摘要：应用 VisualBasical6.0[1]与SQL SERVER 2000[2]相结合，采用SQL 结构化数据查询语言[3]，建立起基于C/S方式地自动气象站资料综合管理应用系统。系统利用现有的 2M SDH网络资源进行远程数据的传输，将自动观测站资料和加密自动气象站资料纳入SQL SERVER 2000进行统一的数据管理。系统实现了自动气象站数据的上传、数据的处理入库、数据的共享、实时数据监测、语音报警、数据查询、统计等功能 。
关键词：自动气象站；综合管理应用平台；数据库建设
中图分类号：TP311文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2007)06-11658-01
1 引言
随着山东省第一批自动气象站转入单轨运行，区域自动气象站的大规模建设拉开了序幕。目前济南市已建成6个大监自动观测站，10个区域自动气象站，根据省局和国家局“城市每间隔5公里、农村每间隔20公里”安装一个自动站的要求，结合我市新一轮城市规划区域的面积，济南市市区需安装加密自动站45个。 如何组织数据的传输，县（区）市气象局如何监测共享使用自动站数据信息，使其在气象预报和气象服务中得以广泛应用是个值得研究的问题。
2 自动气象站数据应用现状
(1)资料的接收、存放、使用均在一台计算机上操作，很容易使计算机死机而导致数据接收不到，造成数据丢失。
(2)手工进行数据的抄录、计算、统计、制表，不但增加了业务人员的劳动强度而且容易出现抄录或计算错误。
(3)数据资料以文本格式存放已是过时的存储技术，随着自动站资料的逐年增加使数据的管理、维护和存档带来了很大的困难。
(4)数据资料存放在单机上，使数据的共享带来了困难。
(5)各县（区）市气象局所建加密自动气象站资料如何更好的管理、应用是一个有待研究的问题。
3 济南市自动气象站组网方式及数据传输方式
3.1 自动站数据的传输
从2003年起，随着省到市，市到县2M SDH专线的开通到业务应用，各县（区）市自动气象站资料通过县-市2M SDH线路，市-省2M SDH线路可直接上传到山东省气象中心，PSTN接入组网方式作为辅助传输方式。
图1为济南市气象局通信网络拓扑图。
3.2 区域自动站数据的传输
由于区域站布点密集，且多为无人值守，宜采用无线传输方式。济南市气象局与移动合作，10个加密自动站全部采用GPRS方式进行数据的采集和传输，经一段时间的运行，数据传输正常。采用这种方式，传输时效大大提高，最短可实现每分钟获得一次数据。在组网方式上，由于县（区）市气象局技术薄弱，晚上不守班，因此，采用以市局为中心的方式，进行数据的统一监控、接收和管理。各县（区）市气象局负责本区域内自动站的设备维护工作。
图1 济南市气象局网络拓扑图
4 济南市自动气象站资料综合管理应用系统建设
济南市自动气象站数据综合管理应用系统由VB.60[1]进行程序设计开发，由SQL SERVER 2000[2] 进行数据库的管理，应用SQL结构化数据查询语言，为自动气象站观测资料建立起基于C/S 方式地数据库管理应用系统，该系统将大监自动观测站及区域自动气象站资料统一到一个应用平台，实现了自动气象站数据的上传、数据的处理入库、数据的共享、实时数据监测、语音报警、数据查询等功能。程序的开发采用结构化程序设计方法，易于移植和维护。
系统结构图如图2。
4.1 后台数据处理
4.1.1 自动观测站客户端数据处理模块
在本系统中用到的数据为分钟和小时观测数据，分钟数据用于实时监测和加密观测，小时数据用于历史存储。实时地面气象要素数据存于ZZ.TXT文件，正点地面气象要素数据存于ZIIiiiMM.YYY文件（简称Z文件）。Z文件中每一时次为一条记录，每日24条记录，一条记录一行。记录号的计算方法为：N=D*24+T-19，其中N：记录号，D：北京时日期（月末一天21-23时的日期D 取0 ），T：北京时。在程序中通过记录号来提取本时次正点数据。
图2 系统结构图
首先在市台网络中心建立FTP服务器，设置好用户名和权限。客户端数据处理模块实时将分钟数据上传到FTP服务器，并定时将本时次正点数据进行提取，上传到FTP 服务器指定目录。
本模块安装在与自动观测站联网的机器上，通过共享获取数据，不影响自动观测站的运行和数据传输。
4.1.2 服务器端数据处理模块
在济南市气象台有一台专用数据库服务器，兼FTP服务器，服务器端数据处理模块即安装在此机器上。本模块完成的主要功能是将各大监自动观测站传来的数据进行处理，定时将正点数据按要素处理入库。各区域自动气象站资料由于存储在济南市气象台，通过共享，直接处理入库，省去了传输环节。
4.2 前台数据应用
前台数据应用实可实时监控自动站分钟数据，实现了大风语音报警、高温语音报警、降水语音报警等功能。还可根据需要，进行各种数据的查询、统计、曲线显示等功能。
4.2.1 实时监控
下面为实时监控界面。本部分通过读取分钟数据文件，并将风速、方向、雨量、温度等要素实时显示在地图上，比较直观。下面主要说一下风速、风向显示原理。设站点坐标为（X1，Y1），则风向显示与风速的关系为（（x1,y1）,(x2,y2)为风向线段的坐标）：
x2=A*Cos((fx-90)*3.141592/180)+x1
Y2=A*Sin((fx-90)*3.141592/180)+y1
其中，FX为风向，A为系数，代表显示风向的线段的长度。假设风速小于2米/秒，设风速线的起始点坐标为（lx1，ly1），（lx2，ly2），则风速的显示与风速、坐标的关系如下：
lx1=x2
ly1=Y2
lx2=(lx1+xf*Cos(fx*3.141592/180))
ly2=(ly1+ xf*Sin(fx*3.141592/180))
其中FX代表风速，XF为系数 。
图3 自动气象站数据实时监控界面
4.2.2数据查询
数据查询模块包括各个台站正点数据查询、雨量查询统计、大风查询统计、高温查询统计等功能，可实现时间段数据的查询，条件查询，时间段内数据的统计及图表显示等功能。
4.2.3语音报警功能
本系统通过实时读取分钟数据文件，实现了大风语音报警、高温语音报警、降水语音报警等功能。雨量报警分为雨量大于0毫米，雨量大于10毫米两个等级；当温度大于等于35摄氏度时，自动启动高温语音报警；大风语音报警分为8米/秒和10.8米/秒两个等级。通过不同的语音来区分不同的报警功能，语音提示通过MCI控件来实现。
5 下面说一下数据库建设中应注意的几点问题。
(1)数据库的统一性。自动气象站数据库的结构及表的设计与其他气象站数据库统一起来，便于数据的应用。
(2)数据库的安全性。数据库的安全技术包括身份验证、访问控制、保密通信、库文加密等。
(3)数据的完整性。在数据处理过程中，有手工补录功能，在系统异常时，能手工补录数据，以保证气象数据库的数据完整性。
6 结束语
本文阐述了济南市气象台自动气象站综合数据管理应用系统建设的有关问题，在数据综合管理应用平系统中，将大监自动观测站和区域自动气象站数据统一到一个平台中，实现了数据的自动传输，数据的自动处理和入库，并能实现远程数据的实时监测和报警功能。
参考文献：
[1][美]EVANGELOS PETROUTSOS，著，邱仲潘，等译，visual basic 5 从入门到精通[M].北京:电子工业出版社，1997.
[2]赵松涛，吴维元 SQL SERVER 2000系统管理实录[M].北京:电子工业出版社，2006.
[3]杨武，戴志诚，梁心新，等， SQL SERVER编程篇[M].北京:电子工业出版社，2005.
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