鄧 圣，梁 平，陳利芳，張初江

(1.江西省撫州市氣象局，撫州 344000；2.江西省撫州市東鄉(xiāng)區(qū)氣象局，撫州 344000)

0 引言

區(qū)域自動氣象站(以下簡稱區(qū)域站)是指在某一地區(qū)根據(jù)需要建設(shè)的能夠自動探測多個氣象要素，無需人工干預(yù)，即可定時向數(shù)據(jù)接收中心傳輸探測數(shù)據(jù)的氣象站，是彌補空間區(qū)域上氣象探測數(shù)據(jù)空白的重要手段。區(qū)域站能夠通過相關(guān)數(shù)據(jù)采集通信設(shè)備與計算機連接，將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)紺IMISS庫，用于統(tǒng)計分析處理，為提升災(zāi)害性預(yù)警預(yù)報能力提供相應(yīng)的技術(shù)支撐。

目前，江西省共有區(qū)域站2455個、土壤水分站和農(nóng)田小氣候站各53個。為了確保其探測的氣象數(shù)據(jù)能實時有效地為氣象業(yè)務(wù)服務(wù)，如何有效地對其進行維護保障成為很多基層臺站維護保障人員急需解決的問題[1，2]。例如：當前臺站業(yè)務(wù)人員對區(qū)域站進行維護時，需將攜帶的筆記本電腦連接到區(qū)域站采集器進行數(shù)據(jù)調(diào)試，當維護完成之后，還需要恢復(fù)區(qū)域站的數(shù)據(jù)通信，為了確保數(shù)據(jù)通信恢復(fù)正常，需要通知中心臺站人員查詢數(shù)據(jù)是否入庫(省局“全國綜合氣象信息共享平臺”CIMISS庫)，目前臺站查詢主要依賴于CAWSAnywhereplus等數(shù)據(jù)軟件。該軟件目前尚未開發(fā)出移動終端，因而查詢該軟件需要打電話通知臺站值班人員進行數(shù)據(jù)查詢，查詢過程耗時很長。為解決此類問題，霍振宇[3]、符文雄[4]、馬云龍[5]等對區(qū)域站常見故障進行了分析；張曉磊[6]、王新清[7]、袁超[8]設(shè)計了相應(yīng)區(qū)域站維護系統(tǒng)；張初江[9]、程福標[10]、朱雪峰[11]、唐坤[12]等采用手機終端對自動氣象站設(shè)備進行了實際保障工作。以上研究均取得了很好的成果，但是均未能實現(xiàn)遠程實時訪問CIMISS庫的功能，因而難以及時反饋區(qū)域站維護結(jié)束后的狀態(tài)信息。

現(xiàn)需要研發(fā)一套適用于臺站的區(qū)域自動氣象站數(shù)據(jù)讀取輔助軟件，以滿足地面氣象觀測業(yè)務(wù)自動化、數(shù)字化和智能化需要，從而有效地提高區(qū)域自動氣象站數(shù)據(jù)上傳及時率。

1 區(qū)域站數(shù)據(jù)讀取輔助軟件系統(tǒng)設(shè)計

區(qū)域站維護結(jié)束后，通常需查詢該站點的數(shù)據(jù)是否有效上傳至數(shù)據(jù)中心的CIMISS庫。以往采用的方式是打電話通知臺站業(yè)務(wù)人員進行人工查詢，耗時一般在0.5 h以上，嚴重影響了維修維護效率。因此需要研發(fā)一套適用于臺站的區(qū)域自動氣象站數(shù)據(jù)讀取輔助軟件，實現(xiàn)維護人員在現(xiàn)場實時查看觀測要素(風向風速、氣壓、溫濕度、雨量)異常情況、完整度、上傳率等數(shù)據(jù)反饋。

1.1 系統(tǒng)整體設(shè)計框架

文章在PHP語言的數(shù)組排列、搭建服務(wù)器相關(guān)系統(tǒng)及文獻的基礎(chǔ)上，結(jié)合區(qū)域站的實際維護情況，運用PHP語言、JS腳本語言、MySQL數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)頁開發(fā)等技術(shù)開發(fā)了區(qū)域自動氣象站數(shù)據(jù)查詢軟件，該軟件可與微信公眾號對接實現(xiàn)各站點移動網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)判斷。

1.2 數(shù)據(jù)讀取輔助系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

關(guān)鍵技術(shù)是利用云服務(wù)器調(diào)用CIMISS數(shù)據(jù)技術(shù)，應(yīng)用網(wǎng)頁“PHP語言”，通過產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計、SQL數(shù)據(jù)庫算法設(shè)計、CIMISS，滿足多種網(wǎng)絡(luò)模式下氣象要素監(jiān)控，系統(tǒng)數(shù)據(jù)讀取流程如圖1所示。

首先，建立JS時間查詢：包含建立JS時間pickdate，從而獲取pickdate，picktime時間變量值；該步驟主要是為了最終在軟件界面上動態(tài)顯示具體的時間。其次，利用JS的canvas繪制氣象要素圖表技術(shù)，主要包含定義變量temper，temper2，temper3及賦值顏色；該步驟主要是為了在軟件界面用不同的顏色顯示對應(yīng)的氣象要素。然后，利用REST技術(shù)調(diào)用服務(wù)器數(shù)據(jù)庫對接，在Web服務(wù)實現(xiàn)方案中，因為REST模式的Web服務(wù)簡潔，REST的實現(xiàn)主要通過定義變量$cimiss_rest_conf地址采用REST技術(shù)調(diào)用服務(wù)器數(shù)據(jù)庫；該步驟主要是通過接口調(diào)用技術(shù)實現(xiàn)對CIMISS數(shù)據(jù)庫的訪問。最后，優(yōu)化CIMISS接口數(shù)據(jù)無縫對接讀出JSON氣象數(shù)據(jù)，該技術(shù)中關(guān)鍵步驟包括：定義變量賬號用戶名$username及密碼，定義變量$datacode接口分鐘數(shù)據(jù)，定義變量$elements接口讀出時間、站點、分鐘數(shù)據(jù)；該步驟主要目的是為了實現(xiàn)對氣象數(shù)據(jù)的訪問。

圖1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)讀取關(guān)鍵技術(shù)流程

1.3 Web頁面、微信小程序界面設(shè)計

區(qū)域自動氣象站數(shù)據(jù)讀取輔助軟件界面分為3部分：時間查詢部分、站點快捷查詢部分和現(xiàn)場要素查看部分。以手機終端小程序軟件為例，從微信小程序界面進入后點擊查詢時間點，進入站點快捷查詢部分，選擇所在站點的區(qū)站名，點擊“確定”即可查詢該站點的氣象要素數(shù)據(jù)，如風向、風速、雨量、溫度、濕度和氣壓等。

2 業(yè)務(wù)中的實際應(yīng)用效果

在該區(qū)域自動氣象站數(shù)據(jù)讀取輔助軟件測試應(yīng)用中，用戶可隨時隨地利用微信小程序軟件及Web頁面實現(xiàn)對各類型號自動氣象站查詢各個要素數(shù)據(jù)，通過站點站號，查詢CIMISS站點每5 min氣象要素變化情況并掌握設(shè)備運行情況，還可通過該軟件判斷哪些要素變化情況異?；蛉笔?。該軟件對有效地開展自動氣象站技術(shù)維修維護工作具有重要意義，為全省以及全國自動氣象站維修維護提供了借鑒。

以資溪測試為例，2021-05-07T16：38和2021-05-07T17：05在大覺山自動氣象站(區(qū)站號為J6028 )完成了故障維護工作，分別通過PC終端和手機APP客戶端軟件進行站點數(shù)據(jù)讀取。該站點為6要素，準確讀取現(xiàn)場站點6個要素數(shù)據(jù)(風向風速、氣壓、溫濕度和雨量)。此次測試耗時3 min，相比電話通知查詢更加方便。維修人員可以通過區(qū)域自動氣象站數(shù)據(jù)讀取輔助軟件現(xiàn)場查詢站點要素是否上傳成功，提高了維修人員維護的便利性。

3 結(jié)束語

目前區(qū)域站在進行現(xiàn)場維護后，需訪問CIMISS數(shù)據(jù)庫查詢其采集的氣象數(shù)據(jù)是否有效上傳。針對以上現(xiàn)狀，文章運用JS腳本語言、MySQL數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)頁開發(fā)等技術(shù)開發(fā)了區(qū)域自動氣象站數(shù)據(jù)查詢軟件。該軟件可與微信公眾號對接實現(xiàn)各站點移動網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的判斷，提高了現(xiàn)場站點維護時效性；此外，該軟件適用于各種類型區(qū)域自動氣象站，有效地提升了自動氣象站保障能力。