大连市地面历史气象数据库的设计与共享

高磊+邹琤+曹旭+张悦

摘要 本文从设计思路、数据整理、数据库结构、数据库共享等方面介绍了大连地区地面历史气象数据库的建立方法，实现了历史地面气象资料的在线检索，填补了大连地区缺少本地数据库的空白，为气象业务和科研提供了强有力的数据支撑，使气象信息得到了充分利用。

关键词 历史气象数据；数据库；设计；数据共享；辽宁大连

中图分类号 P409；P413 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）22-0188-02

气象观测资料是认识和预测天气变化、探索气候演变规律、提供气象服务的基础。随着现代科技的快速发展，气象探测手段日益丰富，探测精度不断提高，数据积累越来越多。在大数据时代下，如何管理、使用气象探测数据是提高气象服务能力的关键。因此，建立历史地面气象资料库具有重要的现实意义[1]。

近年来，在标准化、规范化的原则下，气象数据的管理以及气象数据系统建设均取得了不少成果。牟艳彬等[2]建设新一代民航气象数据库，实现了资料的有效存储和快速检索。华韵子等[3]研究并实现了长江三角洲气象数据实时共享。高 峰等[4]利用元数据灵活性、可维护性的特点，将元数据技术应用到MDSS实时气象数据库系统建设中的。华连生等[5]开发了基于Oracle数据库的存储系统，并采用元数据技术对气象数据进行管理。

目前，大连地区有9个国家级业务气象站，最早建于1951年，地面气象观测数据多以文件形式进行保存且资料格式种类较多，给资料查询和统计带来诸多不便。因此，通过把这些资料入库，可以方便地对地面气象观测资料进行查询和统计。同时，本文基于地市级气象部门气象现代化建设与公共服务需求，针对气象资料在存储与应用中存在的资料格式多样、使用不便等问题，通过设计数据库、编写入库程序、采用B/S体系结构，实现了历史地面气象资料的入库和数据库的共享，并建立完整的业务流程，以保障数据的有效性和真实性。

1 数据库设计思路

数据库的设计要遵循数据库表格要素的有效实用原则，选用先进、成熟的技术，并提高系统的扩充能力和可靠性。根据地面资料信息化标准模式，2004年以前，大连地区气象站存储的文件有A0、A1、A6、A7；2004年以后，存储的文件为A文件，A文件实际上为A0、A1、A6、A7的结合体。所有的A类文件都包含了19类气象要素。数据入库之前，要对原始文件进行数据拆分，按类别存储为txt文件，然后利用C++编程语言，将原始数据按照类别录入Oracle数据库表中，建成原始数据库。在原始数据库的基础上，开发二级统计数据库。

2 数据整理

地面数据库的设计与实现是为了向各级台站和业务部门提供气象资料服务。大连地区地面历史数据存储文件为A文件，入库的A文件分为5个种类，方式位各异，特殊规定繁多，若数据原样录入，用户直接使用难度较大。数据入库之前，需要对A类文件按要素种类进行拆分，对特殊字符进行翻译，使入库的数据成为能让业务人员直接使用的模式。以风要素为例，阐述数据拆分流程，见表1～2。

用C#语言编写程序，从A文件中提取风要素，编程如下：

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

{Console.WriteLine（filename）；}

程序将气象站逐月的风要素全部提取出来，形成txt文件，为入库做好准备。其他要素同理。

3 数据库结构

数据库的建设是数据WEB发布及在线浏览的重要基础，其数据检索方式具有很强的伸缩性，要能满足气象信息资料检索者的需求。历史地面气象资料共享数据库的建立要遵循有关的标准和规定。历史地面气象资料数据库采用Oracle数据库管理系统，针对地面气象数据的特点，设计了基础数据库和统计数据库，建立了准实时追加自动化业务流程，实现了测站地面气象资料的自动追加。

3.1 基础数据库

按照气象观测要素的类别和项目，设计3个数据表，分别为观测定时值（表3）、观测极值及观测日值（表4）、天气现象（表5）。观测定时值有27个要素，观测极值及观测日值有50个要素，天气现象有7个要素。

3.2 统计数据库

以原始数据库为基础，设计了统计数据库，分别为候值、旬值、月值、年值表。统计项目根据相关业务规定和实际业务需求，设计了近500项。以温度要素为例，列举相关统计项目（表6）。

4 数据库共享

为满足当前数据服务的需求，充分利用计算机网络和数据库等技术，依托市、县气象宽带网络，通过数据库贡献管理和完整的业务流程，实现对地面气象资料的统一控制和管理、数据共享，提高资料的检索和应用效率[6-7]。

地面历史数据库是面向不同需求的用户，其组织方式直接影响到气候资料数据服务的实效。因此，针对不同用户对气候资料数据存储管理方式的需求，提供了数据浏览和下载2种方式。用户可以根据需求，使用SELECT语句，检索气象站气象要素统计值，并下载Excel文件[8]。

5 结语

气象信息入库工作使气象信息更加公众化、标准化，有利于气象信息的管理、提高信息的利用率，历史气象基本信息资料量大、要素繁多，数据库建设工程量浩大。大连地区地面历史气象数据库的建立，实现了历史地面气象资料的在线检索，填补了大连地区缺少本地数据库的空白，为气象業务和科研提供了强有力的数据支撑，使气象信息得到了充分的利用。

6 参考文献

[1] 李集明，王国复.气象数据库系统总体设计综述[C]//国家气象信息中心2006年科技年会论文集.北京：国家气象信息中心，2007.

[2] 牟艳彬，郑文峰.新一代民航气象数据库管理系统设计实现[D].成都：电子科技大学，2010.

[3] 华韵子，邵玲玲，林红.长江三角洲气象数据实时共享技术研究与实现[J].气象科技，2014，42（2）：261-265.

[4] 高峰，赵芳.元数据技术在MDSS实时气象数据库系统建设中的应用[J].气象科技，2006，34（增刊1）：22-26.

[5] 华连生，丁宪生，吕刚.基于Oracle的气象数据共享系统[J].计算机应用，2010，30（增刊1）：162-164.

[6] 韩笑，王力，王吉滨，等.一种地市级气象数据库的设计与应用[J].气象科技，2015，43（6）：1053-1059.

[7] 张淑萍.地市级气象数据库的设计与实现[J].农业网络信息，2009（8）：73-75.

[8] 于平，李汉彬，段海花，等.市级自动气象站数据库显示系统的设计与实现[J].广东气象，2008，30（6）：57-58.endprint