第34卷第3期氣象與環(huán)境科學(xué)Vol. 34 No. 32011年8月Meteorological and Environmental SciencesAug. 201.河南省氣候業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)張方'，于慶學(xué)2(1.河南省氣候中心,鄭州450003; 2.河南省氣象局,鄭州450003)摘要: 基于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),構(gòu)建了河南省氣候業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),用于存儲全省各氣象臺站建站以來的逐日數(shù)據(jù)、月統(tǒng)計數(shù)據(jù)、年統(tǒng)計數(shù)據(jù)等。利用可視化開發(fā)環(huán)境,采用面向?qū)ο缶幊陶Z言,開發(fā)了氣候業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng),具備數(shù)據(jù)庫記錄實時追加、信息化文件采集、數(shù)據(jù)庫記錄修改、數(shù)據(jù)庫記錄查詢統(tǒng)計、數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測等功能。系統(tǒng)投入使用后，提高了氣候業(yè)務(wù)的實時服務(wù)能力,保證了氣象資料的安全性和一致性,提升了氣候業(yè)務(wù)信息化水平。關(guān)鍵詞:氣候;數(shù)據(jù)庫;客戶墻/服務(wù)器中圖分類號: TP311.52文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1673 -7148(2011)03 - 0088 -04為氣候業(yè)務(wù)工作提供了可靠的數(shù)據(jù)環(huán)境支撐。引.言氣象資料是開展氣候業(yè)務(wù)工作的基礎(chǔ)。目前，1系統(tǒng)設(shè)計國內(nèi)各級氣象部門氣候業(yè)務(wù)中的資料管理方式多以1.1系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計文件庫或者單機數(shù)據(jù)庫(如Access)為主。 隨著數(shù)采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)[5-61作為底層核據(jù)庫技術(shù)越來越成熟，其數(shù)據(jù)管理方面的優(yōu)越性日心,為關(guān)系型數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)提供了安全可靠的益顯現(xiàn),在各類氣象業(yè)務(wù)中的應(yīng)用也越來越普存儲功能,可以構(gòu)建和管理高性能的數(shù)據(jù)應(yīng)用程序。遍「1-4)。目前,河南省氣候業(yè)務(wù)中氣象資料實際應(yīng)數(shù)據(jù)庫管理員完成對數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)人庫軟用多以分散、獨立的文件庫為主,在資料的質(zhì)量、可件數(shù)據(jù)修改軟件的維護,終端用戶通過操縱數(shù)據(jù)庫用性,資料獲取的便捷性、時效性等方面還不能完全應(yīng)用軟件實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的查詢、統(tǒng)計、結(jié)果輸出等功滿足需求。因此,為滿足河南省氣候業(yè)務(wù)需要,提高能。在實際應(yīng)用中，數(shù)據(jù)庫對終端用戶完全透明,終氣候業(yè)務(wù)的實時服務(wù)能力,提升氣候業(yè)務(wù)信息化水端用戶不需要了解數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)等信息。數(shù)據(jù)庫應(yīng)平,建立一套氣候業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)十分必要。用軟件采用兩層Client/Server結(jié)構(gòu)，Server端是關(guān)系在調(diào)研河南省氣候預(yù)測、氣候監(jiān)測、氣候評價等業(yè)務(wù)型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),Client端運行自行開發(fā)的數(shù)據(jù)服務(wù)工作對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的需求基礎(chǔ)上,建立了氣候庫應(yīng)用軟件。系統(tǒng)流程如圖1。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫,存儲了河南省氣象臺站自建站以來的1.2系統(tǒng)功能設(shè)計逐日要素數(shù)據(jù)、逐月統(tǒng)計數(shù)據(jù)、逐年統(tǒng)計數(shù)據(jù);開發(fā)(1)數(shù)據(jù)庫記錄實時追加。實時入庫軟件在服了基于Client/Server 方式的氣候業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系務(wù)器后臺運行,從異構(gòu)數(shù)據(jù)源采集實時數(shù)據(jù)入庫,同統(tǒng),提供了數(shù)據(jù)庫記錄實時追加、信息化文件采集、時進行質(zhì)量檢測(不修改可疑記錄,把可疑記錄寫數(shù)據(jù)庫記錄查詢/統(tǒng)計等功能。本文主要從系統(tǒng)體人可疑記錄表),實現(xiàn)歷史資料和實時資料的有效系結(jié)構(gòu)設(shè)計、功能設(shè)計、數(shù)據(jù)庫設(shè)計、要素資料的質(zhì)銜接,保證資料的連續(xù)性和完整性。同時可實時顯量檢測和系統(tǒng)實現(xiàn)等方面介紹了河南省氣候業(yè)務(wù)數(shù)示人庫信息,瀏覽可疑記錄,手工執(zhí)行環(huán)流場數(shù)據(jù)計據(jù)庫系統(tǒng)。目前數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用系統(tǒng)已經(jīng)投人運行，算和實時數(shù)據(jù)壓中糊坦環(huán)海場粉據(jù)的人庫操作。中國煤化工收稿日期:2011 -04 -01 ;修訂日期:2011-04-18YHCNMHG基金項目:河南氣象科學(xué)技術(shù)研究項目“河南省氣候業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)建設(shè)"(Z201009)資助作者簡介:張方(1975-),男,河南洛陽人,高級工程師,碩士,主要從事信息技術(shù)管理與開發(fā)工作. E-mail:xfmai17500@ 163. com第3期張方等:河南省氣候業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)8自動站數(shù)據(jù)入庫程序)地面信息化文件|最高氣溫值，各站月日最低氣溫≤4、0 C的日數(shù),各(月、年)站月極端最低氣溫值,各站月大霧日數(shù),各站月大風(fēng).丁T。C日數(shù)。設(shè)立YMI_ID字段(年Year、月Month、站號Iii氣候監(jiān)測產(chǎn)品質(zhì)量檢測程序環(huán)流場數(shù)據(jù)的數(shù)字組合)作為表的主鍵。(3)年統(tǒng)計數(shù)據(jù)表:主要存儲河南省氣象臺站氣候業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫建站以來逐年的要素統(tǒng)計值,包括年平均氣溫、年總逐日逐站表逐日指數(shù)表月統(tǒng)計值表 年統(tǒng)計值表降水量、年總?cè)照諘r數(shù),各站年連續(xù)最長降水日數(shù)及降水量,各站年連續(xù)最長無降水日數(shù),各站年暴雨日數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序數(shù),各站年日最高氣溫≥35、37、40心的日數(shù),各站I 單站查詢統(tǒng)計排位臺站信息|年極端最高氣溫值,各站年日最低氣溫≤4、0 C的圖1系統(tǒng)流程圖日數(shù),各站年極端最低氣溫值,各站年大霧日數(shù),各(2)信息化文件采集。讀取氣象臺站上傳的地站年大風(fēng)日數(shù)。設(shè)立YI_ ID字段(年Year、站號lii面報表信息化資料(月文件、年文件),程序首先進行要素分解,然后進行統(tǒng)計、計算,最后人庫。(4)質(zhì)量檢測規(guī)則表:存儲入庫時執(zhí)行質(zhì)量檢(3)數(shù)據(jù)庫記錄查詢、統(tǒng)計。單站查詢:支持選測的規(guī)則。擇單個或多個要素查詢,支持選擇時間段查詢。同(S)可疑數(shù)據(jù)表:存儲入庫過程發(fā)現(xiàn)的可疑時,可以按照某個要素的升序或降序排列查詢結(jié)果，數(shù)據(jù)?？梢园凑漳硞€自定義的數(shù)值范圍顯示查詢結(jié)果記(6)站點表:全省觀測臺站的名稱、站號、所屬錄。統(tǒng)計排位:支持任意時間段內(nèi)某個區(qū)域或某站地市、所屬區(qū)域、經(jīng)度、緯度、海拔高度,以及臺站氣的逐日數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(最大值、最小值、平均值、記錄候簡介等。個數(shù))、排位(前XX位,用戶自定義)。臺站信息顯1.4要素資料的質(zhì)量檢測示:臺站的名稱、站號、所屬地市、所屬區(qū)域、經(jīng)度、緯要素資料的質(zhì)量檢測7!主要針對逐日數(shù)據(jù)。度、海拔高度,以及臺站氣候簡介等。對每個觀測要素按天氣學(xué)意義進行有關(guān)檢測,以判1.3數(shù)據(jù)庫設(shè)計定該要素值是正確、錯誤或者可疑。要素值檢測的數(shù)據(jù)庫主要存儲氣候預(yù)測、氣候監(jiān)測、氣候評價方法比較復(fù)雜,在本系統(tǒng)中只按照世界氣象組織等業(yè)務(wù)使用的數(shù)據(jù),大部分為日期型、數(shù)值型記錄。(WMO)所建議的初步質(zhì)量檢測方案作以下質(zhì)量設(shè)計的數(shù)據(jù)表包括:逐日基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表、月統(tǒng)計數(shù)據(jù)檢測:表、年統(tǒng)計數(shù)據(jù)表、質(zhì)量檢測規(guī)則表、可疑數(shù)據(jù)表、站(1)要素允許值檢測['8]。點表等。(2)內(nèi)部一致性檢測。內(nèi)部一致性是指同一測(1)逐日基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表:主要存儲河南省氣象臺站同時測得的參數(shù)之間應(yīng)保持-致性原則。 如氣溫站建站以來的逐日要素資料,其中日平均氣溫、日最.內(nèi)部一致性檢測,是指對不符合日最低氣溫≤日平高氣溫、日最低氣溫、日降水量、日照時數(shù)、日氣候監(jiān)均氣溫≤日最高氣溫的記錄進行檢測并記錄。測產(chǎn)品、日本站氣壓、5日滑動平均氣溫存人逐日逐上述檢測方案是基于在質(zhì)量檢測中,每個站點站數(shù)據(jù)表,設(shè)立YMDI_ ID字段(年Year、月Month、日的觀測都被視為是獨立的,與鄰近各站點的數(shù)據(jù)是Day和站號1ii的數(shù)字組合)作為表的主鍵;副高面無關(guān)的。對發(fā)現(xiàn)的錯誤或者可疑記錄，系統(tǒng)進行記.積指數(shù)、副高強度指數(shù)、副高平均脊線位置、副高西錄,質(zhì)量檢測并不去改變要素值本身。伸脊點、副高北界位置存人逐日指數(shù)數(shù)據(jù)表,設(shè)立2系統(tǒng)實現(xiàn)YMD_ ID字段(年Year、月Month、日Day的數(shù)字組合)作為表的主鍵。2.1 數(shù)據(jù)實時入庫(2)月統(tǒng)計數(shù)據(jù)表:主要存儲河南省氣象臺站建自動人中國煤化工統(tǒng)每天定時從站以來逐月的要素統(tǒng)計值,包括月平均氣溫、月總降河南省自動YH.CNMH GH出的結(jié)果文本水量、月總?cè)照諘r數(shù). ,各站月連續(xù)最長降水日數(shù)及降文件中提取(取計鼻)安系記求，經(jīng)過質(zhì)量檢測(把水量，各站月連續(xù)最長無降水日數(shù),各站月暴雨日數(shù)，不符 合質(zhì)量檢測規(guī)則的記錄寫人可疑數(shù)據(jù)表,供下各站月日最高氣溫≥35、37.40 C的日數(shù),各站月極端一 步檢測鑒定使用)后,利用ADO控件把記錄寫人90氣象與環(huán)境科學(xué)第34卷氣候業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫中相應(yīng)的數(shù)據(jù)表。在監(jiān)視欄中實時氣候業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫發(fā)出SQL命令,支持選擇任意時間顯示人庫處理過程。段,對任意要素都可以設(shè)置大于、小于或等于的條件人工入庫。在多選框中列出要素名稱，下拉框組合,可按照任意一個查詢要素進行升序或降序排列出站點，日期框中列出日期,用戶選擇完成后可以列,以表格形式顯示查詢結(jié)果集。選擇補充入庫或更新入庫。補充人庫是利用ADO統(tǒng)計排位:在多選框中列出要索種類,在下拉框控件向氣候業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫發(fā)出“insertinto"命令來實中列出河南全省站點和18個地市(支持分單站或現(xiàn)要素記錄人庫,適用于第一次入庫新記錄的情況;分區(qū)域統(tǒng)計)。用戶選擇起止日期、查詢要求(最大更新人庫是利用ADO控件向氣候業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫發(fā)出值、最小值、平均值、滿足條件的記錄總數(shù)、排位),“update"命令來實現(xiàn)要素記錄人庫,適用于對已人程序生成SQL語句,向氣候業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫發(fā)出命令,庫記錄進行修改的情況。因為各個數(shù)據(jù)表建有唯-一氣候業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫返回查詢結(jié)果,在文本框中顯示查性約束條件,所以數(shù)據(jù)表中不會出現(xiàn)重復(fù)記錄。圖詢結(jié)果，并可以打印或保存。2為入庫界面。臺站信息:可以顯示的臺站信息包括臺站的名稱、站號、所屬地市、所屬區(qū)域、經(jīng)度、緯度、海拔高度,以及臺站氣候簡介等。在下拉框中列出河南省.回站點,用戶選擇站點,程序生成SQL語句,向氣候業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫發(fā)出命令,氣候業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫返回查詢結(jié)果,8年在表格中顯示查詢結(jié)果,并可以打印或保存。3小結(jié)(1)建立了高效、可靠的氣候業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，為大量的實時和歷史氣象數(shù)據(jù)提供了可靠的存儲保障,從而提高了氣候業(yè)務(wù)的實時服務(wù)能力,保障了氣圖2入庫界面象資料的一.致性,也方便了對氣象資料的管理和檢人庫監(jiān)控。在編輯框中顯示數(shù)據(jù)表的最新人庫則。河南省氣候業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)先后完成了全省所記錄日期、最老人庫日期、記錄總數(shù)等信息。用戶還有氣象臺站自建站以來逐日數(shù)據(jù)的人庫,完成了全可以選擇查詢某天逐站(或某站逐日)數(shù)據(jù)或者逐省1971年以來副高指數(shù)數(shù)據(jù)的入庫,完成了全省所日指數(shù)數(shù)據(jù),或者直接在編輯框中輸人SQL命令語有氣象臺站自建站以來逐月統(tǒng)計數(shù)據(jù)的人庫，截止句,程序讀取后利用ADO控件向氣候業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫發(fā)2011年3月累計入庫數(shù)據(jù)近500 MB。出SQL命令,以表格形式顯示返回的結(jié)果集。圖3(2)針對氣候業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)建立了靈活、穩(wěn)為入庫監(jiān)視界面。定的數(shù)據(jù)維護系統(tǒng)。保證數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)更新的及時性,提供對新增人庫數(shù)據(jù)的擴展性,可以對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)進行質(zhì)量檢測。(3)對于質(zhì)量檢測中記錄的可疑數(shù)據(jù),可以結(jié)概入牌記來日電113.合人工天氣報文記錄進行人工檢查后訂正。(4)氣候業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)建設(shè)是一項長期的基礎(chǔ)性業(yè)務(wù)工作。在下一步工作中,要繼續(xù)加強數(shù)據(jù)的積累;并根據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)工作的需要,陸續(xù)增加新的數(shù)據(jù)種類。目前,氣候業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫已應(yīng)用于“黃河礎(chǔ)流域短期氣候預(yù)測業(yè)務(wù)平臺”等多個業(yè)務(wù)系統(tǒng),提供后臺數(shù)據(jù)大聲圖3入庫 監(jiān)視界面中國煤化工2.2數(shù)據(jù)庫應(yīng)用參考文獻TYHCNMHG單站查詢:在下拉框中列出站點,在多選框中列[1]李樹巖,成林, 馬志紅,等.基于Web的河南省農(nóng)業(yè)氣象指標(biāo)查詢出要素種類,日期框中列出日期。利用ADO控件向系統(tǒng)[J].氣象與環(huán)境科學(xué),2010 ,3(2):90 -93.第3期張方等:河南省氣候業(yè) 務(wù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)9[2]張方,武鵬,霍銳,等.基于C/S結(jié)構(gòu)的氣象信息網(wǎng)絡(luò)綜合監(jiān)控系實現(xiàn)[J].海洋技術(shù),2010 ,29(1):95 - 100. .統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].氣象與環(huán)境科學(xué),2009 ,32(增刊) :279 -282.[6]何彬方,楊太明,王海軍，等.省級農(nóng)業(yè)氣象數(shù)據(jù)庫及管理系統(tǒng)的[3]王海龍,楊忠霞,陳朝輝.等.地市級氣象信息網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)建設(shè)計與實現(xiàn)[J].中國農(nóng)學(xué)通報,2009 ,25(24) :520 -524.設(shè)及應(yīng)用[J].氣象與環(huán)境科學(xué),2009 ,32(增刊):311 -314.[7]竇以文,屈玉貴,陶士偉,等.北京自動氣象站實時數(shù)據(jù)質(zhì)量控制[4]魯坦,喬春貴,李周,等.河南省氣象災(zāi)害預(yù)警信號制作查詢系統(tǒng)應(yīng)用[J].氣象,2008 ,34(8) :77-81.[J].氣象與環(huán)境科學(xué),2008 ,31(2):83 -84.[8]中國氣象局.地面氣象觀測規(guī)范[ M].北京:氣象出版社,2003.[5]張瑩,周智海,劉凌峰,等.海洋技術(shù)信息共享與服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計與Design and Implementation of Henan Provincial ClimateBusiness Database SystemZhang Fang'，Yu Qingxue2(1. Henan Provincial Climate Cenler ，Zhengzhou 450003，China;2. Henan Provincial Meteorological Bureau , Zhengzhou 450003, China)Abstract : Based on relational database management system, Henan provincial climate business data-base system was established. The daily data and monthly statistics and yearly statistics of all meteorologi-cal stations in Henan were stored in database. In visual development environment and using object orien-ted programming languages, the climate database application system was developed. The database systemfunctions of records for real-time appending ，information documents collection ，records modification, re-cords for querying and data quality control were implemented. Because the climate database system real-time service ability of climate business was improved, and the security and consistency of meteorologicaldata was ensured ，the information level of climate business was promoted.Key words : climate; database; Client/ Server中國煤化工MYHCNMHG