王小寧,夏巧利

(陜西省氣象信息中心,西安 710014)

陜西省風(fēng)和氣溫自記紙數(shù)字化建設(shè)成果

王小寧,夏巧利

(陜西省氣象信息中心,西安 710014)

介紹陜西省EL型電接風(fēng)向風(fēng)速自記紙和氣溫自記紙數(shù)字化預(yù)處理、掃描、質(zhì)量檢查、數(shù)據(jù)集制作等數(shù)字化建設(shè)過程及數(shù)字化成果數(shù)據(jù)集,方便用戶有效利用數(shù)字化成果。

風(fēng)向風(fēng)速；氣溫；自記紙；數(shù)字化成果

自2009年以來,陜西省開展了六期氣象歷史資料數(shù)字化建設(shè)工作,對部分氣象資料已經(jīng)進(jìn)行了圖像掃描和錄入等數(shù)字化處理[1],這些數(shù)字化成果在氣象業(yè)務(wù)、科研和其它社會部門中得到廣泛應(yīng)用,發(fā)揮了重要作用。隨著氣象業(yè)務(wù)和社會的發(fā)展,對時(shí)間序列長、空間和時(shí)間分辨率更高的氣象資料的需求,特別是精細(xì)化預(yù)報(bào)服務(wù)和氣象能源開發(fā),對逐小時(shí)風(fēng)、溫度等資料的需求尤為突出[2-3]。

1 建設(shè)內(nèi)容

按照中國氣象局 《氣候變化應(yīng)對決策支撐系統(tǒng)工程》、《山洪地質(zhì)災(zāi)害防治氣象保障工程》建設(shè)要求,陜西省需要做好本省國家一般站1951年至自動(dòng)站正式使用前一年EL型電接風(fēng)自記圖像掃描和質(zhì)量檢查工作；完成本省國家基本(準(zhǔn))站和國家一般站1951年至自動(dòng)站正式使用前一年的氣溫自記圖像掃描和質(zhì)量檢查工作。

2 技術(shù)方案

2.1 總體思路

在中國氣象局預(yù)報(bào)與網(wǎng)絡(luò)司的統(tǒng)一組織和領(lǐng)導(dǎo)下開展項(xiàng)目工作,由陜西省氣象局組織,陜西省氣象信息中心承擔(dān),完成陜西省地面氣象站EL型電接風(fēng)自記紙、氣溫自記紙的調(diào)研和數(shù)字化,按照中國氣象局項(xiàng)目組制定的統(tǒng)一技術(shù)方案和標(biāo)準(zhǔn)上報(bào)數(shù)字化成果。歷史氣象資料數(shù)字化工作采取外包數(shù)字化專業(yè)公司的形式組織。采用陜西省氣象局和中國氣象局兩級質(zhì)量審核,陜西省氣象信息中心負(fù)責(zé)對委托數(shù)字化專業(yè)公司的管理和監(jiān)督并負(fù)責(zé)本省數(shù)字化成果的質(zhì)量審核。受委托公司的實(shí)施方案和樣品經(jīng)陜西省信息中心審查合格后方允許批量加工。

2.2 圖像掃描及處理

2.2.1 資料借閱 所有記錄紙掃描必須在陜西省氣象局氣象檔案館內(nèi)進(jìn)行,原始記錄紙?jiān)瓌t不得拿出檔案館。資料掃描嚴(yán)格按照檔案管理規(guī)定辦理借用手續(xù),公司方要根據(jù)工作進(jìn)度和保管條件定期分批借用,完成掃描后將資料恢復(fù)原裝訂,按照原順序及時(shí)歸還。陜西省氣象檔案管理人員及時(shí)檢查,確保所借記錄紙準(zhǔn)確無誤。

2.2.2 資料預(yù)處理 在掃描前,首先要對掃描的EL型風(fēng)自記紙、氣溫自記紙進(jìn)行預(yù)處理。按照 “風(fēng)向風(fēng)速自記紙預(yù)處理技術(shù)規(guī)定”、“氣溫自記紙掃描技術(shù)規(guī)定”對需要掃描的風(fēng)自記紙、氣溫自記紙進(jìn)行處理,即按冊對自記紙進(jìn)行逐頁清點(diǎn),將裝訂成冊的自記紙拆分為單頁,檢查自記紙是否標(biāo)有省市名稱、臺站名稱、年、月、日、換上換下時(shí)間是否完整,是否正確,有無缺測、備注等等。

2.2.3 掃描設(shè)備及參數(shù) 由于風(fēng)、氣溫自記紙紙質(zhì)較好,掃描設(shè)備選用柯達(dá)i2600掃描儀,掃描速度較快,影像清晰。采用 “彩色掃描”方式,掃描分辨率不低于200dot/英寸(1英寸= 2.54cm),掃描文件存儲為JPG格式。

2.2.4 圖像處理 為確保掃描圖像清晰、可用,對掃描圖片進(jìn)行圖像處理,避免重頁、錯(cuò)頁、漏頁、掃描黑屏、頁面不全等問題；應(yīng)去除掃描過程中造成的圖像雜點(diǎn)和臟點(diǎn)；進(jìn)行圖像糾偏處理,圖像與水平位置夾角小于1度,以達(dá)到視覺上基本不感覺偏斜為準(zhǔn)。

2.3 質(zhì)量檢查

2.3.1 圖像文件質(zhì)量檢查 包括程序檢查和人工檢查兩部分,程序檢查主要檢查掃描圖像文件的完整性,檢查是否存在漏掃、命名錯(cuò)誤等問題；人工檢查重點(diǎn)是檢查圖像清晰度、圖像是否歪斜、顛倒、扭曲變形、圖像黑邊與污點(diǎn)處理、文件命名與內(nèi)容是否一致等問題。

2.3.2 數(shù)據(jù)集質(zhì)量檢查報(bào)告 基于質(zhì)量檢查結(jié)果,編寫數(shù)據(jù)集質(zhì)量檢查報(bào)告,將圖像文件質(zhì)量檢查錯(cuò)情及處理、數(shù)據(jù)集相關(guān)文檔編制情況等進(jìn)行說明[4]。

3 數(shù)字化成果——數(shù)據(jù)集

數(shù)字化的最終成果是數(shù)據(jù)集,按照中國氣象局氣象數(shù)據(jù)集制作技術(shù)規(guī)定和氣象數(shù)據(jù)集組織命名規(guī)定,數(shù)據(jù)集包含五方面內(nèi)容：數(shù)據(jù)集實(shí)體文件(datasets)、說明文檔(description)、元數(shù)據(jù)文檔(metadata)、附加文檔(documents)、readme.txt文件。一個(gè)完整的數(shù)據(jù)集由四級目錄組成,具體命名規(guī)則如下 (以氣溫為例)：

SURF_CLI_xx_TEM_MIN_JPG(一級目錄,數(shù)據(jù)集標(biāo)識符),

datasets(二級目錄,存放掃描圖像文件), IIiii(三級目錄,臺站標(biāo)識符),

yyyy(四級目錄,年標(biāo)識符,存放各年自記紙圖像文件,文件格式為TIIiiiyyyym1m1d1d1d2d2.JPG、TIIiiiyyyym1m1d1d1d2d2A、JPG等)；

metadata(二級目錄,存放元數(shù)據(jù)文件,文件名為SURF_CLI_xx_TEM_MIN_JPG_ META.doc)；

description(二級目錄,存放說明文檔文件,文件名為SURF_CLI_xx_TEM_MIN_ JPG_DOCU.doc)；

documents(二級目錄,存放質(zhì)檢報(bào)告和臺站信息文件等,臺站信息文件名為SURF_CLI _xx_TEM_MIN_JPG_STATION_ IIiii.doc)；

數(shù)據(jù)集實(shí)體文件是指掃描的圖像文件,以區(qū)站號、年為單位,存放于datasets文件夾下。例如氣溫自記紙有101個(gè)站,datasets文件夾下有以區(qū)站號命名的101個(gè)文件夾,每個(gè)區(qū)站號文件夾下,是以年份命名的文件夾,年份文件夾下是圖像文件。數(shù)據(jù)集附加文檔中包含掃描自記紙的臺站信息文件(例如風(fēng)向風(fēng)速SURF_CLI_SN _WIN_TMIN_JPG_STATION_IIiii.doc),內(nèi)容有序號、區(qū)站號、緯度、經(jīng)度、臺站名稱、自記紙年月、自記紙頁數(shù)、備注文件數(shù)、自記紙換紙時(shí)間、備注等內(nèi)容。數(shù)據(jù)集說明文檔(例如風(fēng)向風(fēng)速SURF_CLI_SN_WIN_ TMIN_JPG_DOCU_C.doc)及元數(shù)據(jù)文檔(SURF_CLI_SN_WIN_TMIN_JPG_META_C.doc)是對數(shù)據(jù)集實(shí)體文件的詳細(xì)說明和解釋,便于用戶對數(shù)據(jù)的使用。Readme.txt文件,是對數(shù)據(jù)集的名稱、內(nèi)容、數(shù)據(jù)大小、實(shí)體文件數(shù)量、數(shù)據(jù)集結(jié)構(gòu)等的說明[5]。文件命名中各項(xiàng)含義見表1和表2,數(shù)據(jù)集清單見表3。

表1 數(shù)據(jù)集命名的標(biāo)識含義

表3 陜西省風(fēng)向風(fēng)速、氣溫自記紙掃描圖像文件數(shù)據(jù)集清單

4 結(jié)語

氣象資料數(shù)字化建設(shè)是對以紙質(zhì)報(bào)表和圖紙形式保存的歷史資料的有效拯救和保護(hù),數(shù)字化產(chǎn)生的信息化氣象資料便于搜索、查找,提高使用效率,也可以建立氣象要素長序列數(shù)據(jù)集,提升陜西氣象資料共享服務(wù)能力。

[1] 張聰娥.陜西省歷史高空氣象觀測記錄表數(shù)字化成果[J].陜西氣象,2014(2)：36-38.

[2] 劉冬梅,王鈺,黃少平.江西歷史地面氣象報(bào)表數(shù)字化常見問題分析[J].江西科學(xué),2010,28 (2)：269.

[3] 劉熔熔,封秀燕,馬仙妹,等.浙江省歷史地面氣象報(bào)表數(shù)字化處理和應(yīng)用 [J].浙江氣象, 2011,32(2)：34.

[4] 文芳一,譚斐,王超球,等.廣西區(qū)高空觀測記錄表數(shù)字化建設(shè)工作探析 [J].氣象研究與應(yīng)用,2012,33(4)：78-79.

[5] 王小寧,陰秀菊,湯浪.陜西省氣象科學(xué)共享數(shù)據(jù)集的制作及處理[J].陜西氣象,2009(4)：34-35.

P416

B

王小寧,夏巧利.陜西省風(fēng)和氣溫自記紙數(shù)字化建設(shè)成果[J].陜西氣象,2015(2)：35-37.

1006-4354(2015)02-0035-03

2014-12-26

王小寧(1965—),女,漢族,陜西岐山人,高級工程師,從事氣象資料應(yīng)用與開發(fā)工作。

中國氣象局重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目 《氣候變化應(yīng)對決策支撐系統(tǒng)工程》、《山洪地質(zhì)災(zāi)害防治氣象保障工程》