大數據時代的氣象服務應用研究

吳松杰 何忠栩 趙順怡

摘? 要：隨著大數據時代的到來，氣象信息化不斷加快，融合技術和數據挖掘轉變為氣象服務的主要特征。在同一工作平臺運行中，天氣預報和氣象決策服務將被共同融合以增強數據處理和編輯的性能，通過高速路徑將數據信息快速轉化為圖像信息向公眾呈遞。為了促進氣象服務更好的發展，本文將結合大數據的主要特征分析氣象服務應用的重點內容。

關鍵詞：氣象服務應用;大數據時代

中圖分類號：P412? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.11974/nyyjs.20180932210

氣象中心每天要接收大量的數據信息，普通的數據庫難以完成對實時數據的分析和結論的準確決策。但氣象服務只有獲取更多的數據和信息，才會有準確的決策能力。因此在大數據的背景下，如何更好的做好氣象服務應用工作已成為當前首要探討的問題。

1? ? ?氣象服務現階段發展

在當前的各個行業領域都離不開氣象信息，如農業、林業、交通等行業對氣象服務有著不同的需求。因此以數據作為氣象服務的核心，量化氣象信息已成為重要方式和手段。我國現在建立了強大的數據采集系統，高精密的監測儀器為氣象服務提供了內容豐富的數據和信息，但實際操作中，氣象服務的應用效果不明顯。

2? ? ?氣象大數據服務框架

2.1? ? ?基礎設施層

基礎設施層是集中處理大數據的物理設施平臺，以云計算為前提，對原有的硬件進行云化處理，最終形成一個基礎設施資源庫，其中的存儲和計算可以為氣象的科研人員和工作人員使用，提高資源整合的效率和利用率。

2.2? ? ?平臺層

平臺層是依靠云計算的技術，在基礎設施層上進行構建。可以利用Hadoop框架實現分布式的文件存儲;使用HBase實現分布式數據索引;利用Mapreduce實現海量數據計算;建立Hive實現數據存儲并加快數據查詢。平臺層將為應用層提供技術支持。

2.3? ? ?應用層

應用層主要作用是進行應用的開發，包括云平臺監控與管理、氣象服務和站點監控。云平臺監控與管理是對數據中心的服務器節點進行實時的監控與管理，包括節點信息管理、能耗監控等;氣象服務包括天氣預報產品制作、科研和公共氣象服務、部門業務功能等;站點監控是對監測點和設備進行監控和管理，包括設備信息管理和數據源狀態監控等。

2.4? ? ?大數據服務層

大數據服務層是為應用層提供服務，如站點和云平臺監控是利用HBase的實時數據檢索提供氣象服務;利用Mapreduce在數值預報和預報產品的制作中進行數據分布數量，以進一步提供科研服務、公共氣象服務。

2.5? ? ?用戶層

用戶主要包括氣象業務內部部門、氣象科研部門、其它相關行業。氣象業務部門直接通過內部網絡渠道獲取大數據服務，科研部門人員可通過其權限在互聯網獲取數據信息，其它行業的相關人員通過互聯網查詢獲取數據和產品。

3? ? ?氣象服務中的數據技術應用研究

3.1? ? ?數據挖掘技術

數據挖掘技術作為氣象服務應用一項重要技術和手段，其優勢是可以在大量的信息數據中找到需要的目標，處理預警信息、不完全信息、噪聲信息轉化為特別標識供業務人員快速得出結論。挖掘技術的半結構化信息極利于應對不斷變化的氣候信息，提高了對復雜天氣預測的準確度。數據挖掘技術的氣象信息技術在實際應用中較傳統技術更為科學、先進、合理。挖掘數據可以將數據濃縮成為集合，再利用處理軟件將數據抽離形成一個帶說明的數據組，數據組中的每一個數據都對應一個目標便于工作人員了解個體信息。挖掘技術自帶共享和研究的特征，因此數據信息處理技術可以供應統一的數據以便氣象人員分析天氣的階段特征。

3.2? ? ?氣候云端及應用

氣候云端的核心還是大數據，其建立的重要條件便是云計算。氣候云端包括程序、原始系統、模型控制、云端申請的技術服務。云端申請的功能是在相同的時間段內滿足多種氣候服務需求，并在云計算后滿足氣候資源的服務特質。氣候云端主要在災害性天氣的預測中發揮作用，通過衛星對災害進行定位并為有關部門提供對策和解決方案，能夠有效解決傳統技術造成的延遲問題。

3.3? ? ?應用特點

決策服務對氣象信息數據的獲取有著高要求，相對變量關系隨著數據的變化而改變，因此當決策節點為極限時氣象服務的內容和模式就難以更改。為了符合變量氣象服務的需求，處理技術開發了“多模型處理系統”，其作用可以實時獲取氣象信息、優化模型分析功能、對決策結果進行評價。天氣預報有實時、共享的特點，在氣象服務的過程中，氣象中心要向氣象服務進行管理和統計，將獲得的信息直觀的反饋給公眾。所以，數據處理技術可以為天氣預報提供精準、統一、豐富的信息數據資料，便于業務人員分析氣象變化的趨勢。

氣象大數據服務為氣象業務人員提供了目標和方向，推動國家信息化進程的發展，氣象服務制作的產品更是惠及于民。在未來的十幾年中，氣象數據將會滲透到各領域的經營策略中，通過創建不同的數據組合轉變服務形式，最終形成綜合有效的氣象服務應用體系，氣象信息化將快速發展，大大提高氣象服務的能力與實踐應用。