唐思瑜，黃曉瑩，涂靜

（廣東省氣象臺，廣東廣州 510640）

隨著氣象現(xiàn)在化、信息化的發(fā)展，以及習(xí)近平總書記對氣象部門提出的防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)新理念，堅(jiān)持生命至上、安全第一，做到精細(xì)監(jiān)測、精準(zhǔn)預(yù)報(bào)、精確預(yù)警、精心服務(wù)。當(dāng)前對氣象預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)水平的要求越來越高，而預(yù)報(bào)產(chǎn)品質(zhì)量是衡量天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)水平的重要指標(biāo)。預(yù)報(bào)要素的檢驗(yàn)?zāi)芸陀^、準(zhǔn)確的反映預(yù)報(bào)產(chǎn)品的質(zhì)量，對預(yù)報(bào)員分析各類預(yù)報(bào)產(chǎn)品、提升預(yù)報(bào)能力有一定的參考意義。

目前關(guān)于氣象要素的檢驗(yàn)，有的是針對某類要素的檢驗(yàn)［1-3］；有的是針對某些數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品的檢驗(yàn)［4-5］，有的是針對預(yù)報(bào)員的檢驗(yàn)［6］，不同的省市也相繼建立了各自的預(yù)報(bào)檢驗(yàn)系統(tǒng)［7-9］。這些檢驗(yàn)都發(fā)揮了各自的作用。廣東省氣象臺預(yù)報(bào)要素檢驗(yàn)查詢平臺采用集約化建設(shè)理念，將各方面的檢驗(yàn)結(jié)果以多類別的圖文形式綜合進(jìn)行展示及對比，以滿足現(xiàn)代化天氣業(yè)務(wù)需求。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

廣東省氣象臺預(yù)報(bào)要素檢驗(yàn)查詢平臺采用C/S和B/S的混合架構(gòu)，其中檢驗(yàn)數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理程序采用C/S架構(gòu)，使用Visual Studio.Net C#結(jié)合C++進(jìn)行開發(fā)，需要配置.NET Framework3.5及Oracle數(shù)據(jù)庫環(huán)境；檢驗(yàn)結(jié)果查詢展示平臺采用B/S架構(gòu)，頁面端基于HTML、CSS以及JQuery技術(shù)，服務(wù)端使用 Visual Studio.Net C#進(jìn)行開發(fā)，采用IIS作為應(yīng)用服務(wù)器，滿足在IE10、Chrome、FireFox和 Safari等主流瀏覽器上的使用。系統(tǒng)將檢驗(yàn)數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理程序得到的入庫數(shù)據(jù)跟NetCDF文件作為檢驗(yàn)結(jié)果查詢展示平臺的數(shù)據(jù)輸入，通過查詢條件，將最終的檢驗(yàn)結(jié)果直觀地展現(xiàn)給用戶，其總體框架如圖1所示。

圖1 廣東省氣象臺預(yù)報(bào)要素檢驗(yàn)查詢平臺總體框架示意圖

2 功能模塊

2.1 檢驗(yàn)數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理

從圖1可知，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理程序可分為8個模塊，分別是參數(shù)配置模塊、數(shù)據(jù)獲取模塊、數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、預(yù)報(bào)要素檢驗(yàn)?zāi)K、預(yù)警檢驗(yàn)?zāi)K、檢驗(yàn)結(jié)果輸出模塊、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)模塊以及日志模塊。

程序以參數(shù)配置模塊為中心，以不同配置形式來滿足系統(tǒng)運(yùn)行計(jì)算的多樣性、可擴(kuò)展性。程序通過讀取到的配置信息獲取數(shù)據(jù)（例如從IDEA接口中獲取Ecmwf等模式產(chǎn)品的要素?cái)?shù)據(jù)），然后對獲取到的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效性、數(shù)值累加等處理，再將處理后的站點(diǎn)預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)、格點(diǎn)預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)、格點(diǎn)實(shí)況數(shù)據(jù)、預(yù)警信號等分別與站點(diǎn)實(shí)況、格點(diǎn)實(shí)況/站點(diǎn)實(shí)況、站點(diǎn)實(shí)況、實(shí)況預(yù)警等根據(jù)不同的檢驗(yàn)方法進(jìn)行檢驗(yàn)，最后將要素站點(diǎn)相關(guān)的檢驗(yàn)結(jié)果輸入到數(shù)據(jù)庫，要素格點(diǎn)相關(guān)的檢驗(yàn)結(jié)果輸出到自定義的NetCDF文件中；數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)模塊則采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫Oracle進(jìn)行存儲，主要分為配置信息表和評分信息表，配置信息表是大小比較固定，可按需修改相關(guān)字段的信息表（例如：站點(diǎn)表、風(fēng)力等級表等），評分信息表是根據(jù)檢驗(yàn)入庫記錄不斷擴(kuò)容的信息表（例如：降水評分表、溫度評分表等）；日志模塊可查看程序每次運(yùn)行的日志信息，快速定位無檢驗(yàn)輸出結(jié)果問題，方便盡快解決問題并回算數(shù)據(jù)。

程序支持控制臺的單線程運(yùn)行、帶界面配置的多線程運(yùn)行（圖2）兩種方式，可根據(jù)配置進(jìn)行實(shí)時檢驗(yàn)或歷史數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)回算。

圖2 檢驗(yàn)數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理程序多線程運(yùn)行界面

2.2 檢驗(yàn)結(jié)果查詢展示平臺

檢驗(yàn)結(jié)果查詢展示平臺根據(jù)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理程序得到的檢驗(yàn)結(jié)果，針對不同要素（降水/溫度/風(fēng)/預(yù)警信號等）的檢驗(yàn)對象（主客觀模式產(chǎn)品/預(yù)警信號等）根據(jù)可選的查詢條件（時間、站點(diǎn)、顯示方式、檢驗(yàn)方法等）查詢后，按照已選的顯示方式形象直觀地展示最終的檢驗(yàn)結(jié)果。

根據(jù)界面設(shè)計(jì)，可將平臺分為9大模塊，分別是首頁、陸地要素、海洋要素、短臨要素、過程評估、時空檢驗(yàn)、實(shí)況評估、檢驗(yàn)報(bào)告以及預(yù)報(bào)員評分，這些模塊所包含的子模塊及相關(guān)查詢選項(xiàng)、默認(rèn)顯示方式等信息如表1和表2所示。

表1 檢驗(yàn)結(jié)果查詢展示平臺首頁信息表

表2 檢驗(yàn)結(jié)果查詢展示平臺各模塊詳細(xì)信息表

圖3 降水統(tǒng)計(jì)的默認(rèn)四分屏顯示結(jié)果

圖4 溫度站點(diǎn)檢驗(yàn)的默認(rèn)文字填圖+色斑填圖顯示結(jié)果

廣東省氣象臺預(yù)報(bào)要素檢驗(yàn)查詢平臺采用了多種統(tǒng)計(jì)方法對主、客觀業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)要素的檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了展示，預(yù)報(bào)員在平臺上可以通過參數(shù)選擇進(jìn)行統(tǒng)計(jì)查詢，也可以通過數(shù)據(jù)導(dǎo)出進(jìn)行個性化的檢驗(yàn)評估。未來廣東省氣象臺將不斷優(yōu)化和改進(jìn)該平臺，繼續(xù)提供更多元化的檢驗(yàn)評估產(chǎn)品。