湖北省自动站资料质控系统应用培训

省级自动站资料质控系统应用培训湖北省气象局2011年05月报告内容•“省级自动站实时数据质量控制系统”介绍•“质控后的实时地面气象要素数据文件”介绍•我省自动站数据质量控制反馈流程介绍“省级自动站实时数据质量控制系统”介绍主要内容•简介•建设任务•质量控制的对象•质量控制方案介绍•质量考核技术介绍•人机交互监控平台使用演示一、简介“省级自动站实时数据质量控制系统”安装部署在省级实时数据中心服务器。该系统适用于国家气象站和区域气象站自动观测的气温、气压、湿度、风向、风速、降水等要素数据质量控制与监控，由自动站实时数据输入输出接口软件、质量控制模块以及人机交互监控平台组成。本省范围内自动气象站、组网中心站等均可通过该系统监控与分析台站实时数据的质量状况，实现错误数据及时发现及时更正。一、简介该系统是在中国气象局预报与网络司的组织下，由国家气象信息中心联合广西、湖北、江西等省级单位共同建设完成的。其中：•国家气象信息中心负责完成了系统的总体设计、质量控制技术设计以及质量控制模块的开发；广东省气象信息中心、四川省气象信息中心参入了质量控制模块的开发工作。一、简介•广西区气象信息中心负责完成了人机交互监控平台的开发；•湖北省气象信息与技术保障中心负责完成了自动站实时数据输入输出接口软件的开发。上述省级单位进行了“省级自动站实时数据质量控制系统”试运行与测试。•研制适用于全国自动站实时资料质量控制方案•制定全国自动站实时资料质量考核技术方案•开发适用于国家级、省级自动站实时资料质量控制软件•开发全国自动站实时资料质量评估平台•实现质量控制后数据上传功能•实现各级资料质量监控与反馈功能•实现全国自动站实时资料质量定期考核机制二、建设任务关于征求各省对全国自动站实时观测数据质量考核方案意见的函各省(区、市)气象局，计划单列市气象局，各直属单位：为做好全国自动站资料质量考核工作，我司组织国家气象信息中心编制了《全国自动站实时观测数据质量考核方案》（征求意见稿）（见附件）。请各省（区、市）气象局认真组织研究，于5月4日下班前将修改意见报信息中心（任芝花/气象资料室/国家气象信息中心/CMA，电话：68406235）及我司资料处（李庆祥/资料处/预报司/局机关/CMA@cma，电话：58994454）。逾期没有反馈的省份视为无意见。附件：全国自动站实时观测数据质量考核方案（征求意见稿）二○一○年四月二十六日便函中国气象局预报与网络司关于商请上报各省区域自动站可用资料站点的通知各省（区、市）气象局，国家气象信息中心、中国气象局气象探测中心：为进一步做好自动站资料的质量保障，加强全国区域自动站资料的业务应用，同时确保国家级、省级预报与服务用资料的一致性和准确性，现拟在全国区域自动站中，确定遴选一批运行稳定和资料可用的区域站点，作为国家级和省级一致的业务服务基础站网。现就有关事项通知如下：1.请各省（区、市）气象局综合考虑各站资料的缺报率、及时率和数据质量情况，于4月30日前，实事求是上报区域自动站点信息（详见附件）至国家气象信息中心（电话：68407032，Notes：张强/气象资料室/国家气象信息中心/CMA）。2.请国家气象信息中心牵头商相关单位根据上报站点进行综合分析，5月15日前确定最终区域自动站点报我司。中国气象局预报与网络司气预函〔2010〕77号满足时效的条件下的系统结构省级实时库自动质量控制模块人机交互监控平台综合质量评估平台自动站实时传输数据省级用户国家级实时库QC数据国家级用户疑误数据台站更正报台站：国家级自动站和区域自动站要素：温、压、湿、风、降水数据：自动站正点实时观测的逐小时数据三、质量控制的对象四、质量控制方案介绍（一）质量控制码的规定数据正确：QC码=0数据可疑：QC码=1数据错误：QC码=2无观测数据：QC码=8数据未进行质量控制：QC码=9四、质量控制方案介绍质量控制方法自动站数据标注QC码1、界限值检查2、时间一致性检查4、空间一致性检查3、内部一致性检查致性检查①气候学界限值检查②区域界限值检查③台站界限值检查①数据时间变率检查②长时间数据无变化检查正点数据与极值间比较①数据正确性判断②数据错误性判断③数据可疑性判断（二）质量控制方法四、质量控制方案介绍（二）质量控制方法1、界限值检查①气候学界限值检查：超越下列范围的数据判为错误气温：-55~40℃（1-2月、10-12月）-50~45℃（3-4月）-25~50℃（5-9月）本站气压：520~1085hPa相对湿度：0~100%风向：0~360°风速：0~65m/s小时雨量：0~150mm/h四、质量控制方案介绍（二）质量控制方法1、界限值检查②区域界限值检查降水、本站气压超区域界限值判错误海拔高度界限值范围（m）（0.1hPa)H＜09550-108500≤H＜509450-1075050≤H＜1009350-10750100≤H＜1509350-10650150≤H＜2009350-10550200≤H＜2509250-10450250≤H＜3009250-10350……四、质量控制方案介绍（二）质量控制方法1、界限值检查②区域界限值检查气温、风速超越区域界限值判为可疑12345气候分区：“张家诚，林之光，中国气候，上海，上海科学技术出版社，1985”四、质量控制方案介绍（二）质量控制方法1、界限值检查③台站界限值检查：未通过该检查，数据判可疑1月……12月台站项目000612180006121800061218T_max18163035414343403631201250001T_min-50-50-46-33-17-9-4-8-15-31-48-49T_max……………………………………T_min………………………………T_max36394143434545464540373559999T_min-26-25-18-15-7-600-3-13-21-30表1（气温）表2（气压、风）四、质量控制方案介绍（二）质量控制方法2、时间一致性检查①数据连续多个时次数据无变化检查（可疑或错误判断）如:当要素数据∈(a1,a2)时，从当前时次开始前推，连续N1（N2）个及以上时次要素数据相等,则相应数据均判为可疑（错误）。N2N1）②当前时次与其前1个时次数据间变率检查（可疑判断）气温：5℃/h气压：10hPa/h四、质量控制方案介绍（二）质量控制方法3、内部一致性检查①正点观测数据与小时内极值间比较（可疑判断）如:正点气温≥正点前1小时内最低气温正点前1小时内最高气温≥正点气温正点前1小时内最高气温＞小时最低气温四、质量控制方案介绍（二）质量控制方法4、空间一致性检查①与周围站观测数据的平均值进行比较②Madsen–Allerupt方法（气温、气压、湿度）Minq1/4q2/4q3/4Max③与周围站极值数据比较检查（降水、风速）a1×VALUE_Max≥X0≥a2×VALUE_Min（a1＞1＞a2）（a1、a2取值与要素量值有关）（一）考核对象台站：国家级台站和区域站（预报司发文台站信息）数据文件：自动站正点观测数据文件（简称Z文件）要素：温、压、湿、风、雨（器测项目）①气温：气温、最高最低气温②气压：本站气压、最高最低本站气压③湿度：相对湿度、最小相对湿度④风向风速：2分钟/10分钟平均风向风速、极大/最大风向风速⑤降水：小时累计降水量五、质量考核技术介绍五、质量考核技术介绍（二）考核指标1、文件传输质量考核指标%100缺报率逾限率及时率100(%)文件数量规定时间内应到达的文件数量及时到达的及时率ZZ100(%)文件数量规定时间内应到达的文件数量逾限到达的逾限率ZZ100(%)文件数量规定时间内应到达的文件数量缺报的缺报率ZZ自动站数据传输时限要求资料内容及时逾限缺报备注国家级自动站数据≤HH+15分钟HH+60分钟≥HH+60分钟整点数据区域自动站数据≤HH+30分钟HH+60分钟≥HH+60分钟整点数据说明:HH为自动站数据文件第二条记录中的观测时间(世界时)（二）考核指标五、质量考核技术介绍（二）考核指标2、观测数据质量考核指标100(%)应有数据量通过质量检查的数据量数据可用率100(%)应有数据量错误数据量数据错误率100(%)应有数据量可疑数据量数据可疑率100(%)应有数据量缺测数据量数据缺测率五、质量考核技术介绍以百分制形式综合评价自动站观测资料质量情况。其中，文件传输质量满分为20分，观测数据质量满分为80分。综合得分计算公式为：（二）考核指标3、综合考核评分得分=(及时率+逾限率×0.7)×20+(数据可用率+数据可疑率×0.9)×80五、质量考核技术介绍（三）考核方式1、国家站以站为单位进行全国性综合得分排序注:对问题比较严重的台站在备注栏中给出原因分析，或以附表的方式提供分析结果。得分排序区站号台站名省份文件传输质量状况(%)观测数据质量状况(%)得分备注及时率逾限率缺报率可用率错误率可疑率缺测率12345……2416全国平均五、质量考核技术介绍（三）考核方式2、区域站以省（市、区）为单位进行全国性综合得分排序对问题比较严重的省(市、区)在备注栏中给出原因分析，或以附表的方式提供分析结果。得分排序省(市、区)台站量文件传输质量状况(%)观测数据质量状况(%)得分备注及时率逾限率缺报率可用率错误率可疑率缺测率12345……31全国平均五、质量考核技术介绍（三）考核方式3、自动站观测分要素数据质量状况区站号省(市、区)台站名要素观测数据质量状况(%)备注可用率错误率可疑率缺测率五、质量考核技术介绍（四）考核频次以月为单位，每月10日之前下发上个月的检验评估报告以季为单位，进行质量考核五、质量考核技术介绍六、人机交互监控平台内网访问网址：不需登陆系统，只要打开网页即可浏览数据“质控后的实时地面气象要素数据文件”介绍主要内容•简介•质控后数据文件名•质控后数据文件内容一、简介“质控后的实时地面气象要素数据文件”在“实时地面气象要素数据文件”文件的基础上增加了自动站数据的质量控制信息（第5条记录），存储对第2条记录器测项目中的有关数据项进行质量控制结果信息。“质控后数据文件”由省气象信息与技术保障中心生成，并上传至国家气象信息中心。二、质控后数据文件名（一）国家级测站：Z_SURF_C_cccc_yyyyMMddhhmmss_O_AWS_FTM_QC.txt（二）区域级测站：Z_SURF_C_cccc-REG_yyyyMMddhhmmss_O_AWS_FTM_QC.txt（三）区域级测站多站（中心站）自动雨量站：Z_SURF_C_cccc-REG_yyyyMMddhhmmss_O_AWS-PRF_FTM_QC.txt三、质控后数据文件内容（一）国家级测站：Z_SURF_C_cccc_yyyyMMddhhmmss_O_AWS_FTM_QC.txt包含若干子站的数据，由气象站实时地面气象要素数据文件Z_SURF_I_IIiii_yyyyMMddhhmmss_O_AWS_FTM.txt汇总而成三、质控后数据文件内容（二）区域级测站：Z_SURF_C_cccc-REG_yyyyMMddhhmmss_O_AWS_FTM_QC.txt包含若干子站的数据，由加密地面气象要素数据文件Z_SURF_I_iiiii-REG_yyyyMMddhhmmss_O_AWS_FTM.txt汇总而成三、质控后数据文件内容格式：第1条记录为本站基本参数，共34个字节；第2条记录为器测项目，共262字节，52个数据项；第3条记录为小时内分钟降水量，120个字节，60个数据项；第4条记录为目测项目和天气报、加密天气报有关的编报项目，共134字节，21个数据项，当某观测时间无此条记录内容时，该条记录省略；三、质控后数据文件内容第5条记录为数据质控码信息，为对第2条记录中的数据项进行质控结果，用于描述数据文件中数据项质量信息。数据质