自动气象站的数据统一收集系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种自动气象站的数据统一收集方法和系统，其中，方法包括以下步骤：通信模块根据自动气象站的类型及其通信方式自动确定相应的通讯端口进行数据通信协议动态适配；识取模块识取所述气象观测数据中的有效数据，并将所述有效数据传输至数据解析适配模块；数据解析适配模块将对应所述有效数据的有效区块的各个气象观测要素进行演化计算，以确认气象要素；宏匹配模块通过观测数据匹配宏码表将气象要素进行相应匹配，进行数据统一格式；数据分发模块将统一格式的所述气象要素进行数据分发。本发明专利技术的数据统一收集方法可以统一接入各种类型的区域自动气象站设备，实现不同型号的自动气象站采集的气象观测数据进行统一收集处理。

【技术实现步骤摘要】
自动气象站的数据统一收集系统及其方法
本专利技术涉及气象数据监测管理领域，尤其涉及一种自动气象站的数据统一收集系统及其方法。
技术介绍
区域自动气象站主要应用于天气系统的监测、预警、防灾减灾及其他专业气象服务中。气象管理工作人员通过气象采集软件对区域自动气象站进行监测管理，实现对辖区内所有自动气象站的数据进行收集、质量控制、文件生成以及数据共享等工作。全国至今有区域自动气象站70000多个。各个区域引进的自动气象站涉及到多个厂家生产的设备，例如：中国华云技术开发公司的CAWS系列、长春气象仪器厂的DYYZ系列、无锡无线电研究所的ZQZ-CⅡ系列等多个不同型号的设备。由于生产厂家的不同，容易导致各个型号设备的数据格式、采集精度、连接端口、存储方式、气象采集软件等均不统一，每一厂家配备的气象采集软件不能与其他厂家生产的设备进行兼容，增加了气象管理工作人员的维护和使用难度，大幅度增加运维和培训成本，加大监控难度，降低了数据的使用时效性。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种自动气象站的数据统一收集系统及其方法，力求能够将目前存在的各种类型的区域自动气象站设备进行统一接入，实现主流生产厂家不同型号的自动气象站的数据进行统一收集处理。为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种自动气象站的数据统一收集方法，包括以下步骤：步骤S1：通信模块根据自动气象站的类型及其通信方式自动确定相应的通讯端口进行数据通信协议动态适配，并根据相应通信协议将自动气象站获取的气象观测数据传输至识别模块；步骤S2：识取模块识取气象观测数据中的有效数据，并将有效数据传输至数据解析适配模块；步骤S3：数据解析适配模块将对应有效数据的有效区块的各个气象观测要素进行演化计算得到观测演算值，且根据观测演算值确认气象要素，并传输至宏匹配模块；步骤S4：宏匹配模块通过观测数据匹配宏码表将气象要素进行相应匹配，进行数据统一格式；步骤S5：数据分发模块将统一格式的气象要素进行数据分发。相较于现有技术本专利技术具有如下有益效果：本专利技术的自动气象站的数据统一收集方法可以统一接入各种类型的区域自动气象站设备，实现不同型号的自动气象站采集的气象观测数据进行统一收集处理，并形成统一格式的数据类型分发至相应的气象业务系统。减少了气象管理工作人员的维护和使用难度，进一步减小了运维和培训成本，提高监控准确性，亦提高了数据的使用时效性。优选的：步骤S1中，自动气象站通过GPRS、CDMA、3G/4G/5G/、RS232、卫星和宽带中的至少一种通信方式连接于通信模块。优选的：通信模块根据数据通信协议自动选择对应的桥接器和通讯适配器与自动气象站进行链接。优选的：步骤S2中，识取模块识取气象观测数据中的有效数据包括：通过反射识别机制将某个特定类型进行归类。优选的：有效区块为将自动气象站所在区域划分为w*n的有效区块，有效区块的信息参数的首次输入为人工输入，有效区块的信息参数的再次输入为自动匹配已输入的信息参数。优选的：演化计算得到观测演算值为智能差值算法，智能差值算法的具体公式为：式中：Dz是自动气象站所在区域设定任意格点交会处(xi，yi)的演算值；Di为权重系数；Vi是所在区域格点上已知实测启动气象站的观测值或格点演算值；m为影响权重的步长因子，范围为6-10的实数值，初始值为8；权重系数Di各个参数说明：p通常为0.5～3之间的实数值，初始值为2；Li是相对应的实测点到所需要差值格点中心的经纬度距离；n是自动气象站所在区域内所有实测站点的个数；(xi，yi)是各个自动气象站实测点的经纬度坐标；(x，y)是自动气象站所在区域各个格点中心的经纬度坐标；以上参数带入推算得出权重系数变异公式：R是所需演算点的格点到最远实测离散点之间的经纬度距离；通过智能差值算法形成通过散点演化的各个气象观测要素的格点数据。优选的：所述演化计算得到观测演算值为双线性差值算法，所述双线性差值算法具体为：已知Q12，Q22，Q11，Q21，观测演算值为P点，首先在x轴方向上，对R1和R2两个点进行值的演算，然后根据R1和R2对P点进行值的二次演算，双线性演算值是有两个变量的演算值函数的线性演算扩展，其核心是在两个方向分别进行一次线性值演算；想得到未知函数F在点P＝(X，Y)的值，已知函数F在Q11＝(x1，y1)，Q12＝(x1，y2)，Q21＝(x2，y1)，Q22＝(x2，y2)四个点的值，首先在X方向进行线性差值，得到：然后在Y方向进行线性差值，得到：式中：(x1，y1)是所在格点的左下角经纬度坐标，F(Q11)是左下角格点演算值；(x1，y2)是所在格点的左上角经纬度坐标，F(Q12)是左上角格点演算值；(x2，y1)是所在格点的右下角经纬度坐标，F(Q21)是右下角格点演算值；(x2，y2)是所在格点的右上角经纬度坐标，F(Q22)是右上角格点演算值；(x，y)是所要演算点的经纬度坐标，F(P)是所需要演算点的演算值；这样就得到所要的结果F(X，Y)，其中：双线性演算值的结果与所在位置的顺序无关，首先进行Y方向的差值，然后进行X方向的差值，所得到的结果是一样的。优选的：在步骤3中，根据观测演算值确认气象要素包括：自动气象站周边地面要素横向质控比较；自动气象站站点纵向气象要素质控比较；气象地面观测规范各要素精度范围以及观测范围；观测演算值及精度范围自动确认。优选的：气象要素的统一格式为文件、消息、视频和数据库中的至少一种格式类型。本专利技术还提供了一种采用上述的数据统一收集方法的自动气象站的数据统一收集系统，包括信号连接于自动气象站的通信模块、信号连接于通信模块的识别模块、信号连接于识别模块的数据解析适配模块，信号连接于数据解析适配模块的宏匹配模块以及信号连接于宏匹配模块的数据分发模块。该数据统一收集系统可以节省各个设备提供商的成套系统成本，一次性开发就能满足现有的设备和新研发设备的统一数据接收，不再需要再次进行接收软件的开发工作。同时，由于统一的数据结构，使得大家均可以利用统一的数据结构进行二次应用开发，从而开发出更具备针对性的数据服务。附图说明图1为本专利技术自动气象站的数据统一收集系统的示意图；图2为本专利技术自动气象站的数据统一收集方法的流程图；图3为本专利技术自动气象站的数据统一收集系统的工作原理图；图4为本专利技术数据解析适配模块的工作原理图；图5为本专利技术各个气象观测要素的格点数据样例示意图；图6为本专利技术的双线性差值演算原理示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作详细的说明，而非对本专利技术的保护范围限制。本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参阅图1及图3，本实施例中提供了一种自动气象站的数据统一收集系统，包括信号连接于自动气象站的通信模块、信号连接于通信模块的识别模块、信号连接于识别模块的数据解析适配模块，信号连接于数据解析适配模块的宏匹配模块以及信号连接于宏匹配模块的数据分发模块。该数据统一收集系统可以统一接入各种类型的区域自动气象站设备，并节省各个设备提供商的成套系统成本，一次性开发就能满足现有的设备和新研发设备的统一数据接收，不再需要再次进行接收软件的开发工作。同时，由于统一的数据结构，使得大家均可以利用统一的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动气象站的数据统一收集方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1：通信模块根据自动气象站的类型及其通信方式自动确定相应的通讯端口进行数据通信协议动态适配，并根据相应通信协议将所述自动气象站获取的气象观测数据传输至识别模块；步骤S2：识取模块识取所述气象观测数据中的有效数据，并将所述有效数据传输至数据解析适配模块；步骤S3：数据解析适配模块将对应所述有效数据的有效区块的各个气象观测要素进行演化计算得到观测演算值，且根据观测演算值确认气象要素，并传输至宏匹配模块；步骤S4：宏匹配模块通过观测数据匹配宏码表将所述气象要素进行相应匹配，进行数据统一格式；步骤S5：数据分发模块将统一格式的所述气象要素进行数据分发。

【技术特征摘要】
1.一种自动气象站的数据统一收集方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1：通信模块根据自动气象站的类型及其通信方式自动确定相应的通讯端口进行数据通信协议动态适配，并根据相应通信协议将所述自动气象站获取的气象观测数据传输至识别模块；步骤S2：识取模块识取所述气象观测数据中的有效数据，并将所述有效数据传输至数据解析适配模块；步骤S3：数据解析适配模块将对应所述有效数据的有效区块的各个气象观测要素进行演化计算得到观测演算值，且根据观测演算值确认气象要素，并传输至宏匹配模块；步骤S4：宏匹配模块通过观测数据匹配宏码表将所述气象要素进行相应匹配，进行数据统一格式；步骤S5：数据分发模块将统一格式的所述气象要素进行数据分发。2.根据权利要求1所述的自动气象站的数据统一收集方法，其特征在于：步骤S1中，所述自动气象站通过GPRS、CDMA、3G/4G/5G/、RS232、卫星和宽带中的至少一种通信方式连接于所述通信模块。3.根据权利要求2所述的自动气象站的数据统一收集方法，其特征在于：所述通信模块根据数据通信协议自动选择对应的桥接器和通讯适配器与所述自动气象站进行链接。4.根据权利要求1至3中任一项所述的自动气象站的数据统一收集方法，其特征在于：步骤S2中，所述识取模块识取所述气象观测数据中的有效数据包括：通过反射识别机制将某个特定类型进行归类。5.根据权利要求1至3中任一项所述的自动气象站的数据统一收集方法，其特征在于：所述有效区块为将所述自动气象站所在区域划分为w*n的有效区块，所述有效区块的信息参数的首次输入为人工输入，所述有效区块的信息参数的再次输入为自动匹配已输入的信息参数。6.根据权利要求1至3中任一项所述的自动气象站的数据统一收集方法，其特征在于：所述演化计算得到观测演算值为智能差值算法，所述智能差值算法的具体公式为：式中：Dz是自动气象站所在区域设定任意格点交会处(xi，yi)的演算值；Di为权重系数；Vi是所在区域格点上已知实测启动气象站的观测值或格点演算值；m为影响权重的步长因子，范围为6-10的实数值，初始值为8；权重系数Di各个参数说明：p通常为0.5～3之间的实数值，初始值为2；Li是相对应的实测点到所需要差值格点中心的经纬度距离；n是自动气象站所在区域内所有实测站点的个数；(xi，yi)是各个自动气象站实测点的经纬度坐标；(x，y)是自动气象站所在区域各个格点中心的经纬...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙平，刘钧，郑海欣，陈宇前，曲鹏飞，
申请(专利权)人：华云升达北京气象科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11