信息技術(shù)與大數(shù)據(jù)在氣象工作中的作用

任宏

河南省氣象探測(cè)數(shù)據(jù)中心 河南 鄭州 450003

引言

氣象數(shù)據(jù)和信息并非是一成不變的，而是會(huì)隨著突發(fā)情況和時(shí)間不斷發(fā)生改變。因此，氣象工作的相關(guān)部門就需要通過信息技術(shù)與大數(shù)據(jù)的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)據(jù)與信息分析，充分利用數(shù)據(jù)內(nèi)容對(duì)有價(jià)值的信息進(jìn)行挖掘，不斷提高氣象工作的整體水平，使得氣象服務(wù)提供的信息更加準(zhǔn)確，為民眾生活和行業(yè)發(fā)展提供較為穩(wěn)定的保障。氣象數(shù)據(jù)的構(gòu)成主要包括了天氣和氣候的變化分析，兩者統(tǒng)稱為氣象數(shù)據(jù)。要想形成精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)測(cè)量，就需要強(qiáng)化數(shù)據(jù)的收集和分析能力，確保能夠達(dá)到預(yù)期的預(yù)測(cè)效果，而信息技術(shù)和大數(shù)據(jù)的應(yīng)用就能夠?yàn)檫@一點(diǎn)提供強(qiáng)有力的支撐。

1 氣象工作的需求與標(biāo)準(zhǔn)

1.1 對(duì)定向化方面的需求

氣象工作在不斷進(jìn)步發(fā)展的過程中，會(huì)逐漸走向建立起科學(xué)定向化協(xié)調(diào)機(jī)制的道路，根據(jù)不同行業(yè)與產(chǎn)業(yè)對(duì)氣象信息與氣象服務(wù)工作的實(shí)際需求，建立起具有針對(duì)性、個(gè)性化的氣象信息推送及氣象服務(wù)工作。同時(shí)，收集不同用戶的需求數(shù)據(jù)結(jié)合氣象數(shù)據(jù)的相關(guān)參數(shù)，對(duì)氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與應(yīng)用，以此為各個(gè)行業(yè)的順利穩(wěn)定發(fā)展提供有效的保障。此外，在對(duì)各種類型信息的構(gòu)造與調(diào)整過程中，氣象服務(wù)工作的相關(guān)部門還需要及時(shí)建立起科學(xué)合理的應(yīng)急機(jī)制，對(duì)不同類型的參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入的發(fā)掘，進(jìn)而充分發(fā)揮出氣象信息及相關(guān)數(shù)據(jù)的應(yīng)用價(jià)值。

1.2 對(duì)信息主動(dòng)性的需求

隨著我國科學(xué)技術(shù)的更新迭代，氣象工作的方法與模式都在發(fā)生著巨大的變化，逐漸由以往被動(dòng)的信息提供模式向主動(dòng)提供信息的模式轉(zhuǎn)換。尤其是在信息技術(shù)廣泛應(yīng)用的背景下，云計(jì)算平臺(tái)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)能夠?qū)庀髷?shù)據(jù)信息進(jìn)行全方面的收集，這對(duì)許多與氣象條件相關(guān)的產(chǎn)業(yè)具有十分重要的意義。氣象工作的信息數(shù)據(jù)能夠采用主動(dòng)提供的模式進(jìn)行推送，可以提前對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行于是，甚至能夠與用戶的通信系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)系，針對(duì)特殊的氣象情況能夠第一時(shí)間借助信息傳遞平臺(tái)將數(shù)據(jù)共享，全方位實(shí)現(xiàn)氣象數(shù)據(jù)與信息的針對(duì)性提供，有效削弱相關(guān)產(chǎn)業(yè)因?yàn)闅庀髼l件出現(xiàn)的負(fù)面影響[1]。

1.3 對(duì)個(gè)性化服務(wù)的需求

氣象工作的進(jìn)步與創(chuàng)新需要建立在個(gè)性化服務(wù)功能完善的前提下，具體能夠從以下幾個(gè)角度來看、首先，是針對(duì)獨(dú)立性用戶開展的氣象信息推送服務(wù)工作。這種類型的獨(dú)立性用戶，主要就是指廣大的普通用戶，這些用戶對(duì)于氣象信息數(shù)據(jù)的實(shí)際需求不高，甚至還有部分用戶認(rèn)為氣象服務(wù)工作可有可無，因此關(guān)注價(jià)值較低。而針對(duì)這類用戶，若是能夠提供細(xì)致主動(dòng)的推送式服務(wù)，并且在數(shù)據(jù)可靠性方面做到較高，就可以被認(rèn)為是氣象工作已經(jīng)具備了更加個(gè)性化的發(fā)展。在潛移默化中，這類用戶就會(huì)逐漸將更多的精力放在接收氣象數(shù)據(jù)信息中，對(duì)于氣象服務(wù)工作與氣象數(shù)據(jù)信息推動(dòng)工作的依賴性也會(huì)也來越強(qiáng)。其次，就是對(duì)氣象數(shù)據(jù)信息需求較全面、要求較高的用戶。這類用戶通常是以組織或是行業(yè)為單位，氣象工作的相關(guān)部門要想建立起更加個(gè)性化的機(jī)制，就需要加大優(yōu)化力度，將數(shù)據(jù)信息的質(zhì)量提到更高。通過這樣的方式，能夠提升氣象工作的吸引度，最大限度地滿足對(duì)氣象工作需求更高的用戶[2]。

2 信息技術(shù)與大數(shù)據(jù)對(duì)氣象工作的影響

2.1 數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和應(yīng)用

氣象工作中，相關(guān)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與使用問題主要集中在兩個(gè)方面。其一，是數(shù)據(jù)量較大的情況。數(shù)據(jù)量較大時(shí)，會(huì)在存儲(chǔ)過程中極易出現(xiàn)空間不足的情況，因此需要建立起具有更大容量的數(shù)據(jù)庫，才能夠?yàn)閿?shù)據(jù)的存儲(chǔ)與傳輸提供穩(wěn)定性的保障。其二，是數(shù)據(jù)讀取速度方面的問題。氣象工作涉及的相關(guān)數(shù)據(jù)需要確保能夠做到實(shí)時(shí)更新，因此相關(guān)工作部門就需要對(duì)相關(guān)信息獲取與使用進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，確保氣象數(shù)據(jù)能夠被及時(shí)分析處理。而在信息技術(shù)與大數(shù)據(jù)的應(yīng)用下，能夠構(gòu)建起數(shù)據(jù)中心處理平臺(tái)和處理機(jī)構(gòu)，做到對(duì)氣象數(shù)據(jù)的集中高效處理，同時(shí)還能夠提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣龋畲笙薅鹊貪M足氣象工作的需求[3]。

2.2 信息的挖掘與處理

信息挖掘主要是指對(duì)氣象數(shù)據(jù)與信息進(jìn)行分析處理，并結(jié)合實(shí)際情況對(duì)未來的氣象條件進(jìn)行預(yù)測(cè)。在開展信息挖掘與處理工作時(shí)，需要對(duì)后續(xù)的氣象分析提供新的思路，而信息技術(shù)與大數(shù)據(jù)就能夠很好地做到這一點(diǎn)。在大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上使用信息技術(shù)，能夠通過分析數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，對(duì)未來的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合預(yù)測(cè)，并通過信息之間的關(guān)聯(lián)性將未來與當(dāng)下相結(jié)合，以此提高氣象工作對(duì)未來信息的預(yù)測(cè)能力。信息挖掘需要將統(tǒng)計(jì)學(xué)原理作為基礎(chǔ)，利用數(shù)據(jù)間的聯(lián)系對(duì)信息進(jìn)行深入的分析，發(fā)掘信息數(shù)據(jù)的內(nèi)在價(jià)值。但是傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)學(xué)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代氣象信息處理工作的需求，變量個(gè)體與獨(dú)立變數(shù)的出現(xiàn)使得假設(shè)預(yù)測(cè)方式已經(jīng)無法順利準(zhǔn)確的進(jìn)行。而基于信息技術(shù)的數(shù)據(jù)分析法能夠通過信息網(wǎng)絡(luò)不斷進(jìn)行延伸，通過網(wǎng)絡(luò)連接和高維建模的方式，使得信息挖掘與處理更具有科技性。在信息技術(shù)與大數(shù)據(jù)的應(yīng)用下，現(xiàn)今的信息挖掘種類更加多樣，涉及的范圍也愈發(fā)廣泛，大量信息間的關(guān)聯(lián)性使得信息數(shù)據(jù)更具備連續(xù)性。同時(shí)，氣象信息的分析工作也逐漸與商業(yè)相結(jié)合，在一組數(shù)據(jù)中能夠挖掘出九百多種有效數(shù)據(jù)。綜合而言，信息技術(shù)與大數(shù)據(jù)對(duì)氣象工作的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)部分產(chǎn)生了重要的影響[4]。

2.3 數(shù)據(jù)與信息的發(fā)布

數(shù)據(jù)和信息發(fā)布工作是氣象工作中十分重要的組成部分，而這項(xiàng)工作不僅需要迅速且熟練，還需要具備較好的互動(dòng)性。在碎片化信息時(shí)代的背景下，氣象數(shù)據(jù)與信息很容易被忽視，在龐大復(fù)雜的數(shù)據(jù)與信息中獲得用戶的關(guān)注，已經(jīng)逐漸成為氣象數(shù)據(jù)與信息發(fā)布工作的重要發(fā)展方向。借助信息技術(shù)與大數(shù)據(jù)能夠建立起用戶的個(gè)性化氣象信息，優(yōu)化氣象數(shù)據(jù)與信息發(fā)布工作中存在的問題，滿足客制化、定制化以及個(gè)性化的需求。同時(shí)，能夠創(chuàng)新氣象數(shù)據(jù)與信息推動(dòng)的思路，對(duì)用戶的喜好進(jìn)行收集，并以此為依據(jù)為用戶定制推送內(nèi)容。例如，可以通過視頻分享功能、圖片瀏覽功能進(jìn)行動(dòng)態(tài)的氣象數(shù)據(jù)與信息展示。此外，還可以利用信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)間與空間的定位，為用戶提供更加準(zhǔn)確的信息內(nèi)容，優(yōu)化用戶的使用體驗(yàn)。氣象工作通過信息網(wǎng)絡(luò)，針對(duì)不同區(qū)域的數(shù)據(jù)展示不同的氣象情況，為用戶提供參考，完善氣象工作的相關(guān)機(jī)制[5]。

3 信息技術(shù)與大數(shù)據(jù)在氣象工作中的作用

3.1 優(yōu)化數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用

在數(shù)值天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)構(gòu)建至今，氣象工作已經(jīng)在我國發(fā)展了進(jìn)兩百年，在這長期的氣象工作中，已經(jīng)逐漸形成了較為固定的氣象工作內(nèi)容，而在網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)普及后也出現(xiàn)了半網(wǎng)絡(luò)化的氣象工作。通過對(duì)氣象工作的觀察可以發(fā)現(xiàn)，氣象工作在面向用戶方面嚴(yán)重缺乏有效的反饋機(jī)制，也就是我國的氣象工作很難及時(shí)對(duì)用戶的需求和反饋信息進(jìn)行收集，這就導(dǎo)致我國傳統(tǒng)的氣象工作難以做到正確的定位自身，必然也無法將用戶的實(shí)際需求作為依托對(duì)氣象工作進(jìn)行調(diào)整。信息技術(shù)的廣泛使用和大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，使得氣象工作能夠?qū)⒂脩舻捏w驗(yàn)和需求做到精準(zhǔn)化和窒息話?；诖髷?shù)據(jù)技術(shù)的氣象工作，能夠?yàn)橛脩籼峁└佣嘣?、多樣化的服?wù)模式，同時(shí)還能夠完善相關(guān)的服務(wù)項(xiàng)目和功能板塊，以此滿足用戶的實(shí)際需求。信息技術(shù)對(duì)大數(shù)據(jù)資源的挖掘，能夠通過對(duì)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的對(duì)比分析，為用戶提供更加高級(jí)的氣象服務(wù)工作，同時(shí)在氣象數(shù)據(jù)的分析工作中，通過對(duì)氣象數(shù)據(jù)如預(yù)編程信號(hào)、不完整數(shù)據(jù)等內(nèi)容的處理，經(jīng)過氣象學(xué)家的詳細(xì)分析，獲取更加準(zhǔn)確全面的氣象相關(guān)數(shù)據(jù)。以采礦作業(yè)為例，傳統(tǒng)模式下的氣象工作能夠?yàn)椴傻V作業(yè)工作提供較為精準(zhǔn)的氣象服務(wù)。但由于氣象環(huán)境通常較為復(fù)雜，而氣象報(bào)告卻無法及時(shí)對(duì)氣象變化進(jìn)行呈現(xiàn)，因此許多產(chǎn)業(yè)的需求難以得到滿足。與信息技術(shù)與大數(shù)據(jù)技術(shù)相結(jié)合的話，能夠通過半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)處理技術(shù)，對(duì)復(fù)雜的氣象情況進(jìn)行更加敏感的分析。在應(yīng)用層面，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)還能夠?yàn)闅庀蠊ぷ魈峁└涌茖W(xué)精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，同時(shí)不斷對(duì)氣象工作需求的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行豐富完善。大數(shù)據(jù)技術(shù)通過收集相關(guān)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行高效的對(duì)比分析，能夠更加準(zhǔn)確地推送氣象信息，為氣象學(xué)家提供格式較為容易的氣象數(shù)據(jù)，方便氣象學(xué)家能夠在短時(shí)間內(nèi)對(duì)氣象的變化情況與趨勢(shì)進(jìn)行分析。

3.2 強(qiáng)化云端氣候平臺(tái)的應(yīng)用

云端氣候是指對(duì)氣候數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)單元，既能夠滿足氣象工作中信息數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)需求，還能是用來對(duì)氣候信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的網(wǎng)絡(luò)處理單元。云端氣候通過收集氣象的相關(guān)數(shù)據(jù)，將其轉(zhuǎn)移到云端進(jìn)行存儲(chǔ)管理，以此表面氣象數(shù)據(jù)信息的遺失。同時(shí)，將氣象數(shù)據(jù)在云端存儲(chǔ)還能夠削弱數(shù)據(jù)處理工作對(duì)云計(jì)算的影響。此外，建立氣候遠(yuǎn)端的預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)，還能夠在氣象情況發(fā)生異常時(shí)進(jìn)行預(yù)警，云端計(jì)算技術(shù)若是分析出氣象數(shù)據(jù)的形勢(shì)，就能夠在達(dá)到氣象災(zāi)害標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，借助互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)或是衛(wèi)星輸出預(yù)警信號(hào)。衛(wèi)星還能夠?qū)?zāi)難地的實(shí)際情況進(jìn)行檢測(cè)，通過衛(wèi)星系統(tǒng)的檢測(cè)，災(zāi)難預(yù)警的區(qū)域能夠第一時(shí)間制定出組價(jià)的災(zāi)難應(yīng)對(duì)方案。而云端大數(shù)據(jù)是應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)的前提，只有信息技術(shù)構(gòu)建起云端大數(shù)據(jù)系統(tǒng)才能夠進(jìn)行語段計(jì)算，遠(yuǎn)端氣象數(shù)據(jù)庫的而建立不僅能夠?qū)υ贫藲庀髷?shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)管理，還能夠設(shè)立氣象事故處理功能和氣象事故預(yù)警功能，以此輔助氣象工作的順利開展。

3.3 促進(jìn)氣象服務(wù)工作的發(fā)展

信息技術(shù)和大數(shù)據(jù)的使用已經(jīng)逐漸成為當(dāng)代行業(yè)發(fā)展的重要趨勢(shì)，其能夠?qū)π袠I(yè)促進(jìn)服務(wù)質(zhì)量工作提供加大的輔助力量。氣象工作中就包含了大量的服務(wù)類工作，在發(fā)展過程中也會(huì)越來越依賴信息技術(shù)和大數(shù)據(jù)，這也是氣象信息發(fā)布準(zhǔn)確性提升的關(guān)鍵，更是氣象工作在服務(wù)板塊制定優(yōu)化發(fā)展策略的基礎(chǔ)。氣象工作中對(duì)信息技術(shù)與大數(shù)據(jù)的應(yīng)用不僅僅能夠?qū)ξ磥須庀笄闆r進(jìn)行更加精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)，還能夠?yàn)樾袠I(yè)的地域提供氣候?yàn)?zāi)難的預(yù)警服務(wù)，這些都將直接與行業(yè)發(fā)展和用戶的健康生活掛鉤。例如，在氣象災(zāi)害發(fā)生時(shí)，相關(guān)信息系統(tǒng)能夠及時(shí)結(jié)合災(zāi)害地區(qū)環(huán)境以及途徑地區(qū)信息，聯(lián)合相關(guān)的地理信息系統(tǒng)及空間分析功能，對(duì)氣象災(zāi)害造成的結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)分析。隨著近些年我國氣象工作中信息技術(shù)與大數(shù)據(jù)的應(yīng)用和普及，大數(shù)據(jù)收集工作也在不斷優(yōu)化進(jìn)步。在氣象數(shù)據(jù)的采集方面，使用了高速氣候采集設(shè)備，為氣象工作提供了實(shí)時(shí)更新的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)。同時(shí)，大數(shù)據(jù)與信息技術(shù)在提供數(shù)據(jù)支撐的過程中，因?yàn)橥卣沽烁鄽庀蠊ぷ鞯姆?wù)項(xiàng)目，如減災(zāi)、能源、防災(zāi)以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等方面，通過大數(shù)據(jù)的云端計(jì)算，結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)就能夠?qū)@些情況進(jìn)行詳細(xì)分析，以此為相關(guān)行業(yè)的發(fā)展提供保障。

4 結(jié)束語

綜上所述，氣象工作中信息技術(shù)與大數(shù)據(jù)的應(yīng)用是氣象行業(yè)發(fā)展的重要前提。通過信息技術(shù)和大數(shù)據(jù)，氣象工作能夠在數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)發(fā)掘、信息發(fā)布以及氣象預(yù)測(cè)方面得到較大的發(fā)展。