GB/T 31165-2014 降水自记纸记录数字化

　　ICS 07. 060 A 47

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 31165—2014

　　降水自记纸记录数字化

　　Digitalization ofprecipitation recordson paper

　　2014-09-03发布 2015-01-01实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　发

　　布

　　GB/T 31165—2014

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1. 1—2009给出的规则起草 。

　　本标准由中国气象局提出 。

　　本标准由全国气象基本信息标准化技术委员会(SAC/TC346)归 口 。

　　本标准起草单位 :广东省气象局 。

　　本标准的主要起草人 : 吕勇平 、王伯民 、吴忠义 、毛建平 、黄少平 、张强 、何健 。

　　降水自记纸记录数字化

　　1 范围

　　本标准规定了降水自记纸在扫描或数码照相基础上完成数字化的流程 、方法和技术要求 。

　　本标准适用于对虹吸式及翻斗式雨量计降水自记纸记录的数字化及其产品的存储管理 、应用 。

　　2 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件 。

　　2. 1

　　雨量器 raingauge

　　测量降水量的仪器 ,主要由承水器 、贮水瓶 、量筒组成 。

　　[QX/T 8—2002,定义 5. 5. 20] 2.2

　　雨量计 pluviograph

　　自动记录降水量随时间变化的仪器 。

　　[QX/T 8—2002,定义 5. 5. 13]

　　注 : 常用的有虹吸式雨量计和翻斗式雨量计两种 。

　　2.3

　　降水自记纸 precipitation recordingpaper

　　用于雨量计自动记录雨量随时间变化的专用纸张 。

　　2.4

　　降水迹线 precipitation record trace

　　降水自记纸上记录的降水量随时间变化的轨迹 。

　　注 : 虹吸式雨量计的降水迹线是直线和曲线 ,翻斗式雨量计的降水迹线是直线和折线 。

　　2.5

　　降水自记纸记录数字化 digitalization ofprecipitation recordson paper

　　将降水自记纸通过扫描或数码照像形成数字图像文件后 , 自动提取降水随时间变化信息以及统计处理获取单位时间降水量及其他相关信息的过程 。

　　3 流程

　　降水自记纸记录数字化的主要流程包括降水自记纸预处理 、图像输入 、降水信息提取 、获得单位时间降水量等四步 ,具体流程见图 1。

　　GB/T 31165—2014

　　4 技术要求

　　图 1 降水自记纸记录数字化流程图

　　4. 1 降水自记纸预处理

　　降水自记纸的预处理主要包括 :

　　a) 整理自记纸 :将装订成本的自记纸拆分为单页 ,检查自记纸是否有缺并登记 。

　　b) 自记纸背面信息转记 :将记录在自记纸背面的与数字化有关的信息标记到 自记纸正面空白处 。

　　4.2 降水自记纸图像输入

　　降水自记纸图像输入要求如下 :

　　a) 输入的图像应清晰 、完整 、不变形 ;

　　b) 图像输入应采用彩色方式 ;

　　c) 图像输入的分辨率应选取在 150 dpi~ 300 dpi之间 ;

　　d) 图像文件应采用压缩格式保存 ,并以不影响降水迹线提取为原则选定适当的压缩率 ;

　　e) 按文件命名规则保存图像文件(见附录 A) 。

　　4.3 降水信息提取

　　降水信息提取主要包括以下内容 :

　　a) 降水迹线 , 即降水随时间的变化 ;

　　b) 雨量计类型 ,是翻斗式还是虹吸式 ;

　　c) 图形比例尺 ,雨量和时间坐标比例尺 ;

　　d) 时间信息 , 降水迹线的起止时间 ;

　　e) 记录异常 ,包括因雨量计故障造成的记录异常 、缺测 、替代等 。

　　翻斗式雨量计与虹吸式雨量计记录方式有差别 , 降水迹线的提取方式不同 ,应按 B. 2要求在数据段特征指示码(z)中区别表示 。

　　降水迹线提取时应即时显示提取效果 ,正常提取的降水迹线应与图像中降水迹线基本吻合 。迹线提取时应注意相邻两张自记纸的时间连续和降水迹线的连接处理 。

　　4.4 降水迹线异常处理

　　降水迹线异常主要有 :雨量计记录笔故障造成的降水迹线升降异常或记录中断异常 、雨量计钟筒转动停顿造成的迹线异常 。异常降水迹线按如下要求进行处理 :

　　a) 用同一观测场内其他雨量计同期的自记纸记录代替 ;

　　b) 若无其他雨量计时 ,将迹线按其正常和异常的部分分段处理 。异常段的累计降水量可人工从自记纸上计算得到 ,异常段的单位时间降水量用该时段的累计降水量除以持续时间得到 。异常迹线与正常 迹 线 的 数 字 化 数 据 应 按 B. 2 要 求 在 数 据 段 特 征 指 示 码(z) 中 明 确 表 示(见 附录 B) 。

　　降水自记纸的基本信息和迹线异常情况的处理应做详细记录 ,形成电子文档保存 。

　　4.5 单位时间降水数据计算

　　单位时间降水数据计算包括以下内容 :

　　a) 在计算单位时间降水数据前 ,应对降水迹线数据使用加权平均等方法进行平滑 ;

　　b) 对缺测 、无降水 、有降水 、一日多纸(图)降水迹线数据做时间连接处理 ;

　　c) 可根据降水自记纸降水迹线的可能分辨率和应用需要确定单位时间 ,单位时间宜取 1 min,采用分(min)为单位时间的降水量宜精确到 0. 01 mm。

　　4.6 降水数据质量控制

　　一个观测场同时有雨量计和雨量器观测记录时 , 可通过比较两者的 日合计值进行数据质量控制 。当降水自记纸记录数字化得到的 日合计值与雨量器 日 降水量(R) 的差值超过 0. 5 mm(R 小于或等于5 mm 时)或者超过 0. 1R(R大于 5 mm 时) ,应进行降水信息提取的回查 ,如无误时应核对原始报表及雨量器记录 ,有错时更正错误记录 。

　　质量控制通过计算机程序检查和人工核查相结合的方式进行 。

　　4.7 降水自记纸数字化数据文件

　　通过质量控制后的单位时间降水数据文件 ,若以分(min) 为单位 ,则转换形成降水自记纸记录数字化基础数据文件 — 分钟降水数据标准文件 ,并可进一步形成小时降水数据标准文件等其他各种成果 。

　　分钟降水数据标准文件为单站多年数据文件 ,文件格式见附录 B。

　　小时降水数据标准文件为单站多年数据文件 ,文件格式见附录 C。

　　附 录 A

　　(规范性附录)

　　图像文件命名规则

　　A. 1 一日一张或多 日一张有降水自记纸图像文件命名

　　文件命名格式 :RIIiiiyyyymm d1 d1 d2 d2 . xxx。

　　其中 :

　　R — 降水标识 ;

　　IIiii — 台站标识 ;

　　yyyy— 年份 ;

　　mm — 月份 ;

　　d1 d1 — 起始 日 ;

　　d2 d2 — 终止 日 ;

　　xxx — 图像格式文件的扩展名 。

　　有降水的 日期应是终止 日 。如一张自记纸上有 2条或 2条以上降水迹线 ,应分开命名(见 A. 5) 。

　　A.2 一日多张有降水自记纸图像文件命名

　　文件命名格式 :RIIiiiyyyymm d1 d1 d2 d2 c.xxx。

　　其中 :

　　c— 顺序 ,可用 A、B、C……表示 ;

　　其余同 A. 1。

　　A.3 无降水自记纸图像文件命名

　　无降水的自记纸可生成一个空文件 ,不进行图像输入 。

　　文件命名格式 :RIIiiiyyyy m1 m1 d1 d1 m2 m2 d2 d2 . xxx。

　　其中 :

　　m1 m1— 起始月份 ;

　　d1 d1 — 起始 日 ;

　　m2 m2— 终止月份 ;

　　d2 d2 — 终止 日 ;

　　其余同 A. 1。

　　A.4 降水自记纸缺纸(测)图像文件命名

　　降水自记纸缺纸应生成一个空文件 。

　　文件命名格式 :RIIiiiyyyy m1 m1 d1 d1 m2 m2 d2 d2C. xxx。

　　其中 :

　　C— 缺纸(测)标识 ;

　　其余同 A. 3。

　　A.5 说明

　　本附录的时间均指北京时间 。

　　起始日为有降水迹线的最早 日 ,终止日一般取有降水迹线最后 日期的前 一 日 (降水迹线跨 日 时) 或与起始日相同(降水迹线不跨日时) 。

　　示例 :广州 2000年 6 月 29 日 20时至 2000年 7 月 2 日 20时的记录在同一张自记纸上且最后 一 日有降水时 , 图像文件命名为 R592872000062901.JPG。

　　当按命名方式命名出现跨年时 ,应处理成 2个文件 ,一个文件以上年 12月 31 日作为结束 日期 ,另一个文件以下年 1 月 1 日作为开始日期 。

　　示例 :广州 2000年 12月 29 日 至 2001年 1 月 5 日 的降水记录在同一张自记纸上且最后 一 日有降水时 ,分别命名为R59287200012291231.JPG和 R592872001010105.JPG。

　　当降水自记纸记录了 2条或 2条以上的降水迹线 ,可复制成 2个或 2个以上文件 ,每个文件以有降水这一天作为结束日期 , 以上一个文件的结束 日 的后一日作为开始日期 。

　　示例 :广州 1962年 7 月 21 日 至 23 日 的降水记录在同一张自记纸上 ,其中 21 日 和 23 日均有降水 ,可将该图像文件复制成 2个文件 ,并分别命名为 R592871962072121.JPG和 R592871962072223.JPG。

　　每个图像文件提取降水信息后生成降水迹线文件 ,并与图像文件有一一对应的关系 ,可参照图像文件命名方式命名 , 以扩展名区分 。

　　附 录 B

　　(规范性附录)

　　分钟降水数据标准文件格式

　　B. 1 文件名命名

　　文件名格式 :R01IIiiiy1 y1 y1 y1 y2 y2 y2 y2. DAT。

　　其中 :

　　R01 — 分钟降水标识 ;

　　IIiii — 台站标识 ;

　　y1 y1 y1 y1 — 起始年 ;

　　y2 y2 y2 y2 — 终止年 。

　　B.2 记录格式

　　一个气象 日 的数据为一个记录 。 日界为北京时间 20时 。一 日 的数据 , 由北京时间上 一 日 的 20:01开始至当 日 20:00结束 ,顺序记录 ,数据之间用空格隔开 。

　　记录格 式 为 : yyyy mm dd q vvvvv z t1 t1 t1 t1 t2 t2 t2 t2 xxx … … xxx z t1 t1 t1 t1 t2 t2 t2 t2 xxx… …

　　xxx… …

　　其中 :

　　yyyy — 年 。

　　mm — 月 。

　　dd — 日 。

　　q — 质量控制标识码 :q= 9未进行检查 ,q=0通过检查 ,q= 1未通过检查 。

　　z — 数据段特性指示码 :z=0 正常迹线降水数据段(虹吸式) ,z= 1 异常迹线降水数据

　　t2 t2 t2 t2 — 数据段结束时间 ,前两位是时 ,后两位是分 。

　　xxx… … xxx— 降水数据段内每分(min)降水(单位为 10 μm) 。

　　数据位数不足时 ,高位补 0。

　　注 : 日 降水量为 0 或 32 766时 ,记录格式只有前 5 组 , 即 :yyyy mm dd qvvvvv。

　　附 录 C

　　(规范性附录)

　　小时降水数据标准文件格式

　　C. 1 文件名命名

　　文件名格式 :R60IIiiiy1 y1 y1 y1 y2 y2 y2 y2. DAT。

　　其中 :

　　R60 — 小时降水标识 ;

　　IIiii — 台站标识 ;

　　y1 y1 y1 y1 — 起始年 ;

　　y2 y2 y2 y2 — 终止年 。

　　C.2 记录格式

　　一个气象 日 的数据为一个记录 。 日界为北京时间 20时 。一 日 的数据 , 由北京时间上 一 日 的 21时至当 日 的 20时逐时降水顺序记录 。记录格式为 :yyyy mm dd vvvvv R1R1R1R1R0 xxxx… … xxxx

　　其中 :

　　yyyy — 年 。

　　mm — 月 。

　　dd — 日 。

　　vvvvv — 日降水量(雨量器日降水量记录 ,单位为 0. 1 mm) ,缺测记 32 766。

　　R1R1R1R1R0 — 降水量日合计(自记统计记录 , 单 位 为 0. 1 mm , R1R1R1R1 为 整 数 位 , R0 为 小

　　数位) ,缺测记 32 766。R1R1R1R1R0 为 00000或 32 766时 ,不记录后续 24组小时降水数据 。一 日 内 有 部 分 时 间 缺 测 时 ,若 日 合 计 小 于 1 000 mm , 记 为 2 R1R1R1R0 ,否则 ,记为 3 R1R1R1R1 。

　　xxxx… … xxxx— 北京时间上一 日 21时至当 日 20时逐时降水量 ,共 24组数据 ,单位为 0. 1 mm ,缺测记 9 999,小时内有部分时间缺测时 ,没有缺测的求和 ,加上 6 000表示 。

　　数据位数不足时 ,高位补 0。

　　参 考 文 献

　　[1] QX/T 8—2002 气象仪器术语

　　[2] QX/T 52—2007 地面气象观测规范 第 8部分 : 降水观测

　　[3] QX/T 118—2010 地面气象观测资料质量控制

　　[4] 中国气象局 . 地面气象观测规范[M] . 北京 :气象出版社 ,2003

　　[5] 《大气科学辞典》编委会 . 大气科学辞典[M] . 北京 :气象出版社 ,1994