MDOS在气象资料业务中的应用与质量控制措施.pdf

系统解决方案自动化应用MDOS在气象资料业务中的应用与质量控制措施杨明,罗纲,汤俊（贵州省气象台，贵州贵阳550 0 0 0)摘要：自全面实现自动化观测工作以来，以实时传输的数据文件作为质量控制对象在全国范围内得到推广，为气候分析、科研服务、气候论证等提供了有效的数据支撑。本文在概述MDOS系统的基础上，分析了MDOS在气象业务中的应用，同时探讨了常见疑误数据及处理措施，最后给出了质量控制措施。关键词：MDOS，气象资料业务，质量控制中图分类号：TP311Application and Quality Control Measures of MDOS in Meteorological Data OperationsAbstract:Since the comprehensive implementation of automated observation work,real-time transmission of data files asquality control objects has been promoted nationwide,providing effective data support for climate analysis,scientific researchservices,climate argumentation,etc.On the basis of summarizing the MDOS system,this article analyzes the application ofMDOS in meteorological operations,and also explores common suspicious data and processing measures.Finally,qualitycontrol measures were provided.Key words:MDOS,meteorological data business,quality control文献标识码：AYANG Ming,LUO Gang,TANG Jun(Meteorological Observatory,Guiyang,Guizhou 550000,China)0引言实时气象数据是天气预报和气候预测中的基础性资料，其质量好坏直接关系天气预报和气候预测质量。高效快速地证实和标注错误或疑误数据信息对提升观测数据的可用性和设备维护质量具有十分重要的意义。作为现代化的气象资料管理系统，气象资料业务系统（Meteorologi-calDataOperations System,MDOS）在气象观测工作中占据重要地位，可有效提升气象资料业务平台处理数据的流程和统一标准需求,同时建设了集质量控制、加工处理、数据分发及服务与一体化的现代气象业务资料，有效推动了气象工作的发展。因此，将MDOS应用到气象资料业务中具有十分广阔的发展前景，也是气象业务的核心。1 MDOS 的概述1.1 MDOS 的组成对于MDOS，在设计开发过程中主要应用了SPRINGMVC,它是基于B/S模式的系统,可以独立运行。实际上，MDOS应用程序的内容包括4个方面：（1)快速质控，台站将观测的数据信息上传到MDOS中后可快速质控，包括有界限值、内部一致性、范围值检查等；(2)快速质控异常日志入库，若人库的数据文件信息在快速质控后出现异常，可第一时间显示到业务操作平台上；（3)自动质量控制，台站上传原始数据信息并做好快速质控后，会有对应的PQC文件生成，然后会实现多个级别的自动质量控制，形成疑误数据信息，融合完成后会直接显示；（4)Web业务操作平台，该平台的主要功能是处理气象资料业务，为工作人员的数据处理提供了方便，还能及时查询和反馈数据传输及质量监控过程中的疑误信息2 1.2MDOS子系统MDOS子系统主要包含快速质量控制系统、MDOS支撑库、疑误信息融合、更正数据文件编发、质量控制系统、报警系统、数据质量考核系统、监控子系统等。（1)快速质量控制系统主要是对文件级别的数据进行快速质量控制，台站将观测的原始气象要素数据上传后，通过质量控制系统的帮助，可将其转变为带有省级质量控制码文件，即PQC数据文件，然后借助CTS,将此类型的文件向国家级和省级CIMISS下的DPC人库。（2)MDOS支撑库可存储不同类型的观测数据,如系统数据、基础数据、观测资料数据、质控过程数据、消息数据及元数据。（3)疑误信息融合子系统则是在数据质量控制和处理的基础上，选择合适的质量控制方法和资料，综合分析内部、外部数据质疑后产作者简介：杨明，男，19 8 0 年生，工程师，研究方向为气象业务管理。2023|16 期1 7自动化应用系统解决方案生的疑误数据信息，给出与业务需求相符的高精度的判别结果。（4)对于更正数据文件编发子系统,在不同的处理环节，观测资料数据文件会有新的更正数据文件出现，系统在规定时间内会向CTS推送更正数据文件，并上传到国家级气象部门系统中。（5)对于质量控制系统，PQC数据人库后仍需要做好数据质量控制，自动控制与快速质控的概念不同，操作也有一定差异。自动控制开展数据质量控制时需在数据库的基础上进行，该方法较为全面，同时需要做好严格检查；快速质控则与之相反。（6)报警系统包含系统运行、数据一致性、数据完整性、数据处理等内容。(7)数据质量考核系统主要根据台站、地市级、不同要素情况对各时间段的质量和处理情况以Excel的形式导出。（8)监控子系统的主要作用是监控不同子系统进程、内存占用率、CPU消耗情况等。2MDOS在气象资料业务中的应用2.1上传台站观测资料完成每日定时观测工作后，需要值班人员登陆到MDOS平台检查本站上传的数据文件完整性。对应的数据文件包括数据文件、小时数据文件、日数据文件、日照时数和辐射数据文件等，应第一时间补传缺测时次的数据，始终保证上传的数据文件具有及时性和准确性。2.2元数据信息登记台站元数据信息登记主要是记录台站从建立以来的发展历程，在气象资料一体化中的数据交换、建设网络信息资源共享系统和整合气象资料方面占据重要地位，也是组成全国气象资料数据的重要部分，可检验订正气候资料序列。当台站中的基本信息、站网信息、观测信息、要素信息、仪器设备等出现变动时，需要在2 4h内直接登陆到MDOS操作平台登记变动的信息。登记前，需要工作人员做好备注，还应详细登记纪要方面的信息32.3数据处理时清、日清和月清通常情况下，当处理疑误数据时，应严格按照对应的处理流程，做好疑误数据的时清、日清和月清。其中，时清是指认真分析对应时次数据的完整性和准确性，并采取有针对性的解决办法处理实时数据缺测和异常情况4。作为日清和月清的基础，时清主要的处理对象是逐分钟数据文件和正点要素数据文件的所有气象要素数据。时清的主要任务包含处理小时和分钟数据的完整性，在处理逐时疑误数据的同时，还要审核元数据信息。日清则是时清的集合，在日清工作开展过程中应始终以时清为基础，在日末后，会重点处理日数据文件及元数据缺测、疑误等信息。日清的任务是处理日统计值和不同小时统计值间的矛盾、天气现象和某要素日值矛盾及元数据同观测数据间的矛盾。月清则是检查月观测数据质量和全月元数据的完整性，生成国家站地面AJ文件，并根据规范要求做好上报工作，可以结合本地值班状况确定时清、日清和月清的具体时间段和时间点。3常见疑误信息与处理措施3.1气压数据异常及处理利用MDOS处理台站观测到的气压数据，往往会有海平面气压反查错误的情况，同时，显示疑问类型以小时数据为主，并描述错误小时数据为数据可疑。台站观测到的海平面气压数据是将台站气压、重力加速度和前12 h气温进行结合后计算得出，一旦发现海平面气压数据异常,应第一时间采取针对性的解决办法，并认真反馈气压、气温等气象要素数据的变化情况，将重点放在采集器对海拔高度的设置方面。在计算气象要素数据后，应选择“数据修改”选项反馈异常数据。若出现气压疑误数据，需要考虑最近是否更换过台站采集器，在判断出是海拔高度问题后，还应查看8 0%以上的气压疑误信息是否都正确；若台站信息出现变动，应及时发送到观网处审核确定。为确保相关人员了解到台站设置的海拔高度是否异常，应加强与信息中心间的沟通。3.2气温数据异常及处理若台站中的气温数据异常，在MDOS中异常信息的主要疑问类型会以小时数据为主，数据信息错误描述则是“没有通过内部一致性检查”，调取到邻近台站对应时段内的数据信息后，将两者数据进行比对，会有数据信息超过空间差阈值的情况5。实际上，台站内的气象要素数据在时间和空间上具有突出的连续性，且相邻间的气象要素并不会超过规定范围；若气象要素数据在规定范围外，需要工作人员根据当时的天气状况大致判断气温数据；若将气温数据同邻近台站进行比对后偏低，则可能是降水和阵风的出现造成气温数据异常，此时可选择“原始观测数据无误”反馈系统准确记录和分析异常气温数据，结合最终分析结果处理缺测的气温数据。3.3降水量数据异常及处理MDOS运行时，若提示“文件内累计降水量和实际统计数值不相等”，则系统中涵盖的数据包含3h累计降水量、6 h/12h/24h累积数值等。此问题出现的原因可能是累计降水量同对应时间段的小时降水量不一致。另外，雨量传感器出现故障、堵塞、降水滞后等也会引发降水量数据异常。如台站上传的“2 0 2 1-0 3-19 0 5 到“2 0 2 1-0 3-19 15”时文件中获取的12 h累计降水量为1。这种错误可能是台站日常维护中存在滞后降水或空翻，最终误删了降水数据。由于没有第一时间将降水量信息传输给上级部门,使得上级部门接收到的对应时次文件小时降水数据错误。针对此问题的处理，可选择以下5种方法。(1)若累计降水量数值失误而小时降水数据正确,应将准确的数值标明到弹出的数据处理通道的修正值上,并8|自动化应用参考文献系统解决方案自动化应用在数值旁写下“经查证，小时时段的降水量信息未出现失发现。因此，台站应时刻关注各种类型的质量控制通报，以误的备注信息，并根据实际修正降水数据，成功修正后第本站数据质量控制动态进行全面掌握。一时间提交数据信息；(2)若累计数值正常而小时数据异4.4疑误数据本站反馈常，当累计降水量不变时，将“经查证，累计降水量无误”的理论上，台站反馈疑误信息主要是选择定时反馈、被信息标注到备注栏上，调整降水量数据后做好后续操作；动反馈和更正数据反馈3种不同的反馈方式。定时反馈是(3)若在MDOS运行中显示有“小时降水量和分钟降水量工作人员在完成每日定时观测工作后，会第一时间登陆不一致”的情况，应根据实际选择合适的补救措施；（4)若MDOS登陆平台，检查本站国家站和区域站内未处理的疑小时降水量正常而分钟降水量异常，需将“经查证，小时降误信息，一旦发现有未处理的疑误信息会作出反馈，确保水量无误”的语句标注到备注栏上，同时应更改分钟降水在下次定时观测工作开展前处理反馈的疑误数据。被动反量疑误数值，详细说明具体多少分钟后出现降水量失误；馈则是台站接收到疑误信息后，自动登陆操作平台并反馈(5)若小时降水量异常,分钟降水量正常,应将“经过查验，对应信息，若接收到显性错误短信,则会核对错误数据的分钟降水量不会出现失误的”字样详细填写到备注栏中，属性,并检查相关仪器设备，以找出错误数据出现的原因，并改动分钟降水量数据6。并第一时间做好数据处理和观测仪器设备的保养维护等；3.4数据缺测若疑误信息从省级转交给台站，需全面查看原因，并借助在实际的MDOS运行中,若系统数据存在测量故障，MDOS操作平台处理和反馈异常数据。台站在接收疑误信大部分是由于仪器出现故障，未及时卸载数据信息而造成息的12 h内将反馈工作做好，若在守班时段应急响应过的。通常情况下,若发现数据缺测,应根据观测后10 min程中,接收到疑误短信或电话的1h内需做好反馈。对于的数据进行分析,若因系统故障造成数据缺测，而此时的更正数据反馈，在本地台站更正过的数据信息要向省级及软件未提示对应的故障信息，需要观测人员认真分析观测时反馈，而更正报时效内的数据信息则可利用“MDOS数仪器设备，在确保电源供电和连接良好的情况下及时处理据查询与质疑”功能主动填写反馈信息，或通过发送更正故障，确保观测数据尽快恢复正常。报的方式修改；对于时效外的数据则可以利用MDOS平台中的“数据查询与质疑 功能进行修改7。4数据质量控制措施5结语4.1明确数据处理的时效工作人员应及时处理疑误信息，还应重视数据修改，具体做法是台站在接收到平台疑误信息2 4h内将反馈工作做好。具体包括定时反馈，在8：0 0、2 0:0 0 将定时观测工作完成后，需要工作人员登陆MDOS平台，查看反馈的疑误数据信息。被动触发式反馈在接收到疑误信息短信后，需要工作人员登陆MDOS操作平台反馈；若接收到显性错误短信，需要第一时间核对显性错误数据，检查其出现的原因，结合实际认真查看有关的观测仪器,并处理疑误数据，还应将观测仪器设备的维护工作做好。4.2保证数据的一致性以往台站在维护观测数据时会集中在旬或月，并通过上报A、J文件的方式确保数据质量。目前，台站的数据维护工作则分散到平时日常工作中，即处理部分问题需在平时进行“消化”。在修改台站数据后及时向MDOS发送更正报,由于ISOS软件更正报编发过程中存在时效性，一旦MDOS发现观测数据异常超过了更正报时效，在开展数据质量控制时，需通过手动方式修改更正报文件名和内容。4.3定时查看MDOS数据质量控制情况现阶段观测台站的质量控制都较为基础，而上级质量控制中心会选择综合时间一致性、内部一致性和空间一致性检查，一旦发现台站观测数据出现错误或存在疑议,需要及时处理，若台站未及时发现，上级质量控制中心也会随着气象事业现代化水平的不断提升，气象观测资料格式的变更和资料种类的增多，各级气象部门对MDOS的应用更加繁琐，未来MDOS在质量控制和产品服务等方面将会发挥更大的作用。1黄秀秀，谭佳勇，覃晓玲.如何巧妙运用MDOS对本站地面资料进行质量控制C/中国气象学会.第34届中国气象学会年会S16智能气象观测论文集，2 0 17:46-52.2曹永哲.气象资料业务系统(MDOS)应用规则及常见问题浅析J.中文科技期刊数据库（文摘版）自然科学,2 0 15(7):9 0-9 0.3关惠戈，陈明，盖晓波，等.辽宁省气象资料业务系统(MDOS)常见疑误数据信息分析J.城市地理,2 0 16(11X)：2 19-2 19.4陈敏,韩玲,王雅萍.基于气象资料业务系统(MDOS)的高空探测数据质量控制与分析J.甘肃科技,2 0 2 1,37(19):18-2 1.5王秀琴,卢新玉，秦榕.浅谈地面气象观测数据质量控制C中国气象学会第32 届中国气象学会年会S16智能气象观测论文集,2 0 15:42 0-42 5.6季丹，雷志光，孙晓娜.浅谈气象资料业务系统(MDOS)基本内容及疑误信息处理方法J.黑龙江气象，2 0 15(3)：132-132.7钱成伟，张淑莹，李波，等.MDOS系统运行中的问题类型及处理方法J.福建电脑，2 0 19,35(3)：9 8-10 0.(责任编辑：黄霞）2023|16期19