气象资料数据库管理系统的设计及其实现

为了完善当前我国气象业务体系，解决气象资料数据库建设中的诸多问题，建设功能完善的气象资料数据库管理系统意义重大。文章首先介绍气象资料数据库管理系统设计的总体结构，再针对数据采集功能、数据存储、数据库界面管理、数据质量控制等5个方面浅谈气象资料数据库管理系统的设计与实现。

【关键词】气象资料 数据库管理系统 设计与实现

在气象业务现代化进程不断加快的背景下，人们对检索、查询和使用气象资料提出了更好高的要求。然而随着时间的推进，收集的气象资料数据也在不断的累积，传统抄写报表和手工翻报表的数据检索方式已经不能满足气象业务的需求，严重阻碍气象业务现代化发展。不仅如此，建设气象资料数据库管理系统存在数据种类多、数量大、来源广泛、格式复杂等问题，给管理系统存储和管理带了了巨大的麻烦。因此，有必要建立一个具有完善数据采集、控制、加工处理、备份和恢复数据管理功能的气象资料数据库管理系统，推进我国气象业务现代化进程，提升气象事业现代化水平。

1 气象资料数据库管理系统的总体结构

气象资料数据库管理系统的结构如下图，该数据管理系统不仅可以为气象业务和业务管理提供数据和信息共享平台，也可以为科研和服务系统提供数据和信息共享平台。从数据管理系统的结构图可以看到，该系统可以实现采集多个数据源的数据，对所有的数据进行集中收集、处理和存储。满足业务、服务和科研的多个部门对数据的需求；满足中短期天气预报、不同类型的气象预报服务、气象数据管理以及开发其它业务系统的数据库需求等等。

2 数据采集功能设计

数据采集功能是整个气象资料数据库管理系统的基础，采集子系统执行采集气象数据的操作，并将所有采集的气象数据资料存入数据库中，有数据库进行统一管理。依据数据资料的种类和来源划分，数据采集可分为11个模块，11个模块设计内容分别为模块类型、模块功能、模块代号、运行方式、数据来源、数据程图、模块输入和输出参数、相关数据库表、错误处理和临时文件。数据采集功能由历史气候资料采集和高空地面报文采集等模块具体实现。通过对以上若干个模块的设计就可以达到有效收集和管理气象资料数据库管理系统的数据的目的，满足气象、科研和业务等多个功能对数据的需求。

3 数据存储设计

气象资料数据库管理系统的数据存数方式有数据库表和文件两种存储方式，以数据库表形式存数的数据为结构化数据，非结构化数据则通常采用文件方式存储，并且依据数据的使用方式确定其存储级别。由于数据库软件和硬件条件存在一定的缺陷，并非所有的数据资源可会存入数据库内，而是根据气象资料的大小和数量判断是否存入数据库。数据存储的分级依据以下的原则。永久性保存的数据：日常业务工作中使用次数多且资源数量少的数据；过程性保存数据：数值预报产品等资料量较大的数据。过程性保存数据可依靠我国气象局的大型“存储检索系统”来检索与该资料有关的连续性资料。临时性保存数据：多为使用范围单一且数量极大、占用大量数据库系统存储能力的数据，如雷达和其它探测手段收集的数据。

4 数据库界面管理设计

气象资料数据库管理系统中包含的参数修改功能可以修改和裁减气象数据，如控制保存数据的时效、增加或减少台站的数量和数据的种类。而人工数据修改可在数据库内插入非实时数据，如水文站的水位、出入水库的流量等等。在数据检索上，气象资料数据库管理系统以数据表作为基本检索的单位，向用户提供基本的检索功能。在第三级数据质量控制上，人工修改数据的功能科对高空和地面等气象资料进行修改。数据被用户修改后，如果需要保证数据库数据和实时数据一致，可利用高空和地面自动采集模块处理即可。

5 数据质量控制设计

数据质量控制是整个气象资料数据库管理系统的关键，数据质量控制的对象主要是温度、降水和面雨量等重要数据资料，数据质量控制设计应坚持以下质量控制原则。

（1）各种气象数据在进入资料库前需要进行第一级质量控制操作，即检查数据是否正确，如果数据不能被正常解读，则不允许存入数据库。但是数据需要被记录在日志文件中，以便进一步对数据进行分析。

（2）每天至少执行一次独立的质量控制模块操作。进行第二级质量控制的方式为读取数据表的资料进行，即检查资料的极值、资料在时间和空间上是否具有一致性、资料是否具有逻辑关系的等。如果被检查的资料经以上检查后存在疑问，在资料入库阶段，系统会详细记录数存在有疑问的数据，并向管理人员提出警告。

（3）第三级控制需要具备可供修改数据资料的界面，方便数据库系统管理人员随时修改数据。修改数据后，需从处理资料程序的入口输入修改后的数据，并对修改后的数据进行整体处理，使数据库使用保持一致性。

6 结语

文章从气象业务对数据存数和应用的实际情况出发，利用Oracle以及其它工具来设计该气象资料数据库管理系统。该数据库管理系统可以极大的满足实际的气象业务对数据存储和应用的需求，提高数据管理能力和使用数据的能力。

参考文献

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[2]何彬方，杨太明，王海军，向华.省级农业气象数据库及管理系统的设计与实现[J].中国农学通报，2009，（24）.

[3]王赟，张琪，陈增会，王鹏云.农业气象决策服务系统平台的设计与实现[J]安徽农业科学，2013（06）.

作者简介

高艳云（1981-），女，河南省安阳市人。现为河南信息统计职业学院教师。研究方向为计算机应用。

作者单位

河南信息统计职业学院 河南省郑州市 450008endprint