2014年3月10日ISOS-SS軟件和數據結構一、ISOS軟件總體介紹二、ISOS-SMO部分構成、安裝及操作三、ISOS-MOI部分構成、安裝及操作四、視程障礙綜合判斷算法介紹五、新型站數據文件結構主要內容隨著地面自動化進程逐步推進，觀測場自動化設備逐步增多，現有軟件對多種設備的接入和管理存在缺陷，導致需要多套軟件共存才能完成地面觀測工作，為地面觀測工作人員增加了工作負擔根據中國氣象局自動化觀測系統發展需求，立足于自動化觀測和自動化業務流程，需要開發能對多種地面觀測設備進行統一管理且靈活配置的綜合集成業務軟件.充分發揮自動化觀測設備效能，節約臺站人力資源，加強基層臺站氣象服務保障能力，提升自動探測網的建設效益，為防災減災和國民經濟發展提供基礎信息支撐。地面觀測數據字典，以及串口服務器的使用，為地面綜合集成業務軟件的開發提供了數據及硬件支持。ISOS開發背景介紹地面綜合觀測業務軟件系統的總體設計主要突出以下幾點：未來現代氣象業務對觀測系統的需求： 資料的準確性、傳輸的及時性、產品的綜合性充分發揮自動觀測和現代網絡技術的特點：高時效的觀測資料、快速的寬帶網絡考慮基層臺站觀測人員職責的轉變： 設備保障、質量控制、資料分析ISOS設計思路介紹ISOS-SS特點

動態擴展性能強：通過動態的配置管理，可對各種新觀測設備進行靈活擴充和配置管理；采用模塊化的數據質量管理方式，可擴充數據質量控制規則，并實現了對多種觀測資料的綜合校驗；

自動控制功能強：可實現對觀測設備的不同層次和級別的監控報警；不僅能上傳輸觀測數據，還可上傳設備的狀態數據，為設備的運行監控提供了基礎；功能、性能強：采用靈活配置的方式，可支持串口、網絡等多種聯接方式；可靠性、穩定性高；地面綜合觀測業務軟件系統的總體設計

ISOS-SS臺站軟件組成圖（SMO+MOI）ISOS-SS系統主要由SMO和MOI兩部分構成，其中SMO負責自動觀測，MOI完成業務處理

通過FTP的方式上傳長Z文件與現有業務接軌，通過數據流的方式與ISOS-PS系統進行交互ISOS-SS數據處理流程圖設備采用數據字典進行協議統一MOI實現地面觀測業務接軌FTP和數據流同時上傳8自動化業務結構圖自動化運行模式：臺站只負責設備巡檢和維護以及采集軟件的異常處理業務處理由省級軟件ISOS-PS來完成，如長Z、發報、報表等9ISOS-SMO觀測數據處理流程介紹1、流程以系統操作為起點，分為實時數據采集、歷史數據下載、人工訂正、數據查詢、數據顯示；2、其中人工訂正、數據查詢、數據顯示根據格式描述文件直接對數據文件進行操作；3、實時數據采集與歷史數據下載首先需要制定任務計劃，實時數據采集需要制定每分鐘及每小時觸發的數據采集指令，而歷史數據下載則需要制定固定時間段內的數據采集指令；4、由系統任務調度控制器對上述指令排隊，確保實時數據的采集不會受到歷史數據下載的影響；5、由系統線程根據生成的指令隊列完成數據的采集工作；6、從臺站極值配置文件及質量控制配置文件中獲取質控參數及操作流程，完成數據的質量控制流程，生成指控碼，并將質控具體信息寫入質控日志文件；7、根據采集到的數據和質量控制結果，從格式配置文件中讀取相應的存儲格式信息，將數據及質控結果寫入數據文件。SMO功能結構ISOS-SMO功能結構圖臺站軟件之MOI主要功能介紹MOI主要功能包括：觀測與編報模塊數據維護模塊報表制作模塊參數設置模塊質量控制模塊設備維護模塊一、ISOS軟件總體介紹二、ISOS-SMO部分構成、安裝及操作三、ISOS-MOI部分構成、安裝及操作四、視程障礙綜合判斷算法介紹五、新型站數據文件結構主要內容運行環境1、硬件環境本軟件運行環境為工作站，其配置選用高性能個人計算機，IntelCoreDuo以上CPU，1G以上內存，10/100M網卡，100G以上硬盤。2、軟件環境 windowsxpsp3以上

.netframework4.0SMO安裝軟件安裝目錄說明建議軟件安裝目錄:-SMO：D:\ISOS\SMO（目前運行D:\SMO）-MOI：D:\ISOS\MOI-MOIFtp：D:\ISOS\MOIFtpSMO主要存放設備采集軟件和觀測數據文件MOI存放人工觀測業務軟件及業務數據文件MOIFtp存放數據和報文上傳工具15安裝步驟1、安裝.netFramework

運行軟件需要安裝.netFramework，若沒有安裝則提示如下對話框。

則需要安裝.netFramework，去下載.netFramework安裝即可。2、雙擊下載好的.netFramework安裝包，點擊下一步軟件安裝2、安裝臺站地面綜合觀測業務軟件

雙擊打開臺站地面綜合觀測業務軟件安裝文件，出現安裝向導對話框，點擊下一步

軟件安裝2、安裝臺站地面綜合觀測業務軟件

選擇臺站地面綜合觀測業務軟件安裝位置

軟件安裝2、安裝臺站地面綜合觀測業務軟件

點擊瀏覽出現瀏覽文件及對話框，選擇想要安裝的位置，點擊確定

軟件安裝選擇好安裝位置，點擊下一步2、安裝臺站地面綜合觀測業務軟件

選擇相應的省份，點擊下一步

軟件安裝2、安裝臺站地面綜合觀測業務軟件

填寫相應的臺站號，點擊下一步

軟件安裝2、安裝臺站地面綜合觀測業務軟件

根據各臺站具體情況，選擇相應的組件，點擊下一步

軟件安裝2、安裝臺站地面綜合觀測業務軟件

選擇開始菜單文件夾，點擊下一步

軟件安裝2、安裝臺站地面綜合觀測業務軟件

軟件準備安裝，點擊安裝

軟件安裝2、安裝臺站地面綜合觀測業務軟件

軟件正在安裝到您的電腦，進度條顯示安裝的進度，點擊取消將取消安裝

軟件安裝2、安裝臺站地面綜合觀測業務軟件

安裝完成后，選擇是否直接打開臺站地面綜合觀測業務軟件，點擊完成即可

軟件安裝3、軟件運行

打開軟件存放目錄或桌面快捷方式

軟件安裝3、軟件運行

雙擊程序圖標，在所有參數都正確配置下，系統會自動運行所有現象的觀測程序，界面如下圖所示

軟件安裝4、軟件首次運行

本系統已內置大多數默認參數，但仍有些參數是必須配置的，但只需要配置一次即可，第一次運行本系統，會出現如圖提示

軟件安裝點擊“下一步”后，會進入區站參數設置界面4、軟件首次運行

區站參數設置

軟件安裝4、軟件首次運行

點擊“保存”后，會進入觀測項目掛接設置界面

軟件安裝4、軟件首次運行

點擊“保存”后，會進入分鐘極值參數設置界面

軟件安裝4、軟件首次運行

點擊“保存”后，會進入小時極值參數設置界面

軟件安裝4、軟件首次運行

點擊保存后，會出現系統設置對話框

軟件安裝4、軟件首次運行

點擊“保存”后，彈出對話框

軟件安裝點擊確定運行軟件5、通信參數設置

軟件運行成功后，并不能夠立刻采集到數據，我們還要設置各個觀測項目的通信參數

右鍵點擊要設置參數的觀測項，在彈出的菜單中選中“通信參數”

軟件安裝在彈出的窗口中，根據各站串口服務器映射情況，設置通信端口，如右圖：左側功能樹節點操作：注意傳感器參數的設置軟件安裝SMO軟件構成1.bin：SMOMain.exe主程序和UI組件2.dataset：數據文件3.log：系統日志文件4.metadata：配置文件5.Skins：UI界面主題文件6.plugin：底層dll文件7.backup：備份配置文件8.netlog：網絡日志9.Outlog：傳送日志目錄10.Template：安裝時候的臨時目錄38SMO軟件構成Dataset\省名\臺站號目錄下各文件和文件夾作用1.AWS：存放各數據文件2.smo.loc：參數文件3.AWS_RAW_：自動站通訊數據文件4.smo_20140310_115445.loc：歷史參數5.AWS_PC：電腦狀態，cpu內存使用率等6.AWS.lib：數據字典定義39系統主界面注意：只要有任意設備異?；蛴袌缶畔t系統狀態等就會顯示為紅色

軟件操作1、實時觀測

點擊實時觀測，顯示下拉菜單，如下圖所示

軟件操作點擊首頁，該系統主界面處于顯示運行狀態的各種信息點擊退出，可以退出軟件（1）點擊“常規要素每日逐分鐘數據表”，顯示如下信息

軟件操作注：“----”表示N，沒有傳感器，無數據；

“////”表示8，缺失數據；

可以自己選擇時間，在點擊查看，即可查看相應時間的數據；點擊“上一分鐘”、“下一分鐘”按鈕，可以切換查看；點擊“文件目錄”按鈕，即可打開該數據文件存放的目錄。

軟件操作

注：其他數據表操作類似。（2）質控警號

點擊質控警號，顯示如下信息

軟件操作

（2）質控警號

點擊要素下的任何一個，就會顯示出該要素的信息

軟件操作

（3）報警信息

點擊質控警告后的報警信息，顯示如下信息

軟件操作

主要是顯示的一些內存，CPU，主程序的使用情況以及限定值（3）報警信息

點擊“更多”，即可在彈出的頁面查詢更多的報警信息

軟件操作

（4）要素顯示可以根據各個臺站關心的要素情況，來自己配置顯示的要素。

軟件操作

（4）要素顯示

點擊配置，在配置頁面選擇要顯示的要素，在點擊保存，即可在要素顯示界面進行數據實時顯示

軟件操作

（4）要素顯示

軟件操作

（5）點擊首頁按鈕進行要素曲線圖查看軟件操作2、數據處理

點擊數據處理，顯示下拉菜單，如下圖所示

軟件操作數據處理包括：歷史數據下載，數據歸檔（人工訂正是老版本功能，新版軟件已取消此功能，由MOI部分來完成。）（2）歷史數據下載

點擊數據處理菜單

歷史數據下載

軟件操作選擇要下載的歷史數據選擇上傳用戶確定起止時間開始下載完成（3）數據歸檔

點擊數據處理菜單

歷史歸檔

軟件操作選擇保存目錄點擊開始歸檔完成歸檔3、數據查詢

點擊數據查詢，顯示下拉菜單，如下圖所示

軟件操作數據查詢包括：分鐘要素查詢，

小時數據查詢

當前要素查詢

詳細要素查詢

數據導出

綜合查詢（1）分鐘要素查詢

點擊數據查詢菜單

分鐘要素查詢

軟件操作選擇要查詢的數據表設置查詢要素選擇查詢時間選擇排列方式

點擊查看（2）小時數據查詢

點擊數據查詢菜單

小時數據查詢

軟件操作選擇要查詢的數據表設置查詢時間點擊查看（3）當前要素顯示

點擊數據查詢菜單

當前要素顯示

軟件操作選擇要顯示的數據表設置查詢時間點擊查看也可以點擊上一分鐘、下一分鐘按鈕進行查看點擊文件目錄，可以打開當前顯示的數據表文件存儲目錄（4）詳細要素查詢

點擊數據查詢菜單

詳細要素查詢

軟件操作選擇要查詢的數據表設置查詢時間點擊查看（5）數據導出

點擊數據查詢菜單

數據導出

軟件操作選擇要導出的數據類型勾選要導出的數據設置好導出數據的開始時間與結束時間點擊開始導出彈出讓您填寫保存文件的位置和文件的名稱填寫完成后單擊保存（6）綜合查詢

點擊數據查詢菜單

綜合查詢

軟件操作選擇要查詢的數據表選擇查詢要素設置查詢的開始時間與結束時間點擊查詢彈出查詢結果4、設備狀態

點擊設備狀態，顯示下拉菜單，如下圖所示

軟件操作查看各個設備的狀態狀態每日逐分鐘數據表

軟件操作5、設備管理

點擊設備管理，顯示下拉菜單，如右圖所示

軟件操作（1）設備標定、維護、停用

點擊設備管理菜單

設備標定、設備維護、設備停用

點擊開始標定（維護、停用）選擇傳感器選擇時間輸入操作人、內容點擊標定（維護、停用）按鈕（2）設備維護登記

點擊設備管理菜單

設備維護登記

軟件操作在對話框中，用戶必須輸入要維修登記的傳感器、故障時間、故障現象、選擇故障類型、故障原因、維修情況、維修人員、維修時間和維修結束時間.點擊“確定”就可以保存對某一設備的維修登記信息。若不想保存填寫的信息，點擊“取消”即可退出。（3）終端維護

點擊設備管理菜單

終端維護

軟件操作文本框輸入將要發送的命令，點擊“發送命令”，6、參數設置

點擊設備參數，顯示下拉菜單，如下圖所示

軟件操作（1）觀測項目掛接設置

點擊觀測項目掛接設置，觀測項目掛接設置的對話框，顯示如下信息：

根據各站情況，選擇掛接的項目，若要保存，點擊“保存”按鈕，如要取消，直接點擊“關閉”按鈕。（2）系統設置

點擊系統設置，彈出系統設置對話框，顯示如下信息：

軟件操作選擇值班提醒及提醒方式，若要保存，點擊“保存”按鈕，若要取消，點擊“關閉”按鈕（3）報警設置

點擊報警設置，顯示如下信息：

軟件操作報警設置包括：

環境報警設置

流程報警設置（注意將本站沒有的項目取消）

質控報警設置

災害報警設置

狀態報警設置（4）啟用通信查看

點擊啟用通信查看，界面顯示原始數據，顯示如下信息：

軟件操作（5）區站參數

點擊區站參數，彈出區站參數的對話框，顯示如下信息：

軟件操作在輸入框中輸入相應的參數，然后點擊“保存”按鈕，完成對參數的設置；若不想設置，點擊“關閉”按鈕即可。點擊“導出”可以將參數導出成XML文件進行保存；點擊“導入”可以導入XML參數文件（6）分鐘極值參數

點擊分鐘極值參數，彈出分鐘極值參數的對話框，顯示如下信息：

軟件操作點擊“導出”可以將參數導出進行備份保存；點擊“導入”可以導入參數文件分鐘極值參數包括：分月極值參數、其他極值參數（7）小時極值參數

點擊小時極值參數，彈出小時極值參數的對話框，顯示如下信息：

軟件操作點擊“導出”可以將參數導出進行備份保存；點擊“導入”可以導入參數文件小時極值參數包括：分月極值參數、其他極值參數7、幫助

點擊幫助，顯示下拉菜單，如下圖所示

軟件操作（1）、幫助點擊幫助，彈出幫助文檔（2）關于

軟件操作（2）換膚點擊換膚，彈出換膚的對話框，用戶可以選擇一個自己喜歡的膚色，進行設置。

軟件操作右鍵點擊樹型菜單可進行各類操作，最常用到的是日期時間校準：一、ISOS軟件總體介紹二、ISOS-SMO部分構成、安裝及操作三、ISOS-MOI部分構成四、視程障礙綜合判斷算法介紹五、新型站數據文件結構主要內容一、MOI軟件二、MOIFTP軟件ISOS-MOI部分構成ISOS-MOI部分構成ISOS-MOI部分構成ISOS-MOI部分構成一、ISOS軟件總體介紹二、ISOS-SMO部分構成、安裝及操作三、ISOS-MOI部分構成四、視程障礙綜合判別算法介紹五、新型站數據文件結構主要內容地面集成觀測業務軟件（ISOS）視程障礙綜合判別算法主要內容一、算法執行依據二、特征和區別三、自動化判別算法天氣現象自動化觀測介紹降水類天氣現象傳感器凍雨傳感器雷暴傳感器自動氣象站綜合判別或直接觀測地面凝結視程障礙需通過項目支持開展多傳感器集成觀測技術研究一、判別算法執行依據類別地面氣象觀測規范中的定義霧大量微小水滴浮游空中，常呈乳白色，使水平能見度小于1.0km輕霧微小水滴或已濕的吸濕性質粒所構成的灰白色的稀薄霧幕，使水平能見度大于等于1.0km~小于10.0km霾大量極細微的干塵粒等均勻地浮游在空中，使水平能見度小于10.0km的空氣普遍混濁現象沙塵暴由于強風將地面大量塵沙吹起，使空氣相當混濁，水平能見度小于1.0km。（出現沙塵暴一般風力大于四級（約10m/s））揚沙由于風大將地面塵沙吹起，使空氣相當混濁，水平能見度大于等于1.0km~小于10.0km浮塵塵土、細沙均勻地浮游在空中，使水平能見度小于10.0km。浮塵多為遠處塵沙經上層氣流傳播而來，或為沙塵暴、揚沙出現后尚未下沉的細粒浮游空中而成。主要內容一、算法執行依據二、特征和區別三、自動化判別算法歷史數據分析歷史數據分析歷史數據分析視程障礙現象2分鐘平均風速（m/s）相對濕度（%）平均值標準差平均值標準差浮塵3.21.73211揚沙7.92.724.610沙塵暴17.66.810.53.8二、6種視程障礙現象的特征和區別現象名稱能見度（km）相對濕度風速大致出現時間霧V＜1.0接近100%小鋒面過境前后輕霧1.0＜V＜10.0較潮濕（80%~95%）、穩定小早晚較多霾V＜10.0較干燥（小于80%）、氣團穩定小任何揚沙1.0＜V＜10.0

風較大冷空氣過境或雷暴、颮線影響時，北方春季易出現沙塵暴V＜1.0

風較大浮塵V＜10.0

無風或風較小冷空氣過境前后主要內容一、算法執行依據二、特征和區別三、自動化判別算法判別條件現象名稱判別條件能見度（km）相對濕度（%）風速（m/s）24小時變溫（℃）霧V<1.0U＞95W≤10.0

輕霧1.0≤V<10.0U＞80W≤10.0

霾V<10.0U≤80W≤10.0

揚沙1.0≤V<10.0U≤80W>10.0

沙塵暴V<1.0U≤80W>10.0

浮塵V<10.0U≤50W≤10.0T≥5（1）、視程障礙識別算法總流程提取自動能見度數據、自動站數據及上次天氣現象判別數據。判斷是否有降水現象，若有則返回；若沒有降水現象，考慮上次是否有視程障礙現象，若沒有視程障礙現象，按初次判別方法；若有，按二次判別方法。（2）、初次判別算法二次判別流程二次判別流程二次判別流程二次判別算法數據評估視程障礙類天氣現象評估

總體上霧識別的準確率較高。

人工觀測能見度數據與能見度儀數據偏差造成統計的視程障礙現象的準確率較低。建議觀測時人工參考自動能見度數值。視程障礙類天氣現象評估評估期間，各站均觀測到輕霧和無現象，安徽、北京、湖北、江蘇、重慶觀測到霧現象，除安徽外各站均觀測到霾現象，僅北京出現浮塵，揚沙、沙塵暴未出現?，F象集中發生在相對濕度大于等于80%風速小于10m/s時或相對濕度小于80%風速小于10m/s情況下，總體上誤判率高于漏判率?，F象安徽北京廣東浙江湖北江蘇上海重慶平均值霧9250--9082-7578霾-010094086408958輕霧3843851006055644561揚沙---------浮塵-50-------沙塵暴---------1、準確率評估二次判別算法數據評估現象濕度風速安徽廣東浙江江蘇上海重慶霧相對濕度≥80%風速≥10m/s0--0-0風速＜10m/s8--0-25相對濕度＜80%風速≥10m/s0--0-0風速＜10m/s0--18-0霾相對濕度≥80%風速≥10m/s-00000風速＜10m/s-06055相對濕度＜80%風速≥10m/s-00000風速＜10m/s-0014553輕霧相對濕度≥80%風速≥10m/s000000風速＜10m/s471201867相對濕度＜80%風速≥10m/s000000風速＜10m/s134026047揚沙相對濕度≥80%風速≥10m/s------風速＜10m/s------相對濕度＜80%風速≥10m/s------風速＜10m/s------浮塵相對濕度≥80%風速≥10m/s------風速＜10m/s------相對濕度＜80%風速≥10m/s------風速＜10m/s------沙塵暴相對濕度≥80%風速≥10m/s------風速＜10m/s------相對濕度＜80%風速≥10m/s------風速＜10m/s------視程障礙現象誤判率表（%）現象濕度風速安徽廣東浙江江蘇上海重慶霧相對濕度≥80%風速≥10m/s0--0-0風速＜10m/s0--0-0相對濕度＜80%風速≥10m/s0--0-0風速＜10m/s0--0-0霾相對濕度≥80%風速≥10m/s-00000風速＜10m/s-00000相對濕度＜80%風速≥10m/s-00000風速＜10m/s-00002輕霧相對濕度≥80%風速≥10m/s000000風速＜10m/s1001301相對濕度＜80%風速≥10m/s000000風速＜10m/s100100揚沙相對濕度≥80%風速≥10m/s------風速＜10m/s------相對濕度＜80%風速≥10m/s------風速＜10m/s------浮塵相對濕度≥80%風速≥10m/s------風速＜10m/s------相對濕度＜80%風速≥10m/s------風速＜10m/s------沙塵暴相對濕度≥80%風速≥10m/s------風速＜10m/s------相對濕度＜80%風速≥10m/s------風速＜10m/s------視程障礙現象漏判率表（%）新的判別算法及條件現象名稱判別條件十分鐘能見度（km）十分鐘滑動平均相對濕度（%）風速（m/s）24小時變溫（℃）霧V<0.75U≥80

輕霧0.75