摘要：介紹了城鎮天氣預報采集系統的功能設計、數據庫和數據表設計以及系統的實現，并列舉了該系統設計的幾個關鍵技術。該采集系統采用C#開發，通過廣西氣象寬帶網采集城鎮天氣預報數據，更新當地基礎氣象數據庫的數據表，為北海市氣象現代化服務平臺提供預報數據。通過業務應用證實，系統運行穩定、性能好。

關鍵詞：城鎮天氣預報采集系統；氣象現代化；C#
中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）10-0075-03
Abstract： This paper introduced the function design， the design of database and data table and system implementation of collection system of urban weather forecast and enumerated several key technologies of the system. The collection system was implemented by C#. The system got the data of urban weather forecast through Guangxi meteorological broadband network， updated the data table of local fundamental meteorological database， which provided weather forecast data for Beihai meteorological modernization service platform. The operational application indicated the system performed stably and had good characteristics.
Key words： Collection System of Urban Weather Forecast； modernization of meteorology； C#
北海市氣象現代化服務平臺是北海市氣象局業務單位使用的一個綜合業務處理平臺。該平臺具有氣象數據信息采集、監控、查詢、展示、統計等功能，將各種氣象實況數據、氣象預報數據等與GIS技術結合優化，為北海市氣象局日常業務提供技術輔助。北海市氣象現代化服務平臺集預報制作、預警應急、天氣監測、分析指揮等功能為一體，充分融合和利用現有業務系統，建成統一信息采集、統一數據存貯、統一加工分析處理、統一產品制作、統一信息發布的集約化、智能化的綜合氣象業務服務平臺。[1]
城鎮天氣預報采集系統是北海市氣象現代化服務平臺的一個后臺數據處理軟件。該采集系統通過廣西氣象寬帶網獲取指定目錄下的城鎮天氣預報文件列表，對相關文件進行解碼入庫，更新當地數據庫的數據信息，為服務平臺的數據監控和城鎮預報信息展示等模塊提供數據支撐。該文介紹了該系統的功能設計、數據庫和數據表設計以及系統的實現，并列舉了系統開發使用的關鍵技術。
1 系統設計
1.1 城鎮天氣預報文件簡介
城鎮天氣預報文件命名遵循《國內氣象數據交換文件命名規范》，具體文件名為：
Z_SEVP_C_CCCC_YYYYMMDDhhmmss_P_RFFC-SPCC-YYYYMMDDhhmm-FFFxx.TXT。
城鎮天氣預報文件為ASCII文件，每個文件可以由一份或多份公報組成，每份公報的格式如下：
“ZCZC
FSCI50 CCCC YYGGgg （BBB）
產品描述
產品代碼、預報的起報時間年月日時（世界時）
總站數
（第一個站）：站號，經度（度）， 緯度（度）， 海拔高度，時效個數（時效可擴充），預報產品個數（預報要素可擴充）
12 ?A報結果 ………
24 預報結果……………………
………………………………………
（第n個站）：站號，經度（度）， 緯度（度）， 海拔高度，時效個數（時效可擴充）、預報產品個數（預報要素可擴充）
12 預報結果 ………
24 預報結果……………………
………………………………………
NNNN”
城鎮天氣預報的預報要素主要應包含最高溫度、最低溫度、風向、風速和天氣現象五個要素。[2]
1.2 系統功能設計
城鎮天氣預報采集系統通過廣西氣象寬帶網定時掃描FTP服務器的相關目錄，獲取北海市指定站點在指定采集時間之后生成的城鎮天氣預報文件名列表，對相關文件進行解碼入庫，更新當地基礎氣象數據庫的城鎮預報采集數據表、城鎮預報采集數據臨時表和系統數據庫的采集時間表。此外，系統記錄運行日志信息。
1.3 數據庫與數據表設計
為了對氣象要素進行統一規范的存儲和服務，保證氣象數據的一致性和準確性，基礎氣象數據庫（db_bh_qx）和系統數據庫（db_bh_xt）的設計參考標準《QX/T 102-2009 氣象資料分類與編碼》、《QX/T 133-2011 氣象要素分類與編碼》。[3-4]建庫后，在基礎氣象數據庫（db_bh_qx）中創建城鎮預報采集數據表（ForecastInfo）、城鎮預報采集數據臨時表（ForecastInfoTemp）和特殊服務站點信息表（SpecialServiceStation）等數據表。在系統數據庫（db_bh_xt）中創建系統采集時間表（Collect_Time）等數據表。其中，城鎮預報采集數據表（ForecastInfo）和城鎮預報采集數據臨時表（ForecastInfoTemp）的表結構是相同的，在這2個表中創建StationID、DateChar、TimeChar、Ntimes、AreaName、Title、NElement、Temperature、Humid、Wind、WindD、Press、Rain、CloudTotal、CloudLow、Weather、Visible、MaxHumid、MinHumid、MaxTemp、MinTemp、Rain24、Rain12、CloudTotal12、CloudLow12、Weather12、Wind12、WindD12、Change、StationName、Longitude、Latitude、Altitude、City、County等字段，分別表示區站號、預報起報的日期、時次、時效、地市編碼、產品描述、預報要素個數、溫度、濕度、風力、風向、氣壓、降水量、總云量、低云量、天氣現象、是否可見、最大濕度、最小濕度、最高溫度、最低溫度、24小時降水量、12小時降水量、12小時總云量、12小時低云量、12小時天氣現象、12小時風力、12小時風向、是否修改重新采集、站點名稱、經度、緯度、測站高度、地市、區縣等。城鎮預報采集數據表（ForecastInfo）用于存儲所有采集到的城鎮天氣預報數據，城鎮預報采集數據臨時表（ForecastInfoTemp）用于存儲采集到的最近3個月的城鎮天氣預報數據。氣象現代化服務平臺城鎮預報信息展示模塊需要從城鎮預報采集數據臨時表（ForecastInfoTemp）查詢數據。 在數據庫管理系統創建及調度作業定時維護城鎮預報采集數據臨時表（ForecastInfoTemp）的數據，以確保該表只存儲最近3個月的城鎮天氣預報數據，有利于提高數據查詢效率，從而提高平臺性能。
1.4 系統運行環境
城鎮天氣預報采集系統運行于Microsoft Windows Server 2012 R2 Standard，開發平臺為Microsoft Visual Studio 2010，編程使用C#語言，數據庫管理軟件為SQL SERVER 2014。
2 系統實現
2.1 自定義類的設計
通過對城鎮天氣預報采集系統進行合理的功能分解，系統開發時設計了處理類CityForecast，配置類dbConfig和IniFile，工具類DBHelperTool，通用類DBHelper和Loghelper。其中處理類CityForecast的設計及相關說明如表1所示。
配置類dbConfig用于獲取系統配置文件的路徑及配置文件的有關信息，IniFile類用于讀取初始化文件。工具?DBHelperTool用于建立數據庫連接，通用類DBHelper用于執行非查詢類SQL語句，Loghelper類用于記錄系統運行日志。
2.2 城鎮天氣預報數據采集流程
writeToDB 是CityForecast類的一個方法，用于實現解析報文及入庫功能，其工作流程如圖1所示。
采集系統在對城鎮天氣預報文件進行處理時，將每行報文視為一個ArrayList集合類對象arrylist[]，每個對象轉換成字符串后再進行分割，生成新的String類對象data。
下面以城鎮天氣預報文件Z_SEVP_C_BFBH_20170923083000_P_RFFC-SPCC-201709231200-16812.TXT為例，說明城鎮預報數據采集流程。
該文件的前5行內容如下：
“ZCZC
FSCI50 BFBH 230830
2017092312時北海市氣象臺預報產品
SPCC 2017092312
3”
從第6行至第50行是北海市3個站點的站點信息和14個時效的預報結果。
首先設置數組data，將每行報文轉換為字符串line，將每個字符串line再分割成21個數組data。若i=0，解析報文；i++（此時i=1），columnflag=false；若i=1，i++（此時i=2），從第2行獲取“BFBH”；若i=2，從第3行獲取預報的起報時間并轉換為世界時；i++（此時i=3）。若i=3，i++（此時i=4）；若i=4，i++（此時i=5），columnflag=true；若i=5，且（columnflag == true && sequrFlag == false）從第6行獲取區站號信息和預報時效個數等信息，為做好報文質量控制，此處要判斷本方法參數中是否包含本市區站號。若不包含，則i=i+squrecont+1（此時i=5+14+1=20，即轉到下一個區站號開始的那一行。若包含該區站號，則將第6行的相關數據賦值給longitude和latitude；將方法參數哈希表賦值給數組strstation，然后將數組元素再賦值給相關變量。i++（此時i=6），sequrFlag=true。若i>=6且sequrFlag=true，循環將該站點的所有預報時效的預報信息獲取。i=jisuanxunhuan=i+squrecount=6+14=20，sequrFlat=false。若i=20，處理第20個報文數組，即報文的第21行。若i=20，columnflag == true且sequrFlag == false，按獲取第1個站點預報信息的方法獲取第2個站點的所有預報時效的預報信息。i=jisuanxunhuan=i+squrecount=21+14=35，sequrFlat=false。若i=35， 則處理第35個報文數組，即報文的第36行。若i=35，columnflag == true 且sequrFlag == false，按獲取第1個站點預報信息的方法獲取第3個站點的所有預報時效的預報信息。
為了保障系統的健壯性，在編寫程序時對可能產生異常的程序代碼進行監控，使用異常處理語句“try…catch”處理異常，可以避免程序執行時可能導致中斷的各種錯誤。
2.3 項目配置
在項目配置文件中添加城鎮天氣預報采集參數，包括FTP服務器IP地址、城鎮天氣預報采集目錄、登錄用戶名及密碼等。此外，還要添加基礎氣象數據庫（db_bh_qx）和系統數據庫（db_bh_xt）的配置信息。通過dbConfig類可以讀取這些配置信息。
2.4 系統界面
城鎮天氣預報采集系統界面如圖2所示：
在實際應用中，編寫一個批處理文件，該批處理文件代碼如下：
“ taskkill /f /im 城鎮天氣預報采集系統.exe
start "" "D：＼北海數據采集＼城鎮天氣預報采集系統.exe" ”
在任務計劃程序中設置該批處理文件無限期每隔1小時自動運行一次，則可正常采集北海城鎮天氣預報數據。
3 系統設計關鍵技術
3.1 DotNetBar組件的使用
DotNetBar組件提供了類似office 2007風格的用戶界面組件，相對于.NET默認界面更加美觀。在系統安裝該組件后，打開Visual Studio 2010軟件，鼠標右擊項目，選擇“屬性”，將目標框架更改為.NET Framework 4。鼠標右擊項目，選擇“添加引用”，在“.NET”中選擇組件“DevComponents.DotNetBar”，在程序代碼中添加using DevComponents.DotNetBar即可使用該組件。