《软件综合设计》数据文件第二课题.docx
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《软件综合设计》数据文件第二课题
上位机程序存储数据文件格式
1.1分钟数据文件
1.1.1分钟常规气象要素数据文件
1.1.1.1文件名
AWS_M_Z_IIiii_yyyyMMDD.TXT，简称M_Z文件。
其中，AWS表示自动气象站，M、Z为指示符，表示每常规气象要素分钟数据；IIiii为区站号；yyyy为年份，MM为月份，DD为日期，月和日期不足两位时，前面补“0”，TXT为固定编码，表示此文件为ASCII格式。
1.1.1.2文件形成
a）分钟常规气象要素数据文件每站日一个，采用定长的随机文件记录方式写入，每一条记录428Byte，记录尾用回车换行结束，ASCII字符写入，每个要素值高位不足补空格。
b）文件第一次生成时应进行初始化，初始化的过程是：
首先检测分钟常规气象要素数据文件是否存在，如无该日分钟常规气象要素数据文件，则生成该文件，要素位置一律存相应长度的“-”字符（即减号）。
c）分钟常规气象要素数据文件按北京时计时。
1.1.1.3文件内容
a）分钟常规气象要素数据文件的第1条记录为本站当日基本参数，内容及排列顺序见表24。
表1 分钟常规气象要素数据文件基本参数行格式
序号
参数
字长
Byte
序号
参数
字长
Byte
1.
区站号
5
26.
称重式降水量传感器标识
5
2.
年
5
27.
草面温度传感器标识
5
3.
月
5
28.
地表温度传感器标识
5
4.
日
5
29.
红外地表温度传感器标识（气候辅助观测）
5
5.
经度
8
30.
5cm地温传感器标识
5
6.
纬度
7
31.
10cm地温传感器标识
5
7.
观测场拔海高度
5
32.
15cm地温传感器标识
5
8.
气压传感器拔海高度
5
33.
20cm地温传感器标识
5
9.
风速传感器距地（平台）高度
5
34.
40cm地温传感器标识
5
10.
平台距地高度
5
35.
80cm地温传感器标识
5
11.
自动站类型标识
5
36.
160cm地温传感器标识
5
12.
百叶箱气温传感器标识
5
37.
320cm地温传感器标识
5
13.
通风防辐射罩气温传感器1标识
5
38.
蒸发传感器标识
5
14.
通风防辐射罩气温传感器2标识
5
39.
能见度传感器标识
5
15.
通风防辐射罩气温传感器3标识
5
40.
云高传感器标识
5
16.
通风防辐射罩1标识
5
41.
云量传感器标识
5
17.
通风防辐射罩2标识
5
42.
现在天气现象传感器标识
5
18.
通风防辐射罩3标识
5
43.
积雪传感器标识
5
19.
湿球温度传感器标识
5
44.
电线积冰传感器标识
5
20.
湿敏电容传感器标识
5
45.
冻土传感器标识
5
21.
气压传感器标识
5
46.
闪电频次传感器标识
5
22.
风向传感器标识
5
47.
版本号
5
23.
风速传感器标识
5
48.
保留
188Byte，用“-”填充
24.
风速传感器标识（气候辅助观测）
5
49.
回车换行
2
25.
翻斗式或容栅式雨量传感器标识
5
注：
经度和纬度按度分秒存放，最后1位为东、西经标识和南、北纬度标识，经度的度为3位，分和秒均为2位，高位不足补“0”，东经标识“E”，西经标识“W”；纬度的度为2位，分和秒均为2位，高位不足补“0”，北纬标识为“N”，南纬标识为“S”；
观测场拔海高度、气压传感器拔海高度、风速传感器距地（平台）高度、平台距地高度：
保留一位小数，扩大10倍存入；
自动气象站类型标识：
基本要素站存“1”，气候观测站存“2”，基本要素与气候观测要素综合站存“3”；
各传感器标识：
有该项目存“1”，无该项目存“0”，当为基本要素站时，气温传感器标识用1号存入；
保留位均用“-”填充；
版本号：
以便版本升级和功能扩展，现为V1.00。
b）文件中每分钟为一条记录，每小时60条记录。
记录号的计算方法：
当H>20时，N=（H-20）60+M+1………………………（12）
当H≤20时，N=（H+4）60+M+1………………………（13）
式中：
N——记录号；
H——北京时；
M——分钟。
i）M_Z文件中第1条后的每一条记录，存83个要素的正点值和对应在数据质量控制标志，以ASCII字符写入，除能见度、云高为5Byte，天气现象为8Byte外，每个要素长度为4Byte，最后两位为回车换行符，内容和排列顺序见表25。
表2 分钟常规气象要素数据文件各要素位长及排列顺序
序号
要素名
字长
Byte
序号
要素名
字长
Byte
1.
时、分（北京时）
4
44.
最高本站气压
5
2.
2分钟平均风向
4
45.
最高本站气压出现时间
4
3.
2分钟平均风速
4
46.
最低本站气压
5
4.
10分钟平均风向
4
47.
最低本站气压出现时间
4
5.
10分钟平均风速
4
48.
草面温度
4
6.
最大风速的风向
4
49.
草面最高温度
4
7.
最大风速
4
50.
草面最高出现时间
4
8.
最大风速出现时间
4
51.
草面最低温度
4
9.
分钟内最大瞬时风速的风向
4
52.
草面最低出现时间
4
10.
分钟内最大瞬时风速
4
53.
地表温度（铂电阻）
4
11.
极大风向
4
54.
地表最高温度（铂电阻）
4
12.
极大风速
4
55.
地表最高出现时间（铂电阻）
4
13.
极大风速出现时间
4
56.
地表最低温度（铂电阻）
4
14.
2分钟平均风速（气候辅助观测）
4
57.
地表最低出现时间（铂电阻）
4
15.
10分钟平均风速（气候辅助观测）
4
58.
地表温度（红外）
4
16.
最大风速（气候辅助观测）
4
59.
地表最高温度（红外）
4
17.
最大风速出现时间（气候辅助观测）
4
60.
地表最高出现时间（红外）
4
18.
分钟极大风速（气候辅助观测）
4
61.
地表最低温度（红外）
4
19.
极大风速（气候辅助观测）
4
62.
地表最低出现时间（红外）
4
20.
极大风速出现时间（气候辅助观测）
4
63.
5cm地温
4
21.
分钟降水量（翻斗式或容栅式）
4
64.
10cm地温
4
22.
小时累计降水量（翻斗式或容栅式）
4
65.
15cm地温
4
23.
分钟降水量（称重式）
4
66.
20cm地温
4
24.
小时累计降水量（称重式）
4
67.
40cm地温
4
25.
气温（百叶箱）
4
68.
80cm地温
4
26.
最高气温（百叶箱）
4
69.
160cm地温
4
27.
最高气温出现时间（百叶箱）
4
70.
320cm地温
4
28.
最低气温（百叶箱）
4
71.
当前分钟蒸发水位
4
29.
最低气温出现时间（百叶箱）
4
72.
小时累计蒸发量
4
30.
气温（通风防辐射罩）
4
73.
能见度
5
31.
最高气温（通风防辐射罩）
4
74.
最小能见度
5
32.
最高气温出现时间（通风防辐射罩）
4
75.
最小能见度出现时间
4
33.
最低气温（通风防辐射罩）
4
76.
云高
5
34.
最低气温出现时间（通风防辐射罩）
4
77.
总云量
4
35.
通风防辐射罩通风速度
4
78.
低云量
4
36.
湿球温度
4
79.
现在天气现象编码
8
37.
湿敏电容湿度值
4
80.
积雪深度
4
38.
相对湿度
4
81.
冻雨
4
39.
最小相对湿度
4
82.
电线积冰厚度
4
40.
最小相对湿度出现时间
4
83.
冻土深度
4
41.
水汽压
4
84.
闪电频次
4
42.
露点温度
4
85.
数据质量控制标志
83
43.
本站气压
5
86.
回车换行
2
注：
“日、时”作为记录识别标志用，日、时各两位，高位不足补“0”，其中“日”是按北京时的日期；“时”是指正点小时；
小时内极值的开始计时时间为上一时次的01分，结束时间为当前时刻；
若要素缺测，除有特殊规定外，则均应按约定的字长，每个字节位均存入一个“/”字符，若因无传感器或停用，则相应位置仍保持“-”字符；
对于降水量，无降水时存入“0000”，微量降水存入“,,,,”；
当使用湿敏电容测定湿度时，除在湿敏电容数据位写入相应的数据值外，同时应将求出的相对湿度值存入相对湿度数据位置，在湿球温度位置一律存“****”；
现在天气现象编码按WMO有关自动气象站SYNOP天气代码表示，每种天气现象2位，最多存入4种现象，不足4种现象时低位用00填充；
数据记录单位同H_Z文件规定。
表3常规气象要素数据文件各要素记录单位和存储规定
要素名
记录单位
存储规定
气压
0.1hPa
扩大10倍
温度
0.1℃
扩大10倍
相对湿度
1%
原值
水汽压
0.1hPa
扩大10倍
露点温度
0.1℃
扩大10倍
降水量
0.1mm
扩大10倍
风向
1°
原值
风速
0.1m/s
扩大10倍
蒸发量
0.1mm
扩大10倍
能见度
1m
原值
云高
1m
原值
云量
1成
原值
现在天气现象编码
每种现象2个字节
按WMO有关自动气象站SYNOP天气代码表示
积雪深度
1cm
原值
冻雨
1min
原值
电线积冰厚度
1mm
原值
冻土深度
1cm
原值
闪电频次
1次
原值
采集器存储器数据文件
1.2常规气象要素数据文件
1.2.1文件名
GGYYMMDD.DAT，简称GG文件。
其中：
GG为指示符，表示为常规气象要素数据；YY为年份的后两位，MM为月份，DD为日期，月份和日期不足两位时，前面补“0”，DAT为固定编码。
文件内容与ZIIIiiiMMDD.YYY相同。
基本参数文件
文件名：
SystemConfig.ini
包括区站号、纬度、经度、观测场拔海高度、气压传感器拔海高度和观测方式共6组，每组用1个半角空格分隔，排列顺序及长度分配如表32。
表3 参数行排列顺序及长度分配
序号
要素名
长度
说明
1.
区站号
5字节
5位数字或第1位为字母，第2-5位为数字
2.
纬度
6字节
按度分秒记录，均为2位，高位不足补“0”，台站纬度未精确到秒时，秒固定记录“00”
3.
经度
7字节
按度分秒记录，度为3位，分秒为2位，高位不足补“0”，台站经度未精确到秒时，秒固定记录“00”
4.
观测场拔海高度
5字节
保留一位小数，扩大10倍记录，高位不足补“0”
5.
气压传感器拔海高度
5字节
保留一位小数，扩大10倍记录，高位不足补“0”，无气压传感器时，录入“/////”
6.
观测方式
1字节
当器测项目为人工观测时存入1，器测项目为自动站观测时存入4
注意：
区站号命名为学号后5位。
表4 “正确”的瞬时气象值的判断条件
序号
气象变量
下限
上限
存疑的变化速率
错误的变化速率
［过去60分钟］最小应该变化的速率
1.
气压
400hPa
1100hPa
0.5hPa
2hPa
0.1hPa
2.
气温
-75℃
80℃
3℃
5℃
0.1℃
3.
露点温度
-80℃
50℃
传感器测量：
2℃～3℃；
导出量：
4℃～5℃
5℃
0.1℃
4.
相对湿度
0%
100%
10%
15%
1%（U＜95％）
5.
风向
0°
360°
-
-
10°（10分钟平均风速大于0.1m/s时）
6.
风速（2分钟、10分钟）
0m/s
75m/s
10m/s
20m/s
-
7.
瞬时风速
0m/s
150m/s
10m/s
20m/s
-
8.
降水量（1分钟）
0mm
40mm
-
-
-
9.
草面温度
-90℃
90℃
5℃
10℃
10.
地表温度
-90℃
90℃
5℃
10℃
0.1℃（雪融过程中会产生等温情况）
11.
5cm地温
-80℃
80℃
2℃
5℃
可能很稳定
12.
10cm地温
-70℃
70℃
1℃
5℃
13.
15cm地温
-60℃
60℃
1℃
3℃
14.
20cm地温
-50℃
50℃
0.5℃
2℃
15.
40cm地温
-45℃
45℃
0.5℃
1.0℃
16.
80cm、160cm、320cm地温
-40℃
40℃
0.3℃
0.5℃
17.
总辐射
0W/m2
2000W/m2
800W/m2
1000W/m2
-
18.
净全辐射
19.
直接辐射
0W/m2
1400W/m2
800W/m2
1000W/m2
-
20.
散射辐射
0W/m2
1200W/m2
800W/m2
1000W/m2
-
21.
反射辐射
0W/m2
1200W/m2
800W/m2
1000W/m2
-
22.
大气长波辐射
-
23.
地球长波辐射
-
24.
光合有效辐射
-
25.
紫外辐射UVA
0W/m2
50W/m2
20W/m2
30W/m2
-
26.
紫外辐射UVB
0W/m2
200W/m2
50W/m2
90W/m2
-
27.
日照时数
0min
1min
-
-
-
28.
能见度
10m
70km
-
-
-
29.
蒸发量
0mm
100mm
-
-
-
30.
土壤体积含水量
0%
100%
待定
待定
-
31.
地下水位
-
32.
云高
-
33.
云量
-
34.
积雪深度
300cm
-
35.
电线积冰厚度
0
1000mm
-
36.
电线积冰冰层密度
-
37.
海表温度
-
38.
海水盐度
-
39.
海水电导率
-
40.
波高
-
41.
波向
-
42.
流速
43.
海水浊度
-
44.
海水叶绿素浓度
-
45.
扩展项
表中“下限”和“上限”的值是可以根据季节和自动气象站安装地的气候条件进行设置的，可以分三种情况：
a）根据当地的气候极值作适当放宽，确定每个要素“正确”数据的下限和上限；
b）以传感器的测量范围定为每个要素“正确”数据的下限和上限；
c）设置宽范围和通用的值。
表2列出的下限和上限即是宽范围和通用的值。
表5 自动气象站测量要素采样频率
测量要素
采样频率
计算平均值
计算累计值
计算极值
气压
30次/min
每分钟算术平均
-
小时内极值及出现时间
气温
湿度
草温
地温
辐射（辐照度）
小时累计值（曝辐量）
辐射传感器腔件温度
-
-
通风防辐射罩通风速度
1次/min
每分钟、小时平均
-
-
日照
1次/min
-
每分钟、小时累计值
-
风速
4次/s
以0.25s为步长求3s滑动平均值；以1s为步长（取整秒时的采样值）计算每分钟的1min、2min算术平均；以1分钟为步长（取1min平均值）计算每分钟的10min滑动平均
-
每分钟、每小时内3s极值（即极大风速）；每小时内10min极值（即最大风速）；小时内极值对应时间
风向
1次/s
求1min、2min平均；以1min为步长（取1min平均值）计算每分钟的10min平均
-
对应极大风速和最大风速时的风向
降水量
1次/min
-
每分钟、小时累计值
-
蒸发量
6次/min
每分钟水位的算术平均
能见度（气象光学视程）
4次/min
每分钟算术平均
-
小时内极值及出现时间
雪压
1.3
升级会员 