大數(shù)據(jù)在氣象服務(wù)中的應(yīng)用研究

區(qū)永光

摘 要：現(xiàn)如今，科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，信息化發(fā)展進(jìn)程也在不斷加快，氣象行業(yè)在內(nèi)部累積的歷史氣象數(shù)據(jù)數(shù)量不斷增加?；诖?，本文將分析大數(shù)據(jù)在氣象服務(wù)中的應(yīng)用研究。首先本文介紹了氣象大數(shù)據(jù)的概況和特征;然后本文介紹了大數(shù)據(jù)在氣象服務(wù)中的應(yīng)用和服務(wù)模式;其次介紹了氣象大數(shù)據(jù)的服務(wù)框架;最后文章介紹了氣象數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、物流運(yùn)輸、銷售終端、防災(zāi)減災(zāi)方面的應(yīng)用案例。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);氣象服務(wù);應(yīng)用

1 緒論

氣象大數(shù)據(jù)分析現(xiàn)有的氣象數(shù)據(jù)和其他行業(yè)數(shù)據(jù)，以便將行業(yè)事件和預(yù)測(cè)帶入未來(lái)，整合跨行業(yè)和領(lǐng)域的更多異構(gòu)數(shù)據(jù)，并使用一些大數(shù)據(jù)分析方法來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)。氣象數(shù)據(jù)包含與氣象部門工作有關(guān)的所有數(shù)據(jù)，并且是在氣象部門內(nèi)部生成的，包括由氣象部門創(chuàng)建的氣象檢測(cè)系統(tǒng)生成的專業(yè)氣象數(shù)據(jù)，是最高的專業(yè)水平國(guó)家的。通過(guò)信息交換/收集信息收集氣象部門的數(shù)據(jù)識(shí)別元素，并控制氣象部門的數(shù)據(jù)產(chǎn)品服務(wù)質(zhì)量。此數(shù)據(jù)由氣象系統(tǒng)和業(yè)務(wù)部門的業(yè)務(wù)信息產(chǎn)品生成，并由系統(tǒng)管理部門進(jìn)行系統(tǒng)管理。各種氣象數(shù)據(jù)和信息產(chǎn)品以及其他業(yè)務(wù)，管理數(shù)據(jù)，狀態(tài)和日志[1]。

目前，添加到中國(guó)的氣象數(shù)據(jù)已達(dá)到PB級(jí)（1PB=1024×1024GB），與1990年代相比增加了千倍，并且仍在增長(zhǎng)。每天有2，000多個(gè)地面站、120多個(gè)海拔站、440多個(gè)雷達(dá)站、6個(gè)衛(wèi)星軌道、50，000多個(gè)自動(dòng)監(jiān)視站、600多個(gè)農(nóng)業(yè)站、300個(gè)全天候太陽(yáng)能，90度日天氣和日天氣[2]。氣象數(shù)據(jù)具有“大數(shù)據(jù)”的特性，即海量數(shù)據(jù)，快速數(shù)據(jù)增長(zhǎng)，不同數(shù)據(jù)類型和高數(shù)據(jù)價(jià)值。

2 大數(shù)據(jù)對(duì)氣象服務(wù)的推動(dòng)作用

2.1 氣候服務(wù)中數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用

數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是氣象服務(wù)中的重要信息技術(shù)。它的優(yōu)點(diǎn)是它可以針對(duì)大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，并且可以處理不完整的數(shù)據(jù)，語(yǔ)音信息，不間斷的信息和預(yù)編程的信號(hào)。對(duì)于氣象學(xué)家通過(guò)分析得出結(jié)論很有用。在原始數(shù)據(jù)庫(kù)中，采礦技術(shù)對(duì)及時(shí)信息處理（尤其是連續(xù)的天氣信息）非常敏感，而半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)處理技術(shù)對(duì)復(fù)雜的天氣預(yù)報(bào)則更為敏感。在應(yīng)用層面，氣象信息技術(shù)的信息挖掘技術(shù)是新的，更加科學(xué)的，更加精確的。數(shù)據(jù)挖掘不僅將數(shù)據(jù)集成到數(shù)據(jù)集中，而且還使用處理軟件的功能來(lái)提取數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)并形成帶有描述的數(shù)據(jù)集。了解數(shù)據(jù)概述以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)天氣和天氣狀況。通常，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)具有分散和研究的特征。因此，在此過(guò)程中，高效的信息處理技術(shù)可以以統(tǒng)一的格式提供信息，從而使氣候工作者可以輕松地分析氣候變化趨勢(shì)。大數(shù)據(jù)的核心是可預(yù)測(cè)性。大數(shù)據(jù)可預(yù)測(cè)的原因是正確理解相關(guān)性。傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)方法對(duì)樣本數(shù)據(jù)的規(guī)律性，變量的獨(dú)立性，變量的數(shù)量以及創(chuàng)建測(cè)試的假設(shè)提出了很高的要求。大數(shù)據(jù)是傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)方法的擴(kuò)展和擴(kuò)展[3]。大數(shù)據(jù)分析專注于高維建模，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)建模，非參數(shù)建模和其他技術(shù)，以便從各種數(shù)據(jù)中快速獲取相關(guān)的價(jià)值信息。氣象部門級(jí)別的數(shù)據(jù)很多，每天都會(huì)擴(kuò)展信息，包括來(lái)自6顆檢測(cè)到的衛(wèi)星的2000多個(gè)站點(diǎn)、120軌道的軌道、444多個(gè)站點(diǎn)、300個(gè)雷達(dá)站點(diǎn)以及每個(gè)站點(diǎn)的90多個(gè)雨軌等。該數(shù)據(jù)在一天中的任何時(shí)間添加掃描每分鐘的天氣。該數(shù)據(jù)非常大，并且正在迅速增長(zhǎng)。數(shù)據(jù)類型本質(zhì)上是不同的，因此天氣數(shù)據(jù)是自然的，災(zāi)難很重要[4]。

2.2 氣候云端及應(yīng)用

氣候云端于大數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)云計(jì)算是創(chuàng)建氣候云端的必然前提。氣候云端除了用于管理天氣事故信息的流程，系統(tǒng)和模板之外，天氣云服務(wù)還提供基于云端技術(shù)服務(wù)。

所謂云端，是指它既可以同時(shí)滿足氣象服務(wù)的需求，又可以通過(guò)計(jì)算，組織和結(jié)論來(lái)計(jì)算氣象資源的服務(wù)屬性[5]。另外，云計(jì)算將該信息存儲(chǔ)在終端中，轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)管理，并且天氣資源不會(huì)影響其他形式的云計(jì)算。大多數(shù)天氣云用于早期和嚴(yán)重的天氣警告。在此過(guò)程中，天氣云可以發(fā)送預(yù)警信號(hào)并使用衛(wèi)星來(lái)檢測(cè)災(zāi)難。過(guò)去，他們能夠?yàn)椴块T提供建議和適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)計(jì)劃。

2.3 當(dāng)前大數(shù)據(jù)下背景下的氣象服務(wù)發(fā)展

同時(shí)，大數(shù)據(jù)已成為時(shí)代潮流。在當(dāng)今社會(huì)中，地區(qū)越來(lái)越依賴氣象數(shù)據(jù)。可以說(shuō)，在許多部門中，準(zhǔn)確處理和估算氣象數(shù)據(jù)至關(guān)重要。它不僅為企業(yè)提供準(zhǔn)確的天氣和天氣預(yù)報(bào)信息，而且為業(yè)務(wù)發(fā)展和決策創(chuàng)造了特定條件。大數(shù)據(jù)還與行業(yè)內(nèi)人們的生活和健康直接相關(guān)。在氣候變化的背景下，中國(guó)已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一種有效的數(shù)據(jù)收集方法，并配備了高速氣象探測(cè)器，可以為氣象服務(wù)提供全面，準(zhǔn)確的氣象信息。但是，在實(shí)際的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，天氣預(yù)報(bào)以及信息技術(shù)對(duì)天氣服務(wù)的處理，使用和發(fā)展仍然需要解決許多問(wèn)題[6]。除氣候外，大數(shù)據(jù)還廣泛用于防災(zāi)和減災(zāi)以及能源，農(nóng)業(yè)和建筑行業(yè)。在能源行業(yè)中，大數(shù)據(jù)可以記錄能源負(fù)荷的歷史，然后添加某些天氣條件以估算電力消耗。

3 氣象數(shù)據(jù)應(yīng)用案例

氣象條件與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，諸如溫度，降水，日照，風(fēng)和蒸發(fā)等氣象因素對(duì)植物的生產(chǎn)率和質(zhì)量有重大影響。實(shí)際上，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中的其他環(huán)節(jié)取決于適當(dāng)?shù)臍夂?，例如受不同氣候水平影響的農(nóng)產(chǎn)品的運(yùn)輸，運(yùn)輸和分配。2015年，該部門制定了“氣象+農(nóng)業(yè)分析”合作協(xié)議，并最終完成了“氣象+農(nóng)業(yè)分析”計(jì)劃，該計(jì)劃基于三個(gè)月的實(shí)踐研究，其中包括以下三個(gè)方面：

3.1 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面

利用氣象數(shù)據(jù)可以幫助農(nóng)民合理化農(nóng)業(yè)工作，并最大程度地減少由氣象因素造成的農(nóng)業(yè)損失。讓我們以該地區(qū)的西瓜為例：西瓜非常熱，該地區(qū)似乎是2015年春季之后的寒冷冬季，這意味著大量西瓜受到霜凍損害。在水市場(chǎng)上，某些地區(qū)下雨了十多天。這是毀滅性的，西瓜的平均每周價(jià)格在農(nóng)民的交易平臺(tái)上正在下降。為此，氣候分析可用于向農(nóng)業(yè)用戶提供未來(lái)的氣候預(yù)警信息，有效地為農(nóng)民提供計(jì)劃和銷售計(jì)劃，并限制農(nóng)民的數(shù)量，因?yàn)闅夂蜃兓斐傻慕?jīng)濟(jì)損失就是收入農(nóng)民增加。

3.2 物流運(yùn)輸方面

在物流和物流方面，向運(yùn)輸公司提供天氣信息可以幫助承運(yùn)人確定最佳運(yùn)輸路線，確保貨運(yùn)時(shí)間，提高物流效率并降低貨運(yùn)成本?？梢愿鶕?jù)社交技能來(lái)解決，而無(wú)需建立營(yíng)地或流程。該部門的作用是一個(gè)“信息平臺(tái)”，以便社交技能可以提供物流服務(wù)，無(wú)論是個(gè)人還是公司，他們都可以在平臺(tái)上傳播有關(guān)車輛使用的信息或提供車輛服務(wù)有效。在這方面，“信息平臺(tái)”可以將天氣趨勢(shì)和警告信息轉(zhuǎn)發(fā)給承運(yùn)人，并負(fù)責(zé)與相關(guān)人員進(jìn)行物流工作，以預(yù)先安排貨運(yùn)，以確保有效的交貨時(shí)間。

3.3 銷售終端方面

一致使用天氣數(shù)據(jù)還可以幫助消費(fèi)者預(yù)測(cè)市場(chǎng)的供求關(guān)系，通過(guò)此應(yīng)用程序進(jìn)行的充分收購(gòu)不僅可以為正確的營(yíng)銷提供參考，而且可以增加銷售，而不僅僅是互聯(lián)網(wǎng)末端的消費(fèi)者，大多數(shù)用戶是公司，即與公眾生活息息相關(guān)的買家，包括各種類型和級(jí)別的批發(fā)商、飯店、超市、深加工企業(yè)和出口貿(mào)易企業(yè)等用戶、該單位為了縮短中間流通環(huán)節(jié)，在線和離線服務(wù)的能力可以解決由于數(shù)據(jù)不便和農(nóng)產(chǎn)品嚴(yán)重?fù)p失而引起的廉價(jià)問(wèn)題。這可以通過(guò)鼓勵(lì)消費(fèi)者獲取天氣信息以促進(jìn)采購(gòu)過(guò)程中的價(jià)格，從而鼓勵(lì)消費(fèi)者對(duì)購(gòu)買者進(jìn)行評(píng)級(jí)。原材料采購(gòu)。創(chuàng)建排行榜購(gòu)買計(jì)劃，然后制訂邏輯購(gòu)買計(jì)劃。

3.4 防災(zāi)減災(zāi)方面

民事保護(hù)和緩解是氣象部門最重要的任務(wù)之一。氣象大數(shù)據(jù)在防災(zāi)，減災(zāi)和減災(zāi)中非常有用。從大數(shù)據(jù)的角度來(lái)看，預(yù)測(cè)是關(guān)鍵，而在應(yīng)對(duì)災(zāi)難時(shí)“公民保護(hù)”是重中之重。因此，天氣預(yù)報(bào)信息至關(guān)重要。確定氣象警告需要對(duì)氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行更復(fù)雜的分析，然后對(duì)地理，地質(zhì)和其他數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合，并對(duì)天氣預(yù)報(bào)進(jìn)行分析。但是，民事保護(hù)和緩解措施不僅要改善預(yù)警系統(tǒng)和預(yù)警系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，還必須考慮到公眾的關(guān)注，提供普通百姓可以理解的預(yù)警，并為預(yù)防和預(yù)防災(zāi)害提供直接指導(dǎo)。例如，如果您分析歷史災(zāi)難信息和任何位置的天氣，包括森林的地理和地理信息以及該地區(qū)的人口，則可以在該天氣位置下移動(dòng)到災(zāi)難，洪水和雨水災(zāi)害，這可能導(dǎo)致大量受害者以及這如何影響移民、人口等。然后分析植物、房屋、規(guī)劃和建造選定的地點(diǎn)并預(yù)防和減少災(zāi)區(qū)。

4 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)在，大數(shù)據(jù)已用于社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的所有領(lǐng)域，特別是在氣象領(lǐng)域，大數(shù)據(jù)技術(shù)的引入是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)提高未來(lái)的氣象服務(wù)質(zhì)量做出了重要貢獻(xiàn)。

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