气象计量信息编码及数据格式研究与应用

为进一步规范计量标准设备内部传输的数据格式,使全国各省、市气象计量数据能以统一的编码格式在通信线路和网络上传输,实现有效衔接和共享,提出采用JSON编码格式,设计规定了气象计量信息数据总体编码格式要求及说明数据区,即气象计量数据格式由起始标识、授权标识码、信息大类、信息子类、数据区和结束标识组成,使气象计量信息数据能够以标准化形式采集、存储和传输,实现全国计量信息管理和统计分析,保证气象探测数据的准确、可靠。     

全球大气再分析实时资料前处理关键技术研制

针对全球实时气象数据,重点研制面向全球大气再分析的观测资料前处理关键技术,主要包括实现大量实时文件快速解析分类的数据分拣技术,实现多类气象观测要素并行解码的信息提取技术,满足同化数据格式需求和实现分级分类有效存储的自定义模板统一编码技术。关键技术已于2019年6月在国家气象信息中心业务应用,为我国第一代全球大气和陆面再分析业务提供着稳定的实时观测数据支撑。     

气象代码的应用现状及向表格驱动代码过渡的影响分析

对气象代码的组成、字符代码的特点及局限性、表格驱动代码的特点及优势进行了介绍,对我国气象代码的应用现状进行了分析,并介绍了世界气象组织由字符代码向表格驱动代码过渡计划的主要内容.向表格驱动代码过渡对我国各级气象部门现有观测系统、通信传输、数据处理及存储、数据使用等多个业务环节产生的影响进行了初步分析和探讨,并对我国表格驱动代码过渡应开展的工作提出了初步设想.     

基于NetCDF的国产新型气象雷达基数据通用编码试验

为归一化处理国产新型气象雷达数据存储格式,提高雷达数据共享与交换效率,兼容不同厂家不同型号雷达多样性数据格式的同时保留其内在的差异。基于NetCDF编码原理设计雷达基数据NetCDF存储模型,在Visual C++开发平台支持下,开展国产新型气象雷达格式编码和解码的试验。结果表明:1NetCDF编码方式可作为国产新型气象雷达基数据通用编码方式,在合理地利用不同厂家不同型号雷达数据格式内在差异的同时进行统一编码,有利于进行雷达数据的交换。2NetCDF格式编码雷达基数据,继承以雷达径向信息为基本结构的存放形式,面向存储单元本身(数组),通过编码维数、变量、属性和数据4个子域,构成自描述式的NC文件,用户可借助库函数实现"自动"解码。3NetCDF格式编码前后的雷达数据文件大小差异较小,差异幅度与原始数据文件大小无关。     

气象代码的应用现状及向表格驱动代码过渡的影响分析

对气象代码的组成、字符代码的特点及局限性、表格驱动代码的特点及优势进行了介绍, 对我国气象代码的应用现状进行了分析, 并介绍了世界气象组织由字符代码向表格驱动代码过渡计划的主要内容。向表格驱动代码过渡对我国各级气象部门现有观测系统、通信传输、数据处理及存储、数据使用等多个业务环节产生的影响进行了初步分析和探讨, 并对我国表格驱动代码过渡应开展的工作提出了初步设想。     

GRIB2介绍及解码初探

由于气象数据种类不断增多,对数量和质量的要求越来越高,而字符编码的局限性使得字符编码不能很好地满足这样的需求。WMO建议逐渐由字符编码向表格驱动码过渡。该文介绍了表格驱动码中的一种,即二进制格点加工数据(GRIB码)。首先介绍GRIB码的第1个版本(GRIB1)的编码格式,使用的模板技术及GRIB1目前在使用过程中的一些缺陷。然后着重分析了GRIB码的第2个版本(GRIB2)新的编码格式和特点,以及GRIB2在表示丰富的数据方面的优越性,最后对GRIB2解码过程中需要注意的一些问题进行了阐述。     

青藏高原地气系统气象科学数据集成和共享

观测资料匮乏是制约青藏高原地球科学问题深入研究的关键因素。中国气象局国家气象信息中心联合中国气象科学研究院、中国科学院青藏高原研究所和西北生态环境资源研究院对近几十年来我国青藏高原区域的地气系统的大气和陆面观测资料及相关分析产品进行了整合集成,获得了高原区域长年代、多要素的地气系统综合气象数据,研发了综合气象数据库及其数据共享平台。本文系统介绍了相关科学数据的观测及数据情况,包括中国气象局长期业务观测数据、历次青藏高原大气科学试验数据、中国科学院部分野外台站长期观测试验数据和一些科学研究项目的产出数据成果,描述了多种数据的标准化集成技术和成果,设计并发布了青藏高原地气系统多源信息共享平台,为研究和解决青藏高原地球科学问题提供宝贵的数据资源。     

新型地面业务操作系统常见问题及故障处理方法

通过天峻县气象局2017年5月份至今集成(BUFR)版ISOS试点运行和青海省55个台站正式运行的情况,对安装、运行中常见故障及处理方进行了分析归纳。结果表明,2017年9月1日完成了地面、高空、辐射、酸雨标准数据格式试点评估工作和在全国业务推广工作,这标志着初步完成了参照WMO和业界通用气象数据格式标准制定我国各类气象数据的标准化格式的总体目标,建立了国际互认的统一数据格式标准,解决了我国在气象数据和产品的实际生产和应用业务环节中产生并保持着数量繁多的自定义气象数据格式,气象数据格式不统一、不规范,上下游各应用系统衔接连动性薄弱等问题,推进了气象数据综合应用效益的发挥,建立了全业务流程统一。然而新软件的应用和完善需要一个过程,总结出青海省试点站和各国家站推广运行过程中出现的操作问题、各类故障现象及解决方法,以期能够为全国集成板软件的使用者提供一些帮助,更好地推动全国集成版软件的正常运行,2018年4月份能如期切换成BUFR。     

气象装备全寿命自动跟踪编码设计

介绍了气象装备需要编码的背景,编码设计原则。阐述了气象装备的分类规则和编码设计,并通过一个例子说明了编码的使用方式。设计的编码在实现唯一性标识的同时体现了气象业务特性的特点。编码设计中采用了含义编码、并置码、层次码顺序递增码等编码方法,区分了固定码和动态码,固定码规范了气象装备编码规则,动态码实现了气象装备的信息化动态管理。该设计方案可以对全国气象装备进行规范化和标准化管理,具有广泛的适用性和通用性。     

基于ZigBee协议地面气象观测原型站无线传输系统设计

为满足地面气象自动化实时监测需求,适应气象观测向集约化、标准化和智能化的方向发展,中国气象局气象探测中心在北京观象台建设了代表未来地面气象观测自动化发展的业务原型站,设计了基于ZigBee无线传输系统。该系统采用当今成熟稳定的电子测量、数据传输和控制技术,具有高可靠性、高准确性、易维护、易扩展等特点,支持地面气象数据对象字典协议格式,地面自动观测数据实时数据通过ZigBee无线传输模块发送到ZigBee协调器,地面综合观测业务软件(ISOS)通过综合集成硬件控制器完成观测数据采集,从而实现地面自动观测数据的质控和应用。     

利用HDF5数据格式构建气象预报业务平台数据库

气象预报业务平台是各级气象业务部门预报人员每天要进行操作的平台,其操作的效率和设计人性化程度直接影响着预报工作的效率和效果。针对目前气象预报业务平台数据库多采用Windows文件系统进行数据管理,存在的文件零碎、数目多、浏览速度缓慢等不足,分析了HDF5数据格式气象预报业务平台数据库构建方法,并将其运行性能和采用开源关系数据库FireBird格式数据库的运行性能进行了比较,结果表明：HDF5格式数据库能够将多种数据格式存储在一个文件中,具有良好的自我描述性和扩展性,方便用户使用和管理。而且,在运行效率上,对于单机模式和网络比较稳定的情况,HDF5格式数据库存储数据耗时比Firebird数据库节省约50％的时间;而在读取数据中,HDF5格式数据库耗时为Firebird数据库方式耗时的1／10;对于本地存储这种情况,HDF5格式数据库仅为Firebird数据库方式耗时的1／50。     

全国综合气象信息共享系统的设计与实现

为满足对海量气象数据管理和服务的需求,国家气象信息中心设计开发了全国综合气象信息共享系统 (CIMISS)。该文描述了系统基本设计思路、功能结构、基础平台体系结构、信息流程,阐述了系统为用户提供的基础数据使用环境。系统由数据收集与分发系统、数据加工处理系统、数据存储管理系统、数据共享服务系统、业务监控系统5个业务子系统组成,承担数据收集、加工处理、存储管理、共享服务和业务监控任务。系统设计和开发采用了一系列现代信息技术,包括基于消息和文件共享的平台内信息交换、气象数据标准化分类、数据处理作业调度和算法的动态扩展、元数据的设计和应用、公共配置信息管理、全流程业务监视和调度控制、面向服务的多维度数据存储策略、全局数据访问视图和统一访问接口设计等。该系统为我国国家级和省级气象业务提供了统一规范的气象数据使用环境。     

农业气象测报业务系统软件使用中的注意事项

正1引言由国家气象中心开发的软件"农业气象测报业务系统(AgMODOS)",自2010年1月1日起正式在全国范围内投入业务使用。农业气象测报业务系统由系统管理、农业气象测报数据编辑和农业气象测报数据应用服务三个主程序,以及帮助文档、系统参数文件、输入输出表单模板、数据库文件等组成。参数设置、观测簿的建立、观测数据录入和编辑、农业气象观测要素和旬(月)基本气象要素报文的生成、数据文件上传等,是目前该软件在吉林     

大城市气象服务信息系统数据存储体系框架设计与实现

海量气象数据的存储、管理以及信息服务的实现一直是气象信息处理中的关键问题。文章系统介绍了我国大城市气象服务信息系统技术框架中气象数据种类和数据格式、数据结构和数据存储体系以及各主要数据类型的管理和存取方式。     

面向CIPAS3.0的气候数据环境设计与实现

本文针对气候监测预测分析系统（CIPAS3.0）数据环境的系统架构、总体设计，提出系统实现的若干关键技术并进行深入分析。CIPAS3.0作为国家气候中心面向气候监测、预测、诊断业务的核心业务系统，其数据支撑环境已全面融入气象大数据云平台“天擎”，针对不同存储格式的数据源，建立了以GBASE和PostgreSQL底层存储架构为基础的气候专题数据库，采用基于配置文件的可插拔数据加工处理框架，并提供了具有数算一体能力的数据访问接口。CIPAS数据环境设计采用OBS（Object Storage Service）对象存储进行产品的管理，同时针对数据产品完整性和分布式集群管理建立了全流程的监控系统，实现了数据从采集、入库、存储、加工处理、访问、监控等各环节的支撑作用。目前，CIPAS3.0数据环境已投入业务使用，其建设成果在国家级业务单位和试点省份的试用显示出其在支撑业务应用能力与发展前景方面具备较好的基础。     

奥运短时临近预报实时数据处理

详细分析了目前短时临近预报系统对自动气象站数据质量控制、探测数据更新频率、组网雷达时间同步观测与基数据实时传输、探测数据的实时传输技术、基于目录监控的数据监控与分发机制、基于开源的软件开发、数据格式等方面的需求.在此基础上,建立了北京奥运短时临近预报数据快速收集处理系统并已经投入业务运行,该系统实现了探测数据的实时传输、组网雷达时间同步观测和基数据实时传输、基于消息驱动的数据实时监控和分发、探测数据格式规范化等功能,基本满足北京2008年奥运短时临近预报系统的数据预处理业务需求.     

宁夏智能化综合气象业务服务共享管理平台设计与实现

文章按照标准化、集约化、智能化的理念,基于云端部署技术,提出了宁夏智能化综合气象业务服务共享管理平台的设计思路和总体架构,建设了宁夏气象基础数据库、业务产品库、服务产品库,构建了业务产品自动化生成系统、服务产品智能化制作系统、服务信息智慧型发布系统和信息共享与管理系统。通过数据存储、数据服务接口、数据资源管理、数据加工流程的标准化,设计了以标准化体系为基础的集约化数据环境。通过数据环境集约和业务系统集约,设计了以数据驱动为特征的集约化产品加工系统,形成统一的数据加工流水线。突出智能化要求,设计了以智能化为目标的数据分析算法和智能化系统运行控制,并在业务产品自动化生成、服务产品智能化制作、服务信息智慧型发布方面进行了探索。平台设计理念先进,技术前沿,流程简洁,功能完备,运行高效,充分体现了数据资源标准化、业务系统集约化和计算运行智能化的要求,平台的开发建设将极大地推进宁夏气象现代化进程,对于发展智慧气象具有重要的参考价值。     

DZZ2自动站常见故障及排除

自动气象站是一种能够自动进行数据采集、处理、存储和传输的气象观测设备,它的广泛应用极大地提高了气象观测的密度和精度,改善了观测质量,实现了观测设备和观测技术的标准化,减轻了观测人员的劳动强度。山西省曲沃县气象局七要素自动站采用天津气象仪器厂生产的DZZ2型自动站,于2006年12月25日安装完成,从2010年1月1日开始单轨业务运行。使用几年来,     

通用气象数据格式转换工具METPAD设计与实现

气象数据是现代天气预报和气候预测业务的重要基础支撑，种类众多格式复杂，针对气象数据应用研究中缺乏便捷通用的格式转换处理工具的问题，设计开发了一种通用气象数据格式转换工具，采用Python开发算法工厂并调用第三方气象数据处理库集成实现气象数据的解读分析和格式转换，支持多种主要气象数据的处理，面向应用场景，提供命令行和可视化应用终端。该工具已在北京高性能计算机应用中心网站发布，并在数值预报模式中试支撑环境中部署应用。     

地面气象测报数据文件质量控制的处理技术

以广东省地面气象测报技能竞赛中计算机综合处理科目为实例,通过使用地面测报业务软件中的格式审核、文件维护功能,对A、J数据文件进行维护、数据格式检查、记录相关性审核,并结合人工,对云、能见度、天气现象等观测要素之间合理性的审核,剖析数据文件出现的可疑、缺测及错误原因,形成较为完整、系统的A、J文件对疑误信息处理、备注信息处理的审核方法。