第一篇：多源异构气象区域站数据集成技术研究
多源异构气象区域站数据集成技术研究
摘要：针对大量多源异构气象区域自动站数据在集成、监控方面的困难，结合区域自动站数据特征，建立数据映射关系、基于Wabacus开源框架、Java、数据库等技术，开发了一套“多源异构气象区域站数据集成系统”。实现了多源异构区域站数据在监控平台上的无缝集成，为多源异构区域站数据集成方法提供了新的思路，有效解决了多源异构数据难以在同一平台上进行统一监控的问题。该项技术研究成果应用于“福建省气象区域站数据集中监控系统”中，取得了较好的效果。
关键词：气象区域站；多源异构；数据集成；Wabacus
中图分类号：P208；TP338.6 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）04-0064-03
前言
随着现代气象综合观测业务的快速发展，全省综合观测种类众多。存在每个观测项目均使用独立的中心站软件收集数据的问题。由于引进的设备厂商和仪器型号参差不齐，因而获取到的区域自动站数据结构也各不相同，又都部署在不同的服务器上，所采用的数据库也不统一[1]，导致各个中心站的数据相互独立，难以兼容，这些多源异构的数据构成一个复杂而且庞大的数据源，监控人员只能在每个中心站软件中进行实时的监控[2，3]，无法在同一个平台中对区域站数据进行统一的监控和管理，很大程度上增加了数据监控压力。因为中心站软件都部署在省级信息中心，给市县级台站信息保障人员日常维护管理也造成了不小的困扰，市县级信保人员无法及时掌握区域站在线状态和数据要素是否异常等状态，特别在现场维修时需要多次通过电话询问省级值班员，降低了工作效率，也增加了省级值班员工作压力。因此，多源异构气象区域站数据如何实时、快速有效的集成成为一个急需解决的问题。区域站数据特征分析
福建省区域自动站目前总共部署了2000多个站，每个区域站都上传整点数据和分钟数据，从宏观上看，区域站数据具有“多源”、“异构”、“量大”等特征[4]。
2.1 多源
多源，指的是多个数据源。福建省区域站设备型号很多（如ZQZ_A、ZQZ_B、WUSH-RG、DZZ4、CAWS600、HYA-M等），参差不齐，多由不同的厂商提供，使用的中心站软件也不同，因而得到的数据都分散在不同的数据库中[5]，而且数据库类型也不一样（如MySQL，SqlServer，Oracle），这就导致了区域站数据的多源性。想要集成这些数据，必须对各类型的数据库开发相应的访问接口。
2.2 异构
异构，指的是数据库结构不统一。由于缺乏行业数据规范，数据库结构多由各个厂商自行定义，加上软件开发人员的水平和对气象监测领域的不熟悉，使得设计出来的数据库库表结构、数据类型都不一样，给数据集成带来了很大的困难。系统关键技术
3.1 Web网页监控
Web网页监控利用Wabacus开源框架、Jsp网页和Java技?g。Wabacus框架是一个JAVA开发框架，而不是纯客户端框架，可以完成SSH框架的功能，它可以与任意框架（比如SSH框架）在同一项目中共存，采用面向声明的编程思想，极少编辑就可以实现复杂的数据展示、数据编辑、表单等功能。它支持热部署，高灵活性，高扩展性，支持IE、Firefox、Chrome、Opera等多种浏览器。
3.2 多数据库支持
Wabacus框架支持Oracle、SqlServer、MySql、DB2数据库多个类型的数据库。通过标签，可配置多个数据源，每个数据源配置一个子标签。
3.3 异构数据处理
对于异构数据的集成，需要把不同数据库（或者相同数据库）中不同表结构的数据提取出来，再插入到新建的总表中。由于存在表列名定义和列数量不同，为此，我们需要建立一个数据映射关系来统一数据结构。结合气象区域站数据的特征，在监控服务器上建立了一个总表，总表由所有区域站数据要素来定义。这个插入过程由系统后台服务定时完成。
3.4 定时采集服务
在后台设计JAVA定时器，定时收集多个中心站数据库里的区域自动站数据。区域自动站仪器不断上传采集到的数据，要求入库系统必须稳定运行，一旦停止运行或者出现故障，肯定会导致监控数据的延迟、丢失，出现误告警的情况。因此，我们对这个服务进行“升级”，即使服务挂掉，也能通过网页告警方式通知值班员，处理方式也很简单，启动服务就可以自动补调丢失的数据。系统实现
4.1 总体架构
多源异构气象区域站数据集成系统是基于面向服务的架构体系，使用Wabacus开源框架，Java技术，JSP网页技术，结合多种数据库开发技术开发完成的。采用MVC三层架构、数据映射、转换等技术设计开发中间件，不需要更改原始的数据格式或者存储，只需要修改相应的配置文件就可以实现数据集成。
4.2 系统设计流程
多源异构气象区域站数据集成系统设计流程如图1所示，通过Java定时任务对多个数据源数据进行提取，得到的数据经过中间件进行数据的映射转换操作，得到统一的数据格式的结果集，最后由入库程序进行入库操作。
系统的核心部分是中间件的设计，中间件的作用是起到统一数据格式的作用。向上为多源数据库提供数据标准和接口，向下为集成平台数据库提供统一格式的数据，从而完成多源异构数据的集成。各数据源独立运行，互不干扰，中间件只负责数据格式的转换。
中间件从定时采集程序获得原始数据，并不能直接进行入库操作，必须对数据格式进行转换。如果源数据表和目标表结构相同，则中间件不处理，直接转到结果集；如果源数据表和目标表的字段名不同，则需要对字段名进行映射，映射的方法是利用SQL语句对结果集进行字段的映射。
Web网页监控利用Wabacus开源框架、Jsp网页和Java技术，实现全省区域站数据监控，网页具有定时刷新，报表导出，收报率统计，声音告警等各种功能。由于区域站要素的不同，不可能用一张XML网页模版去显示每个站的要素，因此需要配置站点对应的XML网页[6]。
数据库端设计遵循SQL语言规范，利用SQL语句优化技术（比如建立存储过程和数据库表索引等），快速查询各中心站数据库信息。
4.3 系统功能
该项技术研究成果应用于福建省气象区域站数据集中监控系统，系统首页如图2所示。首页是将福建省全省的区域站按照分地市监控起来了，页面定时2分钟自动刷新，当某个地市的区域站在线率小于85%（阈值可根据需要设置）时，页面就会通过声音、滚屏等方式对故障地区进行告警，省一级值班人员就可以快速响应处理，从而提升数据的时效性。
以福州地区为例，市级监控首页如图3所示。市级关心的是本市区域站的运行情况，因此这里把该地区所有的区域站都集中在一个页面上监控，页面也是定时2分钟自动刷新。当有站点故障没数据时，系统会对故障点进行滚屏和声音告警，提醒市级值班员处理。要是某些站点的确故障了，一时恢复不过来，可以将站点监控状态设为故障，这样系统就不会对故障站点进行报警了。结语
随着现代气象综合观测业务的快速发展，全省综合观测种类越来越多，必须对多个数据源的数据进行无缝集成，实现数据监控统一化。福建省区域站数据集中监控系统已投入运行半年多时间，运行稳定，为业?展芾砣嗽薄⑹屑缎疟Ｖ行囊约疤ㄕ救嗽碧峁┦凳比?省区域自动站数据监控，包括站点的在线状态、最新到报时间、在线率和收报率统计等，并具备监控报警功能，不但可以做到快速响应，进而提升站点数据时效性，也很大程度上减轻了值班员的监控压力。
通过该系统，可快捷查询全省区域自动站整体的运行情况，业务保障人员通过该系统发出的站点离线告警，可以做到及时响应、排查、处理；通过系统的统计分析报表功能，对管理部门今后判断自动站的运行状态也具有一定的参考价值。
参考文献
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第二篇：浅析GIS多源数据集成模式论文
[摘要] 地理信息系统的迅速发展和广泛应用导致了空间数据多源性的产生，为数据综合利用和数据共享带来不便。本文探讨空间数据多源性的产生和表现，指出多数据格式是多源空间数据集成的瓶颈；分析和评价了多源空间数据集成的三种模式，并展望了多源数据集成的发展方向。
一、多数据格式是多源空间数据集成的瓶颈
1、空间数据多源性的产生和表现
空间数据多源性的产生和表现主要可以概括为以下几个层次：
（1）多语义性
地理信息指的是地理系统中各种信息，由于地理系统的研究对象的多种类特点决定了地理信息的多语义性。对于同一个地理信息单元（feature），在现实世界中其几何特征是一致的，但是却对应着多种语义，如地理位置、海拔高度、气候、地貌、土壤等自然地理特征；同时也包括经济社会信息，如行政区界限、人口、产量等。一个GIS研究的决不会是一个孤立的地理语义，但不同系统解决问题的侧重点也有所不同，因而会存在语义分异问题。
（2）多时空性和多尺度
GIS数据具有很强的时空特性。一个GIS系统中的数据源既有同一时间不同空间的数据系列；也有同一空间不同时间序列的数据。不仅如此，GIS会根据系统需要而采用不同尺度对地理空间进行表达，不同的观察尺度具有不同的比例尺和不同的精度。GIS数据集成包括不同时空和不同尺度数据源的集成。
（3）获取手段多源性
获取地理空间的数据的方法有多种多样，包括来自现有系统、图表、遥感手段、GPS手段、统计调查、实地勘测等。这些不同手段获得的数据其存储格式及提取和处理手段都各不相同。
（4）存储格式多源性
GIS数据不仅表达空间实体（真实体或者虚拟实体）的位置和几何形状，同时也记录空间实体对应的属性，这就决定了GIS数据源包含有图形数据（又称空间数据）和属性数据两部分。图形数据又可以分为栅格格式和矢量格式两类。传统的GIS一般将属性数据放在关系数据库中，而将图形数据存放在专门的图形文件中。不同的GIS软件采取不同的文件存储格式。
2、多源空间数据集成的迫切性
随着Internet网络的飞速发展和普及，信息共享已经成为一种必然的要求。地理信息也不例外，随着信息技术以及GIS自身的发展，GIS已经从纯粹地学技术系统的圈子跳了出来，正和IT行业完全融合，人们对空间信息的需求也越来越多。GIS要进一步发展，必须完全融入大型MIS（管理信息系统）中。1998年美国副总统戈尔提出数字地球的概念，更是将地理信息技术推到了最前沿。然而地理信息要真正实现共享，必须解决地理信息数据多格式、多数据库集成等瓶颈问题。随着技术发展，GIS已经逐步走向完全以纯关系数据存储和管理空间数据的发展道路，这为GIS完全和MIS无缝集成迈出了重要的一步。但因为GIS处理的数据对象是空间对象，有很强的时空特性，获取数据的手段也复杂多样，这就形成多种格式的原始数据，再加上GIS应用系统很长一段时间处于以具体项目为中心孤立发展状态中，很多GIS软件都有自己的数据格式，这使得GIS的数据共享问题变得尤为突出。
空间数据作为数据类型的一种，同普通数据一样需要走过从分散到统一的过程。在计算机的发展过程中，先是数据去适应系统，每一个系统都为倾向于拥有自己的数据格式；随着数据量的增多，数据库系统应运而生；随着时代的发展，信息共享的需求越来越多，不同数据库之间的数据交换成了瓶颈；SQL（标准结构化查询语言）以及ODBC的出现为这一难题提供了比较满意的解决方案。但是空间数据如何引进这种思想，或者说将空间数据也纳进标准组织和标准协议进行规范和管理，从而使空间数据共享成为现实。
二、GIS多源数据集成模式比较
由于地理信息系统的图形数据格式各异，给信息共享带来了极大的不便，解决多格式数据源集成一直是近年来GIS应用系统开发中需要解决的重要问题。目前，实现多源数据集成的方式大致有三种，即：数据格式转换模式、数据互操作模式、直接数据访问模式。、数据格式转换模式
格式转换模式是传统GIS 数据集成方法（图1）。在这种模式下，其他数据格式经专门的数据转换程序进行格式转换后，复制到当前系统中的数据库或文件中。这是目前GIS系统数据集成的主要办法。目前得到公认的几种重要的空间数据格式有：ESRI公司的Arc/Info Coverage、ArcShape Files、E00格式；AutoDesk的DXF格式和DWG格式；MapInfo的MIF格式；Intergraph的dgn格式等等。数据转换模式主要存在的问题是：
（1）由于缺乏对空间对象统一的描述方法，从而使得不同数据格式描述空间对象时采用的数据模型不同，因而转换后不能完全准确表达源数据的信息。
（2）这种模式需要将数据统一起来，违背了数据分布和独立性的原则；如果数据来源是多个代理或企业单位，这种方法需要所有权的转让等问题。美国国家空间数据协会（NSDI）确定制定了统一的空间数据格式规范SDTS（Spatial Data Transformation Standard），包括几何坐标、投影、拓扑关系、属性数据、数据字典，也包括栅格格式和矢量格式等不同的空间数据格式的转换标准。许多软件利用SDTS提供了标准的空间数据交换格式。目前，ESRI在ARC/INFO中提供了SDTSIMPORT以及SDTSEXPORT模块，Intergraph公司在MGE产品系列中也支持SDTS矢量格式。SDTS在一定程度上解决了不同数据格式之间缺乏统一的空间对象描述基础的问题。但SDTS目前还很不完善，还不能完全概括空间对象的不同描述方法，并且还不能统一为各个层次以及从不同应用领域为空间数据转换提供统一的标准；并且SDTS没有为数据的集中和分布式处理提供解决方案，所有的数据仍需要经过格式转换复制到系统中，不能自动同步更新。、数据互操作模式
数据互操作模式是OpenGIS consortium(OGC)制定的规范。OGC是为了发展开放式地理数据系统、研究地学空间信息标准化以及处理方法的一个非盈利组织。GIS互操作是指在异构数据库和分布计算的情况下，GIS用户在相互理解的基础上，能透明地获取所需的信息。OGC为数据互操作制定了统一的规范，从而使得一个系统同时支持不同的空间数据格式成为可能。根据OGC颁布的规范，可以把提供数据源的软件称为数据服务器（Data Servers），把使用数据的软件称为数据客户（Data Clients），数据客户使用某种数据的过程就是发出数据请求，由数据服务器提供服务的过程，其最终目的是使数据客户能读取任意数据服务器提供的空间数据。OGC规范基于OMG的CORBA、Microsoft的OLE/COM以及SQL等，为实现不同平台间服务器和客户端之间数据请求和服务提供了统一的协议。OGC规范正得到OMG和ISO的承认，从而逐渐成为一种国际标准，将被越来越多的GIS软件以及研究者所接受和采纳。目前，还没有商业化GIS软件完全支持这一规范。数据互操作为多源数据集成提供了崭新的思路和规范。它将GIS带入了开放式的时代，从而为空间数据集中式管理和分布存储与共享提供了操作的依据。OGC标准将计算机软件领域的非空间数据处理标准成功地应用到空间数据上。但是OGC标准更多考虑到采用了OpenGIS协议的空间数据服务软件和空间数据客户软件，对于那些历史存在的大量非OpenGIS标准的空间数据格式的处理办法还缺乏标准的规范。而从目前来看，非OpenGIS标准的空间数据格式仍然占据已有数据的主体。
数据互操作规范为多源数据集成带来了新的模式，但这一模式在应用中存在一定局限性：首先，为真正实现各种格式数据之间的互操作，需要每个每种格式的宿主软件都按照着统一的规范实现数据访问接口，在一定时期内还不现实；其次，一个软
件访问其他软件的数据格式时是通过数据服务器实现的，这个数据服务器实际上就是被访问数据格式的宿主软件，也就是说，用户必须同时拥有这两个GIS软件，并且同时运行，才能完成数据互操作过程。
3、直接数据访问模式
顾名思义，直接数据访问指在一个GIS软件中实现对其他软件数据格式的直接访问，用户可以使用单个GIS软件存取多种数据格式。直接数据访问不仅避免了繁的数据转换，而且在一个GIS软件中访问某种软件的数据格式不要求用户拥有该数据格式的宿主软件，更不需要该软件运行。直接数据访问提供了一种更为经济实用的多源数据集成模式。
目前使用直接数据访问模式实现多源数据集成的GIS软件主要有两个，即： Intergraph 推出的GeoMedia系列软件和中国科学院地理信息产业发展中心研制的SuperMap。GeoMedia实现了对大多数GIS/CAD软件数据格式的直接访问，包括：MGE、Arc/Info、Frame、Oracle Spatial、SQL Server、Access MDB等(图2)。SuperMap 2.0则提供了存取SQL Server、Oracle Spatial、ESRI SDE、Access MDB、SuperMap SDB文件等的能力，在以后的版本中将逐步支持对Arc/Info Coverage、AutoCAD DWG、MicroStation DGN、ArcView等数据格式的直接访问。
三、多源空间数据格式集成的展望、文件方式和数据库方式
传统的空间数据往往采用文件方式，随着技术的进步，逐渐将属性数据移植到数据库平台上；随着技术发展，图形数据也可以和属性数据一起存放在关系数据库中。文件方式对数据管理安全性较差，存在着属性和图形分开管理的问题，不适合网络共享发展的需要；数据库方式则实现了空间数据和属性数据一体化存储和管理，便于开发两层、三层甚至多层网络应用系统。从发展趋势来看，纯关系数据库方案取代文件方案是发展的必然趋势，这也是IT发展的主流趋势。随着对信息量需求的增大以及信息需求种类增多，数据仓库的建立，将是GIS文件系统向数据库系统发展的主流。、OpenGIS、SDTS与DLG/F
OpenGIS是目前的主流标准，但SDTS并不会停滞不前，相反笔者认为SDTS将会与OpenGIS走向一体化。SDTS 可以为OpenGIS提供一个转换和存取空间数据的标准，该标准是不依赖任何一种特定GIS软件格式的，该标准中利用头文件描述格式的方式使得数据服务者不必专门提供格式说明，而数据客户也不必专门学习该格式，只需读取SDTS头文件就可获得数据服务者提供的数据格式。笔者认为利用SDTS做数据标准，利用OGC作数据互操作的标准（例如空间SQL标准），简单地说就是如果说SDTS提供了数据格式的头文件，而OGC标准则提供了读写这个头文件的标准方法。如果再采用数据库作后台，利用空间数据引擎，空间数据引擎按照SDTS存取空间数据，按照OGC标准对客户软件提供操作接口，这将是空间数据集成的理想解决方案。USGS还提供了一种称作DLG/F的标准，该标准设计了空间数据在数据库中的动态存储结构，利用该结构可以将拓扑关系动态记录下来，同时可以让用户添加自定义的空间数据类型。怎样利用DLG/F完善SDTS和OpenGIS也将是OpenGIS以及SDTS发展的方向。、统一空间实体编码
多源空间数据据格式集成还有一个很重要的方面就是如何处理不同数据库对空间实体采用的编码方式不同的问题。从理论上来说，一个系统对同一空间实体的编码应该是唯一的，实际上由于不同领域从不同视角对同一空间实体编码并不一样，甚至会出现不同空间实体具有相同编码的情况，这些编码放在同一系统中，就会出现空间实体标识的严重问题。从目前来看，OpenGIS和SDTS都是基于地理特征（Feature）定义空间实体的，但都还不能真正提供一个通用的空间实体编码体系。
参考文献
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第三篇：基于GIS的海量气象数据预处理技术研究论文
摘要：由于气象观测数据种类多，文件存储数目大，一般难以对海量气象数据进行深入的处理，挖掘和分析。该文通过对气象数据类型，文件种类等进行研究，通过建立气象数据库并连接GIS软件进行数据分析，较好的解决了海量数据分析和处理问题。该方法利用编程软件，数据库软件和GIS技术对海量气象数据进行预处理，为海量气象数据分析提供高效、精准的数据存储和管理。并最终将数据库直接连接入强大的分析处理软件ArcGis。经过测试表明，该方法可靠性和可操作性很强，成功实现了对海量气象数据的预处理。
Abstract： Because meteorological observation data has more kinds and large number files to store.Generally，Mass meteorological data is difficult to process，mine and analyze for further.This paper introduces a method of data analysis through the establishment of meteorological database and the connection of GIS software，based on the type of meteorological data，file type and so on.It is better to solve the problems of massive data which should be analysed and processed.This method uses the programming software，database software and GIS technology to preprocess the massive meteorological data.It provides efficient and accurate data storage and management for mass analysis of meteorological data.And finally the database connects directly into the analysis software ArcGIS，which is good at data processing.According to test results，the reliability and maneuverability is very strong，it is successful to achieve the pre-processing of the massive meteorological data.Key words： GIS； Database； Meteorological data； Pretreatment； ArcGis引言
地理信息系统（GIS）作为一门重要的信息技术，近年来在气象气候领域内引起了广泛的关注并得到了初步应用。[1]特别是随着现代气象观探技术的迅速发展，各级气象业务部门可获得的气象数据容量越来越大，海量的气象数据背后隐藏许多重要信息。但是在传统的气象数据库应用系统中，用户无法发现气象数据中存在的某种关系和规则，同时缺乏发现气象数据背后隐藏知识手段，从而出现“数据爆炸而知识贫乏”现象。[2]此外气象数据库系统作为气象信息共享平台的重要管理系统，其体系结构和技术的复杂程度均是前所未有的，需要在集约化和标准化原则下，充分利用成熟的商业数据库技术和大气科学领域的相关技术加以构建。[3]而GIS技术具有很好的数据分析和海量数据支持的能力。本文将GIS引入气象领域，同时GIS在气象领域的应用也是一个新的尝试。利用GIS提高了气象数据管理的可视化程度和人机对话功能。[4] 尝试利用GIS技术为详细分析气象数据的组织结构、表达和处理方法做准备。[5]针对气象数据的存储和处理，目前有很多技术手段包括王杨刚等以面向对象的思想，运用C++技术设计并制作了自动气象站数据处理程序，它可以对22项气象数据进行预处理。[6]吴文玉以ArcGIS Desktop9.3为地理信息系统平台，通过在ArcGIS下与远程气象数据库的连接方法，将数据库数据直接应用到GIS中，实现GIS与气象数据库的数据融合，具有较强的实用性。[7]无论哪种方法对气象数据库系统的建设是气象信息系统（气象信息共享平台）建设的核心和基础。[8]所以最有效的保存和交流使用数据的途径就是应用计算机技术建立数据库系统来归整，管理这些重要气象数据。[9]然后直接连接GIS软件使用GIS技术对气象数据进行处理。因为地理信息系统技术可以将气象数据所具有的空间特征、属性特征及时间特征等特点较好地表现出来，是实现空间数据管理的有效手段。[10]本文通过对气象数据的文件类型，存储格式进行研究后提出了一条采用GIS技术对海量气象数据进行预处理的方法。问题的提出
气象数据一般为多年的观测数据，数据的种类多，观测年限长，数据的存储文本文件多。如中国气象共享网下载的1970-2013年日值气象数据为例，数据时间跨度有44年，826个气象站台，分为7大类数据，超过15000天的观测数据，7000万行的记录数据，4亿多数据单元。数据总量达到5.9G之多。对海量气象数据进行存储，分析，管理和处理成为一个难题。目前的处理方式主要有两种方式：（1）在数据量不大的情况下，对数据进行人工筛选，然后导入Excel中进行处理。（2）根据要求通过编程实现对TXT格式的气象数据的处理。
气象数据的记录文件数量巨大，数据类型众多，文本格式数据的数据单元几乎都是采用空格的方式进行隔离，而Word无法对txt格式数据进行批量处理，Excel只能根据特殊符号或者根据一个空格一个格的形式进行数据导入而且数据的行数有限制也无法满足数据的批量入库和处理；利用编程的方式需要对数据进行大量的预处理，编程工作量较大。对于气象数据的分析往往需要地理信息数据，在现阶段基于GIS的气象数据预处理已经被广泛应用。针对于此，本文提出一种解决问题的思路：首先利用批处理命令处理文本数据，然后建立数据库并利用ArcSDE与ArcGIS相连实现数据的存储为数据分析做准备。解决问题的流程
气象数据是根据数据的类型，日期分批的按照TXT的格式进行存储并利用空格进行单元数据隔离。所以需要先对数据进行合并然后利用文本编辑软件对数据进行批量预处理，再利用MS Sql Server进行批量入库和存储，最后利用ArcSDE进行数据连接，批量接入ArcGIS进行数据处理，分析和挖掘。具体技术路线如图1所示。气象数据处理流程
4.1 数据批量预处理
气象数据是根据数据的类型，日期分批的按照TXT的格式进行存储并利用空格进行单元数据隔离的。所以需要先对数据进行合并然后才能对数据进行批量预处理。此处可利用windows的TXT批量合并命令代码实现，使用下面的代码命令可以使的所在一个文件夹中的所有文本文件合并入一个命名为0.txt的文本文件中，具体代码如下所示。
for % %i in（*.txt）do type %%i>>0.txt
将该命令代码复制进文本文件中并将数据的格式名改为bat。
此处需先将气象数据中的数据按照数据的存储类型比如湿度，温度，气压等进行分批处理分别存储于不同的文件夹中，然后再进行数据合并。这样每一个气象类型中的0.txt文件都会存储着具有相同样式的行数据，便于高精确的批量处理。采用此种方法进行批量合并除了可以很好地进行数据预处理外，更重要的是非常简单高效，不需要任何复杂的编程和进行繁琐的软件操作。
4.2 用宏命令批量处理数据
对数据按照数据类型进行合并处理后，需要对单个数据单元进行精确分离，以便于后面的数据导入。此处可利用宏命令对隔离数据的空格利用逗号进行替换，实现所有数据单元按照逗号形式进行隔离。这样后面的数据入库将会全部按照逗号进行隔离入库，不会出现空格和数据存储的错位。可以大幅提高数据的精确性。
此处可以用 UltraEdit这款代码编辑器对每一个气象数据类型下的0.txt文件进行处理。由于每一个0.txt文件数据量都很大，如果直接利用windows自带的文本编辑器，容易导致编辑器崩溃，且显示格式凌乱不利于处理。其他的文本编辑器或者代码编辑器如 Notepad++，EditPlus等都存在着运行过慢或者数据量过大无法支持的问题。相关文本处理软件处理能力如表1所示：
利用UltraEdit启动宏命令后，利用宏录制下空格被逗号批量代替的过程和逗号被批量清理为一个数据单元一个逗号的过程形成宏命令。利用该命令就可以批量处理所有的0.txt文件实现所有数据的标准化，如图2所示。
数据导入完成后所有的气象数据按照地温、气压、蒸发、降水、湿度、日照、气温七类数据分表存储。可以根据需要对数据进行查询编辑输出需要的数据。由于每一个数据表中都含有对应的站点号、经度、纬度、高程，年、月、日数据。
4.4 数据库中的数据处理
由于气象数据中的经纬度数据值，是按照度分秒直接合并的，数据值不能直接使用，更不能实现对数据的直接操作，需要在数据库中对经纬度数据值进行批量处理，实现数据的标准化操作。
代码实现如下：
EVP蒸发 set X=（经度值/100）+（（经度值%100）/（60+0.0））
注：EVP蒸发为数据库中的表，X为处理完成后所赋值的经度值，经度值代表数据库中EVP蒸发的非正常显示经度数据值。
代码运行后，所获得的数据值，完全可以达到数据的操作要求。
4.5 利用ArcSDE连接气象数据库
ArcSDE是ArcGIS与关系数据库之间的GIS通道，它允许用户在多种数据管理系统中管理地理信息，并使所有的ArcGIS应用程序都能够使用这些数据。ArcSDE可以支持MS sql server，DBM，Oracle数据库。ArcSDE是一种数据连接方式，数据不需要经过繁杂的数据导入过程，而且可以保证数据的完整性。
打开ArcToolbox工具，选择数据管理工具-地理数据库管理-创建企业级地理数据库即可。为了连接已经建立的气象数据库我们在创建企业级数据库时，必须保证企业级地理数据库的实例名和数据名与气象数据库一致。
数据库连接完毕，在ArcGis中便可直接查看到气象数据库中的信息，可以直接进行数据挖掘和相关操作。结束语
本文介绍了一种基于GIS的海量气象数据预处理方法。该方法直接实现了海量气象数据的分类入库和管理，解决了一般软件由于数据支持能力限制而无法对海量气象数据进行存储和分析的问题，该方法不需要进行复杂的编程、数据精确度高、数据更新方便和可操作性强，节约了编程开发的时间和成本。该方法解决了海量气象数据下的部分数据挖掘和数据分析的问题，为气象数据基于地理信息的空间化分析提供了数据准备。
参考文献：
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第四篇：赣州“三江源”区域生态环境重构控制技术集成与示范子项目--农林作物主要病虫害生物防控技术研究
赣州“三江源”区域生态环境重构控制技术集成与示范
子课题：农业面源污染控制技术集成---农林作物主要病虫害生物防控技术研究
项目实施方案
一、目的意义
农业面源污染是指在农业生产活动中，氮素和磷素等营养物质、农药及其他有机或无机污染物质，在降水或灌溉过程中通过农田地表径流、壤中流、农田排水和地下渗漏进入水体而形成的地表和地下水环境污染,主要包括化肥污染、农药污染、畜禽粪便污染等。农业面源污染的危害除水环境污染、土壤污染外，还包括农产品质量安全、大气污染等。
农业面源污染主要来自农业生产中广泛使用的化肥、农药、农膜等工业产品及农作物秸秆、畜禽尿粪、农村生活污水、生活垃圾等农业或农村废弃物。其中农药是农业面源污染重要来源之一，对水环境、土壤和农产品质量安全影响很大，直接危害人类健康。可见开展农林作物主要病虫害生物防控技术研究工作，以推广使用生物农药和减少农药施用量来防治农业面源污染显得十分重要。目前赣州的主要农林作物有水稻、花生、脐橙、油茶、烟草、蔬菜等，使用农药量较大的是水稻、脐橙。本项目从绿色生态的角度出发，采取试验示范方法，重点开展水稻、脐橙的主要病虫害病虫害综合防控技术研究，实现减少化肥农药的使用，达到降低农业面源污染目的。同时采用归纳、引用、总结的方法开展花生、油茶、烟草、蔬菜等要病虫害防控技术集成工作。
二、研究目标
（一）明确农药对赣州农业面源污染危害程度
通过调研、检测了解农药对赣州水环境、土壤和农产品质量安全影响程度。
（二）形成一套符合赣州生态特色的赣州的主要农林作物病虫害病虫害综合防控技术
用二年时间初步形成一套符合赣州生态特色的赣州的主要农林作物病虫害病虫害综合防控技术，形成降低农药对农业面源污染的技术体系。
三、研究内容
本课题小组根据科学院对本项目专题设置和研究内容，从经费、人员角度出发，结合实际，主要开展如下研究：
1.水稻主要病虫害病虫害绿色综合防控技术研究。2.脐橙主要病虫害病虫害绿色综合防控技术研究。3.花生、油茶、烟草、蔬菜等要病虫害绿色防控技术集成。
四、研究思路
本项目从绿色生态的角度出发，采取试验、示范相结合的方法，重点开展水稻、脐橙的主要病虫害病虫害综合防控技术研究，通过生物防治、生物农药的推广应用、改善农药使用方法等，减少农药的使用量，达到降低农业面源污染目的。同时采用归纳、引用、总结的方法开展花生、油茶、烟草、蔬菜等要病虫害防控技术集成工作。
五、计划进度与考核指标
2014年：制定总体方案，明确各参加人员分工，制定2014年具体研究实施方案，开展水稻、脐橙主要病虫害病虫害绿色综合防控技术研究，初步形成水稻、脐橙主要病虫害病虫害绿色综合防控主要技术；进行农药对赣州水环境、土壤和农产品质量安全影响情况调查，提交一份现状调查研究报告；
2015年：根据2014年实施情况，修正研究方案，调整研究内容，继续开展水稻、脐橙主要病虫害病虫害综合绿色防控技术研究研究工作，同时进行花生、油茶、烟草、蔬菜等要病虫害绿色防控技术集成。历时2年形成一整套治理农业面源污染的农林作物主要病虫害绿色防控关键控制技术与控制面源污染的示范技术，示范基地50亩。发表学术论文1-2篇。
六、2014年开展的主要工作
〈一〉、脐橙园主要病虫害防控技术研究
（一）、负责人：赣州市柑桔科学研究所 夏长秀
（二）、主要研究内容：目前脐橙园主要的病虫害为：溃疡病，黄龙病，红蜘蛛，粉虱，介壳虫，木虱，潜叶蛾。本着开展生态绿色高效生产技术和绿色防控为目的，针对以上病虫害的不同发生期和为害特点，现具体提出如下主要研究内容：（1）清园与不清园对主要病虫害防控的研究；（2）不同修剪方法对主要病虫害防控的研究；（3）密植园对主要病虫害发生的影响研究；（4）不同喷药时期对防控溃疡病的研究；（5）筛选防控木虱的药剂；（6）研究防控黄龙病的综合防治措施。（7）在完成前6个试验研究后，总结集成技术进行基地示范。前6个试验在2014完成，第7个试验在2015年完成，为确保项目顺利实施，特制订以下具体实施方案。
A、清园与不清园对主要病虫害防控的研究
本试验在2014年1月进行，通过本试验来明确清不清园对主要病虫害防控的影响，以便掌握哪些主要病虫害能在赣南越冬和清园能否减少全年用药次数。
1材料与方法 1.1试验材料
小区试验预计在赣州市柑桔研究所内进行（现因黄龙病的问题，很难确定在哪实施试验），以丰产期的纽荷尔脐橙为试验对象。1.2试验设计
把一片果园一分为二，其中的一份在2014年1月进行清园，另一份不清园，每一份分成三个小区，每个小区算一处理，三个小区算三个重复处理。1.3试验实施
在1月中旬用机油乳剂加防病防虫的药对脐橙树进行喷药清园，同时把病虫枝进行清理，而不清园的片区不做任何处理。1.4调查试验结果
2014年全年调查与记录发生在清园与不清园的片区内6个小区的主要病虫害与危害情况，并记录对清不清园片区内全年病虫害防治用药次数。
B、不同修剪方法对主要病虫害防控的研究
本试验于2014年3月进行，通过本试验来明确哪种修剪方式能更好的减少主要病虫害的发生，以期达到减少全年用药次数，降低农业面污染源。
1.1试验材料
小区试验预计在赣州市柑桔研究所内进行（现因黄龙病的问题，很难确定在哪实施试验），以丰产期的纽荷尔脐橙为试验对象。1.2试验设计
在同一果园以10棵树为一处理，重复3次。
1.3试验实施
在3月中旬采用开天窗或开门式大枝修剪及短截式修剪三种修剪方式对丰产期的脐橙树进行修剪。1.4调查试验结果
2014年全年调查与记录发生在这三种不同修剪方式脐橙树上的主要病虫与其危害情况，并记录对这三种修剪方式全年病虫害防治用药次数。
C、密植园对主要病虫害发生的影响研究
本试验于2014年1月进行。脐橙三大主产区信丰、安远、寻乌大部分果园是密植园，密植给脐橙的病虫害防治带来了很大影响，因此想通过本试验明确密植栽培方式对脐橙病虫害的防治带来哪些不利因素及这些因素给主要病虫害的防治造成哪些影响。
1材料与方法 1.1试验材料
小区试验预计在赣州市柑桔研究所内进行（现因黄龙病的问题，很难确定在哪实施试验），以丰产期的纽荷尔脐橙为试验对象。1.2试验设计
选择一密植果园，在东、南、西、北、中五个方位分别选择3棵树作一小区处理，每小区重复3次。1.3试验实施
在1月对这45棵树进行挂牌定位定树。1.4调查试验结果
2014年全年调查与记录发生在15个小区的主要病虫害与危害情况，并记录该密植园全年病虫害防治用药次数。
D、不同喷药时期对防控溃疡病的研究
本试验于2014年脐橙春梢萌发5mm左右时进行。通过雨前雨后用药防治溃疡病做对比，看哪种处理更能有效的防治溃疡病。
1材料与方法 1.1试验材料
小区试验预计在赣州市柑桔研究所内进行（现因黄龙病的问题，很难确定在哪实施试验），以丰产期的纽荷尔脐橙为试验对象。1.2试验设计
在丰产期的纽荷尔脐橙园内随机选择老叶有溃疡病的脐橙树24株，每2株一个处理，共12个处理，在雨前用防溃疡病的药做3处理，另3个处理用清水喷洒做对照；在雨后用同样的防溃疡病的药做3处理，另3个处理也用清水喷洒做对照。1.3试验实施
在下雨前和下雨后进行喷药，只喷嫩梢，喷药时要求树上没有水。1.4调查试验结果
喷药15d后调查病情指数与发病率。
E、筛选防控木虱的药剂
在掌握赣南木虱发生规律的情况下，对防治木虱的药剂进行筛选，以期筛选出替代早期行之有效防治木虱的有机磷农药。
1材料与方法 1.1试验材料
小区试验预计在赣州市柑桔研究所内进行（现因黄龙病的问题，很难确定在哪实施试验），以丰产期的纽荷尔脐橙为试验对象。1.2试验设计
查阅与搜集及借鉴防治木虱较成攻的省份经验，结合我市木虱发生规律及特殊的气候条件，选择几种允许在柑橘上使用的内吸性或触杀性强的农药进行单剂或复配方对赣南木虱进行药效试验，每试验设3重复，每处理为2棵树。1.3试验实施
在7月中旬木虱发生高峰期用不同的药剂对木虱卵、若虫、成虫进行田间药效试验。
1.4调查试验结果
于药后3d、7d、15d分别调查试验结果，方差分析防治效果。
F、研究防控黄龙病的综合防治措施
目前全世界还没有治黄龙病的特效药，虽黄龙病不可治但其可防可控，只要切断黄龙病的传播媒介木虱、病源体（黄龙病树）及阻止带毒苗木进入产区和果园就可有效防控柑橘黄龙病，基于此，提出如下综合防治方案：
a.冬季清园：用内吸性强和触杀性强的两种农药复配加机油乳剂进行冬季清园，清完园后把黄龙病树及弱树砍伐，黄龙病树树兜需要用机油或除草剂涂抹后用薄膜盖住加土覆盖，防止其再次发新梢。
b.下足基肥和芽前肥：冬季清完园后要下足基肥，在春梢萌发前要下足芽前肥。
c.春梢期防好木虱：在春季防治溃疡病时加入内吸性强和触杀性强的两种农药来兼治木虱和其他柑桔类害虫。
d.及时挖除新的黄龙病树：在春、夏梢转绿后检查果园是否有黄龙病树，做到及时发现及时打药挖除。
e.控梢：抹除早、晚夏梢和秋梢，适时放一次夏梢，放夏梢前用内吸性强和触杀性强的两种药加机油乳剂喷一次药，梢抽至5毫米左右时再喷一次，喷药时在树上挂上黄板诱杀打药时逃逸的木虱成虫。
f.加强新梢特别是夏、秋梢抽梢期的管理：在抽梢期每隔10天需巡查果园一次，及时发现木虱幼虫为害的嫩梢，并对其进行挑治或抹除。
g.最好不补种小树苗，如要补种需用无毒苗且要与成年树区别管理，每发一次梢最后打一次药。
h.在果园周围最好种植一圈非芸香科的植物作为防护带
在2014年分别选择有黄龙病树和无黄龙病树的果园各一个，用以上综合防治方案进行果园管理，到2014年冬季统计这两果园的发病率，看是否能有效的降低黄龙病的发病率。
G、技术集成与示范
在2014年试验研究的基础上，总结有效的防治主要病虫害技术，于2015年在50亩的丰产纽荷尔脐橙园进行示范，以期达到对脐橙上主要的病虫害发生率控制在5%以下，同时提交一份技术报告和发表1篇相关学术论文。
〈一〉、水稻主要病虫害绿色防控技术研究试验2014年实施方案(一）、负责人：赣州市农业科学研究所钟珺
（二）、试验目的：在当前市场经济下，因为企业或个人的逐利行为，市场上不规范的农药泛滥，农民又对农药缺乏认识，新型高效低毒的化学农药、生物农药得不到及时有效的推广应用和普及。导致当前农作物病虫害防治过程中农药的大量重复使用、超量使用。造成了严重的农业面源污染。对当前粮食生产的安全、农产品质量安全和生态环境的安全构成了严重的威胁。
本实验目的是选用高效、低毒、低残留、无公害生物农药为主,采用综合防治技术,对大面积的早晚稻主要病虫害进行统防统治,以到达合理使用农药，减少使用农药,减少农药使用带来的农业面源污染,并把水稻主要病虫害的发生发病率控制在要求范围(5%以下)之内，达到绿色防控的目的。
（三）、试验地点： 信丰县试验基地
（四）、试验方法：
1)、选集中连片不间隔相连的稻田50亩作为试验示范用地.用当地当家抗病抗虫的水稻相同品种,用种量按种子要求,统一浸种育秧培育壮秧,做好秧苗管理,打好“送嫁药”避免虫源病源从秧苗带入大田。2）、移栽前大田内及田埂杂草统一清理和处理。3）、按期移栽并做好田间统一的合理的肥水管理。
4）、移栽后按期进行田间主要病虫害（螟虫，飞虱，稻纵卷叶螟，稻瘟病，纹枯病）的调查，并按防治指标选用先进新型的高效,低毒,低残留，无公害生物农药对发生的病害和虫害进行统一用药防治。螟虫：
农业防治：主要采取消灭越冬虫源、灌水灭虫、避害等措施。①冬闲田在冬季或翌年早春3月底以前翻耕灌水。早稻草要放到远离晚稻田的地方曝晒，以防转移危害；晚稻草则要在春暖后化蛹前做燃料处理，烧死幼虫和蛹。②化蛹高峰至蛾始盛期，灌水淹没稻桩3～5天，能淹死大部分老熟幼虫和蛹，减少发生基数。③避免单、双季稻混栽，有效切断虫源田和桥梁田之间的联系，降低虫口数量。④单季稻区适度推迟播种期，可有效避开二化螟越冬代成虫产卵高峰期，降低危害程度。⑤根据水稻生长情况，在一代化蛹初期，先排干田水2～5天或灌浅水，降低二化螟在稻株上的化蛹部位，然后灌水7～10厘米深，保持3～4天，使蛹窒息死亡；二代二化螟1～2龄期在叶鞘危害，也可灌深水淹没叶鞘2～3天，能有效杀死害虫。
药剂防治：早、晚稻分蘖期或晚稻孕穗、抽穗期卵孵高峰后5～7天，当枯鞘丛率5%～8%，或早稻每亩有中心受害株100株或丛害率1%～1.5%或晚稻受害团高于100个时，应及时用药防治。药剂选用康宽或稻腾。稻纵卷叶螟：
农业防治：选用抗虫水稻品种，合理施肥，使水稻生长发育健壮，防止前期猛发旺长，后期恋青迟熟。科学管水，适当调节搁田时间，降低幼虫孵化期田间湿度，或在化蛹高峰期灌深水2-3天，杀死虫蛹。
药剂防治：根据水稻分蘖期和穗期易受稻纵卷叶螟为害，尤其是穗期损失更大的特点，药剂防治的策略，应狠治穗期受害代，不放松分蘖期为害严重代别的原则。药剂防治在孵化高峰前或高峰后1-3天施药（50丛卷叶包大于20个时），结合其它病虫害的防治，灵活掌握。
药剂选用20亿单位棉铃虫核型多角体病毒、阿维菌素、康宽、稻腾。稻飞虱：
农业防治：稻飞虱的发生与迁入虫量、气候、水稻品种和生育期、栽培管理技术、天敌有密切关系。
（1）．白背飞虱迁入虫量是左右主害代发生程度的重要基础，而决定种群发展前提是食料和气候条件。
（2）．褐飞虱喜温湿，生长与繁殖的适温为20—30℃，最适温度为26—28℃，相对湿度在80%以上。“盛夏不热，晚秋不凉，夏秋多雨”是褐飞虱大发生的气候条件；白背飞虱发育的最适温度为22～28℃，相对湿度为80%～90%。（3）．水稻品种，如果是抗虫性弱的品种且水稻株型具有口十宽、秆矮、群体间比较荫蔽的农艺性状，容易构成稻飞虱繁殖的有利生活环境。
(4）．多施或偏施氮肥，稻株徒长、叶色浓绿和茎秆幼嫩，为稻飞虱提供了丰富的氮素营养物质，危害较重。
因此应对不同的品种或作物进行合理布局，避免稻飞虱辗转为害。同时要加强肥水管理，适时适量施肥和适时露田，避免长期浸水。
药剂防治：在易发期增加田间调查次数，密切监控期数量的消长。做到及时用药。（分蘖期每10丛虫量50-80，穗期每10丛虫量100-150）。药剂选用唏啶虫咹或比蚜酮。稻瘟病：
农业防治：根据当地预报及时检查田间症状。合理施肥管水，底肥足，追肥早，巧补穗肥，多施农家肥，节氮增施磷钾肥，防止偏施迟施氮肥，以增强植株抗病力，减轻发病。
（1）、选用排灌方便的田块，不用带菌稻草作苗床的覆盖物和扎秧草，（2）、不种植感病品种，选用抗病、无病、包衣的种子，如未包衣则用拌种剂或浸种剂灭菌；选用适合当地的抗病品种
（3）、用无病土做苗床营养土，用药土做播种后的覆盖土，（4）、向大田移栽前，喷施一次除虫灭菌的混合药，（5）、肥料管理：提倡施用酵素菌沤制的或充分腐熟的农家肥，采取“测土配方”技术，和“早促、中控、晚保”的方针，重施基肥，科学施用氮肥，增施磷、钾肥。加强田间管理，培育壮苗，增强植株抗病力，有利于减轻病害。（6）、水份管理：浅水勤灌，防止串灌；烤田适中。
（7）、加强栽培管理，催芽不宜过长，拔秧要尽可能避免损根。做到“五不插”：即不插隔夜秧，不插老龄秧，不插深泥秧，不插烈日秧，不插冷水浸的秧。（8）、发现病株，及时拔除烧毁或高温沤肥。
叶瘟要连防2～3次，穗瘟要着重在抽穗期进行保护，特别是在孕穗期(破肚期)和齐穗期是防治适期。初见发病或发现发病中心就要防治。
药剂防治：大田分蘖期开始每隔3天调查一次，主要查看植株上部三片叶，如发现发病中心或叶上急性型病斑，即应施药防治；预防穗瘟根据病情预报，以感病品种，多肥田为对象，掌握破口期分别抽穗时打药。药剂选用75%三环唑或40%稻瘟灵（富士一号）加入2%春雷霉素或展着剂效果更好。常量喷雾，重病田喷药2次，间隔7～10天。纹枯病：
农业防治：纹枯病在水稻秧苗期至穗期均可发生，以抽穗前后最盛。该病主要危害叶鞘、叶片，严重时侵入茎秆并蔓延至穗部。适温(25～32℃)高湿条件，氮肥使用偏迟、过量，田水过深，保持时间长等对该病发生有利。所以应抓好以肥水管理为中心的栽培防病，肥料应注意稳施氮、磷，增施钾、锌肥。以施足基肥、保证穗肥为原则，水稻生长中期不宜施氮肥提苗。灌水要贯彻“前浅、中晒、后湿润”的原则。
药剂防治：以保护稻株最后3～4片叶为主，施药不宜过早(拔节期以前)、过迟(抽穗期以后)。感病率为50丛中大于10丛时用药。药剂选择：井冈霉素、苯醚.丙环唑、丙环唑、己唑醇、申嗪霉素，喷雾时要保证用水量，喷到稻株中、基部。用药时间：下午4点后。5）、每次用药后进行用药效果调查，若未达到防治效果必须找出原因并采取补治措施以达到防治效果。
4、调查记载：
1）、田间主要病虫害的调查：在水稻生育期中病虫害易发前期和易发期做好调查计算发生率和发病率，并做好预测预报。
2）、每次用药防治后的用药效果调查，并计算防治效果。
农事记载：记载各主要生育期、记载施肥、灌水等时间。记载防治每一种虫害和病害所用药剂名称、使用浓度和用药次数等。
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