气象站点历史沿革信息管理系统设计与实现

摘要：气象站点历史沿革信息是气象观测数据的重要历史背景，也是分析和研究观测记录数据非均一性的重要参考依据。文章针对广东省气象业务需求，设计并实现了气象站点历史沿革信息管理系统，构建了气象站点历史沿革信息的省、市、县三级用户审核机制，开发了气象站点历史沿革信息管理和信息查询等功能，解决了历史沿革信息变更流程不清晰、查询统计效率低等问题。该系统实现了广东省气象站点历史沿革信息的规范化管理。

关键词：气象；气象站点；历史沿革信息；管理系统

中图分类号：TP315 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）24-0133-02

开放科学（资源服务）标识码（OSID）

0 引言

气象站点信息是气象观测数据的核心基础信息，包含站点类别、定位信息、属性信息、站点历史沿革信息等。气象站点提供的观测数据是气象预报、防灾减灾、决策服务等的重要依据。其中，气象站点的历史沿革信息记录了气象台站观测业务的变动情况，是重要的历史背景信息。历史沿革信息可了解气象台站的历史变化、搬迁情况、设备变更、气候变迁等信息[1]；并可作为分析和研究观测记录数据非均一性的重要参考依据[2]，对气象台站建设、观测工作业务管理、气象数据应用具有重要意义。世界气象组织（WMO）高度重视气象站点历史沿革信息的收集、存档和应用，目前该信息已成为国际气象数据交换的必备元数据信息之一[3]。因此，确保气象站点历史沿革信息的完整性和真实性，具有重要的现实意义和历史价值。

国内学者对气象台站历史沿革现状进行了分析并提出了相关建议，例如刘博文分析了云南省地面气象站的迁站情况和迁站原因[4]；王小宁针对陕西气象台站历史沿革信息存在问题进行了分析[5]；王春燕分析了内蒙古气象台站历史沿革档案并提出整理建议[6]；吴兴洋提出了针对贵州省建立和审核气象台站历史沿革的技术方法[7]。近年来，随着气象现代化的发展，气象台站历史沿革信息的在线查询检索和可视化展示成为研究热点，陈东辉设计开发了气象台站历史沿革信息检索可视化系统，解决了查询检索效率低下、统计分析不便等问题[8]。

针对广东省气象业务需求，本文设计并实现了气象站点历史沿革信息管理系统，构建了省、市、县三级用户审核机制，开发了气象站点历史沿革信息管理和信息查询等功能，实现了气象站点历史沿革信息的规范化管理。

1 气象站点历史沿革信息

1.1 基本内容

气象站点历史沿革信息是记录气象台站建站至今发展变化历程的历史档案。我国气象站点历史沿革行业标准对历史沿革信息内容进行了规范，主要包括站点位置、标识、环境、性质，仪器设备，观测规范、资料、方法、要素等的变动情况记录[9]。

具体内容包括：站名、站号及变更情况；站址、经纬度、海拔高度、地理环境及变更情况；观测要素及变更情况；观测仪器名称、型号及变更情况；观测时间、时制、次数及变更情况；观测资料记录载体及变更情况；使用的观测规范及变更情况；其他相关信息等。

1.2 现状分析

多年来，各级气象部门在气象台站历史沿革信息收集和归档方面做了大量工作，例如广东省气象台站工作人员花费大量时间和精力，按照相关标准对气象站点历史沿革数据文件进行收集和整理。采用文本文件格式记录气象站点历史沿革信息存在一些问题，主要表现在：

1）信息查询效率低：只能通过文件名进行文本文件的查询，且查看数据内容只能通过逐一打开文件，导致查询效率较低，缺乏连续性。

2）责任划分不清晰：由人工收集和整理气象站点历史沿革数据文件，人工干预容易导致信息错误和缺失，且错误信息难以追责。

基于上述问题，构建变更流程清晰、审核机制严格、查询统计方便的气象站点历史沿革信息管理系统十分迫切且必要。

2 总体架构设计

2.1 结构设计

系统对广东省各类型气象站点历史沿革信息进行收集整理，并结合信息变更流程、审核机制、查询和可视化展示业务需求，采用分层技术架构。各层次分别处理各自模块管理，并通过标准定义接口进行衔接。

数据层是系统的底层，系统采用Oracle数据库进行数据的存储，存储国家站、区域站、海洋站、探空站等各类气象站点的基础数据。服务层处理气象站点类型表“一对多”关系的数据管理操作。业务层作为系统的核心部分，负责数据与应用衔接管理，实现数据管理、业务流程、信息查询、可视化展示功能，并提供业务规范接口供表现层调用。表现层负责用户和系统之间的交互，处理用户操作和界面展示。

2.2 流程制定

气象站点历史沿革信息记录气象站点信息变动情况，信息变更流程的梳理和制定是关键问题。该流程规定了各级用户的权限和职责。

信息变更流程：

1）不同站点类型的属性信息字段不同，历史沿革字段也不同，因此省级用户（系统管理员）首先在系统中定义并设置历史沿革字段。

2）系统记录气象站点信息的每次录入、修改操作，由市、县用户判断并选取修改记录列表中属于历史沿革字段变更的信息，完成历史沿革信息的初次筛选。

3）筛选后的气象站点信息重新进行字段变更对比，由市、县用户编辑每条变更字段中历史沿革字段的开始启用时间，并进行审核，审核通过后成为历史沿革信息。

该流程权限和职责划分清晰：省级用户为系统管理员，负责定义和设置沿革字段；市、县级用户按照选取数据、编辑数据（填写开始启用时间）、审核数据的流程进行操作。

3 关键技术

系统采用B/S架构，使用Oracle数据库，服务端采用Java语言开发，浏览器端采用JavaScript+HTML语言开发。

为了管理不同类型气象站点的历史沿革信息，按照站点信息的共有属性和特有属性，设置主表和附表[10]。主表记录气象站点信息的共有字段，如站号、站名、经纬度、站址、海拔高度等，所有共有字段均设置为沿革字段。附表记录气象站点信息的特有属性字段，如：风廓线雷达站的遮挡角情况、辐射站的下垫面状况、能见度观测站的设备型号等，特有属性字段由系统管理员定义并设置沿革字段。主表和附表均存储于Oracle数据库中，实现了对全省各类型气象站点历史沿革信息的管理。

系统将气象站点历史沿革信息的每次录入、修改操作与用户、操作时间、操作状态等进行关联，为记录的准确性提供依据。系统采用数据流的方式控制气象站点历史沿革信息的流向，并通过用户的操作记录，剔除错误或容易混淆的信息。市、县用户对历史沿革信息进行选取、编辑、审核后，信息进入Oracle数据库，成为气象站点历史沿革数据。

4 系统功能设计

气象站点历史沿革信息管理系统由两大功能组成，历史沿革信息管理功能主要实现历史沿革信息的变更流程，历史沿革信息查询功能主要实现历史沿革信息的可视化展示。

4.1 历史沿革信息管理功能

在历史沿革管理页面，用户首先在选取列表下选择站点类型，填写站号。待选取列表会显示该站号的所有历史沿革字段修改记录，并通过对比前后数据，标记发生数据变更的字段。用户判断并选择列表中属于历史沿革变更的数据进入已选取列表。待选取列表中，数据状态分为：待选取、已选取、沿革数据，分别表示数据为可选状态、已选取状态、历史沿革数据状态。完成历史沿革数据初次筛选后，进入编辑列表。

在编辑列表中，系统重新对比前后数据，标记发生数据变更的字段，并允许用户编辑每条数据的开始启用时间。用户可以选择全选或单选数据进行审核，审核成功后，数据进入已审核列表，成为历史沿革数据。

已审核列表中的数据为历史沿革数据。其中第一条数据默认为“第一条沿革记录”。已审核列表的开始启用时间只支持查看，如果发现填写错误，用户可以选择单选或全选数据进行撤销，撤销的数据回到编辑列表。

4.2 历史沿革信息查询功能

历史沿革信息查询功能提供历史沿革数据的查询和导出功能。用户可以选择站点类型，填写站号，选择沿革字段，点击查询按钮，即可查询该站号的历史沿革信息。系统支持单选、多选和全选沿革字段，查询结果按照开始启用时间的顺序排序，以表格形式展示该站号历史沿革变更情况。该功能满足用户快速在线浏览气象站点历史沿革信息的需求。查询结果也可以导出保存至本地。

5 结束语

本文针对广东省气象业务工作需求，设计并实现了气象站点历史沿革信息管理系统，解决了过去气象站点历史沿革信息记录不完整、变更流程不清晰、查询效率低、缺乏审核机制等问题。系统主要提供了站点历史沿革信息的录入审核和可视化交互查询功能，目前已在全省气象部门投入使用。

该系统实现了广东省站点历史变化、搬迁情况、设备变更、气候变迁等重要信息的完整记录，实现了站点历史沿革信息的规范化管理。今后将进一步加强系统的可视化展示功能，例如采用时间轴图等表现形式，更直观地展示气象站点历史沿革信息。

参考文献：

[1] 中国气象局.气象台站历史沿革数据文件格式：QX/T 37—2020[S].北京：气象出版社，2020.

[2] 吴增祥.气象台站历史沿革信息及其对观测资料序列均一性影响的初步分析[J].应用气象学报，2005，16（4）：461-467.

[3] 黄晓龙，杨雪，李涛，等.建站至2016年四川气象台站元数据变动特征分析[J].高原山地气象研究，2017，37（4）：84-90.

[4] 刘博文，师丽娜.云南省地面气象站站址环境与变动情况分析[J].气象研究与用，2018，39（3）：106-111.

[5] 王小宁，刘芳霞，李亚丽.陕西气象台站历史沿革信息存在的问题[J].陕西气象，2011（3）：33-34.

[6] 王春燕，曹艳芳，白贤利，等.内蒙古气象台站历史沿革档案浅析[J].内蒙古气象，2011（4）：82-84.

[7] 吴兴洋，潘徐燕，周成霞.建立和审核气象台站历史沿革的技术方法[J].贵州气象，2011，35（2）：50-52.

[8] 陈东辉，高峰，刘娜，等.气象台站历史沿革信息检索可视化系统设计与实现[J].计算机应用，2021，41（S1）：119-124.

[9] 刘冬梅，周晓香，梁少芳.浅谈地面气象台站历史沿革数据文件的编报[J].气象水文海洋仪器，2010，27（2）：130-132.

[10] 黄宇宸，阮惠华.广东省气象站点信息管理系统设计与建设[J].电脑知识与技术，2022，18（3）：58-61.

【通联编辑：谢媛媛】