基于MICAPS 3的贵州省地面天气实况综合平台建设

唐延婧，宋 丹

(贵州省气象服务中心，贵州 贵阳 550002)

基于MICAPS 3的贵州省地面天气实况综合平台建设

唐延婧，宋 丹

(贵州省气象服务中心，贵州 贵阳 550002)

在报文形式更新改进的背景下，对贵州省地面天气实况综合平台进行了重构。平台实现了贵州省地面天气实况综合处理和显示2个功能。在报文处理方面，根据发报方式和报文结构，分为省图处理和WS处理2个独立程序，在报文内容上较之前有所丰富。气象信息显示上分为2个相互联系的平台，不仅解决了不定时WS报文的实时处理和显示问题，还在地面气象要素的显示形式和内容上实现了质的飞越；并融合了常规地面气象要素的统计功能，提高了工作效率。平台结合实际应用需求，充分发挥了MICAPS 3的优越性能，为今后MICAPS 3版二次开发提供宝贵经验。

MICAPS 3；二次开发；平台；系统

1 引言

贵州省气象服务中心在2004年开发并投入使用基于MICAPS 1的贵州省地面天气实况显示系统，该系统没有统计查询功能。贵州省县级以上气象站点的天气实况被广泛应用于贵州省公众气象服务产品，如121声讯台、报纸媒体、各广播电台、各套电视天气预报节目播报中。尤其当出现重大、特殊天气，如大范围凝冻、冰雹、暴雨等，天气实况更是受到各个媒体及广大群众的关注。专业服务内容及产品开发中也有许多对县级以上气象站点的天气实况查询、统计的需求。因此做好日常贵州省天气实况的显示、查询、统计等工作是气象服务的重点之一。

MICAPS作为预报员主要的工作平台，已广泛应用在日常业务中。随着MICAPS系统不断发展，MICAPS 1版本的功能、便捷程度、外观、可开发性都不如如今主流的MICAPS 3版系统。MICAPS 3采用开放式构架，易于二次开发[1]。目前国内有较多基于业务需要进行MICAPS 3二次开发的经验[2-5]，将MICAPS 3作为新的贵州省地面天气实况平台的基础是较为理想的。

另一方面，随着贵州省气象观测自动化工作的推进，县级以上气象站点地面观测资料的报文结构发生了变化，发报方式也由人工编报转变为自动站观测并自动编报，其中的特殊天气报文(WS报)根据特殊天气现象发生时间，不定时实时发报。因此，构建新的平台实现实时特殊天气现象报文的显示、查询和统计功能是切实必要的。

2 系统设计思路及开发环境

2.1 系统的设计思路

沿用原有贵州省地面天气实况平台(省图显示平台)的构建方式，新的贵州省地面天气实况系统(新省图系统)也采用程序将原始报文按规定格式处理为适当的MICAPS数据文件，再通过综合图来调用进而实现显示需要资料的目的。并根据需求增加部分数据，显示平台从MICAPS 1变更为更高版本的MICAPS 3。

新省图系统还需要提供常用的查询、统计功能。可通过MICAPS 3自带的查询、统计功能，结合需要编写程序，然后以MICAPS模块形式添加到系统中来完善。

同时新的特殊天气报文(WS报)的不定时实时发报方式，对于报文处理、显示、查询、统计来说是一个新的挑战。新省图系统需要设计实时处理的程序来处理报文，将其显示为直观的模式，并且通过MICAPS自带的监视模式功能实现WS报实时处理、实时显示，以达到监视实时特殊天气的目的。

2.2 系统的开发环境和工具

MICAPS 3版是现在气象资料显示、查询的常用工具，界面美观，操作方便具有良好的交互性，可以通过增减模块来实现不同功能的组合与构建，是二次开发的理想平台。并且MICAPS 3版具有强大的查询、统计、自动更新功能，能达到或有助于系统的设计目标。因此新的省图系统选择MICAPS 3.1.1版为开发平台。

根据系统的设计思路，需要编写报文处理和查询、统计的系统模块程序，通过VB 6.0编写。并添加到MICAPS 3平台的模块中，实现系统整合。

3 系统结构

贵州省地面天气实况系统(新省图系统)分为报文处理程序和综合平台两部分，详见图1。报文处理程序为综合平台提供后台支持，为独立、自动运行的程序。综合平台为直观的程序，点击进入平台后可直观查看天气实况；两个平台相互独立，又相互联系，通过省图综合平台的监视模式按键跳转到WS监视平台。

图1 贵州省地面天气实况系统结构图(箭头指示文件提供路径)

4 报文处理程序

根据发报方式和报文结构，将报文处理程序分为2个独立程序：常规贵州省地面气象要素数据文件处理程序(省图处理)和特殊天气报文处理程序(WS处理)。

4.1 省图处理程序

省图处理程序参考原有的处理程序结构和思路，将处理报文转变为新的每小时自动编报的报文，程序处理源——报文的结构与之前不同，但程序处理的目标基本相同——08时、14时、20时3个主要时次的贵州省常规地面气象要素填图和2个特殊填图，3个填图文件均为MICAPS 3的一类数据文件。并增加08时和20时的24 h降水量为MICAPS 3的三类数据文件。3个填图文件内容较之前有所增加和调整，在贵州区域常规填图增加了24 h变温项、24 h变压项，另根据MICAPS 3的数据格式要求对T量降水做了修改；在2个特殊填图中增加了相对湿度、海平面气压以及积雪、电线积冰、冰雹直径等其他重要天气数据(见表1)，并将原来以数字代表的特殊天气调整为以更直观的天气现象符号来显示。

表1 贵州省地面天气实况系统显示文件说明

程序每日定点处理报文，也可通过点击放置于桌面上的快捷方式手动处理。

4.2 WS处理程序

由于WS报文的发报形式为不定时发报，所以需要将其独立处理。WS处理程序为按照新的WS报发报规则和格式编制的实时处理程序。程序能够实时监控WS报文，并在检测到新的WS报的同时解报到WS实时监控文件(MICAPS 1类文件格式)中。为了方便统计查阅，程序还设定在每日08时生成过去24 h内贵州省区域内全部的WS报(MICAPS文件1类文件格式)。

为了统一和方便查看，程序处理目标文件仍设定为MICAPS 1类文件格式，并将特殊天气出现的时间及特殊天气相关量值，如大雾出现时的能见度值等填入报文中。针对一个站点在24 h内可能有多次不同发报的现象，设定了不同的字段来存储最多3组特殊天气现象的相关信息。

程序自动运行在状态栏，点击弹出手动处理对话框，可进入手动处理模式处理未自动处理到的报文。由于需要随时监测WS报文，该程序被设定为不能关闭，只能通过“任务管理器”关闭。

5 综合平台

5.1 省图综合平台

省图综合平台是新省图系统最主要的显示窗口。平台搭建的系统版本是MICAPS 3.1.1。与之前的版本相同，初始以综合图形式自动调入所需要的报文文件。在新的省图综合平台中，默认调入为5个当前最新时次的报文文件(表1)，较之前多了2个。其中当日08时之前的24 h WS报文汇总，也在省图综合平台中显示，便于查阅。新的省图系统在显示的内容上，较之前有所丰富，尤其在降水和特殊天气的显示上更为清晰。

省图综合平台在显示外观上界面简洁美观，并且利用MICAPS 3自带的功能，实现了数据查询和显示的便捷：通过对MICAPS 3类数据的分级显示功能，能够以不同颜色直观的显示出24 h降水量的不同量级。直接利用MICAPS 3自带的“B-统计”功能，统计降水、温度等气象要素。在显示设置中点击MICAPS文件名选中后，可在左侧属性栏中勾选调出。如统计暴雨站点数量，只需在“B-统计”对话框中勾选“降水”并输入“50”，就可以统计出。较之前人工统计大大提高了工作效率。

MICAPS 3版本的开放性使得个性化设计成为可能，并提供了良好的二次开发空间。通过其根目录下extToolbar.txt文件的修改，可以轻松重构菜单栏及模块。省图综合平台开发中，系统菜单栏上删除了不需要的功能模块以精简系统，并新增了3项功能。新增的功能通过VB编写好程序，将其作为模块嵌入到平台中，通过菜单栏上对应的按钮调用程序实现功能：

① 实况统计：以文本显示08时、14时贵州省常规填图中的所有站点中的最高、最低气温及站点；暴雨以上站次、站点名、雨量；大风、凝冻、冰雹、积雪等特殊天气现象出现的站次、站点名、出现时间。

② 实况查询：为方便资料统计设计的历史资料查询程序。可按指定站点、指定日期汇总历史雨量、温度、湿度等天气要素，生成文本文件。

③ 帮助说明：调入新省图系统的帮助说明Word文档。帮助文档中对系统开发背景及人员、系统构成、数据说明、常见问题处理4个方面做了详细描述。

④ 监视功能。经过重新配置，监视功能按键可跳转进入WS监视平台。

图1 省图综合平台界面及主要功能

(说明：菜单栏中，虚线框中为新增功能键，从左至右分别为：监视功能、实况统计、实况查询、帮助说明；界面中的2处虚线框为利用MICAPS 3版自带功能得到的改进)

5.2 WS监视平台

WS监视平台以综合图形式调入WS监视文件及云图文件，并设定为自动更新。进入平台可通过点击桌面图标进入，也可通过省图的“监视功能”进入。

WS监视平台界面与省图综合平台类似，都基于一个MICAPS 3版本开发。只是在显示内容上有所不同。利用MICAPS 3的“自动更新”功能，能够实时查看当日08时以来所发生的WS报，配合最新时刻的云图资料，及时了解特殊天气发生的情况。出现的特殊天气都以天气现象的符号显示在平台中，并可通过调入“要素选择”，选择相关项查看特殊天气出现的时间。能够达到直观简洁的目的。

6 系统应用效益分析

新省图系统的综合平台在2012年发开完成后，一直在贵州省气象服务中心进行业务运行，是预报服务人员每日必须的分析、查询工具。与原来的省图版本相比，显示内容丰富，在归纳总结每日天气实况时，更为直观，工作效率更高，节约了宝贵的时间。

另外，WS监视平台中带有时间、特殊天气信息的实时WS报文，可以最直观的监视特殊天气的发生。如配合云图上的强对流云团，发现实时WS报文中在贵州省西南部开始出现冰雹，从而判定了对流云团带来的天气类型是冰雹，其强度和时间都有显示。根据云图动态分析强对流云团的走向，可以判断未来可能出现冰雹的时间和大概范围，为短时临近天气服务工作提供了有力参考。

7 结语

新的贵州省地面天气实况综合平台，不仅解决了不定时发报的WS报文的实时处理和显示问题，还在省图的气象信息显示上实现了质的飞越，并且融合了常规地面气象要素的统计功能。在业务应用中能够大大提高工作效率，使用方便快捷。对MICAPS 3进行二次开发，结合实际应用需求，充分发挥MICAPS 3的优越性能，并拓展了新的应用领域，也为今后MICAPS 3二次开发提供宝贵经验。

[1] 赵建峰.MICAPS3.2平台介绍及部分功能展示[J].科学之友，2012，3.

[2] 吴林林，刘黎平，徐海军，等.基于MICAPS 3核心的人影业务平台设计与开发[J].气象，2013，3.

[3] 齐保崟.基于MICAPS的台风预报系统的构建方案研究[J].软件导刊，2012，5.

[4] 肖天贵，肖光梁.高原山地短临预警预报系统的设计与构建[J].高原山地气象研究，2012，3.

[5] 谭燕，王晓峰，王玉彬，等.交互式台风分析和预报系统的建立及其功能介绍[J].大气科学研究与应用，2012，2.

2014-07-21

唐延婧(1982—)，女，工程师，主要从事中短期预报服务及相关研究工作。

1003-6598(2015)02-0048-04

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