ICS號

中國標準文獻分類號

T/CHES

中國水利學會標準

T/CHESXXXX—XXXX

代替T/CHESXXXX—XXXX

團體標準名稱

降水自記紙記錄數據化規范

團體標準英文名稱

（一致性程度）

Specificationfordigitalizationofprecipitationrecordsonpaper

發布日期：XXXX年XX月XX日

中國水利學會發布

降水自記紙記錄數據化

1范圍

本標準規定了降水自記紙記錄數據化的流程、方法和技術要求。

本標準適用于虹吸式雨量計降水自記紙記錄的數據化及其產品的存儲管理和應用。

2術語和定義

2.1雨量器raingauge

以收集儲存降水的方式，人工觀測時段降水量的儀器。

[GB/T50095—2014，11.3.1定義]

2.2雨量計rainfallrecorder

能自動連續測計液態降水量及其過程的自記儀器，常用的有虹吸式和翻斗式兩種。

[GB/T50095—2014，11.3.2定義]

2.3虹吸式雨量計siphonrainfallrecorder

以浮子升降帶動記錄筆，根據虹吸原理排水的雨量記錄儀器。

[GB/T50095—2014，11.3.2.1定義]

2.4降水自記紙precipitationrecordingpaper

用于雨量計自動記錄雨量隨時間變化的專用紙張。

2.5降水跡線precipitationrecordtrace

降水自記紙上記錄的降水量隨時間變化的軌跡，是用專用墨水在記錄紙上畫線。

2.6降水自記紙記錄數據化digitalizationofprecipitationrecordsonpaper

降水自記紙通過掃描形成圖像文件后，采用計算機軟件對降水跡線進行自動跟蹤識別提

取降水隨時間變化的信息，以及計算處理獲取單位時間降水量和其他相關信息的過程。

3流程

降水自記紙記錄數據化流程總體分為三部分，第一部分是降水自記紙紙質檔案處理，包

括整編、修復、著錄信息、歸檔等；第二部分是降水自記紙掃描處理，形成圖像文件；第三

三是降水自記紙數據化處理，包括降水跡線預處理、降水跡線自動識別提取降水信息、降水

量計算等。

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4技術要求

4.1整編

整編要求如下：

a)按時間順序對降水自記紙紙質檔案進行整理。

b)在自記紙背面空白處從封頁開始編寫頁碼，包括封面、月記錄頁、自記紙記錄頁、

說明頁。

c)將裝訂成本的自記紙拆分為單張，檢查自記紙是否有缺、頁碼錯亂等現象，同時登

記有問題的自記紙。如遇到膠粘封邊的自記紙，拆分時應保持自記紙原貌。

4.2修復

修復要求如下：

a)對折頁、粘連、破損的自記紙進行修復，對無封面和缺頁等進行規范化處理。

b)修復盡量保持自記紙原貌，所應用的修復技術不能損害信息的歷史痕跡的真實性和

憑證性，不能丟掉片紙只詞，不能任意涂改填寫，應避免自記紙受到二次損壞。自

記紙修復完成后需對修復工作進行登記。自記紙的修復工作主要是修補和去污。

c)修補是對強度下降、脆化、部分殘缺、裝訂孔損壞的自記紙，選用與自記紙的纖維

方向、厚薄、顏色、質地基本一致的紙張對有空洞、殘缺或折疊磨損的部位進行修

復。修補方法有補洞、溜口、加邊和接后背。補洞對殘缺或蟲孔的部位進行修補；

溜口是在磨損折疊處補上一條補紙；加邊是在檔案四周加上補紙，有挖鑲、拼條鑲；

接后背是在裝訂處加上補紙接寬，便于裝訂和翻閱。

d)去污是去除自記紙沾上的各種污斑，如油斑、霉斑、水斑、泥斑、臘斑等，主要使

用毛刷、布巾、手術刀等工具進行機械去污。

4.3信息著錄

信息著錄主要包括以下內容：

a)按單站單年提取自記紙卷冊和單張上的著錄信息，按日期順序錄入格式化電子文檔

中，著錄信息與掃描文件應一一對應。

b)自記紙信息著錄包括封面、自記紙正反面、月記錄頁、說明頁的記錄信息。主要包

括：地區名、流域名稱、水系名稱、河流名稱、縣市名、區名、鄉鎮名、村名、站

碼、站名、年、月、起始日、起時間、終止日、止時間、頁碼、自然虹吸水量（儲

水器內水量）、自記紙上查得的未虹吸水量、自記紙上查得的底水量、自記紙上查

得的日降水量、虹吸訂正量、虹吸訂正后的日降雨量、月降水量、月降水日數、月

最大日降水量、月最大日降水量出現日期、整理計算、初校、復校、審查、自記紙

正面圖像名、自記紙背面圖像名、備注等。

c)在備注中注明降水跡線和人工記錄降水信息出現的異常現象。主要異常現象包括：

─有降水跡線，但無人工記錄的降水信息，或沒有記載日期。

─自記記錄的降水量誤差超過規定時，進行降水量訂正。

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─自記記錄的時間誤差超過規定時，進行時間訂正。

─自記記錄的起始時間不是8時。

─降水跡線的降水信息與人工記錄的降水信息不一致。

─一日多張降水跡線，即一條降水跡線分布在兩張或兩張以上自記紙上。

─同一日降水信息分布在同一張自記紙的兩條降水跡線上。

─一張自記紙多條降水跡線有降水，且相互交叉或局部重疊。

─降水跡線局部粘連。

─虹吸不正常，約在10mm處出現平頭或波動線。

─降水跡線被污染、擴散、發散。

─降水跡線不清、不連續、中斷、跡線消失。

4.4掃描

掃描要求如下：

a)掃描方式為雙面掃描，掃描過程中可將原始卷冊拆為單頁，但應保證掃描前后裝訂

順序不變。

b)由于降水量觀測記錄統計表（包括自然虹吸水量、自記紙上查得的未虹吸水量、自

記紙上查得的底水量、自記紙上查得的日降水量、虹吸訂正量、虹吸訂正后的日降

雨量、時鐘誤差）記錄在自記紙背面，為了確保自記紙記錄信息的真實性和完整性，

每張自記紙均要求正、背面掃描，正、背面各生成一個圖像文件，不可將自記紙背

面的信息記錄到自記紙正面。

c)掃描采用彩色方式，色彩不低于24位彩色，分辨率不低于300dpi。圖像文件應清晰、

完整、不變形。

d)圖像文件采用不壓縮的TIFF格式保存。降水跡線識別和降水信息提取時圖像文件采

用jpg格式，因此，需要將圖像文件TIFF格式轉為jpg格式。

e)按文件命名規則保存圖像文件（見附錄A）。

4.5降水跡線預處理

由于自記紙、雨量計記錄筆、雨量計鐘筒的質量和故障等因素造成的降水跡線異常，以

及人為因素使得自記紙記錄的降水信息呈現復雜性和多樣性，影響計算機軟件對降水跡線自

動跟蹤識別提取降水信息的準確性，因此，需要對異常的降水跡線進行預處理，以達到降水

跡線自動識別提取降水信息的要求。

降水跡線預處理一般步驟及要求如下：

a)復制自記紙圖像文件。

b)在復制的自記紙圖像文件上用作圖工具修復降水跡線。

c)修復的降水跡線要與原圖的降水跡線吻合。

d)修復的降水跡線顏色與專用墨水顏色相近。

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e)修復的降水跡線寬度不得大于標準的降水跡線寬度。

f)對于變色和褪色的降水跡線按照專用墨水的顏色進行修復。

g)去除自記紙和降水跡線上標注的符號和文字。

h)對于不符合水文日規定的自記紙時間坐標調整為當日8時至次日8時。

i)將一日多張自記紙的降水跡線合并為一條降水跡線。

j)將分布在同一張自記紙的兩條降水跡線上的同一日降水信息合并到一條降水跡線。

k)一張降水自記紙有多條降水跡線，且2日以上有降水，應復制成2個以上的圖像文

件，修復后使每個圖像文件僅保留一條有降水的降水跡線。

l)分離降水跡線局部粘連。

m)虹吸不正常，在10mm處出現平頭或波動線異常段，在該時段起始時間至結束時

間按照累積降水量除以持續時間的方法畫一條斜線，起始時間的累積降水量為零，

結束時間的累積降水量是雨量器觀測得到的該時段的累積降水量。

n)對于粗細不一、擴散與發散的降水跡線按照標準的降水跡線寬度進行修復。

o)去除局部或連片墨水斑。

p)根據人工標示、記錄和記錄筆劃痕的軌跡，修復不連續、中斷、不清、消失的降水

跡線。

注：修圖時繪制的降水跡線寬度不應大于0.2mm。

4.6降水跡線自動識別提取降水信息

降水跡線自動識別提取降水信息是采用降水跡線自動識別軟件提取降水跡線的坐標值。

自記紙橫坐標是時間，當日早8時至次日早8時，時段24小時。使用虹吸式自記雨量計時，

縱坐標是（每次虹吸之前的）局部累積降水量，正常的局部累積降水量最大值是10mm。坐

標值是某一時刻的局部累積降水量。提取的坐標值與計算的最小時間單位降水數據有關。若

以分（min）為時間單位，提取的坐標值不應少于1440個，即至少每分鐘提取一個坐標值。

采用曲線自動識別跟蹤技術，降水跡線自動識別提取坐標值，縱坐標值精確到0.001mm。

由坐標值生成識別跟蹤點，識別跟蹤點直徑應小于標準的降水跡線寬度，以保證識別跟蹤點

圓心與降水跡線中心重合，確保全部識別跟蹤點完全落在降水跡線上。

降水跡線自動識別提取降水信息時應即時顯示提取效果。正常提取坐標值生成的降水跡

線應與圖像中的降水跡線幾乎完全吻合。

4.7降水量計算

由于降水跡線自動識別提取降水信息受到諸多因素影響，特別是降水跡線存在的問題，

影響提取坐標值的準確性，進而影響降水量計算的準確性，因此，需要針對提取的坐標值出

現的異常情況，分別采取不同的降水量計算方法。以下是使用虹吸式自記雨量計的單位時間

降水量計算方法。

a)單位時間降水量負值處理

在一些情況下，例如降水跡線被污染，粗細不一，擴散或發散，在降水跡線下方有污點，

會導致在計算分鐘降水量時產生負值，在計算時應對分鐘降水量負值做歸零計算處理。

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b)時間坐標移動處理

降水自記紙印制的坐標起始時間不是當日8時，或記錄降水的起始時間不是當日8時，

使得降水跡線自動識別提取降水信息不是從8時開始，在計算時應對時間坐標進行平移，將

起始時間平移至當日8時。

c)傾斜校正處理

由于降水自記紙規格特殊，有些情況下，難于用軟件對印制傾斜的降水自記紙圖像進行

糾偏處理，導致提取的坐標值出現錯誤，因此在計算時應對降水跡線進行傾斜校正處理。

d)合并處理

一日多張降水跡線，即一條降水跡線分布在兩張或兩張以上自記紙上，計算時應將兩張

或兩張以上的自記紙通過降水跡線自動識別提取的降水信息進行合并處理。

e)拆分處理

當一張自記紙記錄2日的降水量，且每日的降水跡線各占自記紙一部分，計算時應對自

記紙通過降水跡線自動識別提取的降水信息進行拆分處理。

f)降水數據訂正

按照自記雨量計記錄資料整理的規范要求對降水跡線自動識別提取的坐標值進行人工

訂正，包括起始時間（當日8時）的縱坐標值、每次虹吸的縱坐標值、結束時間（次日8

時）的縱坐標值、以及人工標注需要訂正的縱坐標值。

g)單位時間降水數據計算

根據降水自記紙降水跡線的分辨率和應用需要確定單位時間，單位時間宜取1min，采

用分（min）為時間單位的降水量宜精確到0.01mm。由于分鐘降水量是由累積降水量計算

得出，因此，降水跡線自動識別提取的縱坐標值應精確到0.001mm。小時降水量和日降水

量由分鐘降水量計算得出，精確到0.1mm。

h)平頭或波動線異常段處理

平頭或波動線異常段的累積降水量以該時段儲水器收集的降水量為準。單位時間降水量

用該時段的累積降水量除以持續時間得出。

i)任意時段降水量計算

根據分鐘降水量，計算任意時段降水量，其取值范圍為：5、10、15、20、30、45、60、

90、120、180、240、3660、540、720、1440分鐘、其他。計算方法如下：

─5分鐘時段降水量，計算：8:00-8:05、8:01-8:06、8:02-8:07、……的降水量。

─10分鐘時段降水量，計算：8:00-8:10、8:01-8:11、8:02-8:12、…….的降水量。

─60分鐘時段降水量，計算：8:00-9:00、8:01-9:01、8:02-9:02、…….的降水量。

4.8降水數據質量控制

由于對降水跡線自動識別提取的降水信息按照自記雨量計記錄資料整理的規范要求進

行人工訂正，因此，經人工訂正后計算得到的日降水量與雨量器日降水量（R）的差值不超

過0.1mm（R小于或等于10mm時）或者不超過0.02R（R大于10mm時），但最大差值不

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超過0.5mm。

24小時時間誤差不超過5min，時間漂移誤差不超過5min。

4.9降水自記紙數據化數據文件

通過質量控制后的單位時間降水數據文件，以分（min）為單位，轉換形成分鐘降水數

據標準文件；以小時（hour）為單位，轉換形成小時降水數據標準文件；以日（day）為單

位，轉換形成日降水數據標準文件。由單位時間降水數據標準文件可進一步形成其他成果。

分鐘降水數據標準文件為單站單年數據文件，文件格式見附錄B。

小時降水數據標準文件為單站單年數據文件，文件格式見附錄C。

日降水數據標準文件為單站單年數據文件，文件格式見附錄D。

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附錄A降水自記紙圖像文件命名規則

A.1一日一張或多日一張有降水的自記紙圖像文件命名

文件命名格式：RIIiiiiiiyyyymmd1d1d2d2.XXX。

其中：

R—降水標識；

IIiiiiii—臺站標識，用8位阿拉伯數字表示；

yyyy—年份；

mm—月份；

d1d1—起始日；

d2d2—終止日；

XXX—圖像文件的擴展名。

有降水的日期應是終止日。如一張自記紙上有2條或2條以上的降水跡線，應分開命名

（見A.11）。

A.2一日多張有降水的自記紙圖像文件命名

文件命名格式：RIIiiiiiiyyyymmd1d1d2d2c.XXX。

其中：

c—順序，可用1、2、3……表示；

其余同A.1。

A.3無降水的自記紙圖像文件命名

無降水的自記紙仍掃描生成圖像文件。

文件命名格式：RIIiiiiiiyyyymmd1d1d2d2.XXX。

其中：

同A.1。

A.4降水自記紙缺紙（測）圖像文件命名

降水自記紙缺紙用空白自記紙圖像文件代替。

文件命名格式：RIIiiiiiiyyyymmd1d1d2d2.XXX。

其中：

同A.1。

A.5月記錄頁圖像文件命名

文件命名格式：RIIiiiiiiyyyymm.XXX。

其中：

同A.1。

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A.6封面（年份）圖像文件命名

文件命名格式：RIIiiiiiiyyyy.XXX。

其中：

同A.1。

A.7說明頁（日期）圖像文件命名

文件命名格式：RIIiiiiiiyyyymmd1d1d2d2(說明c).XXX。

其中：

c—順序，可用1、2、3……表示；

其余同A.1。

A.8說明頁（月份）圖像文件命名

文件命名格式：RIIiiiiiiyyyymm(說明c).XXX。

其中：

c—順序，可用1、2、3……表示；

其余同A.1。

A.9封面附加頁（年份）圖像文件命名

文件命名格式：RIIiiiiiiyyyy(說明c).XXX。

其中：

c—順序，可用1、2、3……表示；

其余同A.1。

A.10降水自記紙背面圖像文件命名

文件命名格式：RIIiiiiiiyyyymmd1d1d2d2-c.XXX。

其中：

c—背面，用1表示；

其余同A.1。

A.11說明

本附錄的時間均指北京時間。

1張自記紙有1條降水跡線，且無論是否有降水，起始日與終止日相同。

示例：濟南2006年6月28日8時至2006年6月29日8時的降水記錄在同一張自記

紙上，圖像文件命名為R273563212006062828.jpg。

1張自記紙有多條降水跡線，僅1日有降水（或無降水），且最后一日有降水時，起始

日為有降水跡線的最早日，終止日為有降水日期的前一日（降水跡線跨日）。

示例：濟南2006年8月12日8時至2006年8月15日8時的降水記錄在同一張自記

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紙上，圖像文件命名為R524763222006081214.jpg。

1張自記紙有多條降水跡線，僅1日有降水，但不是最后一日有降水時，可復制成2個

文件，第一個文件以有降水這一天為結束日，以第一個文件的結束日的后一日作為第二個文

件的開始日。

示例：濟南2006年8月25日8時至2006年8月31日8時的降水記錄在同一張自記

紙上，且27日有降水時，可將該圖像文件復制成2個文件，并分別命名為

R524763222006082527.jpg、R524763222006082830.jpg

1張自記紙有多條降水跡線，有2日有降水，這2日在同月，且最后一日有降水時，可

復制成2個文件，第一個文件以有降水這一天為結束日，以第一個文件的結束日的后一日作

為第二個文件的開始日。

示例：濟南2006年9月25日8時至2006年9月28日8時的降水記錄在同一張自記

紙上，且25日和27日有降水時，可將該圖像文件復制成2個文件，并分別命名為：

R524763222006092525.jpg、R524763222006092627.jpg

1張自記紙有多條跡線，有3日有降水，且這3日在同月，其中最后一日有降水，可復

制成三個文件。

示例：濟南2006年8月24日8時至8月29日8時的降水記錄在同一張自記紙上，且

25日、27日、28日有降水時，可將該圖像文件復制成3個文件，并分別命名為：

R524763222006082425.jpg、R524763222006082627.jpg、R524763222006082828.jpg

1張自記紙有多條降水跡線，有2日有降水，這2日不在同月（跨月），且第1個月的

最后一日有降水，第2個月的最后一日有降水時，可復制成2個文件，第一個文件以有降水

這一天為結束日，以第一個文件的結束日的后一日作為第二個文件的開始日。

示例：濟南2006年9月29日8時至2006年10月4日8時的降水記錄在同一張自記

紙上，且9月29和10月3日有降水時，可將該圖像文件復制成2個文件，并分別命名為：

例：R524763222006092930.jpg，R524763222006100103.jpg

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附錄B分鐘降水數據標準文件格式

B.1文件名命名

文件名格式：RIIiiiiiiyyyymmd1d1d2d2-OM.csv。

其中：

R—降水標識；

IIiiiiii—臺站標識，用8位阿拉伯數字表示；

yyyy—年份；

mm—月份；

d1d1—起始日；

d2d2—終止日；

OM—分鐘降水標識。

B.2記錄格式

一個水文日的數據為一個記錄。日界為北京時間8時。一日的數據，由北京時間當日

8:00開始至次日的8:00結束，順序記錄，數據之間用空格隔開。

記錄格式為：

IIiiiiiinnnyyyyyyyy/mm/d1d1H1H1:M1M1yyyy/mm/d2d2H2H2:M2M2xxxxxzzzyyyy/mm/dd

其中：

IIiiiiii—臺站標識，用8位阿拉伯數字表示；

nnn—臺站名；

yyyy—年份；

mm—月份；

d1d1—起始日；

d2d2—終止日；

H1H1:M1M1—數據段起始時間，前兩位是時，后兩位是分；

H2H2:M2M2—數據段結束時間，前兩位是時，后兩位是分；

xxxxx—降水數據段每分鐘（min）降水量，共1440組數據，單位為0.01mm；

zzz—備注；

dd—水文日期。

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附錄C小時降水數據標準文件格式

C.1文件名命名

文件名格式：RIIiiiiiiyyyymmd1d1d2d2-OH.csv。

其中：

R—降水標識；

IIiiiiii—臺站標識，用8位阿拉伯數字表示；

yyyy—年份；

mm—月份；

d1d1—起始日；

d2d2—終止日；