1 系统建设背景

9210(气象系统全国数字业务通信网) 将全国各地区气象局、台站的计算机系统通过网络连接起来，以方便、快捷的方式进行信息传输和通信｡卫星气象中心将多年研究成果按照统一的格式规范形成了多种产品，通过9210网络系统分发到各省、地区台站，投入各地区的气象业务的使用，为提高天气预报的准确性发挥作用｡

每种产品从各自的数据接收、处理、格式转换到通信传输、分发，完全为自动的业务化运行方式，即每一环节的运行按照预先设定的方式自动运行，那么如何确保下发的产品质量为合格的呢?因此，建立一套对各种产品生成的时间及质量进行监视的系统，是业务运行中不可缺少的质量把关之环节｡同时下发的产品为二进制数据文件，各地方台站如要使用这些产品必须经过自己编制软件来读取使用，无形中为各台站增加了重复的软件编制的工作量｡本文介绍的监视系统不仅作为产品输出的质量监视窗口，同时也为各地方台站提供了通用的使用平台，提高了产品的利用率及其应用效果｡

2 系统功能及设计

(1) 对所有分发产品按9210对外分发要求规范产品

产品的格式规范 (国家卫星气象中心制定，1997年) 采用统一的文件头对数据文件进行描述，如产品的名称、生成的时间等有关产品的各种说明内容｡为对产品进行精确的检验和验证，因此需对产品的格式规范即产品的文件头及数据大小进行自动检验，在数据的内容因千差万别而无法进行自动检测时，采用人工交互的精检测方式 (图 1) 供操作人员人工干预，并且以日志文件方式将其记录下来，以便事后进行产品质量的统计和故障分析｡在图 2中，背景为数值产品的等值线分析结果，前面为该产品文件的二级头内容及操作按钮｡

(2) 定时监视产品业务状态、质量等

为实时检测和分析产品数据，方案设计以产品状态表为核心 (表 1)，采用多文档、多视窗技术，使检测、分析、显示等功能同时并进｡产品接收、检索分类管理，既可直接选取、查看某一类的所有产品，也可选取全部的产品，并按文件名、获取时间等进行排序｡

为实现上述功能，在软件编制阶段，使用Windows 95下十分直观的树形视图控件进行分类，这样便于用户对下发的产品一目了然，并且可以十分方便地选取某一类产品｡最终的实现结果如图 1所示，中间为实时监视的状态列表，其中左面为产品的类别，右面为相应类别产品的目录｡

(3) 形成一个具有业务能力的产品监视系统

①数据更新、管理完全自动化

该系统主要任务是对网络产品进行实时的检测、记录和监视，因此需要对网络产品进行定时自动采集和人工及时更新｡自动采集数据的间隔可以随用户的需求自行调整，设计中以系统参数形式进行设置，用户在每次启动系统时都可以进行修改和确认｡

对产品文件进行自动定时删除，以确保系统在自动运行时自行管理磁盘，而不会因磁盘满引起系统崩溃｡由于产品的种类很多，产品生成的时间周期也不相同，如图像产品一天几十张，而有些数值定量产品为旬、月产品，甚至有些产品如积雪等只有冬季时间才会出现，因此对不同产品采用相同的保存时间显然是不可行的｡软件实现时采用系统配置文件的方式，用户可根据自己磁盘的容量对每一种产品设定不同的保存周期，既保证系统的灵活性又为系统设定了相对独立的修改方式｡

②检测结果自动记录、存档

为进行业务运行质量的自动统计，在方案设计阶段即指定了利用日志文件管理方式对下发的每一个产品记录生成的时间、文件大小、是否正确等信息，便于业务运行人员进行阶段性检查｡以下为实际运行时所记录下的日志文件中的一条记录，它包括了文件的拷贝时间、产品名称、自动检验结果、人工检验结果、删除时间、文件名、文件大小:

09:1607/ 07/1999 GMS-5 07月07日00:00 红外兰勃托 通过 未检测 13:30 07/08删除d:\awx\EILL0701.AWX 262144 bytes

对于特定产品的监视也可以表格方式记录，见表 2｡

③数据分析与检验

对每一种产品都采用特定的方法进行数据分析和检验其结果的正确性，如对格点场要素进行等值线分析显示｡对于特殊的离散场如TOVS资料，则除常规的格点场等值线分析方法之外，增加了人机交互的功能，以实现对近10种要素中任意一种数据及其相应参数的选择，参见图 2所示大气露点温度的等值线分析结果｡对不同要素需进行不同的分析，因为多数要素在不同的垂直高度具有不同的反演结果，这正是用户所关心的，因此要提供高度上的选择参数；而对于某些没有层次划分的分析场，如射出长波辐射，则系统必须屏蔽掉层次选择框，以避免操作人员的误操作｡图 2中右下脚列出了TOVS各要素的选择及相应的层次选择｡在图像产品的分析、显示功能中，提供了滚动、放大、缩小、象素坐标跟踪等基本的图像处理和显示功能，并且增加了图像文件格式转换功能 (9210与bmp格式)，便于与其他系统兼容｡

(4) 为各地方台站的使用提供良好的平台

为了使各省、地区气象台站能够方便地使用国家卫星气象中心下发的各种产品，制定了严格、详尽的数据格式规范，但是各台站收到的产品为二进制的数据流文件｡要利用这些产品就必须编写相应的软件｡因此该系统的建成不仅可以在产品下发之前进行质量检测和把关，同时也可用作数据接收方的管理和使用平台｡

3 系统和技术特点

(1) 面向目标的程序设计方法

在程序设计中采用C ++面向目标的程序设计技术，例如，根据产品种类分为图像类、图形类、对话框类等｡程序按照功能分为文件定时更新模块、输入输出模块、等值线分析模块、低通滤波模块、样条拟合模块、客观分析模块等，简单明了，便于调试和修改，对不同种类的产品采用统一的程序模块，通过参数调整以适应各自的特点，便于维护和升档｡

(2) 产品文件自动化管理的实现技术

使用最新的列表视图控件列出某一类产品的所有文件，同时显示产品的名称、自动检测结果、人工检测结果、文件长度和进机时间，并且可按任意一列的顺序进行排序｡在列表中双击某一产品后，即弹出一新的窗口，列出该产品文件头的详细内容，其中包含了原始的值及含义，便于人工分析｡在窗口的下方有正确和错误的选项，用于人工检测结果的选择，单击“确定"记录人工检测的结果，否则单击“取消"不记录结果｡产品文件采用FTP (文件传输协议) 自动从服务器上拷贝到本地的磁盘中，也可以人工任意时刻拷贝；产品在本地的保存时间长短则根据用户的设定，自动删除超时的文件｡

(3) 多窗口显示、管理软件的设计

参见图 3，多窗口缩小显示洋面温度等值线分析结果，为气象预报员同时对多种资料进行分析、比较提供了良好的界面｡程序模块化设计，接口采用函数调用及文件方式，保证了系统自动处理、人工干预，多窗口、多种类产品分析的互不干涉｡

为使数据处理与视窗显示相对独立，通过“类"概念的设计方式，如“文本" 、“视窗"类，这不仅有利于调试，更重要的是系统频繁的人工干预不会影响大数据量的处理速度，提高了效率｡通过人机交互功能及系统缺省参数的配置，保证产品在有和没有相关参数输入时均能够正常运行，并且对系统操作时输入参数的屏蔽和质量控制，保证了系统的可靠性和有效性｡

(4) 快速算法、功能完善

结合本系统的要求，采用了快速合理的算法，如TOVS离散场的客观分析采用了轨道边界控制及快速相邻法，效率高、速度快｡该系统功能完善，不仅提供各种分析手段，而且具有打印输出、文件格式转换等功能，保证使用时产品的格式同其他系统兼容｡

4 运行效果

在系统的研制过程中就开始对多种分发产品的格式及数据内容进行检验，发现并订正了多种问题｡系统一经完成即投入业务产品的监视和使用，将所有产品的格式及产品中的问题逐一定位，确保所有下发产品数据格式的正确性，产品的质量得到了显著的改善，为质量检测、业务运行准确率统计及业务系统的故障定位等起到了很好的作用｡投入正式业务运行以来，运行正常，准确、自动的运行方式为产品质量检验提供了可靠的依据｡

该系统于2001年上半年装载在9210主站，供各省、地台站免费下载、安装使用｡运行至今反映良好，为各地气象预报人员提供了方便、快捷的使用窗口，增强了卫星气象中心开发的应用产品在各地气象服务部门中的作用，收到了良好的社会效益和经济效益｡