自动气象站数据实时质量控制业务软件设计与实现

介绍了一种面向天气监测预报实时业务的自动气象站数据质量控制软件。该软件综合应用数据质量控制、网络消息即时通信等技术,将数据质量控制纳入气象信息业务流程,建立了省、市、县三级气象台站联动的自动站数据实时质量控制业务流程,实现了对江西省89个国家自动气象站和1531个区域自动气象站观测数据的实时质量控制,有效降低了自动站疑误数据对天气监测预报业务服务可能造成的不利影响。     

自动气象站实时资料自动质量控制方法及其应用

利用气候极值范围检查、内部一致性检查、时间一致性检查、空间一致性检查,对自动气象站的实时资料进行了自动质量控制。为了降低气象要素误检率,还研制了单站大幅降温事件检测方法。应用上述质量控制方法,对湖北省2005年7月—2006年9月共15个月近80个自动气象站数据进行了质量控制,错误检出率为0.48‰。经自动质量控制后,特别是采用基于空间插值方法的空间一致性检查后,实时气象数据质量有较大程度提高。最后分析了错误随时间、项目及台站的分布情况。试验表明,湖北省81站1个时次数据可以在2分钟内完成质量控制,能保证实时业务运行时效。     

自动站质量控制终端系统的设计与实现

1引言目前,黑龙江省自动站数据出站质量、自动站及区域站数据传送情况、国家质量控制反馈信息等都通过"黑龙江省气象信息中心"网站以WEB页面的方式发布,需要人工监控、查询,效率不高,工作量大,容易出错,为提高测报业务的自动化程度,减少大量人工操作,提高观测工作效率和数据质量,考虑开发自动站质量控制终端系统,将以上各任务整合到统一平台,并对以上各任务实现实时监控,出现异常信息,自动报警,保障观测业务稳定可靠运行。     

全国自动气象站实时观测资料三级质量控制系统研制

迄今,中国气象局已在全国建立了55000余个地面自动气象站（含国家级自动站和区域自动站）。为了促进众多台站观测资料质量提高,在实时业务中保障用户用到基本正确有效的数据,2009年底中国气象局启动了“全国自动站实时资料质量控制与综合评估系统建设”工程,旨在研制一套基本适用于全国自动站实时观测数据的质量控制技术方法,建立台站、省级、国家级资料部门的地面自动站实时资料三级质量控制与反馈业务系统。在探究自动站错误数据表现形式的基础上,研制了自动站实时观测数据质量控制技术;从业务分工与应用角度,设计建立了台站负责质量监控、省级负责质量控制和国家级主要负责质量评估的自动站实时资料三级质量控制系统。该系统已在2400多个国家级气象台站、31个省级和国家级资料部门安装部署与业务应用。通过系统建设与应用,实时上传的自动站数据质量得到明显改善。主汛期全国自动站逐小时气温、降水数据可用率分别从2009年的88%、83%提升到2012、2013年的98%左右。     

基于网络的气象业务远程管理维护系统

为了解决基层气象台站业务人员的维护能力与气象业务发展之间差距越来越突出的矛盾,提高基层台站的业务运行质量,降低管理维护成本,开发了基干网络的气象业务远程管理维护系统.系统采用windOWS Socket网络技术和客户/服务器软件方式,以P2P方式实现了基于宽带网络的实时通信、远程屏幕共享、远程文件操作、系统状态查看、远程文件自动备份恢复的气象业务远程管理维护系统.通过宽带网络可以方便地对基层台站的业务运行微机进行远程管理和维护.实践证明,通过网络技术实现气象业务的远程运行管理维护是一种经济可行的实用方法,也为无人值守站的运行维护提供了一种管理维护方案.     

长江流域雨情监测分析系统及其关键技术

介绍长江流域雨情监测分析系统的总体设计与关键技术实现。系统利用新一代气象通信系统及现代信息存储技术,实现了长江流域12个省(市)气象部门的703个国家级自动气象站、12000余个区域级自动站等资料的实时收集、监控、质量控制、存储及共享,满足了流域雨情资料实时监测、分析业务的高时效性、高质量性的应用需求;利用长江流域气象历史和实时资料,实现了长江流域及其子流域日、月、季、年等固定时间尺度及任意时段的雨情监测,并利用物理统计方法,提炼出长江流域不同年代不同季节的降水空间分布;采用基于Flex的WebGIS框架设计,实现了人机交互实时分析,满足了在多用户并发条件下高密度自动站数据的快速响应。该系统的建成为三峡梯调中心提供了一个集气象信息收集、整理、加工分析、基于WebGIS展示分析产品等功能为一体的业务应用系统,为长江三峡水利枢纽综合调度和上游水资源开发利用提供气象服务技术支撑。     

自动土壤墒情监测管理系统设计与应用

为了提升省级自动土壤墒情观测管理能力,开发了C/S结构土壤墒情监测管理系统,实现了对不同厂家3种类型的土壤墒情观测设备数据的统一收集、处理和入库管理业务。系统具有数据质量控制、监控预警以及数据应用等功能,基层台站业务人员可以通过局域网或因特网实时了解和分析当地及全省土壤墒情变化,为农业生产提供了有力、可靠的服务信息。通过业务试用,系统运行稳定,可显著提高土壤墒情观测数据质量和设备技术保障水平,具有广阔的推广空间和应用前景。     

地面气象资料一体化统计加工系统设计与实现

地面气象资料一体化统计加工系统是基于国省统一的CIMISS数据环境,准实时生成日、候、旬、月、年值等统计产品的业务系统,能够满足用户对准实时质控后地面气象资料统计值的业务需求。本文主要介绍地面气象资料实时历史一体化统计加工系统的开发,从软件的需求分析、统计方法、功能实现、关键技术等方面阐述了如何在技术上实现地面气象资料一体化统计加工系统。通过运行策略配置,实现了系统定时自动运行,进一步丰富了CIMISS系统地面气象资料的产品库。     

锡林郭勒盟地区级生态与农业气象监测评估服务系统

根据生态与农业气象业务需求,以气象通信网络为依托,采用Client/Server(C/S)体系结构,对生态与农业气象实时监测数据实现快速传输、有效存储和查询分析,及时将资料应用于生态与农业气象评估业务,为地方政府及有关生产部门提供农业气象决策服务.客户端运行县级生态与农业气象监测服务系统,负责信息监测、采集、传输;服务器端运行地区级的生态与农业气象评估服务系统,负责数据存储管理、综合分析、业务服务和产品制作等任务.     

自动站实时数据质量分析及质控算法改进

自动气象站实时资料对于气象预警、决策服务、预报验证等方面具有重要意义,为确保自动站实时资料的科学性和准确性,开展实时资料质量控制工作十分必要。对综合气象观测系统运行监控平台中国家级自动气象站2013年的数据质量情况进行了统计和分析,并基于自动站历史数据研究了特殊天气事件发生时气象要素的变化规律以及要素之间的内部一致性,提出了高湿事件和单站天气突变事件的判断条件以改进自动站质量控制算法,最后给出了新算法的应用情况,结果表明改进后的质控算法有效地降低了数据误判率,取得了较好的控制效果。     

基于EOF的高时空分辨率自动站温度观测资料质量控制

随着我国气象自动化观测技术的发展,全国已经建成了70 000多个自动观测站点,全面实现了气象观测自动化。自动化观测技术使得气象常规观测资料量得到了飞速增长,这也使得通过质量控制提高自动观测站资料的利用率尤为重要。利用江苏省气象局提供的2019年12月1日00时—7日23时共168个时次的地面自动站温度观测资料,及ECWMF (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts)的ERA5(ECMWF Reanalysis V5)再分析资料中的温度格点资料作为背景场,结合常规质量控制方法及EOF (Empirical Orthogonal Function)质量控制方法,建立了适用于高时空密度的地面温度资料质量控制方法,并对我国中东部地面自动站温度观测资料进行质量控制试验。结果表明,在利用常规质量控制方法剔除观测资料中明显异常的资料后,针对自动站高密度的特点,通过选择合适的分析区域,EOF分析方法可以很好提取有组织的观测系统信息,从而保证剩余信息更好地满足随机分布特点,利用随机概率分布特点就可以很好剔除异常观测资料,并且可以避免天气变化的影响。     

物联网自动气象站远程数据采集处理系统

自动气象站观测数据的质量直接影响着短期数值天气预报的准确率.针对所研制的新型物联网自动气象站,设计并开发了集数据接收、显示、实时质量控制、监控、维护为一体的综合管理平台.该平台的建立将有助于物联网自动气象站的应用推广,并提供准确可靠的实时气象观测数据.     

自动站数据质量控制中关联规则挖掘的应用

为进一步提高自动气象站数据的业务可用性,提出了基于关联规则挖掘技术的自动气象站数据质量控制算法,以相对湿度与风向、风速观测要素变化间的关联关系为例,总结了自动气象站相关观测项目间可能存在的关联规则,进而指导建立适合不同地域、不同气候特征的专家知识规则库,用以完善自动气象站数据质量控制系统,为天气预报和气象服务提供更加精准的气象观测数据。文章还对关联规则专家知识库的可靠性进行了验证,具备了一定的实用价值。     

自动站温度、雨量数据的质量控制方法和应用研究

针对南宁市自动站布设的特点,结合多年来在自动站温度、雨量监测和数据传输所遇到的问题,分析了影响自动站数据质量的原因;在总结以往自动站数据质量控制方面的成功经验和借鉴近年的研究成果的基础上,提出了利用统计检验、极值检验,时间一致性、空间一致性和内部一致性检验等对南宁市自动站温度、雨量数据的质量进行控制方法,为防灾减灾天气预报和气象服务提供及时、准确的自动站资料.     

地面气象观测数据实时传输及质量控制程序实现

通过VB编程,研制了自动气象站地面气象观测数据实时传输及质量控制系统,替代了通信组网接口软件。不仅解决了备份拨号不通时,通信软件终止的问题,而且能对实时观测要素进行审核。文件未传输及数据异常时,通过Modem拨叫设定的移动电话报警,及时提醒值班人员进行处置。并与通信组网接口软件兼容,第6分钟还有文件未传输时,也可自启动通信组网接口软件。该软件最大限度地减少了自动站观测数据的缺测、异常情况,提高了资料的传输及时率。     

河南省气象观测数据综合服务平台的设计与实现

概述了河南省气象观测数据综合服务平台整合、集约的设计原则及总体框架,介绍了平台的数据收集、质量控制、站网管理和平台展示等主要功能及SqlServer存储视图、SOA架构、Android定位、WebGIS及等值线等关键技术的实现。该平台以用户为中心,坚持集约、统一、智能、易扩展、易维护的原则,采用分层架构进行科学设计和布局,分四个层次、五类用户对整个平台进行开发。气象部门、外部门共享数据业务人员均可通过河南省气象观测数据服务平台获取需要的数据,提高了业务人员的工作效率。该系统业务化后,实现了自动气象站、区域站、土壤墒情、雷达回波、卫星云图等实时观测资料及外部门(环保、水利)数据在全省实时共享,充分发挥了这些数据的效益,促进了河南省气象信息化能力进一步提升。同时,气象业务人员及外部门决策用户可随时通过手机APP获取气象数据,为各级政府防灾减灾科学决策提供参考。     

适用于全国自动站小时降水资料的质量控制方法

区域自动站逐小时降水资料对于气象预警、决策服务、预报验证等非常重要。资料在提供使用前其质量状况应是可知的。在制作的区域自动站逐小时降水资料数据集基础上,并结合国家级台站观测的小时降水资料,通过深入分析错误数据的存在方式,研制形成全国自动站逐小时降水资料质量控制方案。该方案适用于全国范围内区域站和国家站,实时和非实时上传的逐小时降水资料自动质量控制。最后介绍了利用该方案对2006—2009年实时上传的全国自动站小时降水资料的质量评估结果。     

地面气象观测业务集成平台

详细介绍了自主开发的"气象站观测业务集成平台"。该平台是台站普遍使用的测报业务软件基础上的一个扩展平台软件,主要实现自动气象观测站的运行监控、通信链路监控、数据质量检查、重要天气提示、自动报警、业务工作流程提示、自动排班、质量报表生成、设备管理、通信质量统计等功能。综合运用3G移动通信和信息化技术,与现行的地面气象观测业务软件相配套,对于提高测报业务质量、减轻测报人员的工作强度、实现气象探测业务自动化发挥了重要作用。