《降水自记纸数据化及存储规范》

ICS号

中国标准文献分类号

T/CHES

中国水利学会标准

T/CHESXXXX—XXXX

代替T/CHESXXXX—XXXX

团体标准名称

降水自记纸记录数据化规范

团体标准英文名称

（一致性程度）

Specificationfordigitalizationofprecipitationrecordsonpaper

发布日期：XXXX年XX月XX日

中国水利学会发布

降水自记纸记录数据化

1范围

本标准规定了降水自记纸记录数据化的流程、方法和技术要求。

本标准适用于虹吸式雨量计降水自记纸记录的数据化及其产品的存储管理和应用。

2术语和定义

2.1雨量器raingauge

以收集储存降水的方式，人工观测时段降水量的仪器。

[GB/T50095—2014，11.3.1定义]

2.2雨量计rainfallrecorder

能自动连续测计液态降水量及其过程的自记仪器，常用的有虹吸式和翻斗式两种。

[GB/T50095—2014，11.3.2定义]

2.3虹吸式雨量计siphonrainfallrecorder

以浮子升降带动记录笔，根据虹吸原理排水的雨量记录仪器。

[GB/T50095—2014，11.3.2.1定义]

2.4降水自记纸precipitationrecordingpaper

用于雨量计自动记录雨量随时间变化的专用纸张。

2.5降水迹线precipitationrecordtrace

降水自记纸上记录的降水量随时间变化的轨迹，是用专用墨水在记录纸上画线。

2.6降水自记纸记录数据化digitalizationofprecipitationrecordsonpaper

降水自记纸通过扫描形成图像文件后，采用计算机软件对降水迹线进行自动跟踪识别提

取降水随时间变化的信息，以及计算处理获取单位时间降水量和其他相关信息的过程。

3流程

降水自记纸记录数据化流程总体分为三部分，第一部分是降水自记纸纸质档案处理，包

括整编、修复、著录信息、归档等；第二部分是降水自记纸扫描处理，形成图像文件；第三

三是降水自记纸数据化处理，包括降水迹线预处理、降水迹线自动识别提取降水信息、降水

量计算等。

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4技术要求

4.1整编

整编要求如下：

a)按时间顺序对降水自记纸纸质档案进行整理。

b)在自记纸背面空白处从封页开始编写页码，包括封面、月记录页、自记纸记录页、

说明页。

c)将装订成本的自记纸拆分为单张，检查自记纸是否有缺、页码错乱等现象，同时登

记有问题的自记纸。如遇到胶粘封边的自记纸，拆分时应保持自记纸原貌。

4.2修复

修复要求如下：

a)对折页、粘连、破损的自记纸进行修复，对无封面和缺页等进行规范化处理。

b)修复尽量保持自记纸原貌，所应用的修复技术不能损害信息的历史痕迹的真实性和

凭证性，不能丢掉片纸只词，不能任意涂改填写，应避免自记纸受到二次损坏。自

记纸修复完成后需对修复工作进行登记。自记纸的修复工作主要是修补和去污。

c)修补是对强度下降、脆化、部分残缺、装订孔损坏的自记纸，选用与自记纸的纤维

方向、厚薄、颜色、质地基本一致的纸张对有空洞、残缺或折叠磨损的部位进行修

复。修补方法有补洞、溜口、加边和接后背。补洞对残缺或虫孔的部位进行修补；

溜口是在磨损折叠处补上一条补纸；加边是在档案四周加上补纸，有挖镶、拼条镶；

接后背是在装订处加上补纸接宽，便于装订和翻阅。

d)去污是去除自记纸沾上的各种污斑，如油斑、霉斑、水斑、泥斑、腊斑等，主要使

用毛刷、布巾、手术刀等工具进行机械去污。

4.3信息著录

信息著录主要包括以下内容：

a)按单站单年提取自记纸卷册和单张上的著录信息，按日期顺序录入格式化电子文档

中，著录信息与扫描文件应一一对应。

b)自记纸信息著录包括封面、自记纸正反面、月记录页、说明页的记录信息。主要包

括：地区名、流域名称、水系名称、河流名称、县市名、区名、乡镇名、村名、站

码、站名、年、月、起始日、起时间、终止日、止时间、页码、自然虹吸水量（储

水器内水量）、自记纸上查得的未虹吸水量、自记纸上查得的底水量、自记纸上查

得的日降水量、虹吸订正量、虹吸订正后的日降雨量、月降水量、月降水日数、月

最大日降水量、月最大日降水量出现日期、整理计算、初校、复校、审查、自记纸

正面图像名、自记纸背面图像名、备注等。

c)在备注中注明降水迹线和人工记录降水信息出现的异常现象。主要异常现象包括：

─有降水迹线，但无人工记录的降水信息，或没有记载日期。

─自记记录的降水量误差超过规定时，进行降水量订正。

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─自记记录的时间误差超过规定时，进行时间订正。

─自记记录的起始时间不是8时。

─降水迹线的降水信息与人工记录的降水信息不一致。

─一日多张降水迹线，即一条降水迹线分布在两张或两张以上自记纸上。

─同一日降水信息分布在同一张自记纸的两条降水迹线上。

─一张自记纸多条降水迹线有降水，且相互交叉或局部重叠。

─降水迹线局部粘连。

─虹吸不正常，约在10mm处出现平头或波动线。

─降水迹线被污染、扩散、发散。

─降水迹线不清、不连续、中断、迹线消失。

4.4扫描

扫描要求如下：

a)扫描方式为双面扫描，扫描过程中可将原始卷册拆为单页，但应保证扫描前后装订

顺序不变。

b)由于降水量观测记录统计表（包括自然虹吸水量、自记纸上查得的未虹吸水量、自

记纸上查得的底水量、自记纸上查得的日降水量、虹吸订正量、虹吸订正后的日降

雨量、时钟误差）记录在自记纸背面，为了确保自记纸记录信息的真实性和完整性，

每张自记纸均要求正、背面扫描，正、背面各生成一个图像文件，不可将自记纸背

面的信息记录到自记纸正面。

c)扫描采用彩色方式，色彩不低于24位彩色，分辨率不低于300dpi。图像文件应清晰、

完整、不变形。

d)图像文件采用不压缩的TIFF格式保存。降水迹线识别和降水信息提取时图像文件采

用jpg格式，因此，需要将图像文件TIFF格式转为jpg格式。

e)按文件命名规则保存图像文件（见附录A）。

4.5降水迹线预处理

由于自记纸、雨量计记录笔、雨量计钟筒的质量和故障等因素造成的降水迹线异常，以

及人为因素使得自记纸记录的降水信息呈现复杂性和多样性，影响计算机软件对降水迹线自

动跟踪识别提取降水信息的准确性，因此，需要对异常的降水迹线进行预处理，以达到降水

迹线自动识别提取降水信息的要求。

降水迹线预处理一般步骤及要求如下：

a)复制自记纸图像文件。

b)在复制的自记纸图像文件上用作图工具修复降水迹线。

c)修复的降水迹线要与原图的降水迹线吻合。

d)修复的降水迹线颜色与专用墨水颜色相近。

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e)修复的降水迹线宽度不得大于标准的降水迹线宽度。

f)对于变色和褪色的降水迹线按照专用墨水的颜色进行修复。

g)去除自记纸和降水迹线上标注的符号和文字。

h)对于不符合水文日规定的自记纸时间坐标调整为当日8时至次日8时。

i)将一日多张自记纸的降水迹线合并为一条降水迹线。

j)将分布在同一张自记纸的两条降水迹线上的同一日降水信息合并到一条降水迹线。

k)一张降水自记纸有多条降水迹线，且2日以上有降水，应复制成2个以上的图像文

件，修复后使每个图像文件仅保留一条有降水的降水迹线。

l)分离降水迹线局部粘连。

m)虹吸不正常，在10mm处出现平头或波动线异常段，在该时段起始时间至结束时

间按照累积降水量除以持续时间的方法画一条斜线，起始时间的累积降水量为零，

结束时间的累积降水量是雨量器观测得到的该时段的累积降水量。

n)对于粗细不一、扩散与发散的降水迹线按照标准的降水迹线宽度进行修复。

o)去除局部或连片墨水斑。

p)根据人工标示、记录和记录笔划痕的轨迹，修复不连续、中断、不清、消失的降水

迹线。

注：修图时绘制的降水迹线宽度不应大于0.2mm。

4.6降水迹线自动识别提取降水信息

降水迹线自动识别提取降水信息是采用降水迹线自动识别软件提取降水迹线的坐标值。

自记纸横坐标是时间，当日早8时至次日早8时，时段24小时。使用虹吸式自记雨量计时，

纵坐标是（每次虹吸之前的）局部累积降水量，正常的局部累积降水量最大值是10mm。坐

标值是某一时刻的局部累积降水量。提取的坐标值与计算的最小时间单位降水数据有关。若

以分（min）为时间单位，提取的坐标值不应少于1440个，即至少每分钟提取一个坐标值。

采用曲线自动识别跟踪技术，降水迹线自动识别提取坐标值，纵坐标值精确到0.001mm。

由坐标值生成识别跟踪点，识别跟踪点直径应小于标准的降水迹线宽度，以保证识别跟踪点

圆心与降水迹线中心重合，确保全部识别跟踪点完全落在降水迹线上。

降水迹线自动识别提取降水信息时应即时显示提取效果。正常提取坐标值生成的降水迹

线应与图像中的降水迹线几乎完全吻合。

4.7降水量计算

由于降水迹线自动识别提取降水信息受到诸多因素影响，特别是降水迹线存在的问题，

影响提取坐标值的准确性，进而影响降水量计算的准确性，因此，需要针对提取的坐标值出

现的异常情况，分别采取不同的降水量计算方法。以下是使用虹吸式自记雨量计的单位时间

降水量计算方法。

a)单位时间降水量负值处理

在一些情况下，例如降水迹线被污染，粗细不一，扩散或发散，在降水迹线下方有污点，

会导致在计算分钟降水量时产生负值，在计算时应对分钟降水量负值做归零计算处理。

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b)时间坐标移动处理

降水自记纸印制的坐标起始时间不是当日8时，或记录降水的起始时间不是当日8时，

使得降水迹线自动识别提取降水信息不是从8时开始，在计算时应对时间坐标进行平移，将

起始时间平移至当日8时。

c)倾斜校正处理

由于降水自记纸规格特殊，有些情况下，难于用软件对印制倾斜的降水自记纸图像进行

纠偏处理，导致提取的坐标值出现错误，因此在计算时应对降水迹线进行倾斜校正处理。

d)合并处理

一日多张降水迹线，即一条降水迹线分布在两张或两张以上自记纸上，计算时应将两张

或两张以上的自记纸通过降水迹线自动识别提取的降水信息进行合并处理。

e)拆分处理

当一张自记纸记录2日的降水量，且每日的降水迹线各占自记纸一部分，计算时应对自

记纸通过降水迹线自动识别提取的降水信息进行拆分处理。

f)降水数据订正

按照自记雨量计记录资料整理的规范要求对降水迹线自动识别提取的坐标值进行人工

订正，包括起始时间（当日8时）的纵坐标值、每次虹吸的纵坐标值、结束时间（次日8

时）的纵坐标值、以及人工标注需要订正的纵坐标值。

g)单位时间降水数据计算

根据降水自记纸降水迹线的分辨率和应用需要确定单位时间，单位时间宜取1min，采

用分（min）为时间单位的降水量宜精确到0.01mm。由于分钟降水量是由累积降水量计算

得出，因此，降水迹线自动识别提取的纵坐标值应精确到0.001mm。小时降水量和日降水

量由分钟降水量计算得出，精确到0.1mm。

h)平头或波动线异常段处理

平头或波动线异常段的累积降水量以该时段储水器收集的降水量为准。单位时间降水量

用该时段的累积降水量除以持续时间得出。

i)任意时段降水量计算

根据分钟降水量，计算任意时段降水量，其取值范围为：5、10、15、20、30、45、60、

90、120、180、240、3660、540、720、1440分钟、其他。计算方法如下：

─5分钟时段降水量，计算：8:00-8:05、8:01-8:06、8:02-8:07、……的降水量。

─10分钟时段降水量，计算：8:00-8:10、8:01-8:11、8:02-8:12、…….的降水量。

─60分钟时段降水量，计算：8:00-9:00、8:01-9:01、8:02-9:02、…….的降水量。

4.8降水数据质量控制

由于对降水迹线自动识别提取的降水信息按照自记雨量计记录资料整理的规范要求进

行人工订正，因此，经人工订正后计算得到的日降水量与雨量器日降水量（R）的差值不超

过0.1mm（R小于或等于10mm时）或者不超过0.02R（R大于10mm时），但最大差值不

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超过0.5mm。

24小时时间误差不超过5min，时间漂移误差不超过5min。

4.9降水自记纸数据化数据文件

通过质量控制后的单位时间降水数据文件，以分（min）为单位，转换形成分钟降水数

据标准文件；以小时（hour）为单位，转换形成小时降水数据标准文件；以日（day）为单

位，转换形成日降水数据标准文件。由单位时间降水数据标准文件可进一步形成其他成果。

分钟降水数据标准文件为单站单年数据文件，文件格式见附录B。

小时降水数据标准文件为单站单年数据文件，文件格式见附录C。

日降水数据标准文件为单站单年数据文件，文件格式见附录D。

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附录A降水自记纸图像文件命名规则

A.1一日一张或多日一张有降水的自记纸图像文件命名

文件命名格式：RIIiiiiiiyyyymmd1d1d2d2.XXX。

其中：

R—降水标识；

IIiiiiii—台站标识，用8位阿拉伯数字表示；

yyyy—年份；

mm—月份；

d1d1—起始日；

d2d2—终止日；

XXX—图像文件的扩展名。

有降水的日期应是终止日。如一张自记纸上有2条或2条以上的降水迹线，应分开命名

（见A.11）。

A.2一日多张有降水的自记纸图像文件命名

文件命名格式：RIIiiiiiiyyyymmd1d1d2d2c.XXX。

其中：

c—顺序，可用1、2、3……表示；

其余同A.1。

A.3无降水的自记纸图像文件命名

无降水的自记纸仍扫描生成图像文件。

文件命名格式：RIIiiiiiiyyyymmd1d1d2d2.XXX。

其中：

同A.1。

A.4降水自记纸缺纸（测）图像文件命名

降水自记纸缺纸用空白自记纸图像文件代替。

文件命名格式：RIIiiiiiiyyyymmd1d1d2d2.XXX。

其中：

同A.1。

A.5月记录页图像文件命名

文件命名格式：RIIiiiiiiyyyymm.XXX。

其中：

同A.1。

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A.6封面（年份）图像文件命名

文件命名格式：RIIiiiiiiyyyy.XXX。

其中：

同A.1。

A.7说明页（日期）图像文件命名

文件命名格式：RIIiiiiiiyyyymmd1d1d2d2(说明c).XXX。

其中：

c—顺序，可用1、2、3……表示；

其余同A.1。

A.8说明页（月份）图像文件命名

文件命名格式：RIIiiiiiiyyyymm(说明c).XXX。

其中：

c—顺序，可用1、2、3……表示；

其余同A.1。

A.9封面附加页（年份）图像文件命名

文件命名格式：RIIiiiiiiyyyy(说明c).XXX。

其中：

c—顺序，可用1、2、3……表示；

其余同A.1。

A.10降水自记纸背面图像文件命名

文件命名格式：RIIiiiiiiyyyymmd1d1d2d2-c.XXX。

其中：

c—背面，用1表示；

其余同A.1。

A.11说明

本附录的时间均指北京时间。

1张自记纸有1条降水迹线，且无论是否有降水，起始日与终止日相同。

示例：济南2006年6月28日8时至2006年6月29日8时的降水记录在同一张自记

纸上，图像文件命名为R273563212006062828.jpg。

1张自记纸有多条降水迹线，仅1日有降水（或无降水），且最后一日有降水时，起始

日为有降水迹线的最早日，终止日为有降水日期的前一日（降水迹线跨日）。

示例：济南2006年8月12日8时至2006年8月15日8时的降水记录在同一张自记

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纸上，图像文件命名为R524763222006081214.jpg。

1张自记纸有多条降水迹线，仅1日有降水，但不是最后一日有降水时，可复制成2个

文件，第一个文件以有降水这一天为结束日，以第一个文件的结束日的后一日作为第二个文

件的开始日。

示例：济南2006年8月25日8时至2006年8月31日8时的降水记录在同一张自记

纸上，且27日有降水时，可将该图像文件复制成2个文件，并分别命名为

R524763222006082527.jpg、R524763222006082830.jpg

1张自记纸有多条降水迹线，有2日有降水，这2日在同月，且最后一日有降水时，可

复制成2个文件，第一个文件以有降水这一天为结束日，以第一个文件的结束日的后一日作

为第二个文件的开始日。

示例：济南2006年9月25日8时至2006年9月28日8时的降水记录在同一张自记

纸上，且25日和27日有降水时，可将该图像文件复制成2个文件，并分别命名为：

R524763222006092525.jpg、R524763222006092627.jpg

1张自记纸有多条迹线，有3日有降水，且这3日在同月，其中最后一日有降水，可复

制成三个文件。

示例：济南2006年8月24日8时至8月29日8时的降水记录在同一张自记纸上，且

25日、27日、28日有降水时，可将该图像文件复制成3个文件，并分别命名为：

R524763222006082425.jpg、R524763222006082627.jpg、R524763222006082828.jpg

1张自记纸有多条降水迹线，有2日有降水，这2日不在同月（跨月），且第1个月的

最后一日有降水，第2个月的最后一日有降水时，可复制成2个文件，第一个文件以有降水

这一天为结束日，以第一个文件的结束日的后一日作为第二个文件的开始日。

示例：济南2006年9月29日8时至2006年10月4日8时的降水记录在同一张自记

纸上，且9月29和10月3日有降水时，可将该图像文件复制成2个文件，并分别命名为：

例：R524763222006092930.jpg，R524763222006100103.jpg

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附录B分钟降水数据标准文件格式

B.1文件名命名

文件名格式：RIIiiiiiiyyyymmd1d1d2d2-OM.csv。

其中：

R—降水标识；

IIiiiiii—台站标识，用8位阿拉伯数字表示；

yyyy—年份；

mm—月份；

d1d1—起始日；

d2d2—终止日；

OM—分钟降水标识。

B.2记录格式

一个水文日的数据为一个记录。日界为北京时间8时。一日的数据，由北京时间当日

8:00开始至次日的8:00结束，顺序记录，数据之间用空格隔开。

记录格式为：

IIiiiiiinnnyyyyyyyy/mm/d1d1H1H1:M1M1yyyy/mm/d2d2H2H2:M2M2xxxxxzzzyyyy/mm/dd

其中：

IIiiiiii—台站标识，用8位阿拉伯数字表示；

nnn—台站名；

yyyy—年份；

mm—月份；

d1d1—起始日；

d2d2—终止日；

H1H1:M1M1—数据段起始时间，前两位是时，后两位是分；

H2H2:M2M2—数据段结束时间，前两位是时，后两位是分；

xxxxx—降水数据段每分钟（min）降水量，共1440组数据，单位为0.01mm；

zzz—备注；

dd—水文日期。

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附录C小时降水数据标准文件格式

C.1文件名命名

文件名格式：RIIiiiiiiyyyymmd1d1d2d2-OH.csv。

其中：

R—降水标识；

IIiiiiii—台站标识，用8位阿拉伯数字表示；

yyyy—年份；

mm—月份；

d1d1—起始日；

d2d2—终止日；