薛筝筝，高英育，肖建辉，左湘文，黄玉学

(1.中国气象局旱区特色农业气象灾害监测预警与风险管理重点实验室，银川 750002；2.宁夏气象防灾减灾重点实验室，银川 750002；3.宁夏大气探测技术保障中心，银川 750002)

0 引言

宁夏综合气象观测站网是支撑气象预测预报服务的主体，在全区经济社会发展、防灾减灾等方面发挥着重要作用。随着气象服务需求更为精细化、个性化，对各类专业气象观测的需求也越来越高，宁夏综合气象观测站网种类、数量不断增加，目前全区已建成天气雷达站、高空气象观测站、国家气象观测站、交通站和农田小气候站等。然而，宁夏综合气象观测站网信息管理较为混乱，没有形成标准的站网信息源，为气象工作者带来很多不便，很多学者在站网信息化管理方面进行研究[1-3]。李新庆[4]2015年设计开发的宁夏站网信息管理系统仅针对地面站，且缺乏站网信息动态管理。为推进气象观测业务标准化，2018年中国气象局发布了最新气象观测站分类及命名，2019-06-01宁夏完成了全区国家级气象观测站站名更新工作。

因此，为了规范全区综合气象观测站网的信息化管理，亟需建立基于新站名录的宁夏综合气象观测站网管理系统，实现全区综合气象观测站网信息从建站到迁站再到撤站的全生命周期管理，为区、市、县三级用户提供查询、统计、台站探测环境显示和地图展示等功能。

1 系统总体设计

1.1 框架设计

宁夏综合气象观测站网管理系统采用B/S结构，囊括了基准气候站、基本站气象站、(常规)气象观测站、天气雷达站、高空气象观测站、应用气象观测站(农业)、应用气象观测站(交通)、应用气象观测站(大气成分)、省级气象观测站等13大类观测站。

系统总体框架如图1所示，由表示层、业务逻辑层和数据层3部分组成[5-7]。表示层采用ElementUI设计实现，负责与用户交互，提供站网信息管理、用户管理等功能，通过百度地图、图表等方式显示查询统计结果；业务逻辑层不仅提供了站网信息数据、用户信息、审批信息的接口访问，还提供对用户操作日志管理服务；数据层直接与数据库建立连接，实现用户的各种请求，为系统提供气象观测站网基础数据、迁站、升级和审批管理数据[8]。

图1 系统总体框架

1.2 功能设计

系统主要实现宁夏综合气象观测站网从建站、使用、迁站、升级到撤站的全生命周期信息化管理，旨在为全区气象部门提供一个标准的站网信息数据源，实现全区各类气象观测站信息的管理、查询、统计、分析、综合显示以及新建站点申请、审批等功能，详细的系统功能设计如下：

1)首页。首页是系统访问的入口，基于百度地图综合展示不同类型站点分布及基本信息。

2)站网信息。主要包括查询统计、信息管理和审批管理3大功能。

查询统计功能可通过站号、站名、所属地市、县区、观测要素、站距、迁站状态、升级状态等条件进行查询，并以图形、列表和地图的方式为用户展示。通过圆心站号和半径查询在该范围内的站点，并计算站间距；可以查询迁站信息、升级信息以及撤站信息。

信息管理包括站点基本信息、迁站信息、升级信息的编辑，以及撤站功能，其中市县级用户没有撤站权限。

审批管理实现新建站点申请及审批流程信息化管理，提供申报流程的数据录入和审核功能。同时，用户可以对申报站点状态进行查询。

3)用户管理。不仅提供对用户添加、修改、查询和删除功能，还提供了密码修改和重置功能，根据不同权限建立不同级别的用户。同时，建立了用户操作日志，显示操作类型、操作时间等。

2 系统关键技术

2.1 全生命周期管理流程

该系统实现了综合气象观测站网信息从建站、使用、迁站、升级到撤站的全生命周期管理，具体流程为：首先提交新建站点申请，包括基本信息、八方位图、申请理由、建站申请表和站址勘察表等的录入；其次新建站点审批通过后，在查询统计和信息管理模块中生成新建站点信息，可进行查询统计、信息编辑等；如发生迁站或升级，须填写迁站或升级信息，查询统计和信息管理模块中生成最新站点信息，同时存储原站点信息、迁站时间或升级时间，从查询统计模块中查看历史迁站或升级信息；最后提交撤站申请，审批通过后删除信息管理模块中的站点信息，同时存储该站点所有信息，从查询统计模块中查看撤销站点信息。

2.2 数据库技术

以SQLite3数据库为开发平台，构建气象观测站网基础数据库。数据库表结构如表1所示，包括19个数据表，分别存储站点基础信息、站点八方位图片、站点类型、审批记录、用户操作记录、迁站升级信息、用户信息等，其中站点基础信息表需要存储站号、站名、经度、纬度、海拔高度、建站日期、现址启用日期、观测任务、生产厂家、仪器型号、考核等级等信息，审批记录表需要存储审批站号、申请日期、申请人用户、申请人姓名、审批日期、审批人用户名、审批人姓名、申请类型、申请状态、申请事由等信息。

表1 数据库表结构

2.3 服务端实现

利用HttpListener实现多线程Web服务程序，利用C#实现数据库读写等操作，并根据需要进行用户登录控制、数据管理、数据运算等操作。针对用户的具体操作，采用Axios完成AJAX请求，为表示层返回所需的JSON封装数据。

2.4 前端模块及技术

系统前端采用VUE结合ElementUI的框架，实现站点信息查询统计结果显示及管理等服务。该框架相对比较灵活，管理系统使用的组件齐全，适合中小型项目的快速开发。主要模块及功能如下：

1)地图显示模块

调用百度地图接口，显示不同类型站点的分布及基本信息，当鼠标悬停在站点上时，会弹出站点基本信息窗口；通过勾选不同站点类型或查询统计，可方便查看站点的分布情况。

2)查询统计模块

查询范围包括所有站点类型，查询结果以列表和地图的方式显示，方便查询站点周围一定范围内站点的个数、距离及分布情况；同时查询的结果会按照不同市、县、要素数、生产厂家进行统计，以柱状图和饼状图的形式显示站数及比例；并以查询结果为基础统计各市、县站网密度，结果以柱状图的方式展示。为今后宁夏综合气象观测站网规划、设备选型等提供支撑。

3)审批管理模块

市县级提交新建气象观测站的申请，由区级审核批准，同时可以查询审批状态；审批通过后在查询统计和信息管理模块生成新建站点信息。气象观测站点申请录入界面包括基本信息的录入，站点八方位图、站址勘查表和建站申请表的上传。

3 结束语

宁夏综合气象观测站网管理系统提供了全区综合气象观测站网从建站、使用、迁站、升级到撤站全过程信息，实现了气象观测站网全生命周期管理，进一步加强了全区气象观测站网的管理工作。同时，该系统能够准确及时地提供任意类型站点的空间分布、数量、站网密度等信息，为今后宁夏综合气象观测站网日常管理、规划、设备选型等工作提供支撑。目前该系统已在宁夏气象部门投入业务试运行，且能够满足区市县三级业务人员对站网管理的需求。