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摘要 在Windows操作系统中，应用Visual Basic 6.0编程语言实现自动气象站数据文件的下载、读取、解码、分类后再进行一系列统计计算，从而得到各气象要素的统计资料。
关键词 自动气象站；数据文件；气象要素；程序；下载
中图分类号 P415.1 2 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）20-0328-01
自动气象站是一种能自动进行定时观测、发报或记录的地面综合观测装置。主要测量气温、气压、湿度、风向、风速、降水量等基本气象要素，也可以根据不同需要测量天气现象、能见度、地温、日照时数、太阳总辐射等。测量到的资料数据通过电话线、无线电通讯或卫星通信等方式集中发给中心站进行数据资料的储存和处理。随着科学技术的发展，自动气象站将逐步替代人工观测。
辽宁省自动气象站（以下简称自动站）网已于2002年全面建设完成。自动站在很大程度上减轻了观测人员的劳动强度，同时自动站相对人工观测站有观测范围广、时效性强、准确率高等诸多优点。随着社会的飞速发展，人民群众生活水平的快速提升，在气象服务的准确性和时效性上的要求也越来越高，自动站在气象业务中的应用也显得愈加重要。为了更准确地做好气象公益服务和有偿服务，葫芦岛市气象台针对自动站地面定时常规要素数据文件（以下简称数据文件）的应用，研制开发了“任意时段自动站数据文件统计计算程序”。该程序主要功能是自动下载全省自动站数据文件、对数据文件解码并显示出主要应用项目及任意时段内的相关气象要素的统计数据。业务人员在业务应用中可以随时参考调用任意时次某站各气象要素的实况资料及任意时段内的各气象要素的统计计算资料来做好预报和服务工作[1]。
1 自动站数据文件格式的基本概况
自动站自动上传数据文件有几种，其中数据文件是主要应用资料文件，文件名格式为：AIIiiiYYMMDDHH.dat，文件名规则如下：“A”为自动站定时资料标识；“IIiii”为区站号；“YY”为年份的后2位；“MM”为月份，2位；“DD”为日期，2位（HH=21、22、23时，日期增加1日）；“HH”为小时，2位，北京时，24小时制；“DAT”为文件固定后缀。
该文件为随机文件，每小时1个，自动上传、存储。记录采用定长类型，每一条记录321个字节，按左对齐排列，以纯字符存盘，共有51个项目，项目包括：2 min平均风向、风速，10 min平均风向、平均风速、最大风速的风向、最大风速、最大风速的时间，瞬时风向、风速、极大风的风向、极大风的风速、极大风的时间，每分钟雨量，每小时雨量，感雨（暂无数据），感雨的降水（暂无数据），气温、最高气温及出现时间、最低气温及出现时间，相对湿度、最小相对湿度及出现时间，水汽压，露点温度，本站气压、最高本站气压及出现时间、最低本站气压及出现时间，地面温度、地面最高温度及出现时间、地面最低温度及出现时间，5、10、15、20、40、80、160、320 cm地温，蒸发（暂无数据），海平面气压，能见度（人工观测，发报时次有数据），总云量（人工观测，发报时次有数据），低云量（人工观测，发报时次有数据），云高（人工观测，发报时次有数据），云状（人工观测，发报时次有数据）。
2 程序设计思路
该程序就是针对数据文件而做的一些工作。利用自动站每小时1次的及时传输的特点，下载省局服务器中的数据文件至本地服务器，通过VB语言读取选定的数据文件或数据文件数组，再对其解码、分类赋值、计算，从而实现任意时段内各气象要素的统计计算功能[2]。由于业务人员比较关注一些常用的气象要素的情况，如：气温、地面温度、地中温度、降水量、湿度、风向风速、露点温度、气压、水汽压等的基本情况，因此该程序主要处理这些气象要素。
3 程序的实现
该程序主要应用Visual Basic 6.0编程语言来实现程序中的基本功能。
3.1 资料来源
全省自动站数据文件都在每小时正点过后20 min内上传完成，上传至省局服务器bcsy（IP为172.19.1.3）上，路径也基本固定，在/bcsy/zdz/hy下，最近网络管理员可能为了管理的方便，又定时把上传后的数据文件另存至/bcsy/zdz/back下，因此该程序的资料调用也就直接下载/bcsy/zdz/back下的文件，因其文件仅保留最多3 d的资料，所以需要定时下载，以保证本地服务器上资料的完整。
由于全省仍有一些自动站仍在使用Y文件，或不发数据文件报，所以现在每小时正常传输数据文件的自动站共有42个，因此资料主要以这42个自动站为主。
3.1.1 自动下载方式。该程序在设计时，考虑到资料的来源问题，主要采用定时自动下载的方式来实现资料的及时下载更新。程序在索要文件前，先判断与远端服务器（172.19.1.3）之间的网络是否通畅，如不通会提示相关信息；如网络畅通，则可以实现下载。只要勾选程序界面中的“自动下载”选项，在程序运行时，即可实现资料源文件的自动下载。如下载完成时，文件数没有达到42个，则自动重复下载，直到全部下载完；如一直缺报，则下载程序定时停止下载，可以在以后时次利用手动下载方式来完成。
3.1.2 手动下载方式。自动下载没有完成，或没有选自动下载选项，则需要手动来下载，点击程序界面中的“当前时次数据文件”和“本时段数据文件”2个按纽即可实现手动下载，前一个按纽仅下载当前时次的数据文件，后一个按纽可以下载任意时段内（省局服务器中保留的）数据文件。下载完成后，在程序的状态条中会显示出相关信息，供业务人员参考。
3.2 各气象要素统计功能的实现
要想实现任意时段内气象要素的统计计算，一定先要判斷出此时段内文件名的变化情况，由于数据文件的命名极有规律，所以也就方便了使用。依次对年、月、日、时进行判断（其中对闰年大小月等都要进行识别并做出正确的处理），再把中文的站点相应地转化为站号，这样就得到了一个正确的准备处理的数据文件的文件名，再通过VB语言来读取此文件，由于数据文件内容为纯字符，利用VB语言把报文中的各气象要素赋到一个数组中，再对这些气象要素分别进行处理，例如风向的角度，要通过相应的计算转换为直观的风向；把原有的数据换算成带小数的准确数值等。
有了这个数组和一系列的文件名，也就可以实现任意时段内的文件处理，处理后的每个气象要素的内容都赋值到一个相应的数组中，最后再对这些数组进行统计计算等，最终得出这些气象要素的统计结果。
3.3 程序的参数配置
为了能最大程度地扩展本程序的通用性，在程序中还使用了一个配置文件，以方便对程序中的相关配置做修改。修改后，点击“保存”按纽后，即可保存到配置文件中，下次再调用程序时，就是修改后的新的参数配置。
4 业务应用
该程序在预报业务中有很重要的指示性作用。由于可以即时了解各气象要素最新的变化情况，预报人员在做服务和预报订正时，就有了更及时的资料保障，而不需要等到发报的时次再从Micaps系统中得到相关的气象要素资料。而且通过该程序查看气象要素的资料，相比Micaps系统也有很大的灵活性，能更及时方便的让业务人员尽早得到第一手气象资料。
葫芦岛市气象影视中心最近正在制作一档“上周天气回顾与下周天气展望”的节目，由于是7 d计时，以往在做这档节目的初期准备工作时，只能用上旬的资料做参考，精确度较差。该程序能很好地解决这个问题，而且因资料更新及时，且没有人工误差，在使用中得到业务人员的一致好评。
5 结语
随着气象基础设施现代化的发展，自动气象站在气象部门将更加普及，对自动站资料的应用也会在业务工作中发挥更加重要的作用[3-4]。该程序仅是对自动站数据文件的一个小应用，在未来的业务工作中，还需要对自动站的资料进行更加广泛和深入的应用。
6 参考文献
[1] Visual Basic 5从入门到精通[M].北京：电子工业出版社，1997.
[2] Microsoft.Visual Basic 5.0语言参考手册[M].希望图书创作室，译.北京：龙门书局，1998.
[3] 自动气象站[EB/OL].[2014-09-05].http：//baike.baidu.com/riew/268958.htm？fr=aladdin.
[4] 宋长青.自动气象站数据管理与应用系统的设计与实现[D].成都：电子科技大学，2011.
关键词 自动气象站；数据文件；气象要素；程序；下载
中图分类号 P415.1 2 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）20-0328-01
自动气象站是一种能自动进行定时观测、发报或记录的地面综合观测装置。主要测量气温、气压、湿度、风向、风速、降水量等基本气象要素，也可以根据不同需要测量天气现象、能见度、地温、日照时数、太阳总辐射等。测量到的资料数据通过电话线、无线电通讯或卫星通信等方式集中发给中心站进行数据资料的储存和处理。随着科学技术的发展，自动气象站将逐步替代人工观测。
辽宁省自动气象站（以下简称自动站）网已于2002年全面建设完成。自动站在很大程度上减轻了观测人员的劳动强度，同时自动站相对人工观测站有观测范围广、时效性强、准确率高等诸多优点。随着社会的飞速发展，人民群众生活水平的快速提升，在气象服务的准确性和时效性上的要求也越来越高，自动站在气象业务中的应用也显得愈加重要。为了更准确地做好气象公益服务和有偿服务，葫芦岛市气象台针对自动站地面定时常规要素数据文件（以下简称数据文件）的应用，研制开发了“任意时段自动站数据文件统计计算程序”。该程序主要功能是自动下载全省自动站数据文件、对数据文件解码并显示出主要应用项目及任意时段内的相关气象要素的统计数据。业务人员在业务应用中可以随时参考调用任意时次某站各气象要素的实况资料及任意时段内的各气象要素的统计计算资料来做好预报和服务工作[1]。
1 自动站数据文件格式的基本概况
自动站自动上传数据文件有几种，其中数据文件是主要应用资料文件，文件名格式为：AIIiiiYYMMDDHH.dat，文件名规则如下：“A”为自动站定时资料标识；“IIiii”为区站号；“YY”为年份的后2位；“MM”为月份，2位；“DD”为日期，2位（HH=21、22、23时，日期增加1日）；“HH”为小时，2位，北京时，24小时制；“DAT”为文件固定后缀。
该文件为随机文件，每小时1个，自动上传、存储。记录采用定长类型，每一条记录321个字节，按左对齐排列，以纯字符存盘，共有51个项目，项目包括：2 min平均风向、风速，10 min平均风向、平均风速、最大风速的风向、最大风速、最大风速的时间，瞬时风向、风速、极大风的风向、极大风的风速、极大风的时间，每分钟雨量，每小时雨量，感雨（暂无数据），感雨的降水（暂无数据），气温、最高气温及出现时间、最低气温及出现时间，相对湿度、最小相对湿度及出现时间，水汽压，露点温度，本站气压、最高本站气压及出现时间、最低本站气压及出现时间，地面温度、地面最高温度及出现时间、地面最低温度及出现时间，5、10、15、20、40、80、160、320 cm地温，蒸发（暂无数据），海平面气压，能见度（人工观测，发报时次有数据），总云量（人工观测，发报时次有数据），低云量（人工观测，发报时次有数据），云高（人工观测，发报时次有数据），云状（人工观测，发报时次有数据）。
2 程序设计思路
该程序就是针对数据文件而做的一些工作。利用自动站每小时1次的及时传输的特点，下载省局服务器中的数据文件至本地服务器，通过VB语言读取选定的数据文件或数据文件数组，再对其解码、分类赋值、计算，从而实现任意时段内各气象要素的统计计算功能[2]。由于业务人员比较关注一些常用的气象要素的情况，如：气温、地面温度、地中温度、降水量、湿度、风向风速、露点温度、气压、水汽压等的基本情况，因此该程序主要处理这些气象要素。
3 程序的实现
该程序主要应用Visual Basic 6.0编程语言来实现程序中的基本功能。
3.1 资料来源
全省自动站数据文件都在每小时正点过后20 min内上传完成，上传至省局服务器bcsy（IP为172.19.1.3）上，路径也基本固定，在/bcsy/zdz/hy下，最近网络管理员可能为了管理的方便，又定时把上传后的数据文件另存至/bcsy/zdz/back下，因此该程序的资料调用也就直接下载/bcsy/zdz/back下的文件，因其文件仅保留最多3 d的资料，所以需要定时下载，以保证本地服务器上资料的完整。
由于全省仍有一些自动站仍在使用Y文件，或不发数据文件报，所以现在每小时正常传输数据文件的自动站共有42个，因此资料主要以这42个自动站为主。
3.1.1 自动下载方式。该程序在设计时，考虑到资料的来源问题，主要采用定时自动下载的方式来实现资料的及时下载更新。程序在索要文件前，先判断与远端服务器（172.19.1.3）之间的网络是否通畅，如不通会提示相关信息；如网络畅通，则可以实现下载。只要勾选程序界面中的“自动下载”选项，在程序运行时，即可实现资料源文件的自动下载。如下载完成时，文件数没有达到42个，则自动重复下载，直到全部下载完；如一直缺报，则下载程序定时停止下载，可以在以后时次利用手动下载方式来完成。
3.1.2 手动下载方式。自动下载没有完成，或没有选自动下载选项，则需要手动来下载，点击程序界面中的“当前时次数据文件”和“本时段数据文件”2个按纽即可实现手动下载，前一个按纽仅下载当前时次的数据文件，后一个按纽可以下载任意时段内（省局服务器中保留的）数据文件。下载完成后，在程序的状态条中会显示出相关信息，供业务人员参考。
3.2 各气象要素统计功能的实现
要想实现任意时段内气象要素的统计计算，一定先要判斷出此时段内文件名的变化情况，由于数据文件的命名极有规律，所以也就方便了使用。依次对年、月、日、时进行判断（其中对闰年大小月等都要进行识别并做出正确的处理），再把中文的站点相应地转化为站号，这样就得到了一个正确的准备处理的数据文件的文件名，再通过VB语言来读取此文件，由于数据文件内容为纯字符，利用VB语言把报文中的各气象要素赋到一个数组中，再对这些气象要素分别进行处理，例如风向的角度，要通过相应的计算转换为直观的风向；把原有的数据换算成带小数的准确数值等。
有了这个数组和一系列的文件名，也就可以实现任意时段内的文件处理，处理后的每个气象要素的内容都赋值到一个相应的数组中，最后再对这些数组进行统计计算等，最终得出这些气象要素的统计结果。
3.3 程序的参数配置
为了能最大程度地扩展本程序的通用性，在程序中还使用了一个配置文件，以方便对程序中的相关配置做修改。修改后，点击“保存”按纽后，即可保存到配置文件中，下次再调用程序时，就是修改后的新的参数配置。
4 业务应用
该程序在预报业务中有很重要的指示性作用。由于可以即时了解各气象要素最新的变化情况，预报人员在做服务和预报订正时，就有了更及时的资料保障，而不需要等到发报的时次再从Micaps系统中得到相关的气象要素资料。而且通过该程序查看气象要素的资料，相比Micaps系统也有很大的灵活性，能更及时方便的让业务人员尽早得到第一手气象资料。
葫芦岛市气象影视中心最近正在制作一档“上周天气回顾与下周天气展望”的节目，由于是7 d计时，以往在做这档节目的初期准备工作时，只能用上旬的资料做参考，精确度较差。该程序能很好地解决这个问题，而且因资料更新及时，且没有人工误差，在使用中得到业务人员的一致好评。
5 结语
随着气象基础设施现代化的发展，自动气象站在气象部门将更加普及，对自动站资料的应用也会在业务工作中发挥更加重要的作用[3-4]。该程序仅是对自动站数据文件的一个小应用，在未来的业务工作中，还需要对自动站的资料进行更加广泛和深入的应用。
6 参考文献
[1] Visual Basic 5从入门到精通[M].北京：电子工业出版社，1997.
[2] Microsoft.Visual Basic 5.0语言参考手册[M].希望图书创作室，译.北京：龙门书局，1998.
[3] 自动气象站[EB/OL].[2014-09-05].http：//baike.baidu.com/riew/268958.htm？fr=aladdin.
[4] 宋长青.自动气象站数据管理与应用系统的设计与实现[D].成都：电子科技大学，2011.