[发明专利]基于云平台和智能芯片的站点端气象要素质量控制方法

说明书

技术领域

本发明属于自动气象站技术领域，涉及一种气象数据信息的质量控制方法，具体涉及一种基于云平台和智能芯片的站点端气象要素质量控制方法。

背景技术

为保证气象观测数据质量，需要对自动气象站进行数据质量控制，包括自动气象站主采集器的嵌入式软件、终端微机中的业务软件两部分的质量控制。在自动气象站端完成的相邻区域站点原有质控和算法架构，主要依赖于原有的自动气象站数据采集架构，质控工作内容是当每个野外站点的报文文件发送到中心接收端后，经过数据解析入库再进行数据质控。这种做法一般会产生以下问题：

1、时效性不足：当产生某条数据后，需要经过传输、汇聚、解析、入库，等四个步骤后才能进入质控环节，但是往往因为气象业务的实时性要求很高，所以在很多短时临近应用中，往往还没有来得及进行质控分析就直接进入使用，后期再进行质控工作，很大程度上一般只能应用于资料归档和对时效性要求较低的科研工作。

2、质控算法不统一：目前在全国气象部门尚未有统一的针对野外自动气象站数据质控的标准，都是在本行政区划内采用一定的方式进行质控工作的后补与资料归档。

3、数据质控无法和实时的天气系统背景做比对：受数据采集架构的限制，在野外自动气象站点端只是单纯的发送数据，无法进行双向互动通讯，因此就无法实现结合雷达资料、天气背景资料等中心端数据参与质控的算法和架构。

因此，基于气象数据质控方法的滞后，给气象业务的准确性、时效性带来不良影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型自动气象站气象数据探测要素质量控制方法。该质控方法的主要内容是将相邻多个气象站的实况数据相互调用，直接智能化处理，利用4G模块互联，使得跨行政区域相邻气象站的气象信息数据相互接入比对，可以相互校准，不再需要汇聚过程。本发明能够明显提高气象监测数据的要素可用率。

完成以上发明目的的技术方案是：一种基于云平台和智能芯片的站点端气象要素质量控制方法，其特征在于，步骤如下：

⑴. 将质控算法集成在硬件中，在每个野外站点的辅助控制主板上设置智能芯片及数据质量监控工作程序；

⑵.自动气象站和每个野外站点的双向通讯和每个野外站点与其周边站点的网状通讯；

⑶. 每个野外站点随时对自身站点采集的气象数据进行质量监控工作；

⑷. 每个野外站点进行质量监控工作后的数据直接入库。

步骤⑶所述的每个野外站点随时对自身站点采集的气象数据进行质量监控工作，包括以下子步骤：

⑶-1. 气象学界和气候极值检查：从天气学背景来讲，不可能出现的极值首先剔除，同时辅助分析判断监测设备是否有损坏；

⑶-2、单站点和周边站点的数据比对（空间一致性）：被质控站点数据和其周边站点数据的有无检查和差值检查；

⑶-3. 单站点前时间序列数据比对（时间一致性）：被质控站点数据和其自身前一个时序的数据进行有无检查和差值检查；

⑶-4. 天气背景检查：对于空间一致性和时间一致性有较大出入的数据，进行天气背景检查和筛选剔除；

⑶-5. 人工经验数字化检查：收集全国数十年来的测报业务经验，并将其数字化和实例化，下放到前置站点进行客观比对检查。

换言之，本发明设置一种新型的自动气象站气象数据探测要素质量控制方法：1、结合自动气象站数据采集架构，将原来需要在中心站端才能进行的数据质控工作，下移至在每个野外站点的辅助控制主板上完成，单个辅控板只需要完成自身站点的质控工作即可。质控后的数据直接入库，换言之，到达气象业务人员桌面的气象数据和探测要素就是经过多站点对比和自身站点前时间序列对比过的数据。因此运行时间和效率大大提升，解决了气象数据探测要素质控方法的时效性问题； 2、通过集成在硬件中的质控算法，可以有效保证监测仪器出来的采集数据就是经过了统一质控算法的数据，将同标准数据因不同质控程序造成的数据误差降到最低，解决了质控算法不统一的问题；3、通过自动气象站辅助控制板，可以实现自动气象站和气象局端的双向通讯以及每个野外站点与其周边站点的网状通讯。通过程序的自动获取，将当前的天气背景归纳成质控规则，在站点端进行规则比对，解决了气象探测要素质控无法和实时的天气系统背景做比对的问题。

以上方案有效解决了在当前的自动气象站工艺条件下，为保证气象观测数据质量，对自动气象站进行探测要素质量控制时所产生的时效性不足、质控算法不统一、数据质控无法和实时的天气系统背景做比对的问题。该设置成本低廉，可以与现有自动气象站快速对接，市场需求大，社会效益可观。