牧业气象监测数据库管理系统设计与开发

牧业气象监测数据库管理系统设计与开发（共12篇）

篇1：牧业气象监测数据库管理系统设计与开发

牧业气象监测数据库管理系统设计与开发

本文介绍了基于B/S结构的`牧业气象监测数据库管理系统设计思路、体系结构与工作原理、功能模块、程序设计、系统特点及应用.该系统采用了分布式处理模式,以Web服务趋端ASP程序作为系统的数据处理和控制核心,用后台数据库Microsoft SQL Server 存放牧业气象监测数据,由程序自动生成网页,通过Internet浏览查询打印牧业气象监测数据信息的网站.

作 者：郭立志 作者单位：锡林郭勒盟气象局业务管理科,内蒙古,锡林浩特,026000刊 名：内蒙古科技与经济英文刊名：INNER MONGOLIA SCIENCE TECHNOLOGY & ECONOMY年，卷(期)：”“(21)分类号：X84 TP393关键词：牧业气象 监测数据库 管理系统 网站

篇2：牧业气象监测数据库管理系统设计与开发

气象监测数据的时空特征分析与建模

尝试对美国爱荷华州东部66个气象观测站1951～的月均最低气温数据进行时空特征分析和建模,将时空数据分解为时空趋势和时空残差两部分,使用非线性时间序列模型模拟气温的时空趋势,分析模型参数和残差的时空特征,探索时空数据建模方法.案例研究表明研究区域内所有站点的`时间序列特征较一致,可采用一个趋势性和周期性模型表达、同时残差部分具有一定的时空自相关特征,建议开发一个简单方法进行时空数据插值.

作 者：刘晓晓 孔云峰 LIU Xiaoxiao KONG Yunfeng  作者单位：河南大学环境与规划学院,中澳地理信息分析与应用研究所,河南,开封,475004 刊 名：地理空间信息 英文刊名：GEOSPATIAL INFORMATION 年，卷(期)： 7(4) 分类号：P208 关键词：空气温度   时空数据   时空趋势   自相关分析  

篇3：牧业气象监测数据库管理系统设计与开发

关键词：气象监测数据,集中管理,软件

1 引言

随着贵州省气象观测系统的飞速发展, 山洪地质灾害、非工程措施等项目中单雨量、六要素区域站的建设铺开, 不同的厂家设备、软件架构、数据库结构、操作系统等造成现有业务平台上同时运行多套气象数据采集、上报及查询的区域站系统, 随之带来的传输维护节点过多、数据整体建设缺乏集约化、数据零散、整合复杂等问题, 原有的数据服务方式已越来越难以满足业务系统的需求。因此, 建立一套系统完善、运行高效和管理方便的气象数据管理系统, 探索区域站元数据的整合和业务服务平台的统一, 探索省内大量观测系统数据管理与存储的方式并通过管理系统规范整体业务流程, 对当前气象信息管理工作来讲是非常必要和迫切的。

省气象局现有多个气象数据自动站采集、上报和查询的业务系统, 通过信息网络, 汇总全省的上千个的气象数据自动采集点的监测气象信息, 存入数据库中, 同时上报国家局和提供全省相关业务部门检索查询。由于较多用户的查询对系统数据库访问压力大, 不能有效的满足业务需求, 通过安装配置相应的查询站数据库服务器, 对汇总的采集数据进行分发入库到查询站服务器系统中, 提供全省相关业务部门检索查询, 原系统数据库只保证气象数据采集、上报的正常工作。

对查询站的气象数据分发采用网络目录共享方式, 复制中心站采集数据文件到查询站服务器的采集入库目录中。该分发系统只支持2个查询站点的数据分发, 并且当网络连接出现故障, 就不能及时复制中心站采集数据文件到查询站服务器中, 当中心站已导入了上传的采集数据文件, 会立即删除该数据文件, 就会出现分发数据复制丢失数据文件的问题。

资助项目:贵州省气象局气象科技开发研究基金黔气科发KF[2012]05号;贵州省气象局业务发展重大科技专项ZD[2015]01号

自动站采集集中的气象数据没有系统的管理, 不能按地区提供所需的气象数据, 随着气象监测自动站及相关系统的上线, 现有的气象数据管理方式已不能满足气象预报工作的要求。

及时有效的气象监测数据是气象预报的基础保障, 系统、高效地对气象监测数据进行管理维护是气象信息化管理的需求, 因此, 本项目的目的是:采用成熟的计算机网络和数据库技术, 开发设计一套系统完善、运行高效和管理方便的气象数据管理软件系统, 涉及气象数据从采集、汇总、上报、分类、归档、查询及运行监控等方面, 满足气象预报对气象监测数据系统管理的要求。

2 采用的技术和方法

采用全新的业务系统架构, 建立一个全新的气象数据集中管理服务器 (Windows Server操作系统+SQL数据库系统+FTP服务+HTTP服务) 。其优势如下:

*采用FTP服务方式接收中心站上传和查询站下载的气象数据文件。FTP是一个稳定可靠的网络数据传输协议, 可以有效的进行气象数据文件的采集集中和分发;

*采用MS SQL Server数据库存储管理本系统的配置参数, 可以集中管理维护系统运行配置参数, 统一管理在采集中心站、查询站和数据集中管理服务器上相关系统软件的运行配置;

*采用系统运行状态守护监测进程, 实时监测采集中心站、查询站和集中管理服务器上相关业务程序的运行状态, 保障业务程序的正常运行;

*采用WEB方式显示业务系统各个站点的运行状态监测结果, 及时发现和处理异常站点的状况;

数据库设计如下:

参数类型:系统、采集、集中、查询

系统参数:管理员口令、FTP服务器IP、FTP用户名、FTP用户口令

采集参数:分类汇总时间段

集中参数:FTP根目录、数据归档根目录

查询参数:下载间隔时间

3 项目介绍

3.1 网络拓扑

中心站安装配置3个系统程序:系统运行守护程序、实时复制程序及分类汇总上传程序。系统运行守护程序实时监控实时复制程序和分类汇总上传程序的运行状态;实时复制程序及时把中心站采集入库目录中的气象数据文件复制到FTP上传目录中;分类汇总上传程序定时分析FTP上传目录中的气象数据文件内容, 按地区代码分类形成地区分类数据文件, 并把原气象数据文件及分类文件上传到集中管理服务器FTP相应目录中。

集中管理服务器安装配置2个系统程序:系统运行守护程序和集中管理分发程序。系统运行守护程序实时监控集中管理分发程序的运行状态;集中管理分发程序定时检测FTP上传目录中的气象数据文件, 按查询站点定义分发复制到相应的查询下载FTP目录中, 另外, 定时把过期的气象数据文件打包压缩归档到备份目录中。

查询站安装配置2个系统程序:系统运行守护程序和查询下载程序。系统运行守护程序实时监控查询下载程序的运行状态;查询下载程序按查询站点定义从集中管理服务器的FTP相应目录中下载气象数据文件到本地系统中。

3.2 项目试验环境分析

本气象数据管理系统基本测试环境可以由一个集中管理服务器系统、一个数据采集中心站系统和一个查询站服务器系统组成。

在VMWare v Sphere虚拟化平台中, 创建一个基于Windows Server 2003系统的虚拟机, 作为本项目测试的集中管理服务器。安装配置MS SQL Server数据库、FTP服务和IIS服务, 并配置一个40G的虚拟磁盘作为气象数据集中存储的存储空间, 安装运行系统守护进程和集中管理程序。

克隆一个在VMWare v Sphere虚拟化平台中的气象监测信息查询服务虚拟机, 作为本项目测试的查询站服务器, 安装运行系统守护进程和查询下载程序。

把一台基于物理PC机的气象数据采集中心站, 作为本项目测试的数据复制、分类及上传中心站, 安装运行系统守护进程、实时复制程序和分类上传程序。

3.3 项目企业场景扩展

本项目系统软件主要是针对气象数据的自动采集复制、内容分类、集中上传管理和自动分发下载。由此延伸:

*满足今后气象自动监测站系统 (不同厂家, 只需符合国家对气象监测数据格式要求) 的动态增减;

*可以把数据实时复制程序配置为文件系统自动同步软件, 按配置定义, 自动同步源目录中的文件到多个目标目录中的文件系统实时复制;

*把集中管理和分发下载配置为网络文件自动分发软件, 基于数据库管理集中配置, 自动把FTP文件服务器中数据文件分发到各个客户端系统中;

3.4 网络评估

本项目系统软件采用FTP进行网络数据传输, 并且都是较小的数据文件, 对网络带宽不会造成较大的占用, 实际测试不超过10Mb/s的网络带宽占用, 因此, 不会影响其他业务系统的正常网络通信。

3.5 服务器方案设计

本项目需要一个集中管理服务器系统, 提供FTP服务和数据库服务, 建议配置2核CPU和4GB内存;还需要一个足够大的存储空间来存放集中的气象数据文件, 测试时, 一个中心站一天产生300MB左右的数据, 经压缩后大概有40MB, 实际使用建议配置1TB的存储空间。推荐以VMWare虚拟机的方式安装配置该服务器。

3.6 功能介绍

本项目是一个与生产环境实时关联的系统, 对系统软件本身的实效性、稳定性和容错性要求较高, 因此, 检验本项目软件系统最好的方法, 就是在一个与真实环境相近的测试平台上长时间运行本系统软件, 达到本项目软件系统的功能、性能要求, 具体功能如下。

系统运行守护程序:

*在中心站上, 监控实时复制程序和分类汇总上传程序的运行情况;在集中管理服务器上, 监控集中管理分发程序的运行状态情况;在查询服务器上, 监控查询下载程序的运行情况。当发现监控的程序被关闭时, 守护程序会自动启动相应的程序;

*守护程序每隔10秒钟, 检索查询一次系统SQL数据库中的站点运行状态表, 检测分类汇总上传程序、集中管理分发程序和查询下载程序的运行状态。如果发现运行状态异常, 将会重启相应系统程序;

实时复制程序:

*定义气象数据文件的采集目录和上传目录;

*监测中心站的气象数据文件采集目录, 及时复制该目录中的气象数据文件到FTP上传目录中;

*如果发生网络问题使得FTP无法上传时, 当上传目录中的文件数超过500个后, 实时复制软件将在上传目录下创建当前日期的目录 (如:20121008) , 并把后续中心站采集的气象数据文件复制到该目录中, 以免出现上传目录中未处理文件数量过多的情况;

*复制数据文件时, 在原数据文件名中附加中心站机器编号, 以避免与其它中心站的气象数据文件重名;

分类汇总上传程序:

*每次程序启动, 从系统配置数据库中获取系统配置参数信息, 并把上传目录及分类文件目录中未上传的数据文件, 上传到集中管理服务器FTP缓存目录下的相应目录中;

*通过系统参数中气象数据文件名关键字的定义, 排除含有定义关键字的非标准数据文件 (不做处理) ;

*分析气象数据文件内容, 创建地区分类的气象数据汇总文件, 按定义的时间段收集汇总, 考虑气象数据的时效性和数据文件数量的平衡关系, 建议设置为2分钟, 实际测试, 从数据采集中心站到查询客户端最小时间不大于30秒钟。并按标准格式和地区编号定义相应的分类气象数据文件名;

*把气象数据文件及地区分类数据文件上传到集中管理服务器FTP缓存目录下的相应目录中 (ALL及地区FTP目录) ;

*每天晚上12点, 结束所有打开的地区分类文件, 并把所有上传目录下的气象数据文件及分类数据文件上传到FTP服务器中;

*定时 (20秒钟) 更新系统监控表中对应的站点记录 (本次上传文件数、当天累计上传文件数、本次运行时间) ;

集中管理分发程序:

*管理系统用户口令更改, 定义系统FTP根目录及归档根目录, 定义系统运行参数;

*管理维护查询站点信息 (编号、查询站IP、分发源FTP目录名, 下载FTP目录名) ;

*管理维护地区分类信息 (编号、地区代码、FTP目录名、说明) , 并可导出生成相应的Excel文件;

*实时监测系统各站点运行的状态, 如果发现站点上次状态更新时间已超过5分钟, 把该站点状态置为异常;

*定时分发复制数据文件, 按查询站点配置信息, 从FTP上传缓存相应目录中复制到定义的查询目录中, 再归档到FTP当前日期目录下相应目录中;

*每天晚上12点, 打包压缩指定天数前的FTP目录中的气象数据文件, 并归档到归档目录下相应月份目录中;

*定时 (20秒钟) 更新系统监控表中对应的站点记录 (本次复制文件数、当天累计复制文件数、本次运行时间) ;

查询下载程序:

*定义查询站服务器数据入库目录;

*定时从集中管理服务器下载气象数据文件到本地数据缓冲目录 (数据入库目录下的临时目录) 中;

*定时把数据缓冲目录中的气象数据文件移动到数据入库目录中, 保持数据入库目录中的文件数不超过20;

*定时 (20秒钟) 更新系统监控表中对应的站点记录 (本次下载文件数、当天累计下载文件数、本次运行时间) 。

4 结论

气象监测数据集中管理系统实现了从采集、汇总、上报、分类、归档、查询到运行监控的管理, 能满足气象预报员和相关人员对气象监测数据系统管理的要求, 是一套系统完善、运行高效和管理方便的气象数据管理软件系统。

参考文献

[1]李长礼, 包宏.基于异构开发体系的中间件平台[J].微计算机信息.2006 (12)

[2]乐宁.中国移动:推进“新跨越”, 打造One CM[J].通信世界.2006 (03)

[3]张学军.XML及其技术应用[J].现代情报.2005 (08)

[4]陈海广, 李磊.IBM MQSeries分析[J].计算机应用.1998 (07)

篇4：牧业气象监测数据库管理系统设计与开发

关键词：数据库；监测数据管理；设计以及开发

中图分类号：TP311.52

随着网络不断普及，我国环境监测部门累积了各级部门数据，已经储备了大量的监测数据。虽然这些数据量比较充足，但是监测数据的管理工作依旧停留在表面，只是进行简单的手工交互处理以及单机处理，这些数据无法被整合在一起，数据总是属于分散状态。另外，数据审核主要是靠手工进行核实。这些原因导致数据在运行中，数据无法得到高效运行、数据有序化程度比较低，最终导致信息在进行开发时，滞后性非常明显。从发展现状上看，各级信息收集部门要自备一套完整的信息处理方案，该方案可以实现整合网络化、可以实现业务信息处理。该方案适应环境监测数据管理需求，可以保障网络技术在高度发展环境下实现管理需求，从而不断提高环境监测质量，综合分析能力也得到提升。

1 系统设计实施

1.1 开发平台

该系统使用的是微软公司NET作为技术开发平台，系统使用的开发语言是VB语言、NET语言以及ASP语言，这是系统最常使用语言。有的WebGIS部分不采用语言进行编程，它使用的是MAPX技术以及MAPINFO家族技术，这两项技术同语言编程一样重要。该系统主体使用的是B/S构建，该构建能够保障系统正常运行。其中录入使用的构建是C/S结构，该结构保障系统正常运行，提升运行效率。

1.2 服务器端与客户端进行互换

系统使用了B/S架构之后，主要利用WebService就可以实现简化作用，该简化主要体现在服务器端以及客户端之间的交换。众所周知，WebService在网络运行中，它可以发挥出调用的作用，满足客户端调用需求。只要进行客户端调式，WebService就会在服务器中运行，运行中处理各种问题，收集各个服务端的数据，将最终的结果返回到调试区域内，用户只要进行互换便可以实现服务器端以及客户端高效互动。系统在进行数据访问时，使用的是ADO.NET技术，该技术能够保障系统运行速率，能够实现数据缓存。在系统中，该技术被称为ADO.NET数据缓存技术，这主要参照了该系统功能来定义。技术保障数据在数据库中实现交互，交互成功的数据在放置内存中。在后期系统会根据这些数据的归类，会使用到这些数据。数据被使用，在系统运行时，交互速度明显提升，保障系统运行效率。

2 主要功能模块

2.1 进行监测数据录入

C/S结构类型的数据，该结构能够为数据提供清空数据库，也是人们熟悉的数据初始化处理。可以在该结构中进行校验设置、数据导出、数据录入等等工作。另外，还可以进行数据查询修改以及时间设置等等功能。这些功能实现，主要为了各级数据查询修改每个月能够获取检测数据，能够高效的使用这些数据。数据通过该方式处理之后，例行监测数据得到规范化运行。这些数据利用效率明显提升，可以其余的数据还可以直接导入网络版本系统中，提供给环境监测平台使用。该系统的功能模块主要有数据分析、数据管理、数据录入、数据输出以及自动监测数据管理等等模块，这些模块在运行中相互促进，相互推动系统高效发展。随着网络技术不断发展，该功能模块还延伸到系统设置、定点数据分析以及WebGIS数据查询等等功能，功能不断增强，系统运行水平不断提升。

2.2 例行监测数据导入

该系统可以提供两种数据导入格式，第一种是ACCESS格式，第二种是DBF格式，这两种形式借助数据导入工具进行传输。那些不符合要求的数据，重复的数据以及校对不能通过的数据在该系统中全被拒绝在外，无法导入系统内部，如果强制性被导入，会有错误提示。用户在该系统中，可以自行制定校对规则，该校对规则主要包含监测项目是否完整校对、监测点位是否完整校对、监测值是否在规定范围内等等，这些设置值用户可以完全自行进行设置。根据工作需求，根据系统运行规律进行设置，该设置内容完全符合系统运行需求。操作人员如果有需要对数据进行查询，或者是将对数据结果进行分析，可以在EXCEL中进行编辑，便可以实现。另外，系统还向用户提供特殊的导入工具，该工具能够过滤不符合需求的数据，保障导出功能能高效率运行。

2.3 例行监测数据管理

监测数据管理主要有两种形式，第一种是监测数据管理，另一种是基础数据管理。基础数据管理包含诸多内容，最主要的有时间转换基础代码、数据增加、数据修改以及按点位属性数据等等，它包含的数据类型比较复杂，这些数据在运行时，需要细分出数据间的关联点，才能保障这些数据存储安全性。另外，监测数据管理，它主要包含高级查询、简单查询以及按照点位属性数据，这些数据查询方式都比较简单，而且数据类型也比较简单。

2.4 例行监测数据分析

这些被收录的数据要进行分析，分析的最终结果要绘制成报告以及图表，这样人们在查看数据的时候才更直观和清晰。环境监测部门重视数据分析工作，该工作成为环境监测部门工作的核心。该分析模块主要是对入海河口、地下淡水、江河水源、近岸海域、空气质量以及噪声进行监控分析。数据分析模式主要包含宏观以及微观两大模式，微观的分析模式是人们熟悉的污染物分析，在进行污染物分分析时，主要得出超标率、水质类型、数值以及平均值等等，这是微观分析主要内容。因对应的宏观分析，它要对个站点进行分析，从监控点中收集数据，然后进行综合分析。分析的结果能准确的反映出环境情况，环境情况主要由空气污染级别、综合污染指数、大气污染指数以及水质污染指数等等。宏观和微观数据分析方式，可以将这些收集到的数据进行详细分析，将最终的结果用图表的形式展现，方便人们查看。数据分析时，用户可以根据污染物类型，选择合适的评价标准。对污染物地点、点位集以及地区等等，在进行设置时，应该基于标准体系要求下，这样才能保障数据分析得准确、科学。webGIS数据查询分析，该数据可以通过视图类型，将图景进行缩放，也可以进行移动。人们还可以根据需要将属性数据以及地图数据进行互换查询，在地图中便可以实现各种数控分析，分析效率高，保障分析精准度。随着社会不断发展，网络技术快速发展，它方面了人们生活，提高人们工作质量。数据管理平台在该技术下，得到完善和发展。各个部门拥有了监测数据管理平台之后，工作效率和质量快速提升。科技推动社会进步，科技发展社会，该平台方面各级部门开张工作。

3 结束语

该数据平台借助NET平台开发，使用人们熟悉的B/S架构，再借助NETRemoting技术以及MAPX技术，对网络运行中常出现的问题进行分析，WebGIS技术推广使用。环保部门利用该技术便可轻松的获取管理监测数据，而且该数据在新平台上，得到高效运行。为日后软件系统开发应用提供了发展平台，该平台符合信息技术发展需求，保障系统快速运行。

参考文献：

[1]柯跃前，黄江福.基于ZigBee模块的海洋网箱养殖环境监测数据传输系统设计[J].渔业现代化，2012，5.

[2]李晶，刘颖.浅谈实验室CMA计量认证技术在环境监测数据处理中的应用[J].中国科技博览，2012，33.

[3]徐健，郑业鲁.农田环境监测数据可视化系统的设计与实现[J].农业网络信息，2013，2.

[4]范洪艳.环境监测数据的质量保证措施浅析[J].黑龙江科技信息，2013，7.

篇5：牧业气象监测数据库管理系统设计与开发

环境监测业务管理系统的设计与开发

以郑州市环境监测中心站监测业务流程为例,从技术路线、系统结构设计、系统功能分析和技术实现等方面分析并介绍了环境监测业务管理系统的特点和开发时需解决的技术问题.探讨了建立基于B/S结构、J2EE技术架构、创新的`组件装配方式、Oracle9i数据库、中间件和多层体系结构等多项先进技术进行系统实现的设计方案.

作 者：作者单位：刊 名：中国环境监测 ISTIC PKU英文刊名：ENVIRONMENTAL MONITORING IN CHINA年，卷(期)：21(5)分类号：X84关键词：环境监测 业务管理系统 B/S结构 J2EE技术架构

篇6：牧业气象监测数据库管理系统设计与开发

电厂的燃煤制粉系统——磨煤机是一种典型的燃料粉碎系统。自然状态下化学性质相当稳定的块状煤炭经过研磨并与空气混合之后，就形成一种氧化剂(空气中的氧气)与还原剂(煤粉中的炭)的混合体——煤粉流。为了提高燃料的使用效率，技术人员总是在不断尝试着将煤粉研磨得尽可能细小。目前的加工水平已经将煤粉直径减小到微米以下。

这样就大大提高了煤粉流中氧化剂与还原剂的接触面积，使之转变为一种对明火极其敏感的易燃易爆性混合体。在这种情况下，一旦煤粉流接触到明火或者磨煤机的某一局部温度升高到煤粉的燃点以上，制粉系统中最常见的现象——闪爆就发生了。轻者将造成设备破坏、生产过程中断;重者将有可能造成机毁人亡的严重事故。

早期的磨煤机保护系统都是利用温度传感器来发出警报，而这样的系统需要布置的监测点太多、可靠性差且误报率大反应慢。所以早期的磨煤机系统难以达到对机组各方面的协调需求。故欲设计与开发一款磨煤机防爆监测系统。该新系统通过分析磨煤机中CO的浓度，提前预警可能的爆炸事故发生，从而保证磨煤机的安全。系统有PLC控制，自成一个独立的小系统。是火电厂、储煤场生产过程工艺监控、安全生产和环境保护的有效手段。设计方案

本磨煤机防爆监测系统的项目针对于上述不足，旨在以分析实时监测的磨煤机中CO的浓度数据为基础，在符合国家标准的前提下，建立一套综合考虑安全性、经济性及环保性的评价体系以此来指导防爆预警监测系统驱动研究，从而设计与开发一款符合生产需求的磨煤机防爆监测系统，系统设计流程如图1所示：

2.1 设计监测程控原理

本设计主要采用PLC程序控制，并以探头辅助分析磨煤机中CO浓度来进行监测预警。该程序遵循串行工作方式，每次执行一个操作逐步执行。

(1)按下开关sb1，触点0.01闭合并自锁，常开触点10.00闭合;(2)达到一级预警时，开关sb2闭合，触点0.02闭合并自锁，常开触点10.01闭合，黄灯亮;(3)达到二级预警时，开关sb3闭合，触点0.03闭合并自锁，触点10.02常闭开关断开，黄灯灭，红灯亮，并反吹氮气;(4)达到三级预警时，开关sb4闭合，触点0.04闭合并自锁，触点10.03常闭触点断开红灯灭，并关闭反吹装置，同时关闭主程序。

2.2 PLC实现的主要功能

首先，智能化监控，根据设计可分为三级预警：(1)当达到一级预警时黄灯亮;(2)达到二级预警时黄灯亮;(3)达到三级预警时自动断开主回路;从而实现智能化监测预警的目的。软件系统开发

在磨煤机防爆监测系统中，需要进行大量的实时数据采集和可视化显示，经过软件处理后形成的曲线比原始数据更能给人直观的印象。该软件在Windows操作系统下以C++ Builder为开发平台，应用于磨煤机防爆监测系统中的实时数据绘图。C++ Builder是一种面向对象的可视化应用程序开发工具，开发环境轻松快捷，界面友好，方便实现。

兼容WinXp/7/8/Vista等主流操作系统。此外，使用HTML开发人性化使用界面，对软件构成以及系统原理进行说明。启动软件后，操作人员只需点击开始测试，软件便可以自动获取实际数据，并同时绘出曲线，直观的反馈给操作人员。界面友好，操作简单。

3.1 设计运行架构

设计运行架构如图2所示，软件操作界面可以提供一个实时观测数据和监测预警的人机交互界面。主要分为两大部分：人性化服务界面。用户可进行注册、登录，并了解系统说明与磨煤机防爆监测系统的运行原理;可视化观测界面。用户进入数据测试部分后，页面会显示出该燃烧情况下CO浓度的实时观测值，安全范围以红线标明，如若超出安全范围，则会产生相应的报警措施。

软件操作界面如图3所示，可以提供一个实时观测数据和监测预警的一个人机交互界面。主要分为两大部分：(1)人性化服务界面;用户可进行注册、登录，并了解系统说明与磨煤机防爆监测系统的运行原理;(2)可视化观测界面;用户进入数据测试部分后，页面会显示出该燃烧情况下CO浓度的实时观测值，安全范围以红线标明，如若超出安全范围，则会由PLC程序启动预警装置，产生相应的预警措施或断开回路。

3.2 本系统特点

(1)采用CO监测可靠性高，误报率低。不会因为其他原因引起的局部温度升高而错误发出报警信号，避免可能发生爆炸的磨煤机报警系统，对磨煤机起到综合控制和监测的保障作用。

(2)反应迅速，与温度报警系统相比能够提前1-1.5小时发出报警信号，能够预留给维护人员足够长的故障反应时间，并且有较为充足的时间来选择排除危险的方式，以及排除危险。

(3)本系统的设计与开发通过对采样探头的设计、PLC编程实现逻辑控制、测CO传感器的选用等综合应用，可以做到对传感器端传来的信号进行快速准确处理，具有良好的自诊断功能，系统配置简单灵活，控制系统模块化，性价比高，维修方便等优点与特色。结束语

篇7：牧业气象监测数据库管理系统设计与开发

省级污水处理厂GPRS无线数据传输监测系统设计与实施

以辽宁省环境信息中心为例,介绍了利用GPRS(通用分组无线业务)无线传输技术监测全省污水处理厂污水排放、污水处理情况的“省级污水处理GPRS无线数据传输监测系统”.该系统将对污水处理厂各监测仪器进行实时监控,并把监测仪器送到PLC采集器中的.数据通过无线传榆上传到省污水处理监控中心,在监控中心可以对数据实时监测,对监测仪器设备实时监控,并对数据进行处理,使污染排放监管部门能更及时、准确、具体、全面地掌握全省环境质量、环境监控和重点污染源的数据和信息,以提高执法的快速反应能力、全面的监管能力和科学决策的支持能力.

作 者：王威 作者单位：辽宁省环境信息中心,辽宁,沈阳,110033刊 名：环境保护与循环经济英文刊名：LIAONING URBAN AND RURAL ENVIRONMENTAL SCIENCE & TECHNOLOGY年，卷(期)：29(3)分类号：X84关键词：污水处理 GPRS 无线传输 PLC 实时监控

篇8：牧业气象监测数据库管理系统设计与开发

1 组网设计

1.1 组网技术及特点

组网技术是系统运行的基础。GPRS技术是用于组网技术中最合适的一项技术, 在气象检测网中传输具有间断性、少而频繁等特点的信息过程中发挥着巨大的作用。总体而言, GPRS具有以下四大优势:一GPRS可以全天提高服务, 效率高;二GPRS根据通信流量计算费用;三GPRS根据无线来通讯;四GPRS信号覆盖范围大。

1.2 系统组成

大型自动气象监测网络系统包含四大部分:一、自动气象站和无线通讯终端;二、信息传送网络;三、信息搜集总部;四、气象站资料接收分中心。

1.3 传输协议

由于大型气象监测网系统所要传输的数据信息量庞大, 为了保证系统的顺利运行, 该系统使用的传输协议是基于IP的UDP协议。但是因为UDP具有面向无连接、不提供信息传递保证机制的特点, 所以如果采集中心收到多个信息的时候也许会导致数据报的无序。于是该系统在通讯终端采用了RCP应用可靠通信协议, 从而解决了这个不足。

1.4 工作流程

大型自动气象监测网系统的信息传送流程包含获得用户通信终端IP地址, 建立网络通讯连路以及采集、传送、监测气象站信息等方面的内容。

2 软件设计

合理的软件设计是保证系统运行可靠安全稳定的必要条件。为了提高信息处理的效率和系统的扩展性能, 将软件设计分为以下四个子系统。

2.1 通信服务子系统

通信服务子系统是整个监测网的信息传输的枢纽, 该系统使用了多线程并发处理技术以及实现端口的重叠I/O机制, 整个系统包括系统主线程、自动气象站通信线程、TCP服务器线程、TCP服务器客户端线程以及信息恢复维护线程五大模块。

2.2 数据处理子系统

为了保证足够的存储功能, 数据处理子系统采用了线程池化技术, 此项技术使得不同的接收线程各自控制相应的信息缓存区域, 不同的分发线程也操作各自相应的数据缓存区域, 各司其职, 互不干扰, 大大提升了工作效率, 也降低了出错率。此外, 信息处理线程也在运行中, 其可以检测全部的缓存区, 如果搜索到有信息的区域就进行相应的处理然后更新系统中的信息。

2.3 信息监控子系统

信息监控子系统监测着整个系统的运行状况, 如果发现异常, 立即发出警告, 然后发出通知安排工作人员进行维修。此外, 此子系统可以直接对气象站直接传送操作的命令, 自动设置相关的参数并且可以调用需要的信息。

2.4 数据分发与台站接收子系统

此系统也运用了多线程模式, 在接收子线程接收到数据包之后, 将数据包存储进缓冲区域, 通过发送子线程利用TCP协议传递到分站点的气象站, 气象站收到信息后根据信息内容进行工作安排。

3 运行情况

大型自动气象监测网系统在整个江苏省实施之后, 全省1300多个自动气象站的信息得到全部的搜集, 效率得到了大大的提升。在对使用情况进行最终的考核之后, 实践证明了该系统的运行安全、可靠、精确。通过对搜集到的数据进行统计整合, 得到的实际结论有以下四条: (1) 由监控服务器传递指令到提取自动气象站的数据需要的时间大约为8s。 (2) 利用局域网作为背景进行检测, 此系统的通讯能力可以达到每秒钟流通6000个资料。 (3) 整个省的自动气象站大约为一分钟为一个数据包设定密码。 (4) 通过对2013年上半年来报率的统计, 发现监测的全省来报率将近100%, 具体数据如表1所示。

4 结语

综上所述, 大型自动气象监测网以及数据采集中心在原先气象站的基础上做出了突破性进展, 利用先进的科学技术和优良的硬件设施改善了整体的性能。在江苏省的实际应用表明, 运用此大型自动气象监测网大大提高了气象站的工作效率, 而且方便了其他业务的顺利开展。其中利用的基于IP地址的网络技术克服了旧系统中通讯不稳、无序等缺陷, 并且对别的领域的通讯应用具有启发意义。整个系统数字化信息化智能化的设计节约了大量的人力物力, 减轻了工作人员的负担, 因此值得推广应用于全国范围的气象站。

摘要：本文通过对该气象监测网的设计理念以及在实际运行中的效果等方面进行详细的介绍, 讨论大型自动气象监测网及数据采集中心的设计及应用。

关键词：自动气象站,自动气象检测网,数据采集中心

参考文献

[1]伍光胜, 敖振浪, 李源鸿, 蔡耿华.刍议大型自动气象监测网及数据采集中心的设计及应用[J].气象, 2010, 36 (3) :129-134.

篇9：牧业气象监测数据库管理系统设计与开发

关键词：沉降监测;数据处理;Visual Basic

一、引言

自改革开放以来，我国经济高速发展，城市化进程的不断加快，高层及超高层建筑物越来越多。高层及超高层建筑物的兴建，改变了地面原有状态，地基荷载的增加，引起地基及周围地层的变形。为保障建筑物的使用安全和正常使用寿命，并为建设过程中的勘察设计与施工提供可靠的资料来源和技术参数，建筑物沉降监测的必要性和重要性愈加明显[1-3]。

建筑物沉降监测数据采集工具从过去的光学水准仪到现在的电子水准仪，在数据质量和作业效率上有了很大提升，但就建筑物沉降监测数据处理来说，内业数据处理效率低，建筑变形的预报分析等研究不够深入，不能满足现代工程安全监测的需要[4-6]。因此有必要针对制约监测技术发展的现状，开发一种能够结合现代计算机技术的建筑物变形监测数据自动化预报分析处理软件，实现监测数据处理与分析一体化，对筑工程安全施工运营维护具有重要意义。

二、沉降监测数据处理软件的设计

1.软件总体结构设计

本文设计的建筑物变形监测數据处理软件主要包括：①监测数据读取和数据维护模块，其中数据维护包括粗差剔除、观测值插补和数据归一化处理;②数据处理模块，据实际监测数据分析需要，主要包括监测数据预处理模块、数学建模模块、变形分析与预报模块;③成果输出模块等。

2.软件功能设计

（1）软件登录

登录界面的设计考虑到了数据的保密性和安全性，需要输入预先设定的密码才能进如本系统，才能进一步对数据进行各种分析及各种报表的打印等功能。

（2）数据读取

系统所要处理的对象是数据库中的观测数据，数据库是数据处理系统的心脏，是整个系统的基础，所以要设计合理的数据库结构。根据本系统要处理的数据特点，将所有的测量原始数据保存在 Access 数据库文件中，每个工程分别为一个独立的*.dmb 文件，每个*.dmb 包括五个表：①原始数据表;②测站分布信息表;③基准点信息表;④沉降观测点信息表⑤累计沉降量表。

（3）数据预处理

数据预处理模块包括数据相关性检核、粗差剔除和数据归一化处理三部分，通过对监测数据进行相关性检验、粗差剔除和数据归一化处理，为下一步数据建模与预报分析做准备。

（4）数学建模

数学建模模块包括一元模型、多元模型和面状模型三部分，建模方法主要包括回归分析模型、时间序列模型和灰色系统分析理论等。

（5）拟合预报分析

拟合预报分析是根据选择的最佳数学模型，通过输入相应的限制参数，实现利用现有数据对建筑物未来发展趋势变化的预报分析。

（6）成果管理

成果管理包含预报成果输出和预报数据图形化显示两部分。

3. 应用实例

通过对某高层住宅楼的沉降观测数据进行处理，验证了本系统计算的快捷和图表成果的可靠。沉降监测时间为4年。其中，建设初期（0.5年）是基坑的位移监测数据处理;中期是建设期间（1.5年）沉降观测的数据处理;后期是竣工后（2年）进行沉降观测的数据处理。各期数据图、表和监测报告自动生成，方便快捷。打开系统后，然后利用开发的软件系统进行数据处理，输出结果如图1、图2所示。

图1 沉降观测成果表

图2 沉降曲线图

根据图上的分析，认为监测期间建筑物的累计沉降量、差异沉降量符合相关规范及本地区经验等相关要求，目前该建筑基础无异常，是安全的。但沉降速率大于《建筑变形测量规范》的规定，所以现在该楼仍未进入稳定阶段，需依据监测方案继续进行监测，待之后的检测结果出来统筹分析再做最后结论。

三、结语

本文通过对建筑物沉降监测数据处理理论的研究，设计和开发了建筑物沉降监测数据处理系统，该软件的核心功能是以建筑物沉降监测数据为基础，在对监测数据进行预处理后，选用最佳数学模型进行建模分析，最后通过文字和图形数据反映建筑物形体变化现状和变化趋势。实践证明，软件整体上能够可靠、精准地对建筑物沉降监测数据进行预报分析，且系统自动绘制各种生动美观的图表，编写标准的监测报告，极大地减少了工作强度，提高了工作效率，具有很强的应用及推广价值。

参考文献：

[1] 中华人民共和国建设部.JGJ 8—2007 建筑变形测量规范[S].北京： 中国建筑工业出版社，2007.

[2] 黄声享，尹晖，蒋征.变形监测数据处理[M].武汉： 武汉大学出版社，2010.

[3] 张正禄，黄全义，文鸿雁，等.工程的变形监测分析与预报[M].北京： 测绘出版社，2007.

[4] 李伟，王俊旻，彭子龙.变形监测数据管理与分析系统设计与实现[J].测绘工程，2014，23（ 7） ： 76 -80.

[5]黄育华，倪宏宇.建筑沉降观测数据处理[J].地理空间信息，2008，6（2）：117-119.

篇10：牧业气象监测数据库管理系统设计与开发

唐山市气象台 于志明

《国务院办公厅关于加强气象灾害监测预警及信息发布工作的意见》（国办发〔2011〕33号）提出：“加强气象灾害监测预警及信息发布是防灾减灾工作的关键环节，是防御和减轻灾害损失的重要基础”。“加快构建气象灾害实时监测、短临预警和中短期预报无缝衔接，预警信息发布、传播、接收快捷高效的监测预警体系。力争到2015年，灾害性天气预警信息提前15—30分钟以上发出，气象灾害预警信息公众覆盖率达到90%以上”。近几年，唐山市气象局非常重视气象灾害监测预警系统和信息发布系统的建设，气象灾害监测预警能力有很大提高，减少了因气象灾害造成的损失，为唐山市的防灾减灾工作做出了突出的贡献。本人通过一年来的调查和体会，认为唐山市的气象灾害监测预警系统和信息发布系统有必要根据新形势和新要求进一步改进与完善。

一、唐山市气象灾害监测预警系统及信息发布系统的现状。

1、气象灾害实时监测系统。

唐山市气象局近年来建设了200来个两要素区域自动气象站、三个海岛自动气象站、一个海上大浮标自动气象站，五套GPS水汽观测设备，安装了五套闪电定位仪和大气电场仪，安装了风廓线雷达。部分县(市)自主建设了一些六要素区域自动气象站和小气候观测站，唐山、遵化、迁安三地购置了气象应急指挥车。加之十一个国家级自动气象观测站资料，上级下发的MICAPS资料、卫星观测资料和雷达观测资料，组成了气象灾害实时监测系统。

2、预测预报系统的现状。

唐山市气象局现在的短临灾害性天气的预测预报除了依靠预报员的预报经验以及利用以往总结的灾害性天气预报指标进行预测预报外，对北京市气象局研发的短时临近预报系统（VIPS）进行了本地化运行，自主开发了基于卡尔曼滤波的温度精细化预报方法，正在对中国气象局推广的短临预报业务系统（SWAN）进行本地化应用研究。

3、气象灾害信息发布系统现状。

唐山市气象局的气象灾害预警信息的发布手段有电话、传真、96121电话语音自动答询、气象网站、官方微博、广播、电视、手机短信、电子显示屏等。服务对象涉及社会的各行各业，近年来逐步建立了气象信息员队伍，气象灾害预警信息能覆盖全市的农村、学校、厂矿和社区。

二、唐山市气象灾害监测预警系统存在的问题

1、各单位购置的多要素自动气象站、小气候观测站、应急指挥车的观测资料都落到本地，现代化的气象监测设备采集的信息未能集合到一起，市气象台负责全市灾害性天气的监测预警、气象预报的制作和气象服务的指导工作，但市气象台的业务人员有时不能及时调取气象监测资料，使这些现代化设备的作用大打折扣。

2、唐山市气象局灾害性天气的短临预测、预报工具特别是精细化预报产品还较少，有时还主要靠预报员的预报经验进行灾害性天气的预测预报。所发布的气象灾害预警信息在时间、强度、落区上有时会出现较大的误差。

3、由于现有的预警信号发布及解除的自动化程度较低，加之天气预报技术水平限制，气象灾害的监测预警还不能做到100%准确，有时会出现较大的误差。受目前预警预报能力的制约，各级台站为了避免灾害性天气漏报，普遍存在预警信息发布过多、过滥现象，容易引起接收人员的信息疲劳，不能很好地起到灾害预警信息的效果。

三、唐山市气象灾害监测预警和信息发布系统建设构想。

1、建立气象灾害实时监测综合显示平台。

由于县气象局的业务人员较少，预测预报技术力量不足，气象灾害的监测预报预警主要是由市气象台的预报业务人员负责，所以，应对现有的气象监测设备进行整合，在市气象台建立数据处理中心站和监测信息显示平台，使各种监测资料均能在市气象台显示，实现全市所有气象台站的资料共享。以便市县两级业务人员都能通过对各种资料的综合分析，提高气象灾害的预测预报准确率。

2、加强数值天气预报产品的本地化应用。

目前，MICAPS、VIPS、SWAN 等主要数值预报业务模式日趋完善，中央气象台、省气象台下发的其他数值预报产品也很多，市级气象台应加强这些数值预报产品的检验、解释应用和本地化工作，注意分析不同模式的差别、倾向性以及同一模式对目标系统预报的稳定性等问题，逐步完善本地的天气预报指标，使天气预报的制作逐步摆脱以半经验、半主观和定性描述为主的现状，减少或消除订正预报的主观随意性，提高天气预报和灾害性天气预警的准确率。

3、加强精细化天气预报与灾害性天气预警工具的研发与引进。随着唐山经济社会的发展，对天气预报准确率和精细化程度要求越来越高，预报业务人员应不断总结预报经验，根据业务工作实际需要开发一些精细化天气预报与灾害性天气预警产品，不断提高灾害性天气预警强度、落区、时段的精度。

2008年北京奥运会，北京市气象局开发了许多精细化天气预报产品，经过几年的运行，这些精细化天气预报产品经过修改完善已基本成熟，唐山市和北京毗邻，气象条件相似，唐山市气象台可根据需要引进北京市气象局的精细化天气预报产品，周边兄弟气象台站也有许多好的预报预警工具和经验。这些成果结合唐山市的实际情况进行本地化后即可投入业务化应用。

4、完善气象灾害信息发布系统建设。

为解决预警信息过度发布问题，同时又不至于发生漏发少发预警信息，特别是及时让政府管理和涉灾部门得到有关预警信息，以便及时采取防御措施，切实发挥预警信息的灾害警示和灾害防御准备作用。可采取“预警信息早通气机制”，在预警信息发布前的若干小时，即可向政府管理部门和涉灾部门发布在未来数小时将发生有关气象灾害预警信息，以便有关部门及时采取防御措施；而在气象灾害来临之前，再向公众发布气象灾害预警信息，避免气象灾害预警对公众过多过度发布问题。进一步完善预警信号种类和级别标准。在中国气象局颁布的《气象灾害预警信号发布与传播办法》的基础上，根据区域天气气候特点、地形地貌特征、工农业生产和百姓生活需求等，不断完善预警信号种类和级别标准。一是调整充实预警信号的分类，在中国局现有台风、暴雨、高温、寒潮、大风等14 类预警信号的基础上，根据实际情况增强预警信息与本区域灾害性天气的吻合度。二是修订预警信号的级别标准，根据气象灾害的类型以及可能造成的危害，尝试制订分地域的预警信号级别，增强预警信号与实际灾情的关联度，同时应适当减少低级别预警信号发布的频次，以避免其影响度、指导性的效果。

四、几点建议。

1、应协调有关科室和相关的县气象局将区域气象灾害监测资料整合到市气象台，由市气象台建设气象灾害综合监测平台供全市各气象台站共享。

2、针对气象灾害的监测预警和信息发布，市局应设立一些局内科研项目，鼓励业务人员钻研业务和自主开发。

3、应加强与兄弟台站的学习和交流，引进其他气象局相关的精细化气象预报工具和科研成果，并尽快进行本地化应用。

以上是本人一些粗略的调查和不成熟的想法，有错误和不足之处欢迎批评指正。

篇11：牧业气象监测数据库管理系统设计与开发

气象节目是一档集气象科学和电视艺术为一体的服务类节目,这决定了做气象节目要在服务理念的指导下,用电视艺术学的手段和方法对科学严谨,让人感觉深奥神秘的气象知识加以诠释。在这个诠释的过程中,对气象资料的梳理成为电视气象节目编导创作的基石,而对气象资料的使用自然而然成为电视气象编导不可缺少的信息源。所以,建立一个高效稳定、适合于电视气象节目制作的的数据库支持系统势在必行。该系统正是根据气象影视节目制作需求,基于地面资料sybase数据库基础上,在Delphi6.0和SQL Server2000数据库开发环境下开发的一套气象要素数据库入库及数据分析查询处理系统。

2 资料基础

气象要素数据库入库与查询处理系统所需的各类气象资料(包括降水、温度、气压、风速、湿度等)从9210(气象卫星综合应用业务系统)中的sybase数据库进行收集,并使用Delphi6.0语言将各类气象要素按照类型、日期、数值等录入至SQL Server2000数据库中,建立气象影视专用的气象要素数据库。

3 系统开发环境

气象要素入库和查询的开发采用Delphi6.0面向对象开发语言环境开发,保证了开发语言的先进性。后台数据库采用流行的SQL Server 2000网络数据库,为后续的系统拓展空间。

Delphi是由Inprose(前Borland公司)推出的Winodws下优秀的可视化编程环境,提供方便、快捷的Windows应用程序开发工具,是当今流行的Windows程序开发环境。具有功能强大的可视化开发设计环境、有出色的编辑速度和高效的可执行程序、可执行程序对开发环境的依赖性很小、具有强大的数据库开发功能、多平台支持优势。

SQL Server是由Microsoft公司开发的关系数据库管理系统,SQL Server 2000在早期版本的基础上扩展功能、可靠性更高、易用性更好。提供丰富的图形化用户界面,是系统管理和数据库管理更加直观、简单。有丰富的编程工具接口,为用户程序设计提供更大的选择余地。与Windows NT完全集成,利用很多NT的许多功能,如登录身份验证可以与Windows身份验证集成在一起,密码不会储存在SQL Server中,也不会通过网络发送而被非法读取,具有高度安全性。高度的可伸缩性,虽然可以被设计为通过网络连接并发用户数据存储引擎,仍可作为独立的数据库,在单台计算机上高速运行,不占用过多系统资源。支持企业级数据库。允许大量用户同时访问,引用多处数据源。支持分布式的分区视图,充分保护任何分布式数据更新的完整性。

4 系统结构

气象要素数据库入库与查询处理系统是以9210系统中的sybase数据库中各类气象要素资料为资料基础,结合C/S两种方式(气象要素数据入库以及查询系统均采用C/S结构),依托省级高速局域网为主要通信传输途径的系统。该系统由气象要素资料收集模块、气象要素查询模块和气象要素图形化及文本输出模块三个模块构成,每个模块分别具有不同功能。

4.1 C/S体系结构

由于SQL Server 2000是典型的客户端/服务器体系结构的关系型数据库管理系统,因此气象要素数据库入库与查询处理系统采用C/S体系结构。将数据集中存储,使所有用户都可以访问到相同数据;关系型数据库服务器仅返回应用程序所需要的数据,可减少数据传输量;因数据集中存储在服务器上,所以备份和恢复起来很容易。

4.2 与sybase数据库的连接

9210工程数据库系统(9210DBS)是利用sybase商用数据库管理系统在国家级信息控制中心(N1CC)、区域级信息控斜中心(PdCC省级信息控制中心(P1CC)和地市级信息管理系统(CIMS)中建立的4级分布式实时气象资料数据库系统该数据库系统参照世界天气监视网(WWW)的分布式数据库概念,利用分布式数据库技术和商用数据库管理系统.在全国卫星数据通信网(TCP/IP)的环境下,对全球实时气象资料进行有效的组织与管理。并采用统一的数据模型和用户界面,从而实现对实时气象资料的有效存储和快速检索。并具有联网调用、高度共享和安全可靠等性能,为气象业务与科研提供及时、方便、灵活的资料服务。

在“9210”业务数据库中已包含公报库、报告库、要素库、格点场库、图形图像库、预报产品库等子数据库。这些内容丰富的子库充分为各级实时气象业务与科研提供及时、方便、灵活的资料服务。气象要素数据入库以及查询系统需要访问的是要素库,通过安装SYBASE 11.5客户端与sybase数据库并进行适当配置进行连接。

4.3 结构化查询语言

无论是气象要素的插入、更新、查询,均需使用SQL语句,结构化查询语言。SQL语言的主要功能就是同各种数据库建立联系,进行沟通。按照ANSI(美国国家标准协会)的规定,SQL被作为关系型数据库管理系统的标准语言。SQL语句可以用来执行各种各样的操作,例如更新数据库中的数据,从数据库中提取数据等。目前,绝大多数流行的关系型数据库管理系统,如Sybase,Microsof SQL Server等都采用了SQL语言标准。虽然很多数据库都对SQL语句进行了再开发和扩展,但是包括Select,Insert,Update,Delete,Create,以及Drop在内的标准的SQL命令仍然可以被用来完成几乎所有的数据库操作。

4.4 气象要素数据的入库

气象要素数据的录入包括两部分:一部分是历史数据的入库,另外一部分是实时数据的入库。

4.4.1 历史数据的入库

历史数据的入库,利用沈阳区域气候中心的历史数据库,调出包括降水、最高气温、最低气温、气压、风速、湿度等要素自1951年以来的建站记录,对于没有观测记录的站,在数据库中以32744代表。气候中心的历史数据库数据时间跨度较长,各气象要素数据量庞大,而且各要素数据格式均为原始报文电码格式。如何把包含大量气象要素数据的历史数据库导入到本系统数据库中,是历史数据入库的关键问题所在。所以首先需要把气候中心的历史数据库数据进行筛选,然后对选出的气象要素数据进行格式转化,以达本系统数据库的格式要求,最后利用SQL Server的数据导入功能,将历史数据库中各个要素导入到SQL Server数据库中,完成历史数据资料的入库

4.4.2 实时数据的入库

实时数据的入库是气象要素数据库入库与查询处理系统的重点部分,主要是将sybase数据库中的不同要素按照时间进行提取后插入到SQL Server数据库中。数据的入库按照日期分为两类,一个是当日或前一日的数据入库,另一个为历史补调。

使用Delphi的ADOConnection组件与sybase、SQL Server进行连接,使用adoquery组件进行数据的查询、插入。Sybase和SQL Server数据库的相关信息(如数据库名、数据库用户、数据库密码、数据库表)写入到配置文件中,方便对系统进行变动和移植。

从sybase中取出符合条件的记录(包括日期、站点等),并利用SQL语句的distinct限制去除重复记录,将对应的值写入数组随后添加到临时数据库中,临时数据库中设计3个字段(站号、日期、要素值)。由于sybase数据库中年月为一个字段,日单独为一个字段,在写入到临时数据库时需要将二者进行合并。SQL Server数据库每条记录的表结构为年、月、日、站点(值),在将所有符合要求的从sybase数据库中取出的数据写入到临时数据库后,对临时数据库中所有的记录进行循环检测,若年月日存在相同的记录则对所有的站点进行数据更新;若不存在相同记录,则代表SQL Server数据库中没有对应记录,需要创建。创建的时候,生成唯一、不重复的年月日记录,所有站点值均设置为0,在将临时数据库中的记录写入到SQL Server中时将对应的站点值进行替代。在将所有的临时数据库中记录循环一次对SQL Server进行更新和插入后,程序自动退出。

4.5 气象要素数据索引查询

在对历史数据进行导入和实时数据的添加完成后,就可以进行任意时段数据的查询,也采用Delphi作为开发语言,在需要进行查询的计算机上进行ODBC的配置,即可实现与数据库服务器的连接,进而实现对数据库数据的查询。

使用ListBox组件将要查询的要素写入至列表中,通过点击不同的气象要素,可以进行不同类别的气象要素查询。用户可以自由选择查询时段。查询过程中,将按照不同的查询条件对相应的气象要素数据库进行查询,并将查询的结果按照时间、站点、数值3个字段写入到临时数据库中,最后使用adoquery组件进行“select*from temp”语句查询,用DataSource1连接查询结果,DBGrid的DataSource属性为DataSource1,并就不用的气象要素输出不同的DBGrid标题。同时在标签组件上显示查询的要素、时段等信息。在查询的过程中,使用Animate组件进行动画显示等待过程。图2为对最高气温的查询结果(可点击DBGrid标题,分别按照日期、站点、最高气温进行升降序的排列)。

对查询出的结果,系统还提供了输出到文本文件的功能(如图3),用于特定气象要素图形生成的数据源文件。比如,最高气温,最低气温文本文件可直接作为气温曲线生成的数据源文件。

气象要素数据库入库与查询处理系统还提供查询图形化输出,将不同要素、不同城市、不同时段的查询结果以图形化的方式进行显示和输出。用户可自由选择要素、城市、时段。当用户未对要素、城市、时段进行选择时,系统将弹出对话框进行提示。并提供图形自定义保存。

输出图形显示系统提供了电视气象节目中最常用的两种图形方式:一种为折线图,另外一种为直方图。这两种图形既可以用在城市天气预报的播出画面中(如图4),也可以用于主持人分析天气时使用(如图5)。

5 结论

电视气象节目制作数据库支持系统增强了编导及时查询历史气候资料的能力,系统自动生成输出的图形不但能丰富电视气象节目的播出画面,增加气象节目的可视性,有利于电视气象节目中气象信息的有效传播,而且图形自动化生成节省了节目制作的时间,减轻了节目制作的工作量,提高了工作效率,为电视气象节目及时播出提供了保障。

参考文献

[1]卢娟,唐亚平,陈传雷.辽宁省专业气象服务工作平台设计与实现[J].气象与环境学报,2008,24(4):36-40.

[2]艾文文.气象影视数据库检索的特性研究[M].气象影视技术论文集(三),北京:气象出版社,2006.

篇12：牧业气象监测数据库管理系统设计与开发

关键词：数据库；通信分系统设计

0 引言

在中国民用航空领域中，航空气象数据库系统需要具有飞行气象情报及气象资料的交换、备供、存储等能力，由相关网络设施、通信分系统及数据库分等部分组成。石家庄正定国际机场目前使用的该系统，与民航北京气象中心联网，接收并汇交相关气象情报及资料，向其汇交本地雷达、自观、报文等气象资料，同时接收其下发的国内、国际飞行所需的综合航空气象情报信息，为石家庄航空安全提供保障。下面将以通信分系统为例，以软件设计角度对系统需求、概要、详细设计等三个阶段进行简单解析，从而更加容易理解该系统的通信分系统。

1 系统整体结构设计

由上图所示，石家庄机场的航空气象数据库系统主要由气象数据收集处理和信息应用组成，展示时气象信息使用用户通过局域网，以web网页或飞行文件综合方式获取航空中所需气象情报。

业务处理部分主要包括气象数据库和通信分系统，可通过通信系统收集处理民航报告、常规报告、自动观测资料（AWOS）、风温廓线仪、自动站资料、Bufr资料、Grib资料、Fax资料、卫星云图资料、本地图形图像资料、多媒体资料、雷达等资料，随后，通过预报综合平台及网页版的形式进行气象信息业务的展示。数据库管理子系统采用客户机服务器方式，可对资料处理、数据库等进行实时监控和管理。有资料处理子系统和数据库管理子系统。

2 通信分系统需求设计

通信分系统是航空气象数据库系统中最重要的组成部分，它负责全系统的气象资料接收、检查与处理、发送，及请求的应答。本通信分系统分为通信系统以及监控维护操作平台。为数据库分系统和数据交换服务器提供数据源，支持一个数据源同时向多个本地相同数据库提供数据的功能。在系统设计时满足了以下需求。

2.1 在通信分系统中需要配备一个通信前置机，数据传输同时支持AFTN、PSTN和网络传输模式。

2.2 以安全可靠为重点，监控系统对监控的内容出现异常的情况下，以声音、闪烁或者不同颜色进行告警。

2.3 对气象资料的处理达到准确、及时，保证地区中心通信主机与地区中心数据交换服务器上的数据实时、完整、一致。

2.4 充分考虑操作的方便，将监控和操作与通信分系统整合到一起，开发以鼠标为主、键盘为辅的图形化操作界面。应有详尽的联机操作手册，界面设计合理，逻辑清晰，使用方便，颜色的搭配应美观大方。

2.5 与其他分系统间的接口要尽量简单，使各分系统故障时不影响其他分系统为基本考虑，并易于界定故障点。

2.6 利用通信中间件的开放性，与其他分系统的信息传输，尽量采用通信中间件。

2.7 通信分系统应用软件应设有守护程序，确保通信应用软件的主进程不间断运行。

3 通信分系统概要设计

通信分系统在概要设计时要求有以下约束条件。

3.1 安全可靠为重点，对气象资料的处理达到准确、及时。

3.2 充分考虑操作的方便，将监控和操作与通信分系统整合到一起，开发以鼠标为主、键盘为辅的图形化操作界面。应有详尽的联机操作手册，界面设计合理，逻辑清晰，使用方便，颜色的搭配应美观大方。

3.3 与其他分系统间的接口要尽量简单，使各分系统故障时不影响其他分系统为基本考虑，并易于界定故障点。

3.4 利用通信中间件的开放性，与其他分系统的信息传输，尽量采用通信中间件。通信分系统应用软件应设有守护程序，确保通信应用软件的主进程不间断运行。

4 通信分系统详细设计

通信分系统的详细设计，是根据上述功能需求书、功能规格说明书和概要设计说明书完成的，对通信分系统各个进程间的控制流程和数据流程，说明了组成各个进程的主要模块，每个模块的具体功能、输入、输出参数和数据流程，以及通信分系统与数据库分系统、图形图象制作分系统之间的接口、输入输出、数据流程。

4.1 系统程序结构

通信分系统的业务处理部分，包括通信主机上的通信软件和通信分系统的监视、维护和操作界面。业务处理部分是实时系统，负责不同气象要素收集、发送缺漏报文图形文件要报处理，通过MQ管道技术和多进程方式，提高数据处理效率，通过内消息队列管理，交换进程间信息及参数。异步线路资料的发送接收；气象资料的检查与处理；电报公报报告信息处理；监控、维护维修监控平台综合化；MQ通道管理报文处理发送；数据库落地文件的生成等，都是该通信子系统所包括的功能。

4.2 通信业务处理结构示意图（图2）

4.3 通信业务处理部分功能列表

4.4 通信分系统起始程序（inimss）

以系统起始程序为例，该程序对整个分系统使用的全程区进行起始，并按起始表格文件（$homw/ini/mssini.ini）的指定，在全程区生成所有表格，同时本程序还要起始作为信息交换的工作区（即各子分区）。

在本分系统中，大部分进程需要使用全程区进行控制信息（排队）及数据信息交换。为了方便全程区的使用，在每个使用全程区的程序中需要生成一个程序头，存放全程区各个表格的指针。对于该表格的生成，本分系统提供一个函数xmapse.c。xmapse.c的输入参数为全程区的名字，结果是将程序头进行起始，而该程序头的指针是pgl。

4.5 监控导航

依据航空气象用户尤其是设备保障用户的需求，提高监控维护的直观性和高效性，需要将运行状态、维护维修界面图形化，以监控部分导航条项为例，它提供监控功能的总导航，包括进程状态、线路状态、缓冲区及文件系统状态、排队状态、MQ队列及通道状态，操作系统状态。加载并显示相关界面，并将通过通信链路接收到的后台程序定时发送的监视信息显示在相关界面上。

5 结束语

通信分系统软件是航空气象数据库系统工程中的一个重要系统，在设计开发过程中，从用户的功能需求、非功能需求和系统的外部接口关系为设计依据，遵循工程的总体概念、体系结构和总体布局，完成了通信分统软件进行功能分解和部件级（CSC）模块等设计。

通过对通信分系统的解读思路，更可以完成对整个航空气象数据库系统的分析，通过深入解读分析系统的办法，提高了系统安全，因为这是深入做该系统安全保障的重要手段。

参考文献：