气象酸雨分析评估系统设计与应用

摘要：本次研究采用山西省气象局现有五个酸雨观测站的酸雨观测资料，开发出一套适用于山西省本地区且拥有良好界面的酸雨数据业务平台，通过本系统可以实现酸雨资料入库、查询、制表、制图等各项操作，更加形象、直观、便捷的明确山西省酸雨的时间和空间分布特征，以及山西省酸雨与气象条件（包括风向、风速、降雨量等气象要素）关系的分析、查询和显示，同时制作酸雨质量公报的表格。

关键词：酸雨；评估系统；设计

中图分类号：X517 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2012） 17-0000-02

1 引言

截止2009年中国气象局已经拥有337个酸雨监测站，可以覆盖整个中国大陆地区。自上世纪九十年代初山西省观象台开始监测酸雨，山西省气象部门共布设有5个酸雨监测站。目前山西省气象科学研究所需要定期向省局有关职能管理部门和省局有关业务单位提供山西省酸雨质量监测月报和年报，并不定期的向省政府提供山西省酸雨质量监测公报，酸雨监测月报和年报结果中分析的内容包括：全省降水pH值、电导率分布情况，各级酸雨强度出现频率，酸雨形势变化情况等。本论文采用山西省气象局现有五个酸雨观测站的酸雨观测资料，开发出一套适用于山西省本地区且拥有良好界面的酸雨分析评估系统，通过本系统可以实现酸雨资料入库、查询、制表、制图等各项操作，更加形象、直观、便捷的明确山西省酸雨的时间和空间分布特征，以及山西省酸雨与气象条件（包括风向、风速、降雨量等气象要素）关系的分析、查询和显示，同时制作酸雨质量公报的表格。

2 系统结构和功能

根据该系统的建设目标、系统的需求、系统的可行性以及系统的业务流程进行分析，针对系统分析设计了系统的主要模块，它包括：数据管理模块、酸雨时间分布模块、酸雨空间分布模块、酸雨查询模块、酸雨报表模块、酸雨与气象条件分析模块和帮助信息模块。技术上本系统的开发只要是针对原始的酸雨观测数据，并将其完整导入数据库，在数据库中进行操作，考虑到系统的功能要求，在系统的技术上采用Visual Basic 6.0为开发工具与Microsoft Access 2003相结合进行本系统软件的开发。系统总体功能架构见图1。要求系统具有以下功能：①实现酸雨数据文件的存储，同时能够按照规定的格式保存入数据库中。②操作方便，系统具有良好的人机交互界面。③完全的人性化设计，无需专业人士指导，即可以操作本系统。④方便的、全方位的数据查询和信息显示功能。⑤完成酸雨和气象相关数据的自动计算，减少人工操作的干预。⑥提供强大的报表和图形显示功能。

3 系统设计

3.1 数据管理模块

数据管理模块：主要是将原始酸雨观测资料的分析处理及入库，该模块包括对原始酸雨观测资料的处理和原始酸雨观测资料的入库的操作，首先选择要进行入库的原始酸雨观测资料，然后系统会根据业务人员的选择，实现资料的合并和汇总，通过编程对无用的观测数据进行删除，最终得到业务人员所需要的观测数据，最后将这些数据写入数据库，这样就完成了数据管理模块的具体业务流程，为了方便业务工作人员出具酸雨监测公报的需要，本系统特设置了当月酸雨数据的入库单元，单独实现上月酸雨观测数据的入库，通过选择当月数据显示可以在Visual Basic提供的Datagrid控件中显示当月的酸雨观测数据，点击数据导出可以直接将当月的原始酸雨观测数据导入到系统目录下的EXCL文件（当月数据统计.xls）中。

3.2 酸雨时间分布模块

酸雨时间分布模块：该模块包括两个子模块分别为原始数据模块和统计数据模块。其中原始数据模块主要完成未经分析的酸雨观测数据资料的年、月、季的显示，包括曲线图、直方图和表格；统计数据模块主要完成经过统计计算的酸雨观测数据资料的年、月、季的显示，包括曲线图、直方图和表格。在系统框架最底层的是数据访问层，在这个层中，系统采用ADO的Dataset组件访问数据库，实现业务上各种查询的数据交换。

3.3 酸雨空间分布模块

酸雨空间分布处理模：该模块主要包括酸雨强度图和站点位置图。其中酸雨强度图中可以显示酸雨站点的强弱程度，同时通过数据库运算得出的运算结果可以插值显示酸雨强度等值线图。图形显示模块主要完成酸雨控制图（pH值图）和风玫瑰图的绘制，包括等值线图和雷达图和表格的显示。

3.4 酸雨查询模块

酸雨查询模块：业务人员通过选择要查询的年份，要查询的气象站号，选择要查询的pH值的类型（包括极值、均值和频率），通过调用数据库的相关数据，利用Visual Basic提供的MSFlexGrid控件显示相关的数据查询结果，系统将自动统计出所查询时间内的逐月的pH值的极值和极值出现的时间，同时利用Visual Basic提供的MSChart控件用图形（折线图）显示相关的数据查询结果。

3.5 酸雨报表模块

酸雨报表显示模块：业务人员选择要查询的年份和月份，要查询的气象站，通过调用数据库的相关数据，自动计算出月报所需的数据。利用Visual Basic提供的MSFlexGrid控件显示相关的数据查询结果，同时调用EXCL实现酸雨月报数据的直接输出，在EXCL中同步实现图形的更新显示，方便酸雨月报的制作。

3.6 酸雨与气象分析模块

酸雨与气象分析模块：该模块主要完成酸雨与风（包括风向、风速）的相关分析、酸雨与雨量的相关分析。此模块主要用于科研人员的工作需求，可以直观明了的明确山西省的酸雨分布与气象条件的关系。

本系统的部分查询界面图见图2。

4 结语

4.1 本系统根据酸雨气象业务工作的实际需求和需要进行设计和开发的，切合工作实际，具有很强的工作实用性。

4.2 技术上本系统的开发只要是针对原始的酸雨观测数据，并将其完整导入数据库，在数据库中进行操作，考虑到系统的功能要求，采用的是Visual basic 6.0为开发平台，采用Microsoft access 2003为开发数据库，并规定用当今比较常用的ADO方式访问数据库，这样可以方便对系统的改进和升级，同时也有较好的兼容性。

4.3 本系统非常好的解决了业务需求，同时大大的解放了业务工作人员的劳动力，有利于推广使用。

4.4 本系统用户界面友好，使用方便，操作简单，具有非常良好的人机交互界面，便于业务人员操作。

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基金项目：山西省气象局2010年度青年基金项目“山西省酸雨特征及气象条件研究”（无编号）资助。

[作者简介]

李明明（1980-），男，工程师，主要从事大气环境科学方面研究工作。