《软件综合设计》数据文件_第二课题.doc

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Byte1.区站号526.称重式降水量传感器标识52.年527.草面温度传感器标识53.月528.地表温度传感器标识54.日529.红外地表温度传感器标识（气候辅助观测）55.经度830.5cm地温传感器标识56.纬度731.10cm地温传感器标识57.观测场拔海高度532.15cm地温传感器标识58.气压传感器拔海高度533.20cm地温传感器标识59.风速传感器距地（平台）高度534.40cm地温传感器标识510.平台距地高度535.80cm地温传感器标识511.自动站类型标识536.160cm地温传感器标识512.百叶箱气温传感器标识537.320cm地温传感器标识513.通风防辐射罩气温传感器1标识538.蒸发传感器标识514.通风防辐射罩气温传感器2标识539.能见度传感器标识515.通风防辐射罩气温传感器3标识540.云高传感器标识516.通风防辐射罩1标识541.云量传感器标识517.通风防辐射罩2标识542.现在天气现象传感器标识518.通风防辐射罩3标识543.积雪传感器标识519.湿球温度传感器标识544.电线积冰传感器标识520.湿敏电容传感器标识545.冻土传感器标识521.气压传感器标识546.闪电频次传感器标识522.风向传感器标识547.版本号523.风速传感器标识548.保留188Byte，用“-”填充24.风速传感器标识（气候辅助观测）549.回车换行225.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H20时， N=（H-20）60+M+1 (12)当H20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5 Byte，天气现象为8 Byte外，每个要素长度为4 Byte，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Byte1.时、分（北京时）444.最高本站气压52.2分钟平均风向445.最高本站气压出现时间43.2分钟平均风速446.最低本站气压54.10分钟平均风向447.最低本站气压出现时间45.10分钟平均风速448.草面温度46.最大风速的风向449.草面最高温度47.最大风速450.草面最高出现时间48.最大风速出现时间451.草面最低温度49.分钟内最大瞬时风速的风向452.草面最低出现时间410.分钟内最大瞬时风速453.地表温度（铂电阻）411.极大风向454.地表最高温度（铂电阻）412.极大风速455.地表最高出现时间（铂电阻）413.极大风速出现时间456.地表最低温度（铂电阻）414.2分钟平均风速（气候辅助观测）457.地表最低出现时间（铂电阻）415.10分钟平均风速（气候辅助观测）458.地表温度（红外）416.最大风速（气候辅助观测）459.地表最高温度（红外）417.最大风速出现时间（气候辅助观测）460.地表最高出现时间（红外）418.分钟极大风速（气候辅助观测）461.地表最低温度（红外）419.极大风速（气候辅助观测）462.地表最低出现时间（红外）420.极大风速出现时间（气候辅助观测）463.5cm地温421.分钟降水量（翻斗式或容栅式）464.10cm地温422.小时累计降水量（翻斗式或容栅式）465.15cm地温423.分钟降水量（称重式）466.20cm地温424.小时累计降水量（称重式）467.40cm地温425.气温（百叶箱）468.80cm地温426.最高气温（百叶箱）469.160cm地温427.最高气温出现时间（百叶箱）470.320cm地温428.最低气温（百叶箱）471.当前分钟蒸发水位429.最低气温出现时间（百叶箱）472.小时累计蒸发量430.气温（通风防辐射罩）473.能见度531.最高气温（通风防辐射罩）474.最小能见度532.最高气温出现时间（通风防辐射罩）475.最小能见度出现时间433.最低气温（通风防辐射罩）476.云高534.最低气温出现时间（通风防辐射罩）477.总云量435.通风防辐射罩通风速度478.低云量436.湿球温度479.现在天气现象编码837.湿敏电容湿度值480.积雪深度438.相对湿度481.冻雨439.最小相对湿度482.电线积冰厚度440.最小相对湿度出现时间483.冻土深度441.水汽压484.闪电频次442.露点温度485.数据质量控制标志8343.本站气压586.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0.1 hPa扩大10倍温度0.1 扩大10倍相对湿度1 %原值水汽压0.1 hPa扩大10倍露点温度0.1 扩大10倍降水量0.1 mm扩大10倍风向1原值风速0.1 m/s扩大10倍蒸发量0.1 mm扩大10倍能见度1 m原值云高1 m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1 cm原值冻雨1 min原值电线积冰厚度1 mm原值冻土深度1 cm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1 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2 “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400 hPa1100 hPa0.5 hPa2 hPa0.1 hPa2.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%（U95）5.风向0360-10（10分钟平均风速大于0.1m/s时）6.风速（2分钟、10分钟）0 m/s75 m/s10 m/s20 m/s-7.瞬时风速0 m/s150 m/s10 m/s20 m/s-8.降水量（1分钟）0 mm40 mm -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0 W/m22000 W/m2800 W/m21000 W/m2-18.净全辐射19.直接辐射0 W/m21400 W/m2800 W/m21000 W/m2-20.散射辐射0 W/m21200 W/m2800 W/m21000 W/m2-21.反射辐射0 W/m21200 W/m2800 W/m21000 W/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UVA0 W/m250 W/m220 W/m230 W/m2-26.紫外辐射UVB0 W/m2200 W/m250 W/m290 W/m2-27.日照时数0 min1 min-28.能见度10 m70 km-29.蒸发量0 mm100 mm-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300 cm-35.电线积冰厚度01000 mm-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3 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；