智慧气象在防灾减灾平台建设的应用与探索

张梅

摘要：在互联网技术与数字化技术迅速发展的背景下，信息化也获得了充分发展。信息化建构在互联网、大数据与信息云计算等技术的基础上，有助于为信息识别与信息处理提供支持。随着信息化技术的不断发展，信息化已经进入到了智能化阶段，不仅要求智能收集、识别，还包括智能分析、智能判断、智能升级等内容。智慧气象是社会综合发展下的必然产物，其对信息收集与处理能力的要求较高。信息化能够对智慧气象起到支持作用，应将信息化引入到智慧气象的建设过程中。

关键词：智慧气象;防灾减灾平台建设;应用

1智慧气象发展规划

气象信息化是气象现代化的重要指标，气象现代化实现的重要前提是气象信息化。2015年，中国气象局结合“十三五”气象事业发展规划的编制，明确智慧气象的发展思路，提出依靠信息化推进智慧气象与智慧城市、智慧交通、智慧农业等领域的深度融合，使气象现代化迈上更高水平，为政府决策、行业生产、民生保障提供更加精细化、专业化、个性化的普惠气象服务。2018年，国家气象局出台《全面推进气象现代化行动计划（2018—2020年）》，该文件明确指出到2020年，基本建成适用需求、结构完善、功能先进、保障有力的，以智慧气象为重要标志的现代气象业务体系、服务体系、科技创新体系、治理体系。2019年，中国气象局出台《智慧气象服务发展行动计划（2019—2023年）》。《行动计划》提出愿景，到2023年，初步实现气象服务产品制作从体力劳动向智能生产转变、服务模式从单向推送向双向互动转变、服务体系从低散重复向集约化转变，初步形成智能感知、精准泛在、情景互动、普惠共享的新型智慧气象服务发展生态。

2防灾减灾平台简介

2.1实时监测模块

实时监测模块可以查询雨量统计、温度统计、其他要素、水情数据及视频数据等模块。雨量统计包括近1小时雨量、近3小时雨量、近6小时雨量、近12小时雨量、近24小时雨量等统计信息。温度统计包括实时温度、近6小时最高气温、近6小时最低气温、地表温度等统计信息。其他要素模块包括风、土壤水分、能见度、空气质量、闪电定位等信息。水情数据包括河流水位、河流流向、水库水情等信息。

2.2基础数据模块

基础数据数据模块包括防灾减灾基础数据、应急物资及救援力量等。基础数据主要涵盖旅游景点、暴雨区划、地灾隐患点、地灾易发区、内涝隐患点、人影作业点、重大危险源、中小学校、应急责任人、山洪沟、气象助理员、气象服务站、农村应急广播等信息。基础数据能够通过行政区域进行筛选，还可以进行各类数据叠加筛选，保留或者剔除某项数据。

2.3灾情统计模块

灾情统计模块主要显示地区发生的历史灾情，可以根据灾害类型和行政区域进行筛选。灾情统计除了表格显示之外，还可以显示饼状图。通过该图可以清晰分辨出影响灾害类型和灾害频率。

2.4三区联防模块

三区联防模块主要显示防灾减灾责任区、警戒区和监视区。根据各区的责任划分，利用GIS绘图技术描绘出各区域的三区联防。三区区联防可以方便管理人员快速识别出天气过程对本区域的影响，及早通过雷达图、风云图等气象产品，发布各类预警信息。

2.5联动报警模块

联动报警模块将一段时间内的雨量划分为中雨、暴雨、大雨、特大暴雨、大暴雨五个等级进行监控。该时间范围可以逐5分钟更新，也可以手动选择开始时间和结束时间。平台通过对区域内的雨量站的雨量值进行插值，生成面雨量级别区域，对所监控的降雨级别区域内的山洪沟、水库、内涝点、中小学校进行闪烁报警。

3智慧气象在防灾减灾平台的应用

3.1Hadoop数据库简介

Hadoop是一个集合较强的运算性能、稳定的可靠性、可弹性拓展的分布式数据存储系统。通过使用Hadoop数据库可以在配置较低的服务器上搭建起较大的分布式存储集群。

3.2Hadoop数据库在防灾减灾平台的存储应用

防灾减灾数据支撑系统通过VMWARE虚拟资源池配置的7台虚拟机搭建起Hadoop数据库，完成数据支撑系统的资源配置。每台服务器基于Hadoop系统架构完成各类核心软件的部署和配置。（1）自动站历史数据存储。自动站历史数据存储于Oracle数据库中，为充分利用历史数据，提高查询速度，课题采用Hadoop数据库进行存储。通过Python数据清洗技术，将历史数据导入到Hadoop的HDFS分布式存儲中。通过导入Hadoop数据库，长时间序列数据查询速度明显提高，同时因采用分布式数据存储，数据支撑可靠性明显增强。（2）雷达基数据存储。根据数据的实际情况，雷达基数据为二进制文件，频次为每6分钟一次，通过雷达处理技术，将雷达基数据插值成格点数据，方便雷达图像叠加显示。同时，课题对于雷达基本反射率、垂直液态降水等常见雷达要素进行分析，产生雷达雷暴格点产品，并对该产品进行存储。（3）气象历史天气图资料存储设计。气象历史天气图供气象灾害个例库使用，每个天气图大小约为1M左右，由国家局CMCAST卫星系统下发到各个市局。该产品适合存储到文件存储专用Fast DFS上，并将位置索引信息存储至Hadoop数据库中。

3.3智能网格预报技术在平台的应用

智能网格预报的目的是采用大数据技术与人工智能技术，提升各类气象数据的融合与应用能力，增强预报预警核心信息的提炼能力，夯实预报技术的自主积累能力，锤炼预报与服务需求的双向互动能力，全面提升气象预报精准化、客观化、智能化水平。气象局近年来组织形成气象格点专家团队，学习国内兄弟省市先进经验，开发完成格点预报产品。格点预报产品经过近两年的开发运行检验，大大增强气象局精细化预报能力与水平，衍生出了丰富的服务产品。气象局智能网格预报产品是充分借鉴兄弟省台成熟算法，再进行深入本地化系统调优建立起来。算法采用历史EC数据产品与地区全部区域自动站资料建立起预报模型，针对EC模式特点，格点团队采用了多种订正方法与解释应用技术，生成了涵盖温度、降水、风场、相对湿度等要素预报产品。（1）使用智能网格预报技术制作重点水库面雨量图。平台通过使用智能网格预报产品，生成重点水库面雨量预报产品。智能网格预报产品按照EC产品下发时次，每天生成两次产品。面雨量计算水库经纬度范围内的平均雨量值，制作12H和24H预报时效的雨量色斑图，供水库管理人员使用，在平台上以图片方式显示。气象预报员可以直观通过该产品查看重点水库未来降水情况，方便气象决策人员制作为政府领导气象服务的决策材料。（2）使用智能网格预报技术制作乡镇预报产品。利用智能网格预报技术将格点产品反向插值成站点产品，供主要街道和主要行政乡镇预报使用，并将预报结果展示在防灾减灾平台。防灾减灾平台将乡镇预报雨量及风向、风速信息叠加显示在平台中。乡镇预报产品已应用在气象决策APP系统，方便用户在移动客户端进行查看。

4结语

综上所述，智慧气象是社会综合发展背景下的必然产物，也是满足气象需求的重要方式，但智慧气象的发展对信息处理能力的要求较高。信息化建构在互联网与大数据的基础上，有助于促进实现智慧气象的功能。

参考文献

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[3]李昱文，黄锦灿，梁建辉，罗云.佛山市南海区智慧气象平台的架构和关键技术[J].广东气象，2017，39（02）：42-46.