影响无人值守自动气象站数据质量的主要因素

张哲

摘  要：无人值守自动气象站是随着科学技术发展而产生的，具有高效、便捷、准确等多种优势，也可以节约一定的人力成本，降低人为因素对于数据的不良影响。但是毕竟处于无人操控的状态，因此还会存在一些影响数据质量的因素，该文对此进行了探索，通过无人值守气象站的构成和原理分析，探索了影响其数据质量的主要因素，希望对相关研究提供一些思路。

关键词：无人值守自动气象站  数据质量  影响因素

中图分类号：P415.12                                文献标识码：A                         文章编号：1672-3791（2019）03（a）-0032-02

有人值守自动气象站和无人值守自动气象站目前都存在，各有利弊，但是随着科学技术的不断发展，笔者相信在未来无人值守自动气象站的发展空间更大，因此如何确保其数据准确就是需要克服的问题。下面从原理和运行环节的探索出发，分析了目前影响无人值守自动气象站数据质量的因素。

1  无人值守自动气象站概述及运行

无人值守自动气象站与有人值守气象站最大的区别就是人力资源配备和自动化水平。无人值守自动气象站是由各种传感器、供电系统、数据处理中心、通信模块、采集器等构成，通过该气象站可以收集各种天气信息、处理和分析各种天气信息。因此每一个无人值守自动气象站都有一个庞大的数据采集器。

采集器从传感器中对气象要素数据采集，后由内部微处理器依据规定算法开展运算处理及质量控制，产生观测数据，接着以规定数据格式把所这部分气象要素观测数据储存于存储器中，并且依据规定响应凭借通信端口将数据资料传送至通讯模块。最后，通信板块借助GPRS通信方式将所接收到的无人值守自动气象站数据资料上传至数据中心站。

2  无人值守自动气象站发展现状

气象灾害对于社会和经济乃至人们的生命安全都至关重要，因此如何降低气象灾害给大家带来的损失一直是相关部门和专家关注的重点。随着探测技术的不断发展，实现气象站的自动化可以有效提高天气预报的准确性和及时性。截止到目前我国大部分气象站已经实现了自动化，而且有4万多个无人值守自动气象站，节约了大量的人力成本。无人值守自动气象站可以为防灾减灾提供有效数据，为政府制定相关决策提供数据支持，最大程度地降低气象给大家带来的财产、生命损失。因此现在的发展势头良好，很多地区已经使用了无人值守自动气象站，更加高效地为相关部门提供气象数据。

3  无人值守自动气象站数据处理关键

既然是各种气象要素数据的处理中心，因此这些数据的采集一定要及时、准确和符合流程，然后就是数据的处理和运输一定要精准，然后就是存储要保持安全稳定，最后的信息输出路径和步骤也要符合要求，顺利地采集信息、传输信息就是无人值守自动气象站数据处理的关键所在。由于传感器是直接采集气象要素的仪器，因此它的质量和运行是否达标直接关系到气象数据的精准性和及时性。

4  影响无人值守自动气象站数据质量的主要因素

无人值守自动气象站的空间分辨率比有人值守的要高，因此它可以更加准确地预报各种天气变化，估测雷达降水量和灾害天气可能发生的时间，而且传输数据也比較及时、快速。据相关资料显示，近几年我国无人值守自动气象站在提供气象数据量方面占据了68%，这意味着它的作用和未来发展空间。但是虽然它的优势很多，但是也存在一些问题从而导致数据不准确、不及时等，下面就对无人值守自动气象站观测数据质量的主要因素进行分析。

4.1 无人值守的自身弊端

无人值守自动气象站就是以自动化为主，每个环节都是无人控制，数据收集、处理、分析、传输都是经过相关设备和流程进出，因此对于气象站的很多区域都是无人操控的状态，如果出现了一些设备故障，根本无法及时赶到，气象变化不可预测，一秒钟都有可能出现极大的误差，因此无人值守有其优势所在，但是也存在一定的弊端。

4.2 传感器安装不规范

无人值守自动气象站存在很多传感器，传感器的作用就是采集各种气象信息，因此它能否正常运转直接关系到数据质量，传感器投入使用之前需要经过一定的安装步骤和位置选择，因此传感器的安装不规范就包括两种：安装不规范、位置环境不规范。

安装不规范：安装人员不具备相应的专业素质、安装步骤有误差都是造成安装不规范的直接因素，甚至很多无人值守自动气象站传感器的安装人员就是简单按照说明书进行组装而已，对于它的性能和准确性并不能进行科学的测试，从而影响后期数据的传输质量。

位置环境不规范：传感器需要借助一定的下垫面才能发挥作用，不同的下垫面之上的传感器运行状态和质量也是不同的，例如安装在屋顶的传感器、安装在水泥地面的传感器、安装在观测场上空的传感器所感知到观测数据是不同的，尤其是有温度差的时候这种探测结果差异会更大。

5  无人值守自动气象站数据质量提升对策

无人值守自动气象站可以高效地提供更多的气象数据，为降低自然灾害所带来的不利影响做出贡献，但是由于自身存在的一些问题，也会产生数据采集不及时、运算不精准和传输低效的情况，因此分析影响数据治理的因素，提供解决对策才是关键，下面就针对上述提出的两个影响因素提供完善对策，希望对我国无人值守自动气象站数据质量的提升有所借鉴。

5.1 适当地配备人员

无人值守自动气象站不能完全的处于无人状态，这样不利于一些故障和设备安装使用问题的发现，但是气象站的自动化发展是一种必然的趋势，结合现实情况，无人值守自动气象站应当进行适时的有人状态。例如定期检查、关键位置或者环节配备专业人员坚守岗位等，这样既可以实现高效，也可以将自动站的运行情况加以掌握。

5.2 加强传感器的规范性

在无人值守自动气象站运行中若发生某个气象要素数据没有办法显示或出现显示异常，在排除供电系统故障及采集器故障后，要认真查看传感器与采集器之间连接是否有不良现象，之后对传感器各类线缆检查，查看其是否完好无损，若上述均正常，则说明传感器自身性能下降或损坏而发生故障，需要及时维修或直接换新。

第一，安装规范性。安装传感器的人员要专业，具备测试传感器质量和安装之后运行是否正常的能力;安装步骤要严格按照说明书和自动站自身情况;安装之后要及时提交安装过程和安装步骤反馈。

第二，安装位置环境选择规范性：既然不同的下垫面对数据质量会有所影响，尤其是温差大的情況下，因此需要根据气象站不同的地理位置、环境位置选择适合的下垫面，在实际安装之前还要对下垫面的误差率进行测试，以便后期进行数据运算得以考虑。

综上是影响无人值守自动气象站数据质量的因素分析，当然还有很多其他的因素也会对其造成一定的影响，但是该文选取了两个主要的因素进行分析，希望对相关研究提供思路。

6  结语

综上可以看出，无人值守自动气象站具有很多优势，这是有人值守气象站无法比拟的，例如，可以更加及时地搜集到气象数据、进行更加精准的运算和传输等，自我国大范围实行无人值守自动气象站以来，工作人员的劳动量大大降低，气象观测数据的采集和运算传输更加及时和准确，可以说为气候研究和天气预报质量提升奠定了基础。但是无人值守自动气象站长期处于无人操控和监督的状态下，因此很多运行问题和设备故障不能被及时发现和维修，这就导致数据质量有时候被影响，从而降低无人值守自动气象站运行效率。因此适时地加以研究，提供完善对策是当下值得研究的问题。

参考文献

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[2] 李志鹏，张玮.自动气象站数据实时质量控制业务软件设计与实现[J].气象，2012，38（3）：371-376.