第一篇：自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)質(zhì)量控制軟件的應(yīng)用(版權(quán)見資料說明)

自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)質(zhì)量控制軟件的應(yīng)用

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摘要

自動(dòng)氣象站單軌運(yùn)行后，自動(dòng)站原始數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制越來越重要。本文通過對(duì)Z文件、分鐘數(shù)據(jù)文件、地溫、逐日數(shù)據(jù)維護(hù)、J文件等異常數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，介紹數(shù)據(jù)質(zhì)量控制軟件的應(yīng)用方法和經(jīng)驗(yàn)，對(duì)測(cè)報(bào)人員進(jìn)行異常數(shù)據(jù)處理、提高測(cè)報(bào)業(yè)務(wù)質(zhì)量很有益處。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)氣象站，數(shù)據(jù)，質(zhì)量控制，應(yīng)用。引言

自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)質(zhì)量控制軟件（AWSDataQC）能處理地面常規(guī)數(shù)據(jù)Z文件，分鐘數(shù)據(jù)P、T、U、W、R文件，逐分鐘地面數(shù)據(jù)RTD文件及輻射H和I文件，功能強(qiáng)大，既可作為地面氣象測(cè)報(bào)業(yè)務(wù)系統(tǒng)軟件的組成部分，又可作為一個(gè)完整的獨(dú)立軟件單獨(dú)運(yùn)行。因數(shù)據(jù)質(zhì)量控制軟件是在OSSMO 2004 3.0.13以后版本才推出的，測(cè)報(bào)人員對(duì)軟件的使用方法和操作要點(diǎn)不太熟悉，本文重點(diǎn)介紹軟件在異常數(shù)據(jù)處理等方面的應(yīng)用。參數(shù)設(shè)置

質(zhì)量控制軟件在安裝后的默認(rèn)數(shù)據(jù)路徑是D:OSSMO 2004，如果數(shù)據(jù)路徑參數(shù)設(shè)置不正確就會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)保存時(shí)無法存盤，表現(xiàn)為彈出的驗(yàn)證口令對(duì)話框中沒有管理員信息。如果OSSMO 2004軟件不是安裝在D:OSSMO 2004中，就必須進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，其設(shè)置方法是點(diǎn)擊“工具”中的“選項(xiàng)”將數(shù)據(jù)路徑設(shè)置為D:OSSMO 2004即可。參數(shù)設(shè)置后不能立即生效，必須關(guān)閉軟件再次進(jìn)入時(shí)參數(shù)設(shè)置才會(huì)生效，設(shè)置的參數(shù)保存在OSSMO 2004SysConfigQCUserOpt.ini文件中。異常數(shù)據(jù)處理

Z文件是正點(diǎn)地面氣象要素?cái)?shù)據(jù)文件，由自動(dòng)站監(jiān)控軟件在正點(diǎn)時(shí)自動(dòng)卸載數(shù)據(jù)產(chǎn)生，Z文件3.1 Z文件數(shù)據(jù)異常處理 中的數(shù)據(jù)保存在采集器中，數(shù)據(jù)異常的機(jī)率較小，當(dāng)Z文件遭到破壞或數(shù)據(jù)異常而逐分鐘地面數(shù)據(jù)RTD文件正常時(shí)，可從RTD文件中導(dǎo)入數(shù)據(jù)對(duì)Z文件中的異常數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。步聚如下：

1)點(diǎn)擊“文件”－“打開”－選擇要處理的Z文件。

2)選擇要對(duì)Z文件中進(jìn)行替換處理的異常數(shù)據(jù)。所選的異常數(shù)據(jù)單元格可以是一行、一列或任意一個(gè)區(qū)域：點(diǎn)擊固定列的某一單元格，即可選擇該單元格所在的行，按下鼠標(biāo)左鍵拖動(dòng)，還可同時(shí)選擇多行；點(diǎn)擊固定行的某一單元格，即可選擇該單元格所在的列，按下鼠標(biāo)左鍵拖動(dòng)，也可同時(shí)選擇多列。

3)點(diǎn)擊“文件”－“數(shù)據(jù)導(dǎo)入”，在引入文件路徑中選擇RTD文件所在的目錄，RTD文件一般保存在OSSMO 2004RestoreData目錄下（可從自動(dòng)站監(jiān)控軟件的“系統(tǒng)參數(shù)”－“選項(xiàng)”－“數(shù)據(jù)備份路徑”中查看RTD文件的保存路徑），選擇正確的路徑后，表格中的“是否存在”會(huì)變?yōu)椤坝小保c(diǎn)擊“確定”按鈕就可實(shí)現(xiàn)RTD備份數(shù)據(jù)的導(dǎo)入。

4)檢查數(shù)據(jù)無誤后保存Z文件。測(cè)報(bào)人員在實(shí)際操作中使用直接點(diǎn)擊“保存”按鈕的方法不能保存修改后的數(shù)據(jù)文件，應(yīng)使用文件的“另存為”功能，同時(shí)要在彈出的另存為對(duì)話框中把文件類型改為“所有文件(*.*)”，不修改文件類型會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)保存為TXT文本文件。在實(shí)際工作中牽涉到需直接對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行修改操作時(shí)一定要養(yǎng)成備份的習(xí)慣，雖然在默認(rèn)參數(shù)設(shè)置下會(huì)自動(dòng)形成BAK備份文件，仍建議臺(tái)站進(jìn)行手工備份，避免數(shù)據(jù)替換出錯(cuò)后造成更大損失。

3.2 分鐘數(shù)據(jù)文件數(shù)據(jù)異常處理

分鐘數(shù)據(jù)文件數(shù)據(jù)異常的替換處理方法與Z文件類似。只是第一步操作中要打開的是根據(jù)需要選擇分鐘氣壓P文件、氣溫T文件、溫度U文件、風(fēng)向風(fēng)速W文件，降水R文件。在R文件的導(dǎo)入操作中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)位等異常情況，這時(shí)不能使用區(qū)域選擇批量導(dǎo)入的方法，而要直接打開RTD文件查看分鐘雨量情況，再進(jìn)行處理。

3.3 地溫等異常數(shù)據(jù)的處理

地溫等要素沒有單獨(dú)的分鐘數(shù)據(jù)文件，但所有氣象要素在RTD文件都保存有，對(duì)這類要素的異常數(shù)據(jù)處理也是打開Z文件，在Z文件中選擇該要素的異常數(shù)據(jù)區(qū)域再導(dǎo)入RTD文件，導(dǎo)入過程是：首先檢查正點(diǎn)前10分鐘內(nèi)是否有該要素?cái)?shù)據(jù)，把最接近正點(diǎn)的數(shù)據(jù)替換為Z文件正點(diǎn)數(shù)據(jù)，無數(shù)據(jù)時(shí)再檢查正點(diǎn)后10分鐘內(nèi)數(shù)據(jù)，把最接近正點(diǎn)的數(shù)據(jù)替換為Z文件正點(diǎn)數(shù)據(jù)。這樣處理能最大程度地減少數(shù)據(jù)的缺測(cè)率，也是中國(guó)局地面測(cè)報(bào)綜合技術(shù)解答中要求優(yōu)先使用的方法。當(dāng)自動(dòng)導(dǎo)入功能失效時(shí)我們可以在質(zhì)量控制軟件中手工打開RTD文件進(jìn)行處理。

3.4 逐日數(shù)據(jù)維護(hù)異常數(shù)據(jù)處理

逐日數(shù)據(jù)維護(hù)中是對(duì)B文件進(jìn)行處理。B文件的數(shù)據(jù)讀取流程：讀取逐日數(shù)據(jù)時(shí)首先檢查B文件當(dāng)天是否有數(shù)據(jù)，無數(shù)據(jù)則直接從Z文件中讀取，有數(shù)據(jù)則比較B、Z文件是否一致，不一致就會(huì)彈出“數(shù)據(jù)替換”對(duì)話框供值班員選擇處理。絕大部分B文件器測(cè)項(xiàng)目異常是與Z文件數(shù)據(jù)異常相聯(lián)系的，因?yàn)锽文件的器測(cè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)就是在進(jìn)入逐日數(shù)據(jù)維護(hù)中并保存時(shí)自動(dòng)形成的，所以處理這類問題時(shí)一般要用數(shù)據(jù)質(zhì)量控制軟件來檢查Z文件中的相關(guān)數(shù)據(jù)是否正常，處理好Z文件的異常數(shù)據(jù)后B文件中的問題也就好處理了。注意B文件中保存的分鐘降水?dāng)?shù)據(jù)是從R文件中讀取的，如果牽涉到分鐘降水?dāng)?shù)據(jù)異常，我們要檢查的是R文件數(shù)據(jù)。

3.5 J文件異常數(shù)據(jù)處理

分鐘報(bào)表J文件是由分鐘數(shù)據(jù)文件形成的（降水?dāng)?shù)據(jù)是從已維護(hù)處理過的B文件中讀?。绻贐轉(zhuǎn)A（J）文件后發(fā)現(xiàn)J文件有數(shù)據(jù)異常，我們需要檢查原始的分鐘數(shù)據(jù)文件是否正確，按照前面介紹的分鐘數(shù)據(jù)文件導(dǎo)入方法進(jìn)行處理后，再次進(jìn)行B轉(zhuǎn)A（J）操作后就可形成正確的J文件。4 其它功能

數(shù)據(jù)質(zhì)量控制還包括自動(dòng)站與人工站A文件比較、要素曲線、雨量查詢、大風(fēng)查詢等實(shí)用功能，A文件比較功能在并軌運(yùn)行期間方便臺(tái)站及時(shí)發(fā)現(xiàn)自動(dòng)站存在的問題，通過比較能發(fā)現(xiàn)大部分人工站誤讀數(shù)的問題?！耙厍€”能生成逼真的拆線圖和直方圖，通過要素曲線的變化，可以較直觀的判斷出錯(cuò)誤的要素值。數(shù)據(jù)質(zhì)量控制軟件自帶完整的幫助文件，雨量、大風(fēng)查詢功能在軟件操作手冊(cè)中已有詳細(xì)說明，不再詳述。結(jié)語

從目前自動(dòng)氣象站運(yùn)行情況看，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制非常必要，測(cè)報(bào)人員需要掌握數(shù)據(jù)控制軟件的使用方法，特別是異常數(shù)據(jù)的分析處理方法以及需要注意的細(xì)節(jié)問題，希望本文對(duì)測(cè)報(bào)人員在日常工作中進(jìn)行異常數(shù)據(jù)處理有所幫助。

第二篇：濟(jì)南市區(qū)域自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)質(zhì)量控制研究

濟(jì)南市區(qū)域自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)質(zhì)量控制研究

摘要：區(qū)域自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)質(zhì)量控制是項(xiàng)重要工作。數(shù)據(jù)質(zhì)量控制主要分為自動(dòng)質(zhì)量控制（QC0）和人機(jī)交互質(zhì)量控制（QC1）兩個(gè)級(jí)別。自動(dòng)質(zhì)量控制是在數(shù)據(jù)處理入庫(kù)前進(jìn)行，人機(jī)交互質(zhì)量控制是在QC0處理后對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行。自動(dòng)質(zhì)量控制包括閾值檢查和格式檢查，人機(jī)交互質(zhì)量控制包括閾值檢查、序列突變檢查、一致性檢查、空間質(zhì)量控制。經(jīng)過質(zhì)量控制，保證了區(qū)域自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確，提高了對(duì)外服務(wù)的水平。

關(guān)鍵詞：區(qū)域自動(dòng)氣象站；數(shù)據(jù)質(zhì)量控制；實(shí)時(shí)處理監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2011)24-6037-02

Jinan Region of Automatic Weather Station Data Quality Control

ZHANG Ning, REN Dan, RAN Gui-ping

(Jinan Bureau of Meteorology, Changqing District, Bureau of Meteorology, Ji'nan 250002, China)

Abstract: Automatic Weather Station Data Quality Control is an important work.Data quality control consists of automatic quality control(QC0)and interactive quality control(QC1)two levels.Automatic quality control is carried out before storage in Database.Quality control of human-computer interaction is carried out after the data storage.After quality control, ensured the accuracy of automatic weather station data and improved the level of meteorological services.Key words: automatic weather station;data quality control;real-time processing and monitoring system

氣象觀測(cè)資料的質(zhì)量對(duì)氣象服務(wù)及相關(guān)領(lǐng)域的研究具有重要影響。氣象資料的質(zhì)量控制是氣象資料處理中一項(xiàng)十分重要的工作，又是一項(xiàng)難度很大需要深入研究的技術(shù)工作，WMO十分重視該項(xiàng)工作，并做過許多指導(dǎo)意見[1-3]，北歐各國(guó)也在氣象資料的控制中作了大量研究[4-5]。本文就濟(jì)南市氣象局區(qū)域自動(dòng)氣象站建設(shè)中數(shù)據(jù)質(zhì)量控制進(jìn)行了深入研究和分析。濟(jì)南市區(qū)域自動(dòng)氣象站建設(shè)及原始觀測(cè)數(shù)據(jù)情況

1.1 濟(jì)南市區(qū)域自動(dòng)氣象站建設(shè)及數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)情況

濟(jì)南市自2003年建立第一個(gè)區(qū)域自動(dòng)氣象站以來，現(xiàn)在已經(jīng)完成78個(gè)自動(dòng)站的安裝并投入業(yè)務(wù)運(yùn)行。區(qū)域自動(dòng)氣象站分布于六個(gè)縣、市（區(qū)）。自動(dòng)氣象站站點(diǎn)的資料通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心服務(wù)器，服務(wù)器既接公網(wǎng)，又接氣象局內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。氣象局內(nèi)部廣域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間數(shù)據(jù)的內(nèi)部交換。圖1為濟(jì)南市區(qū)域自動(dòng)氣象站站點(diǎn)分布圖。

1.2 區(qū)域自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)存儲(chǔ)情況

區(qū)域自動(dòng)氣象站采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心服務(wù)器后，除以文本的格式存儲(chǔ)外，還將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中。區(qū)域自動(dòng)站各個(gè)氣象要素?cái)?shù)據(jù)存在一個(gè)表中，每采集一次數(shù)據(jù)存儲(chǔ)一條記錄，原始數(shù)據(jù)沒有經(jīng)過質(zhì)量控制。區(qū)域自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)質(zhì)量控制技術(shù)

2.1 區(qū)域自動(dòng)氣象站觀測(cè)資料的特點(diǎn)

區(qū)域自動(dòng)氣象站的選址要經(jīng)過氣象專家認(rèn)真調(diào)研，考慮站點(diǎn)分布、地形、周圍環(huán)境、視野等，以達(dá)到觀測(cè)數(shù)據(jù)能充分代表一定天氣尺度天氣現(xiàn)象的要求。區(qū)域自動(dòng)氣象站主要是要具有監(jiān)測(cè)中小尺度天氣現(xiàn)象的能力，測(cè)站分布較密，很難保障所有測(cè)站點(diǎn)都滿足視野開闊無障礙物的環(huán)境要求。區(qū)域自動(dòng)氣象站是自動(dòng)觀測(cè)的，有些測(cè)站在環(huán)境惡劣的地區(qū)，其設(shè)備要經(jīng)受長(zhǎng)期風(fēng)吹、日照、雨淋、沙塵侵蝕，動(dòng)物昆蟲損毀、甚至人為破壞等。由于以上原因，雨量觀測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的幾率很高。

2.2 觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制流程

觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制為站點(diǎn)級(jí)質(zhì)量控制，以一個(gè)觀測(cè)時(shí)次的數(shù)據(jù)為單位，進(jìn)行觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量檢驗(yàn)。濟(jì)南市氣象局通過建立質(zhì)量控制實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)處理系統(tǒng)，將經(jīng)過檢驗(yàn)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到新的數(shù)據(jù)庫(kù)中。觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制主要分為自動(dòng)質(zhì)量控制（QC0）和人機(jī)交互質(zhì)量（QC1）控制兩個(gè)級(jí)別。自動(dòng)質(zhì)量控制是在數(shù)據(jù)處理入庫(kù)前進(jìn)行，人機(jī)交互質(zhì)量控制是在QC0處理后對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行的人工控制，控制流程見圖2。

2.3 QC0：自動(dòng)質(zhì)量控制

自動(dòng)質(zhì)量控制在數(shù)據(jù)處理入庫(kù)前進(jìn)行，對(duì)明顯錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)直接剔除掉，使其不能進(jìn)入新的數(shù)據(jù)庫(kù)中，同時(shí)將有問題的數(shù)據(jù)情況詳細(xì)記錄到問題數(shù)據(jù)表中，以備人工查驗(yàn)。自動(dòng)質(zhì)量控制包括閾值檢查和格式檢查。

閾值檢查又稱極值檢查，是根據(jù)要素的氣候特征，對(duì)其出現(xiàn)的范圍作出判斷。有兩類極端值用于范圍檢查中，一是異常值(u或U)，一是物理上不可能出現(xiàn)的值(i或I)。假定要素x的歷史最小值和最大值分別為r和R，一般來說，有：im =rm-△

rt-(rt-1h+rt+1h)/2>200(mm)

2.4.3 一致性檢查

一致性檢查是利用不同變數(shù)間的物理聯(lián)系，通過一個(gè)變量的觀測(cè)值，判斷另一個(gè)變量同時(shí)刻的觀測(cè)值是否可信。一致性檢查可以檢查出確定性錯(cuò)誤，也可以檢查出可能性錯(cuò)誤。例如3h降水和 6h降水，若r3h>r6h,則必有一個(gè)數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤的。在雨量數(shù)據(jù)中，所比較的要素主要有：雨量與總云量，雨量與相對(duì)濕度，雨量與能見度等天氣現(xiàn)象。

2.4.4 空間質(zhì)量控制

2.4.4.1 空間內(nèi)插法檢查

空間內(nèi)插的一個(gè)重要目標(biāo)就是估計(jì)空間變量的變異函數(shù)，變異函數(shù)建立的關(guān)鍵是對(duì)初始條件的假定和方法運(yùn)用的理解。有很多研究人員利用溫度、降水以及土壤濕度等氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)在不同的時(shí)空尺度內(nèi)設(shè)計(jì)了各種數(shù)值實(shí)驗(yàn)，對(duì)各種常見的插值方法做了不同的比較和分析研究[7-12]，我們?cè)谟炅繖z查中使用的是反距離加權(quán)法。

反距離加權(quán)法是最常用的空間差值法之一，基于地理學(xué)第一定律―相似相近原理．其計(jì)算公式如下：，其中z是估計(jì)值，是第i(i=1，2，..，n)個(gè)樣本，Di是距離，P是距離的冪，它顯著影響內(nèi)插的結(jié)果．國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者運(yùn)用距離平方反比法進(jìn)行內(nèi)插．此法簡(jiǎn)單易行.2.4.4.2 Madsen-Allerup方法

Madsen-Allerup方法是Madsen和Allerup兩人發(fā)展的一種空間質(zhì)量控制方法?；驹硎腔谀骋豢臻g范圍內(nèi)要素的空間分布是均一的假設(shè)，利用周圍若干臺(tái)站同時(shí)刻觀測(cè)值的中值和75%、25%分位值，計(jì)算統(tǒng)計(jì)量Tit，Tit =(Xitqt ,25=0時(shí)(周圍臺(tái)站降水均很小)，若Xit/Σ Xit > 0．60及Xit > 4時(shí)，則認(rèn)為要素記錄日期錯(cuò)。

2.4.5人機(jī)交互處理方式

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)處理程序經(jīng)QC0方法對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查后，對(duì)有問題的數(shù)據(jù)和臺(tái)站進(jìn)行標(biāo)志，并自動(dòng)啟動(dòng)報(bào)警功能。值班員根據(jù)標(biāo)志說明，根據(jù)不同情況采取以下三種措施。

1）對(duì)于確定有問題的數(shù)據(jù)直接將其刪除，保證資料的準(zhǔn)確性。并做好日志。

2）對(duì)于經(jīng)人機(jī)交互判斷后沒有問題的數(shù)據(jù)保留使用。

3）對(duì)于暫時(shí)不能判斷的數(shù)據(jù)先進(jìn)行標(biāo)志保留，待查明后再?zèng)Q定是否使用。小結(jié)

在區(qū)域自動(dòng)氣象站的建設(shè)和數(shù)據(jù)使用中，數(shù)據(jù)質(zhì)量控制一直是一個(gè)重要問題。觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制采用自動(dòng)質(zhì)量控制（QC0）和人機(jī)交互質(zhì)量控制（QC1）兩個(gè)級(jí)別。質(zhì)量控制過程在數(shù)據(jù)的處理中完成。觀測(cè)數(shù)據(jù)處理程序具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和報(bào)警功能。經(jīng)質(zhì)量控制后的觀測(cè)數(shù)據(jù)在歷年汛期氣象服務(wù)中特別是對(duì)市政府的服務(wù)中發(fā)揮了重要作用，取得了很好的服務(wù)效果。

參考文獻(xiàn)：

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