大連市地面歷史氣象數(shù)據(jù)庫的設(shè)計與共享

高磊+鄒琤+曹旭+張悅

摘要 本文從設(shè)計思路、數(shù)據(jù)整理、數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫共享等方面介紹了大連地區(qū)地面歷史氣象數(shù)據(jù)庫的建立方法，實(shí)現(xiàn)了歷史地面氣象資料的在線檢索，填補(bǔ)了大連地區(qū)缺少本地數(shù)據(jù)庫的空白，為氣象業(yè)務(wù)和科研提供了強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐，使氣象信息得到了充分利用。

關(guān)鍵詞 歷史氣象數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)庫；設(shè)計；數(shù)據(jù)共享；遼寧大連

中圖分類號 P409；P413 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）22-0188-02

氣象觀測資料是認(rèn)識和預(yù)測天氣變化、探索氣候演變規(guī)律、提供氣象服務(wù)的基礎(chǔ)。隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，氣象探測手段日益豐富，探測精度不斷提高，數(shù)據(jù)積累越來越多。在大數(shù)據(jù)時代下，如何管理、使用氣象探測數(shù)據(jù)是提高氣象服務(wù)能力的關(guān)鍵。因此，建立歷史地面氣象資料庫具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[1]。

近年來，在標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的原則下，氣象數(shù)據(jù)的管理以及氣象數(shù)據(jù)系統(tǒng)建設(shè)均取得了不少成果。牟艷彬等[2]建設(shè)新一代民航氣象數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)了資料的有效存儲和快速檢索。華韻子等[3]研究并實(shí)現(xiàn)了長江三角洲氣象數(shù)據(jù)實(shí)時共享。高 峰等[4]利用元數(shù)據(jù)靈活性、可維護(hù)性的特點(diǎn)，將元數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用到MDSS實(shí)時氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)建設(shè)中的。華連生等[5]開發(fā)了基于Oracle數(shù)據(jù)庫的存儲系統(tǒng)，并采用元數(shù)據(jù)技術(shù)對氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。

目前，大連地區(qū)有9個國家級業(yè)務(wù)氣象站，最早建于1951年，地面氣象觀測數(shù)據(jù)多以文件形式進(jìn)行保存且資料格式種類較多，給資料查詢和統(tǒng)計帶來諸多不便。因此，通過把這些資料入庫，可以方便地對地面氣象觀測資料進(jìn)行查詢和統(tǒng)計。同時，本文基于地市級氣象部門氣象現(xiàn)代化建設(shè)與公共服務(wù)需求，針對氣象資料在存儲與應(yīng)用中存在的資料格式多樣、使用不便等問題，通過設(shè)計數(shù)據(jù)庫、編寫入庫程序、采用B/S體系結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了歷史地面氣象資料的入庫和數(shù)據(jù)庫的共享，并建立完整的業(yè)務(wù)流程，以保障數(shù)據(jù)的有效性和真實(shí)性。

1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計思路

數(shù)據(jù)庫的設(shè)計要遵循數(shù)據(jù)庫表格要素的有效實(shí)用原則，選用先進(jìn)、成熟的技術(shù)，并提高系統(tǒng)的擴(kuò)充能力和可靠性。根據(jù)地面資料信息化標(biāo)準(zhǔn)模式，2004年以前，大連地區(qū)氣象站存儲的文件有A0、A1、A6、A7；2004年以后，存儲的文件為A文件，A文件實(shí)際上為A0、A1、A6、A7的結(jié)合體。所有的A類文件都包含了19類氣象要素。數(shù)據(jù)入庫之前，要對原始文件進(jìn)行數(shù)據(jù)拆分，按類別存儲為txt文件，然后利用C++編程語言，將原始數(shù)據(jù)按照類別錄入Oracle數(shù)據(jù)庫表中，建成原始數(shù)據(jù)庫。在原始數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，開發(fā)二級統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫。

2 數(shù)據(jù)整理

地面數(shù)據(jù)庫的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)是為了向各級臺站和業(yè)務(wù)部門提供氣象資料服務(wù)。大連地區(qū)地面歷史數(shù)據(jù)存儲文件為A文件，入庫的A文件分為5個種類，方式位各異，特殊規(guī)定繁多，若數(shù)據(jù)原樣錄入，用戶直接使用難度較大。數(shù)據(jù)入庫之前，需要對A類文件按要素種類進(jìn)行拆分，對特殊字符進(jìn)行翻譯，使入庫的數(shù)據(jù)成為能讓業(yè)務(wù)人員直接使用的模式。以風(fēng)要素為例，闡述數(shù)據(jù)拆分流程，見表1～2。

用C#語言編寫程序，從A文件中提取風(fēng)要素，編程如下：

if（line.Equals（“F0”）‖line.Equals（“F2”）‖line.Equals（“F4”）line.Equals（“F5”）

{Console.WriteLine（filename）；}

程序?qū)庀笳局鹪碌娘L(fēng)要素全部提取出來，形成txt文件，為入庫做好準(zhǔn)備。其他要素同理。

3 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)庫的建設(shè)是數(shù)據(jù)WEB發(fā)布及在線瀏覽的重要基礎(chǔ)，其數(shù)據(jù)檢索方式具有很強(qiáng)的伸縮性，要能滿足氣象信息資料檢索者的需求。歷史地面氣象資料共享數(shù)據(jù)庫的建立要遵循有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定。歷史地面氣象資料數(shù)據(jù)庫采用Oracle數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，針對地面氣象數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，設(shè)計了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫和統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫，建立了準(zhǔn)實(shí)時追加自動化業(yè)務(wù)流程，實(shí)現(xiàn)了測站地面氣象資料的自動追加。

3.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫

按照氣象觀測要素的類別和項目，設(shè)計3個數(shù)據(jù)表，分別為觀測定時值（表3）、觀測極值及觀測日值（表4）、天氣現(xiàn)象（表5）。觀測定時值有27個要素，觀測極值及觀測日值有50個要素，天氣現(xiàn)象有7個要素。

3.2 統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫

以原始數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，設(shè)計了統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫，分別為候值、旬值、月值、年值表。統(tǒng)計項目根據(jù)相關(guān)業(yè)務(wù)規(guī)定和實(shí)際業(yè)務(wù)需求，設(shè)計了近500項。以溫度要素為例，列舉相關(guān)統(tǒng)計項目（表6）。

4 數(shù)據(jù)庫共享

為滿足當(dāng)前數(shù)據(jù)服務(wù)的需求，充分利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫等技術(shù)，依托市、縣氣象寬帶網(wǎng)絡(luò)，通過數(shù)據(jù)庫貢獻(xiàn)管理和完整的業(yè)務(wù)流程，實(shí)現(xiàn)對地面氣象資料的統(tǒng)一控制和管理、數(shù)據(jù)共享，提高資料的檢索和應(yīng)用效率[6-7]。

地面歷史數(shù)據(jù)庫是面向不同需求的用戶，其組織方式直接影響到氣候資料數(shù)據(jù)服務(wù)的實(shí)效。因此，針對不同用戶對氣候資料數(shù)據(jù)存儲管理方式的需求，提供了數(shù)據(jù)瀏覽和下載2種方式。用戶可以根據(jù)需求，使用SELECT語句，檢索氣象站氣象要素統(tǒng)計值，并下載Excel文件[8]。

5 結(jié)語

氣象信息入庫工作使氣象信息更加公眾化、標(biāo)準(zhǔn)化，有利于氣象信息的管理、提高信息的利用率，歷史氣象基本信息資料量大、要素繁多，數(shù)據(jù)庫建設(shè)工程量浩大。大連地區(qū)地面歷史氣象數(shù)據(jù)庫的建立，實(shí)現(xiàn)了歷史地面氣象資料的在線檢索，填補(bǔ)了大連地區(qū)缺少本地數(shù)據(jù)庫的空白，為氣象業(yè)務(wù)和科研提供了強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐，使氣象信息得到了充分的利用。

6 參考文獻(xiàn)

[1] 李集明，王國復(fù).氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)總體設(shè)計綜述[C]//國家氣象信息中心2006年科技年會論文集.北京：國家氣象信息中心，2007.

[2] 牟艷彬，鄭文峰.新一代民航氣象數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)設(shè)計實(shí)現(xiàn)[D].成都：電子科技大學(xué)，2010.

[3] 華韻子，邵玲玲，林紅.長江三角洲氣象數(shù)據(jù)實(shí)時共享技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[J].氣象科技，2014，42（2）：261-265.

[4] 高峰，趙芳.元數(shù)據(jù)技術(shù)在MDSS實(shí)時氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)建設(shè)中的應(yīng)用[J].氣象科技，2006，34（增刊1）：22-26.

[5] 華連生，丁憲生，呂剛.基于Oracle的氣象數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)[J].計算機(jī)應(yīng)用，2010，30（增刊1）：162-164.

[6] 韓笑，王力，王吉濱，等.一種地市級氣象數(shù)據(jù)庫的設(shè)計與應(yīng)用[J].氣象科技，2015，43（6）：1053-1059.

[7] 張淑萍.地市級氣象數(shù)據(jù)庫的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J].農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息，2009（8）：73-75.

[8] 于平，李漢彬，段?；?，等.市級自動氣象站數(shù)據(jù)庫顯示系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J].廣東氣象，2008，30（6）：57-58.endprint