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文檔簡介

HY/TXXXXX—XXXX

海洋觀測延時資料質量控制審核技術規范

1范圍

本標準規定了海洋站(點)、浮標、志愿船、高頻地波雷達、標準海洋斷面觀測延時資料質量控制的

對象、原則、內容、方法以及質量控制流程與參數。

本標準適用于海洋觀測延時資料的數據處理和質量控制。

2規范性引用文件

下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅所注日期的版本適用于本文

件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。

GB/T12460海洋數據應用記錄格式

GB/T12763.2海洋調查規范海洋水文觀測

GB/T12763.3海洋調查規范海洋氣象觀測

GB/T12763.7海洋調查規范海洋調查資料交換

GB/T14914海濱觀測規范

GB/T15920海洋學術語物理海洋學

GB/T17838-1999船舶海洋水文氣象輔助觀測報規范

HY/T023中國海洋觀測站(點)代碼

HY/T042海洋儀器設備分類、代碼與型號命名

HY/T059-2002海洋站自動化觀測通用技術

3術語與定義

GB/T12460、GB/T12763.2、GB/T12763.3、GB/T12763.7、GB/T14914、GB/T15920和GB/T17838

界定的以及下列術語和定義適用于本文件。

3.1

延時資料delayed-modedata

觀測數據獲得后,不立即自動傳輸和提供使用,而是經過從觀測資料獲取單位到各級數據管理單位

逐級質量審核的數據。

3.2

質量控制qualitycontrol

采用一定方法、模型和參數,判斷數據質量的可靠性與準確性,并進行標識的處理過程。

3.3

質量控制符qualitycontrolflag

標識數據質量的符號,簡稱質量符。通常用數字或字母表示。

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3.4

標準化處理standardizingprocessing

對不同來源的資料按照規定的標準數據格式或要求進行格式、編碼和計量單位統一轉換處理的過

程。

4質量控制對象

4.1海洋站(點)觀測延時資料

質量控制對象為以下12類海洋站(點)觀測延時數據文件:

——T011文件,表層水溫、表層鹽度、海發光定時觀測數據;

——T012文件,表層水溫、表層鹽度逐時數據;

——T021文件,逐時潮位、高(低)潮潮位及對應潮時數據;

——T022文件,五分鐘潮位數據;

——T023文件,一分鐘潮位數據;

——T031文件,海況、海浪和風等數據;

——T032文件,自動測波儀波高原始采樣數據;

——T041文件,海冰數據;

——T051文件,定時氣壓、氣溫、相對濕度、海面有效能見度、逐時風、日極值風、日總降水量

等數據;

——T052文件,逐時氣壓、氣溫、相對濕度、海面有效能見度、降水量等數據;

——T053文件,十分鐘風數據;

——T054文件,一分鐘氣壓、氣溫、相對濕度、風、降水量等數據。

4.2浮標觀測延時資料

質量控制對象為浮標觀測標準化數據文件。數據觀測頻率包括:十分鐘、三十分鐘和六十分鐘,觀

測要素包括:波高(最大波高、十分之一波高、有效波高、平均波高)、波周期(最大波周期、十分之

一波周期、有效波周期、平均波周期)、風速(最大風速、瞬時風速、極大風速、平均風速)、風向(最

大風速對應風向、瞬時風速對應風向、極大風速對應風向、平均風速對應風向)、氣溫、氣壓、濕度、

能見度、水溫、鹽度、流速和流向等。

4.3志愿船觀測延時資料

質量控制對象包括志愿船觀測延時資料整編數據文件和志愿船觀測資料標準化數據文件。觀測頻率

包括:一分鐘和逐時。觀測要素包括:氣溫、氣壓、相對濕度、風、降水量、天氣現象、能見度、云、

表層水溫、表層鹽度和海發光等。

4.4高頻地波雷達觀測延時資料

質量控制對象為高頻地波雷達觀測標準化數據文件,觀測要素包括:流速、流向、波高(最大波高、

十分之一波高和有效波高)、波周期(最大波周期、十分之一波周期和有效波周期)、波向、風速和風

向等。

4.5標準海洋斷面觀測延時資料

質量控制對象為以下4類標準海洋斷面觀測數據文件:

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a)溫鹽剖面數據文件,共1類文件;

b)海面氣象走航自動觀測數據文件和海面氣象常規觀測數據文件,共2類文件,包括氣溫、氣壓、

相對濕度、降水量、風、能見度、云量、云狀、最低云高、降水量和天氣現象等要素;

c)海浪、水色、透明度、海發光和海況等觀測要素數據文件,共1類文件。

5質量控制原則

數據質量控制時需遵循以下基本原則:

a)數據文件的格式符合標準格式的要求;

b)記錄值不違背要素的定義及其時間變化特征和空間分布特征;

c)質量控制方法檢出的異常數據并非都是錯誤數據,其中一部分是正確的異常數據,它是現場海

洋環境的真實記錄或海況急劇變化的真實反映,如臺風過境時風速和水位觀測數據的異常增

大,大都是正確的異常值,對于這種異常值,質量控制時保留數據值,并作出“數據正確”的

質量標識;另一部分含有過失誤差的異常值,它是由儀器失靈、外界干擾或觀測人員失誤等造

成的錯誤記錄,對于這種異常值,在資料質量控制時應盡量加以修正,無法修正時,做出相應

質量符標識。

6質量控制內容

質量控制分為計算機自動質量控制和人工質量審核兩種形式。具體工作內容如下:

a)計算機自動質量控制

利用計算機軟件系統,采用不同的質量控制方法對各類海洋觀測資料中的數據記錄進行質量控

制,判斷數據正確還是異常,并做出質量標識和異常信息記錄。

b)人工質量審核

將數據記錄、前期標識的質量符和記錄的異常信息進行可視化顯示,通過人工的瀏覽辨別、綜

合判斷和核實,最后確定數據的正確性。人工審核過程中對質量控制發現的問題應及時與觀測

人員和資料匯交人員溝通和核實。對于確認該數據錯誤的,應盡量修正,無法修正的,替換為

缺測值,標識相應質量符;認為數據可能錯誤且無法修正的,不修改該數據,只標識相應質量

符。

質量控制過程中根據實際情況選擇質量控制的內容和方法對數據文件進行質量控制處理,直到錯誤

或可疑數據全部改正、替換為缺測值或標識上質量符為止。

缺測值的填法,如無特殊說明,凡數字型數據以“9”填滿位數,字符型數據以“-”填滿位數;若

進行觀測但無觀測結果或觀測結果為無效值,數字型數據最后一位填“8”,其他位填“9”,字符型數

據以“+”填滿位數;若不進行觀測,數字型數據最后一位填“7”,其他位填滿“9”,字符型數據填

空格。

質量符的標識方法根據數據類型而定。海洋站(點)和志愿船觀測延時資料質量符標識方法為:未

發現質量問題質量符填空格;觀測單位懷疑填“1”;觀測單位懷疑,資料中心質量控制后確認無誤的

質量符填空格,確認同意觀測單位懷疑的保留原質量符“1”;觀測單位未發現質量問題,資料中心認

為可疑的填“2”。浮標和岸基雷達觀測延時資料質量符表示方法為:填“0”或空格表示沒有質量控制,

填“1”表示正確數據,填“3”表示可疑數據,填“4”表示錯誤數據,填“9”表示數據缺失。斷面觀

測延時資料質量符標識方法為:填“0”或空格表示沒有質量控制,填“1”表示正確數據,填“2”表

示可能正確數據,填“3”表示可能錯誤數據,填“4”表示錯誤數據,填“5”表示訂正數據,填“9”

表示數據缺失。

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7質量控制方法

7.1格式檢驗

7.1.1文件名檢驗

檢驗數據文件是否按照標準文件命名規則進行命名。

7.1.2數據記錄格式檢驗

檢查數據記錄的排列順序、起始位置、長度、記錄類型標識、數據存儲類型等是否符合相應格式規

定,若不符合,則數據讀取時將出現錯誤,需要糾正后再進行其他質量控制檢驗。

7.2缺測檢驗

檢查某個觀測數據記錄是否為缺測數據,若為缺測數據不再對該記錄進行其他檢驗。

7.3時間一致性檢驗

觀測數據記錄的時間應該與文件名中的時間相一致,否則時間記錄可疑,必須進行核查和改正。

7.4時間范圍檢驗

觀測時間的取值應位于合理范圍內,其中,年份取值不大于當前年份,月份取值范圍為[1,12],日

期取值在1和當月的最大天數之間,時取值范圍為[0,24),分、秒取值范圍為[0,60)。船測數據的時間

應在航次開始時間和結束時間范圍內。

7.5位置檢驗

海洋觀測資料的測站位置應在合理取值范圍內。緯度最大取值范圍為90°S~90°N,經度最大取值

范圍為180°W~180°E。海洋站(點)站位一般不發生變化。浮標、斷面等站點設置較為固定,觀測站

位漂移范圍一般不超過5km。

7.6著陸檢驗

海上觀測數據的站位不可能在陸地上,若站位在陸地上則認為該站位數據信息可疑。通常采用的方

法有:

a)利用全球或中國海洋陸地位置背景數據集,將觀測資料的經緯度與陸地位置進行精細化比較,

判定觀測位置位于海洋上還是陸地上,若在陸地上,則認為該站點位置信息可疑。

b)利用岸線數據繪制海陸分布地圖,繪制觀測數據站點,若站點顯示在陸地上,則認為該站點位

置信息可疑。

7.7全等性檢驗

全等性檢驗主要是針對觀測記錄中的某些保持長期不變并且具有特定的參數值的要素項進行的檢

驗,如浮標號、平臺代碼、海洋觀測站(點)代碼、站位經緯度信息、觀測方法、儀器名稱和觀測儀器

海拔高度等,這些要素的記錄值和特定的參數值必須完全一致,否則認為數據可疑,需進一步確認該要

素項是否有變化,如果確實有變化則修改參數值,否則認為數據錯誤。

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7.8非法碼檢驗

對于取值在有限的可以枚舉的代碼范圍內的海洋觀測要素進行非法碼檢驗,如果數據記錄值不在枚

舉代碼范圍內,則視為錯誤。

7.9范圍檢驗

根據觀測要素自身的特點,確定要素的正常取值范圍,如果超出該范圍,則認為數據異常。范圍檢

驗方法根據要素正常取值范圍參數確定的方式可以分為:

a)極值范圍檢驗

一般情況下,某固定區域某要素觀測值超出該地該要素的多年(一般不少于20年)統計極值范圍

時,數據可疑。即觀測值xi應滿足公式(1),否則數據可疑,需進一步分析確定是否正確。

XMinxiXMax(1)

式中:

XMin——該要素多年統計的最小值;

xi——觀測值;

XMax——該要素多年統計的最大值。

b)經驗范圍檢驗

根據個人經驗或文獻中獲得的要素取值范圍作為質量控制參數,如果超出該范圍認為數據可

疑。

c)萊因達(PauTa)準則

采用萊因達準則對要素觀測值進行質量控制時,數據的剩余誤差應滿足公式(2),否則認為

該觀測值異常。

i3(2)

式中:

i——觀測值的剩余誤差,由公式(3)計算得到;

——觀測值的標準差,由公式(4)計算得到。

ixix(3)

式中:

xi——觀測值,以下相同;

x——觀測值的平均值,由公式(5)計算得到。

N

12(4)

(xix)

N1i1

式中:

N——觀測值的總數,7.9c)相同。

i——觀測值序號,i1,2,3,N。

1N

xxi(5)

Ni1

d)格拉布斯(Grubbs)準則

采用格拉布斯準則對要素觀測值進行質量控制時,數據需滿足公式(6),否則該數據可疑。

xixG(6)

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式中:

xi——觀測值;

x——觀測值的平均值;

——數據序列的標準差;

G——格拉布斯臨界值,由公式(7)計算得到。

n1t2

G(7)

nn2t2

式中:

n——數據序列的個數;

t——自由度為n-2,顯著性水平為/n的單邊界檢驗t分布的臨界值,一般通過通用函數或

t分布臨界值表查詢得到,一般取0.05或0.01;

e)儀器量程范圍檢驗

在不明當地的氣候狀況時,可以采用要素觀測儀器的量程作為質量控制范圍參數,若超出該范

圍則數據可疑,需要進一步的綜合判斷。

f)儀器工作環境條件參數檢驗

儀器使用說明書或其他觀測技術規定中有時會對儀器的工作環境參數給出規定,當觀測要素值

超出工作環境參數規定的取值范圍時,數據可疑。

7.10統計特性檢驗

海洋觀測資料在理論上往往服從于一定的概率統計特性,數據對應的隨機變量和隨機過程是相互獨

立并服從一定的分布,時間序列資料對應的隨機過程也是平穩的或周期性的。根據數據的這些特性,建

立分布擬合函數,進行卡方擬合優度檢驗(抽樣檢驗數據實際對應的概率密度是否與假設的理論密度函

數相一致),最后采用輪次檢驗方法檢驗觀測數據是否是獨立的,獨立的數據往往都是異常值。萊因達

(PauTa)準則、格拉布斯(Grubbs)準則均屬于統計特性檢驗方法,具體方法見7.9。

7.11氣候特性檢驗

根據相應海域海洋環境氣候要素季節性變化的特點,檢驗觀測數據是否滿足其季節性變化特征。主

要方法包括:

a)月均值檢驗

以某要素某測站(某區域)的歷年逐月平均值為基礎,統計累年(一般不少于20年)逐月平均

值Ai和對應的均方差i(i1,2,312月)。檢查數據所在月份i的月平均值Li,如果不

能滿足公式(8),則判定Li為異常值,該月可能存在異常的數據,需進一步分析。

LiAiH(8)

式中:

——某要素累年逐月平均值;

Ai

i——檢查數據所在月份;

L——檢查數據所在月份的月平均值;

i

H——范圍檢驗參數??梢愿鶕摐y站數據變化的劇烈程度通過經驗設定,可以利用歷史

資料統計累年最大值確定,也可以設定為mi,m根據該測站數據變化的劇烈程

度選取,一般取m=3。

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b)年變幅檢驗(年較差檢驗)

求本年度月平均值的最大值Lmax和最小值Lmin,如果不能滿足公式(9),則判定和

所在月份數據存在異常,需進一步分析。

H1LmaxLminH2(9)

式中:

H1——利用歷史資料統計累年最小年變幅;

Lmax——本年度月平均值的最大值;

Lmin——本年度月平均值的最小值;

H2——利用歷史資料統計累年最大年變幅。

7.12相關性檢驗

通過要素間的相互關系檢驗數據的異常。如:一日內各定時或逐時記錄值不能超出日極值;同一要

素不同觀測頻率同一觀測時刻的數據應該相等;最大波高必須大于或等于平均波高;極值高(低)潮潮

高不低(高)于相鄰時刻的逐時潮高;風速和波高等級滿足對應關系(詳細內容見8.3)等。

7.13遞增性檢驗

某些要素按一定的順序是遞增的,檢驗遞增量差值是否大于等于某一確定值。例如時間記錄一般滿

足遞增特性,可以采用此方法檢驗其正確性。具體方法為:假設當前觀測值為xi,與其相鄰的上一個

觀測值為xi1,則應滿足公式(10),否則該數據異常。

xixi1H(10)

式中:

H——為遞增性檢驗參數,根據資料的不同來具體確定。

7.14連續性檢驗

7.14.1梯度檢驗

海洋觀測要素在一定時間或空間范圍內具有連續性,時間接近或者位置鄰近的觀測要素變化值應該

在一定范圍內,否則認為數據異常。具體方法為:

假設當前觀測值xi,與其時間或空間相鄰的上一個非缺測值xi1,連續性檢驗參數H,則應滿足

公式(11),否則xi和xi1變化梯度較大,兩個數據均為可疑,需進一步分析確認是否異常。

(11)

xixi1H

式中:

H——梯度檢驗參數,根據要素類型、觀測時間間隔、空間距離、觀測時間和區域等因素確定。

i——觀測序列順序號,i>2。

7.14.2尖峰檢驗

海洋觀測要素在某空間或時間范圍內變化是有限的,若某觀測值與周圍觀測值明顯不同,出現較大

的突變,則判定其為異常值。具體方法包括以下三種:

a)尖峰檢驗方法1

假設當前觀測值為xi,與其時間或空間其相鄰的第一個正確觀測值為xi1和xi1,則要求xi滿

足公式(12),否則認為xi可疑。

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xi(xi1xi1)/2H(12)

式中:

H——尖峰檢驗參數,參數根據要素類型、觀測時間間隔或空間間隔、觀測時間和區域等因

素確定。

b)尖峰檢驗方法2

假設當前觀測值為xi,與其左右(上下)兩邊相鄰的第一個正確值分別為xi1和xi1,則當前

觀測值應滿足公式(13),否則xi為尖峰值,數據可疑。

xi(xi1xi1)/2xi1xi1/2H(13)

式中:

H——尖峰檢驗參數,參數根據要素類型、觀測時間間隔或空間間隔、觀測時間和區域等因

素確定。

c)尖峰檢驗方法3

逐時潮位數據中k時刻的實際潮位值k,利用公式(14)插值計算k時刻的潮位值k,兩者

應該比較接近,當兩者相差超出某一范圍,即符合公式(15)時,就可以認為在區間k2,k2

上的5個逐時潮高中至少有一個可疑的。

k2/3(k1k1)1/6(k2k2)(14)

式中:

——插值計算時刻的潮位值,7.14.2c)內相同;

kk

k——逐時觀測潮位的觀測時刻順序號,k3,4,,N2,N為實測潮位的個數;

——時刻的潮位觀測值;

kk

kkkk4.374(15)

式中:

——的平均值;

kkkk

——kk的標準差。

7.14.3恒定檢驗(粘滯檢驗、卡值檢驗)

觀測儀器靈敏度和精度足夠的情況下,海洋觀測要素受流體動力因素的影響,在一定時間或空間范

圍內不會恒定不變,若恒定不變則數據可能異常。具體方法如下:

找出某段時間(或一個剖面)中要素最大值VMax和最小值VMin,則應滿足公式(16),否則該段

(剖面)數據異常。

VMaxVMinH(16)

式中:

VMax——觀測數據序列的最大值或某觀測剖面的最大值;

VMin——觀測數據序列的最小值或某觀測剖面的最小值;

H——恒定檢驗(粘滯檢驗、卡值檢驗)參數,參數根據要素類型、觀測時間、數據精度和區

域等因素確定。

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7.15空間一致性檢驗

空間一致性檢驗也叫相鄰站的一致性檢驗,相鄰站由于距離較近,易受同一天氣或氣候系統的影響,

因此水溫、鹽度、氣溫、氣壓、相對濕度、能見度、降水、風速矢量等要素常常具有相當好的一致變化,

宜采用相鄰站的一致性檢驗。具體方法包括:

a)月均值距平一致性

L'A和L'B為A站和B站某要素某月的歷年月均值距平序列,對于某年(i)某月的月均值距平L'Ai

和L'Bi,則應滿足公式(17),否則認為該兩站當月數據可疑。

L'AiL'BiH(17)

式中:

L'A——A站某要素某月的歷年月均值距平序列;

L'B——B站某要素某月的歷年月均值距平序列;

i——年份序號;

H——空間一致性檢驗參數,通常取3,為L'AiL'Bi的標準差。

b)觀測值變化一致性

VA和VB為A站和B站某要素觀測值序列,若A站i時刻的觀測值VAi和B站j時刻的觀測值VBj明

顯相關,則應滿足公式(18),否則認為該兩站的對應數據可疑。

VAiVBjVAiVBjH(18)

式中:

VAiVBj——A站和B站觀測值或統計平均值的差;

VAiVBj——A站和B站觀測值或統計平均值的差的平均值;

H——空間一致性檢驗參數,通常取3,為VAiVBj的標準差。

7.16雷達有效觀測范圍檢驗

高頻地波雷達觀測的海流合成數據,有一定的有效觀測范圍,在有效觀測范圍內的數據為有效數據,

在有效范圍外為可疑數據。有效觀測范圍通過打點率確定,打點率(%)=某區域某時間實際觀測次數/

應有觀測次數,打點率超過某控制參數的空間區域為有效觀測范圍。

7.17調和常數分析檢驗

對潮位和潮流數據進行調和分析,求調和常數,調和常數應滿足一定的時間和空間分布規律,否則

數據可疑。通常對該調和常數與該區域的歷史資料或其他觀測資料調和分析獲得的調和常數進行比較,

如存在明顯差異則數據可疑。

7.18過失誤差檢驗

過失誤差指由于在觀測過程中某些突然發生的不正常因素(儀器失靈、外界干擾或觀測人員失誤等)

或在資料整理中人為造成的異常數據。這些數據與大多數數據相比有明顯偏大的誤差。因此,為了保證

資料的真實、準確和完整,采用一種方法用于確定判別過失誤差的界限,并以此界限為準對資料進行判

斷,凡是超出判斷范圍的誤差,就認為屬于過失誤差。

常用的過失誤差檢驗方法有萊因達(PauTa)準則、肖維勒(Chauvenet)準則、格拉布斯(Grubbs)

準則、t分布檢驗準則以及其他一些檢驗準則等。

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7.19可視化圖形繪制檢驗

在一定的時空范圍內觀測要素的變化是連續的,通過繪制可視化的圖形,可以直觀的顯示超出范圍

的異常數據、突變的異常數據、尖峰值和缺測值等,是人工審核時非常有效的輔助方法。例如通過繪制

各要素的時間序列過程曲線,顯示的尖峰值為異常值;繪制同一要素不同觀測頻率的數據序列過程曲線,

相同時刻的觀測值,在過程曲線中應該重合,否則,該時刻的數據記錄存在異常。

7.20綜合分析檢驗

對利用各種方法進行質量控制檢出的異常數據進行綜合分析,辨別其是否正確,分析錯誤原因,進

行修正或質量標識。該過程以人工判別和處理為主。

8質量控制流程與參數

8.1海洋站(點)觀測延時資料的質量控制

8.1.1表層溫鹽、海發光數據的質量控制

適用于海洋站(點)表層溫鹽、海發光數據的質量控制主要包括格式檢驗、全等性檢驗、時間一致

性檢驗、時間范圍檢驗、遞增性檢驗、非法碼檢驗、缺測檢驗、范圍檢驗、氣候特性檢驗、連續性檢驗、

相關性檢驗、可視化圖形繪制檢驗和綜合分析檢驗等方法。質量控制流程如圖1所示,具體質量控制方

法和參數如下:

海洋站(點)觀測表層溫鹽海發光數據

水溫鹽度

全海

據觀記

文等海發準缺測檢驗

記時測錄

件性發光確

錄間方類范圍檢驗

名要光標度

格法型

素識

極經格器儀器

值驗拉量工作

范范布程條件

圍圍斯范參數

檢檢準圍范圍

驗驗則檢檢驗

時驗

全間遞非

格間

等一增法

式范

性致性碼連續性檢驗

檢圍

檢性檢檢

驗檢

驗檢驗驗梯度尖峰恒定

驗檢驗檢驗檢驗

相關性檢驗

氣候特性檢驗

可視化圖形繪制檢驗

綜合分析檢驗

正確數據、可疑數據、錯誤數據

圖1海洋站(點)觀測表層溫鹽、海發光數據質量控制流程

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a)格式檢驗

海洋站(點)表層溫鹽、海發光數據格式檢驗包括以下內容:

1)文件名檢驗

表層溫鹽、海發光數據文件名形式為T01XYYMM.SSS。T011文件X為1,T012文件X為2;YY:

資料年份的后兩位;MM:資料月份;SSS:海洋站(點)站名代碼,見HY/T023。

2)數據記錄格式檢驗

檢驗表層溫鹽、海發光數據文件中每一行記錄的當前記錄類型和下記錄類型是否正確,

檢驗數據記錄排列順序、起始位置、長度、數據存儲類型等是否符合格式規定。表層溫

鹽、海發光觀測數據記錄格式參見附錄A.1.1和A.1.2。

b)全等性檢驗

表層溫鹽、海發光數據全等性檢驗的要素包括:海洋站(點)站代碼、緯度、經度、緯度標識、

經度標識、海發光標識、表層水溫準確度、表層鹽度準確度。

c)時間一致性檢驗

檢查數據文件中標題記錄的年(后兩位)月與數據文件名中的年月是否一致。

d)時間范圍檢驗

檢查數據文件中標題記錄的年月、數據記錄的日期是否滿足時間范圍檢驗,具體方法見7.4。

e)遞增性檢驗

溫鹽數據觀測時間遞增性檢驗的內容及參數見表1。

表1表層溫鹽數據遞增性檢驗內容及參數

要素質量控制方法及參數

日期(T011文件)XiXi11

日期(T012文件)XiXi10

(同一天內)

時間標識(T012文件)XiXi11

f)非法碼檢驗

對海發光標識、表層水溫準確度、表層鹽度準確度、觀測方法、記錄類型、海發光以及質量符

進行非法碼檢驗。進行非法碼檢驗要素及參數見表2。

表2表層溫鹽、海發光數據非法碼檢驗質量控制參數

要素編碼

海發光標識空格或9

表層水溫準確度1、2或3

表層鹽度準確度1、2、3或4

要素編碼

表層水溫觀測方法1或2

表層鹽度觀測方法1或2

記錄類型1、2或5

時間標識1或2

空格,H0,H1,H2,H3,H4,M0,M1,M2,M3,M4,S0,S1,

海發光

S2,S3,S4,X、0、++、--

質量符空格,1,2

11

HY/TXXXXX—XXXX

g)缺測檢驗

海洋站(點)表層水溫和表層鹽度均需進行缺測檢驗,數據缺測時不再進行該記錄的其他檢驗。

h)范圍檢驗

根據海洋站(點)表層水溫、表層鹽度質量控制參數的具備能力選擇以下方法進行范圍檢驗:

1)極值范圍檢驗

海洋站(點)表層水溫、表層鹽度觀測數據均可以采用極值范圍檢驗,具體方法見7.9a)。

2)經驗范圍檢驗

中國沿岸海洋站(點)表層水溫經驗范圍參數為-3℃~40℃;表層鹽度經驗范圍參數為0~

40。

3)儀器量程范圍檢驗

海洋站(點)表層水溫、表層鹽度觀測數據在無法通過統計或經驗獲取要素范圍參數時,

采用觀測儀器的量程作為質量控制的范圍參數,挑取異常值。

4)儀器工作環境條件參數

表層水溫觀測儀器工作條件參數為-5℃~40℃;表層鹽度觀測儀器工作條件參數為2~

40。

注:儀器工作環境條件參數來自HY/T059-2002。

5)萊因達準則

海洋站(點)表層水溫、表層鹽度觀測數據均可利用萊因達準則進行范圍檢驗,具體方

法見7.9c)。

6)格拉布斯準則

海洋站(點)表層水溫、表層鹽度觀測數據均可利用格拉布斯準則進行范圍檢驗,具體

方法見7.9d)。

i)連續性檢驗

表層水溫、表層鹽度均可進行連續性檢驗(梯度檢驗、尖峰檢驗和恒定檢驗),具體方法見7.14。

其中,表層水溫、表層鹽度梯度檢驗的經驗參數見表3。表層水溫恒定檢驗參數為0.1℃,表層

鹽度恒定檢驗參數為0.001,持續時間不少于4小時。

表3表層溫鹽數據梯度檢驗經驗參數

要素梯度檢驗經驗參數H

定時觀測表層水溫(℃)5.0

定時觀測表層鹽度10

逐時觀測表層水溫(℃)3.0

逐時觀測表層鹽度10

j)相關性檢驗

表層水溫(表層鹽度)不同觀測頻率的數據文件中同一時刻的數值應該相等,否則數據異常;

日最高表層水溫≥定時表層水溫≥日最低表層水溫;日最高表層鹽度≥定時表層鹽度≥日最低

表層鹽度。

k)氣候特性檢驗

海洋站(點)表層水溫、表層鹽度觀測數據均可進行氣候特性檢驗,具體方法見7.11。

l)可視化圖形繪制檢驗

繪制表層水溫(表層鹽度)的時間序列過程曲線,人工判斷是否有尖峰、跳躍、不變、超大或

超小的異常數據。

12

HY/TXXXXX—XXXX

m)綜合分析檢驗

海洋站(點)觀測溫鹽海發光數據進行綜合分析檢驗,具體方法見7.20。

8.1.2潮位數據的質量控制

適用于海洋站(點)潮位數據的質量控制主要包括格式檢驗、全等性檢驗、時間一致性檢驗、時間

范圍檢驗、遞增性檢驗、非法碼檢驗、缺測檢驗、范圍檢驗、連續性檢驗、增減水檢驗、氣候特性檢驗、

調和常數分析檢驗、相關性檢驗、可視化圖形繪制檢驗和綜合分析檢驗等方法。質量控制流程如圖2所

示,具體質量控制方法和參數如下:

海洋站(點)觀測潮位數據

逐時/5分鐘

高低潮

分鐘潮位

數/1

據時時記

文等準質

記時區間錄缺測檢驗缺測檢驗

件性確量

錄間改標類

名要度符范圍檢驗范圍檢驗

格正識型

極值范萊因達極值范萊因達

圍檢驗準則圍檢驗準則

連續性檢驗

梯度尖峰恒定

檢驗檢驗檢驗

全間遞非增減水檢驗

格間

等一增法

式范

性致性碼氣候特性檢驗

檢圍

檢性檢檢

驗檢年變幅月均值

驗檢驗驗

驗檢驗檢驗

調和常數分析檢驗

相關性檢驗

可視化圖形繪制檢驗

綜合分析檢驗

正確數據、可疑數據、錯誤數據

圖2海洋站(點)觀測潮位數據質量控制流程

a)格式檢驗

海洋站(點)潮位數據的格式檢驗包括以下內容:

1)文件名檢驗

潮位數據文件名形式為T02XYYMM.SSS。T021文件X為1,T022文件X為2,T023文件X為3;

YY:資料年份的后兩位;MM:資料月份;SSS:海洋站(點)站名代碼,見HY/T023。

2)數據記錄格式檢驗

檢驗潮位數據文件中每一行記錄的當前記錄類型和下記錄類型是否正確,檢驗數據記錄

排列順序、起始位置、長度、數據存儲類型等是否符合格式規定。潮位觀測資料記錄格

式參見附錄A.1.3、A.1.4和A.1.5。

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HY/TXXXXX—XXXX

b)全等性檢驗

潮位觀測資料全等性檢驗的要素包括:海洋站(點)站代碼、緯度、經度、緯度標識、經度標識、

驗潮儀器代碼、水尺零點與基本水準點高程差、基本水準點高程、高程標準、潮高準確度。

c)時間一致性檢驗

檢查數據文件中標題記錄的年(后兩位)月與數據文件名中的年月是否一致。

d)時間范圍檢驗

檢查數據文件中標題記錄的年月、數據記錄的日期和時間以及高低潮潮時是否滿足時間范圍檢

驗,具體方法見7.4。

e)遞增性檢驗

潮位數據中觀測時間遞增性檢驗內容及參數見表4。

表4潮位數據遞增性檢驗內容及參數

要素質量控制方法和參數

日期XiXi10

時間(T022文件)XiXi11

時間(T023文件)XiXi10

XX1(T021文件:同一天內;T023

觀測時間標識ii1

文件同一小時內)

f)非法碼檢驗

潮位數據中進行非法碼檢驗的要素及參數見表5。

表5潮位數據非法碼檢驗要素及質量控制參數

要素編碼

時區改正-0800

潮高準確度1、2或3

觀測時間標識(T021)1或2

觀測時間標識(T023)1、2、3、4或5

記錄類型1、2、5

質量符空格、1、2

g)缺測檢驗

海洋站(點)觀測的潮位數據,逐時潮位、五分鐘潮位、一分鐘潮位和高低朝潮位和潮時進行缺

測檢驗,若為缺測數據則不再對該記錄進行其他檢驗。

h)范圍檢驗

逐時潮位、五分鐘潮位、一分鐘潮位及高低潮潮位可以進行范圍檢驗,通常采用極值范圍檢驗

或萊因達準則等方法,具體方法見7.9。

i)連續性檢驗

潮位觀測數據的連續性檢驗包括以下內容:

1)梯度檢驗

海洋站(點)一分鐘和五分鐘觀測頻率的潮位數據可以進行梯度檢驗,具體方法見7.14.1。

2)尖峰檢驗

逐時潮位數據的尖峰檢驗方法見7.14.2c)尖峰檢驗方法3。

3)恒定檢驗

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HY/TXXXXX—XXXX

海洋站(點)一分鐘和五分鐘觀測頻率的潮位時間序列進行恒定檢驗具體方法見7.14.3,

恒定檢驗經驗參數為1cm,恒定檢驗時間段取60分鐘。

j)增減水檢驗

為了便于確定可疑數據的位置和可能的修正值,同時也為了加強對可疑數據的控制,除直接對

潮位作上述的連續性檢驗外,還應對增減水作類似的連續性檢驗。增減水是實測潮位與天文潮

位的差,其中天文潮潮位計算方法見公式(19),增減水計算見公式(20)。

m(19)

ta0fjHjcosjt(v0u)jgj

j1

式中:

t——觀測數據時刻;

t——時刻的天文潮位;

——平均海面;

a0

f——月球軌道18.61年的變化對分潮平均振幅的訂正值,稱為交點因子;

j

Hj——分潮的振幅,8.1.2內以下相同;

(vu)——j分潮的天文相角;

0j

——分潮的角速率;

j

g——分潮的遲角,8.1.2內以下相同;

j

——分潮的數目。

m

ytt't(20)

式中:

yt——t時刻的增減水,8.1.2內以下相同;

t——t時刻的實測潮位;

't——t時刻的天文潮位。

增減水檢驗的內容主要包括:

1)對增減水按照8.1.2j)方法進行連續性檢驗。在淺水潮較大的區域,當實際潮位數據

和增減水同時連續性檢驗異常時,認為數據可疑;其它區域,當潮位數據或增減水中有

一個連續性檢驗異常時,認為數據可疑。

2)增減水的標準差應滿足公式(21),否則增減水數據可疑,對應的潮位觀測值也可疑。

5(cm)35(cm)(21)

式中:

——增減水的標準差。

k)氣候特性檢驗

潮位數據氣候特性檢驗包括潮位月均值檢驗和年變幅檢驗,具體方法見7.11。經驗參數見表6。

表6潮位氣候特性檢驗經驗參數

要素質量控制參數H

月平均海平面高度-累年月平均海平面高度40

=0,=60

月平均海平面年變幅H1H2

l)調和常數分析檢驗

潮位數據的調和常數分析檢驗首先計算K1、O1、M2和S2等主要分潮的調和常數,這些調和

常數一般都滿足一定的規則,如果不滿足其中任意一項,則數據可疑。主要規則包括:

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1)各月K1和M2分潮振幅與多年同期平均值的絕對差值一般不超過10cm,遲角與多年同期

平均值的絕對差值一般不超過5°,否則該時段的觀測數據可疑;無潮點、感潮河段與海

灣頂部等海域,各月和分潮振幅(遲角)變幅較大,宜單獨統計本地各月振幅(遲

角)與多年同期平均值的絕對差值的多年極大值,作為質控參數,當本月振幅(遲角)與

多年同期平均值的絕對差值超過該極大值時,該時段的觀測數據可疑;

2)中國近海主要分潮的振幅比和遲角差范圍見表7。

表7中國近海主要分潮的振幅比和遲角差范圍

振幅比范圍遲角差范圍(°)

HK/HO[0.7,1.8]gKgO[27,75]

1111

H/H[0.1,0.6]gg[25,85]

S2M2S2M2

H/H[0.4,1.0]gg[25,85]

MS4M4MS4M4

H/Hgg

2MS6M6[0.8,1.4]2MS6M6[25,85]

3)隨從分潮,在全日潮族和半日潮族中各天文分潮與主分潮(O1、K1、M2、S2)之間的振

幅比與理論比值之間的差異應在(-0.

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