淺議基于大數(shù)據(jù)的互聯(lián)網(wǎng)+氣象服務體系建設

王麗娜 王勇 朱進軍

摘要：隨著互聯(lián)網(wǎng)+在各領域的蓬勃發(fā)展，以及大數(shù)據(jù)和云計算等技術手段的不斷完善，通過實施互聯(lián)網(wǎng)+氣象服務推動氣象服務業(yè)務向不同的客戶群體進行深度融合，挖掘智慧氣象服務的巨大市場潛力，對氣象服務進行結構性調整，這已經(jīng)成為現(xiàn)代氣象部門信息化建設與公共服務事業(yè)所面臨的機遇與挑戰(zhàn)。在互聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)時代發(fā)展下，也出現(xiàn)了信息技術領域的一些矛盾：諸如系統(tǒng)間的信息難以共享，多源異構的海量數(shù)據(jù)在時空演變上難以保證數(shù)據(jù)的準確性與安全性等，對數(shù)據(jù)后期的挖掘與維護帶來不小的困難，進而影響到數(shù)據(jù)使用的充分性。在現(xiàn)代氣象服務領域，公眾及相關行業(yè)對氣象信息即氣象服務產(chǎn)品的需求呈現(xiàn)多樣化、高精度、實時化等特征。這種客觀需求正倒逼著氣象服務部門要重視不同用戶的需求，結合現(xiàn)代移動網(wǎng)絡，采用人工智能技術，建立起行之有效的數(shù)據(jù)大平臺的生態(tài)系統(tǒng)，進而開發(fā)出實用新型服務產(chǎn)品，努力為各行各業(yè)提供多元化、針對性強的專業(yè)服務產(chǎn)品。

關鍵詞：大數(shù)據(jù);互聯(lián)網(wǎng)+;氣象服務;數(shù)據(jù)管理體系結構

中圖分類號：TP399? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）26-0275-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

1 現(xiàn)代氣象服務的內涵和發(fā)展方向

1.1 堅持服務公益性的發(fā)展方向

在《中華人民共和國氣象法》中明確規(guī)定氣象事業(yè)是經(jīng)濟建設、國防建設、社會發(fā)展和人民生活的基礎性公益性事業(yè)。這就要求要把服務作為氣象事業(yè)的工作出發(fā)點與落腳點，把服務需求研究作為工作重點，加強氣象科研與業(yè)務的支撐作用，提倡無縫隙的預報服務做法，不斷擴大氣象公共服務的受眾面，使氣象服務方式呈現(xiàn)出普遍的公益性與特殊的行業(yè)性共存的服務特征。

1.2 堅持以人為本的服務理念

現(xiàn)代氣象信息服務是在信息化、智能化的歷史發(fā)展階段中不斷成長的，這就使得氣象信息呈現(xiàn)多元化、多渠道、多選擇性的特征。氣象服務的精細化和專業(yè)化的要求使得氣象服務從業(yè)人員要具備互聯(lián)網(wǎng)思維，能夠利用現(xiàn)代信息管理思維與手段實現(xiàn)“以人為本、無微不至、無所不在”的氣象服務理念，增強氣象公益服務的主動性，顯著提高氣象服務的質量與層次，使氣象公共服務成為人類生產(chǎn)生活的“貼心護衛(wèi)”。

1.3 堅持以科技為引領的發(fā)展思路

隨著現(xiàn)代科技手段的不斷提高，與氣象數(shù)據(jù)相關的信息渠道已突破傳統(tǒng)的氣象觀測領域。移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等已經(jīng)成為獲取氣象要素信息的重要補充手段。公眾及相關行業(yè)的氣象信息需求也要求加快氣象服務產(chǎn)品的科技含量和信息傳播速度。氣象服務工作不僅僅是氣象學家的專業(yè)知識技能所能獨立支撐的，同時需要綜合多個學科領域尤其是充分發(fā)揮網(wǎng)絡技術優(yōu)勢和大數(shù)據(jù)處理能力，加強需求分析、氣象條件影響分析與評估以及氣象服務效益評估技術和方法的研究，建立起集約、開放、實時的公眾氣象服務產(chǎn)品平臺，同時建立起氣象服務質量評價和反饋體系，建立真正的用戶信息溝通渠道，打造集準確性、實用性、個性化、精細化為一體的氣象產(chǎn)品服務業(yè)務體系。

2 智慧氣象服務體系建設

現(xiàn)代氣象服務業(yè)務系統(tǒng)主要包括氣象服務產(chǎn)品研發(fā)系統(tǒng)、氣象服務產(chǎn)品加工系統(tǒng)、氣象服務信息發(fā)布系統(tǒng)和氣象服務社會調查系統(tǒng)。該業(yè)務系統(tǒng)是依托氣象基本業(yè)務信息，結合各種渠道獲取的關聯(lián)信息，采取現(xiàn)代數(shù)據(jù)挖掘、人工智能、互聯(lián)網(wǎng)等技術手段開發(fā)出不同用戶所需的氣象信息產(chǎn)品，實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)字化高效傳播，增強氣象服務質量的滿意度，從而提高氣象服務的社會經(jīng)濟效益。在實現(xiàn)氣象現(xiàn)代化、打造智慧氣象過程中，數(shù)據(jù)信息化建設是通往成功目標的具體實施路徑。在大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)+時代，數(shù)據(jù)的整合能力、處理能力和發(fā)掘能力可以在理論上保障服務產(chǎn)品與用戶的深度契合。通過縱向延伸、橫向拓展，端與端的集成，云與云間的互通，云與端的互動，實現(xiàn)業(yè)務部門與用戶在服務端甚至是在研發(fā)制作階段的信息交互，最大限度優(yōu)化整合資源配置，強化內部與外部的協(xié)同發(fā)展從而使產(chǎn)品更加貼近用戶的個性化需求，實現(xiàn)大平臺、碎片化的實時服務功能。氣象信息化建設過程中，涉及數(shù)據(jù)的來源、要素內容、時空密度、要素精準度、傳感載體、傳播載體等各種數(shù)據(jù)管理體系元素。在面臨多樣化、高標準的服務需求的同時，存在著大數(shù)據(jù)時代背景下數(shù)據(jù)的大容量、混沌性以及數(shù)據(jù)間因果關系不確定性等客觀實際問題。只有以數(shù)據(jù)為核心，樹立數(shù)據(jù)思維，堅持以數(shù)據(jù)為中心的原則，才能解決諸如信息共享、系統(tǒng)擴展、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分析和挖掘、信息安全等問題，實現(xiàn)現(xiàn)代氣象服務平臺“與時俱進”的優(yōu)化過程。

引入“面向數(shù)據(jù)和以數(shù)據(jù)為核心”的思想，構建一種適應于大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)+和智能化的數(shù)據(jù)管理體系結構即data-oriented software architecture， DOA用于氣象服務共享平臺建設。由云計算支持的DOA和端/云模式，強化數(shù)據(jù)管理和應用管理的作用，解決異構系統(tǒng)間數(shù)據(jù)的共享和系統(tǒng)的功能拓展，建立數(shù)據(jù)大平臺集成和用戶碎片化應用。在DOA軟件體系結構中，“端”表示面向不同群體的客戶端，不同類型的授權用戶可以通過碎片化的使用環(huán)境，隨時隨地獲取、處理所需的氣象信息，同時又能反哺系統(tǒng)功能地進一步延伸，促進系統(tǒng)智能化地進一步發(fā)展，這也體現(xiàn)了系統(tǒng)較強的交互功能和拓展功能，有助于系統(tǒng)平臺根據(jù)用戶評價建議與意見改進其功能效果。“云”端，包括物理世界數(shù)據(jù)采集云，網(wǎng)絡世界數(shù)據(jù)采集云和數(shù)據(jù)存儲云。在互聯(lián)網(wǎng)+氣象服務平臺中，物理世界數(shù)據(jù)采集云對應了將氣象行業(yè)大數(shù)據(jù)，而網(wǎng)絡世界數(shù)據(jù)采集云則對應于互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)。氣象行業(yè)大數(shù)據(jù)是指由氣象部門通過科學規(guī)范的觀測體系獲取的氣象要素觀測數(shù)據(jù)，具有絕對的權威性。同時還包含其他部門通過數(shù)據(jù)共享交換等方式匯聚到氣象部門并經(jīng)過質量檢測的氣象要素探測資料。互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)，顧名思義是指由互聯(lián)網(wǎng)+所帶來的與氣象相關的所有數(shù)據(jù)的集合體，這也是移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等技術的發(fā)展而催生的新的數(shù)據(jù)來源渠道。包括通過熱詞搜索得到的氣象統(tǒng)計信息，也就是公眾高敏感氣象焦點領域諸如氣候變化、災害預警等，還有通過裝載于不同移動終端上的傳感器直接或間接獲取的氣象數(shù)據(jù)，以及其他可以與該系統(tǒng)平臺融合的信息，構成了一個百花齊放的氣象信息生態(tài)系統(tǒng)。存儲云端則是由氣象業(yè)務部門和業(yè)務系統(tǒng)產(chǎn)生的各類氣象服務產(chǎn)品數(shù)據(jù)、派生數(shù)據(jù)以及中間產(chǎn)品數(shù)據(jù)，另外還有可以公開的職能部門產(chǎn)生的管理數(shù)據(jù)和日志數(shù)據(jù)等。

DOA系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的載體是云服務的存儲服務，其通過分布式和虛擬化技術將數(shù)據(jù)進行融合處理，為“端”用戶提供個性化、碎片化的數(shù)據(jù)服務。在這一過程中，數(shù)據(jù)挖掘技術可以從多種角度、多種粒度、多個維度上分析數(shù)據(jù)特征屬性，挖掘和發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)隱藏的關系和趨勢，提供給用戶和不同的共享平臺，實現(xiàn)大數(shù)據(jù)的跨平臺聯(lián)動，在更為廣闊的環(huán)境中發(fā)揮數(shù)據(jù)效用。數(shù)據(jù)挖掘包括五個階段：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析、建立模型、評估模型。而在數(shù)據(jù)挖掘服務層面，又包含了預處理組件庫、挖掘分析組織庫、可視化組件庫以及服務定義和操作系統(tǒng)接口。在數(shù)據(jù)挖掘分析庫中，可由分類、聚類、關聯(lián)規(guī)則、時間序列等不同類別的數(shù)據(jù)挖掘算法組成，這也是最為關鍵的核心技術環(huán)節(jié)，需要更多的專家學者結合氣象服務特點開展數(shù)據(jù)挖掘研究。在保持算法的標準性的同時，還要做到具備一定的可擴展性，從理論角度保障智慧服務系統(tǒng)的最優(yōu)服務狀態(tài)，使看似“單純”的數(shù)據(jù)其豐富的未知價值在不同的領域產(chǎn)生“意外驚喜”式的珠聯(lián)璧合。

3 總結

隨著科技的進步和服務需求的發(fā)展，氣象服務體系建設也要適應新的形勢變化，不斷加以完善優(yōu)化。在保證氣象資料質量的基礎上，利用現(xiàn)代軟件管理體系架構以及現(xiàn)代數(shù)據(jù)挖掘方法，加強氣象信息間的深度融合，充分發(fā)揮出氣象服務的社會效益、經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。氣象業(yè)務部門要通過管理創(chuàng)新引導業(yè)務創(chuàng)新，將氣象部門工作的出發(fā)點和落腳點始終落在造福于民的公益服務這一永恒主題上，為我國生態(tài)文明建設、經(jīng)濟社會的發(fā)展提供可持續(xù)性的科技保障支撐作用。

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【通聯(lián)編輯：唐一東】