自動站數(shù)據(jù)自CIMISS數(shù)據(jù)庫中讀取并寫入本地數(shù)據(jù)庫表中。同時隱藏Form窗口，以達到后臺處理目的。部分程序代碼如下：

For Each st As String In station

Try

If table = "MinuteData" Then

data1 = New MinuteData（st， MiTime）

ElseIf table = "HourData" Then

data1 = New HourData（st）

End If

Dim t As Type

Dim PIS（） As System.Reflection.PropertyInfo

Dim Column As New StringBuilder

Dim Value As New StringBuilder

t = data1.GetType

PIS = t.GetProperties（）

For Each pi As System.Reflection.PropertyInfo In PIS

If Not IsNothing（pi.GetValue（data1， Nothing）） Then

Column.Append（pi.Name & "，"）

Value.Append（pi.GetValue（data1， Nothing）.ToString & "'，'"）

End If

Next

Column.Remove（Column.Length - 1， 1）

Value.Remove（Value.Length - 3， 3）

_objDataAdapter.SelectCommand.CommandText = "INSERT INTO " & table & " （" & Column.ToString & "） " & "VALUES（'" & Value.ToString & "'）"

_objDataAdapter.SelectCommand.ExecuteNonQuery（）

Catch ex As Exception

Dim i As Integer = station2.Length

station2（i - 1） = st

ReDim Preserve station2（i + 1）

Continue For

End Try

data1.close（）

data1.Dispose（）

Next

3.2 客戶端顯示

3.2.1 自動站數(shù)據(jù)顯示及報警功能

利用VB.net語言將每一自動站基本信息表讀入自定義的StationInfo結(jié)構(gòu)中，并建立文本及圖形兩個數(shù)組與其相對應(yīng)，以便于地圖上進行顯示。

為各要素（溫度、風、降水、能見度）設(shè)置當前實況顯示，可選時段查詢，具體數(shù)據(jù)查詢等按鈕，觸發(fā)相應(yīng)的Click事件后，于本地數(shù)據(jù)庫中讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并與文本數(shù)組中顯示。

根據(jù)遼寧省氣象局文件相關(guān)要求，在小時降水量達到20mm；累計降水量達到40mm、80mm、100mm、150mm、200mm、250mm、300mm；溫度達到35℃以上；風速達到所設(shè)置閾值；能見度達到所設(shè)置閾值時，本平臺會出現(xiàn)報警提示音，并將其站名變?yōu)榧t色同時顯示在主界面右側(cè)空白處。部分代碼如下：

Dim Belongs As String

If County = "錦州" Then

Belongs = ""

Else

Belongs = " and Station.county ='" & County & "'"

End If

Dim _objDataSet As New DataSet

Dim sqlR As New SQL

If tabels = "M" Then

ReDim SelText（2）

SelText（0） = "declare @LDT datetime set @LDT = （select max（time） from MinuteData） SELECT Station.Station_N ， minutedata.Station_C ，@LDT，sum（MinuteData.pre） as '過去1小時降水' FROM MinuteData INNER JOIN Station on MinuteData.Station_C =Station.Station_C where Time between DATEADD （HH ，-1 ，@LDT） and @LDT group by MinuteData.Station_C ， Station.Station_N ， Station.County having sum（MinuteData.pre）>20 and sum（MinuteData.pre）<9999" & Belongs

SelText（1） = "SELECT Station.Station_N ， minutedata.Station_C ，MinuteData.Time ，MinuteData.Wind_V as '當前風速' FROM MinuteData INNER JOIN Station on MinuteData.Station_C =Station.Station_C where Time =（SELECT MAX（Time） FROM MinuteData） and Wind_V>" & TxtWind_S.Text & "and Wind_V<999" & Belongs

SelText（2） = "SELECT Station.Station_N ， minutedata.Station_C ，MinuteData.Time ，MinuteData.Vis as'當前能見度' FROM MinuteData INNER JOIN Station on MinuteData.Station_C =Station.Station_C where Time =（SELECT MAX（Time） FROM MinuteData） and Vis<" & TxtVis.Text & Belongs

ElseIf tabels = "H" Then

ReDim SelText（9）

SelText（0） = "declare @LDT datetime set @LDT = （select max（time） from hourData） SELECT Station.Station_N ， hourdata.Station_C ， @LDT ，sum（HourData.R_1h） as '過去24小時降水' FROM hourData INNER JOIN Station on hourData.Station_C =Station.Station_C where Time between DATEADD （HH ，-24 ，@LDT） and @LDT group by hourData.Station_C ，Station.Station_N ， Station.County having sum（HourData.R_1h）>40 and sum（HourData.R_1h）<9999" & Belongs

SelText（9） = "SELECT Station.Station_N ， Hourdata.Station_C ，HourData.Time ，HourData.Vis_Min as '過去1小時最小能見度' FROM hourData INNER JOIN Station on hourData.Station_C =Station.Station_C where Time =（SELECT MAX（Time） FROM hourData）and Vis_Min<" & TxtVis.Text & Belongs

End If

3.2.2 雨情圖繪制

雨情圖繪制部分采用VB.net語言與Matlab語言混合編程方式，主程序為VB.net語言。這種方法實施起來顯得有些復雜，但是可以完全脫離MATLAB環(huán)境，實現(xiàn)軟件的快速開發(fā)。

利用Matlab語言將等值線繪制方法寫成m文件，在MATLAB的命令窗口中輸入：>> deploytool，設(shè)置好項目名，并指定目標組件的形式是.NET Assembly，然后確定，將其封裝在一個類塊（dll文件）中，以供主程序進行調(diào)用。主程序在點擊雨情圖制作后，即可根據(jù)所選時間段進行雨情圖繪制。

4 平臺應(yīng)用

本平臺自2017年5月開始在錦州市氣象臺進行測試使用，6月在錦州地區(qū)各縣市氣象局正式投入使用。此平臺投入使用后，可以一目了然地看到錦州地區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)自動站實況溫度、風、降水、能見度等數(shù)據(jù)，能夠生成降水的等值線圖，并可在達到預警閾值時進行報警。在2017年汛期期間，成功的對每次降水進行監(jiān)控及報警，有效地提高了預報預警質(zhì)量與氣象服務(wù)能力。

5 結(jié)束語及討論

1）本平臺實現(xiàn)了錦州地區(qū)自動站各要素（溫度、風、降水、能見度）當前實況顯示，可選時段查詢，具體數(shù)據(jù)查詢，降水等值線圖以及達到預警閾值報警等功能。

2）本平臺目前正在錦州地區(qū)良好使用，有效地提高了預報預警質(zhì)量與氣象服務(wù)能力。

3）本平臺后臺數(shù)據(jù)處理部分在遇到網(wǎng)絡(luò)問題時，無法從CIMISS數(shù)據(jù)庫取回數(shù)據(jù)，且暫時無補傳手段，影響部分功能應(yīng)用。

4）由于不是專業(yè)的編程人員，平臺的美化方面略顯不足，且仍舊存在著暫時未發(fā)現(xiàn)的bug，針對這些存在的問題，將繼續(xù)對本平臺隨時進行更新和維護。

參考文獻：

[1] 威利斯， 紐薩姆. Visual Basic2010入門經(jīng)典[M]. 6版. 北京： 清華大學出版社， 2011.

[2] James Foxall. Visual Basic2010入門經(jīng)典[M]. 北京： 人民郵電出版社， 2011.

[3] Bill Sheldon， Billy Hollis， Kent Sharkey， 等. Visual Basic 2010 NET4高級編程[M]. 6版. 北京： 清華大學出版社， 2011.

[4] 郭鄭州， 陳軍紅. SQL Server2008完全學習手冊[M]. 北京： 清華大學出版社， 2011.

【通聯(lián)編輯：謝媛媛】