論海洋預報綜合信息系統及業務化應用

姚遠　傅圓圓　李桂敏　劉龍　劉楠

摘 要：結合我國海洋預報產品發展情況，結合自身的海洋預報監測管理工作經驗，多角度分析了海洋預報綜合信息化發展中存在的問題，并探討了海洋預報綜合信息系統關鍵技術，希望對于今后全方位提升海洋預報綜合信息化建設水平有所幫助。

關鍵詞：海洋預報;綜合信息化;信息化建設;海洋預報技術

1? 引言

在當前的海洋防災減震、環境保護過程中，海洋預報則是具有重要的作用，借助于信息化技術的優勢，能有效實現相應的各種情況的預報工作，全方位有助于實現海洋觀測能力的提升。總體來看，海洋預報綜合信息系統對于海洋工程建設發展具有重要意義，但其在信息化技術應用以及軟件系統研發方面還存在著一定的不足之處，這也是本文所要探討的重點內容。

2 海洋預報綜合信息化發展中存在的問題

針對當前的海洋預報綜合信息化的不足之處進行分析，主要就是體現在綜合信息化預報系統并沒有明確的業務化發展目標，特別是在海洋預報系統的整體系統設計方面較為欠缺，相應的基礎支撐平臺以及可視化功能擴展的功能有待進一步完善。傳統的海洋預報系統功能過于單一、大都是面向局部業務進行的簡單開展，并沒有足夠強大的模型支撐化的微系統支持，難以滿足新時代背景下，較為復雜的海洋預報業務發展要求，不利于實現預期的預報業務及預報管理水平要求。

在進行海洋預報實時數據采集的過程中，則應結合實際的需求，重視構建相應的實時數據庫，并從實際出發來滿足能夠實現多種海洋動力要素的信息可視化平臺，保障平臺具有豐富的功能性特點。通過進一步規范化管理海洋預報流程，構建良好的人際交互平臺，從而體現出海洋預報綜合系統的全流程覆蓋，更好地符合現代化海洋工程的發展要求。

3 海洋預報綜合信息系統關鍵技術分析

3.1 集成多種數據采集與處理技術

海洋預報綜合信息系統中，能具有自動化、集成度高等特點，能有效實現海洋預報工作中的各項需求，主要分為觀測數據、參考資料和數值預報產品等內容。其中，對于觀測數據來說，則是體現在海洋局觀測體系以及相關結構的交換數據的基礎上，特點則是種類繁多、格式復雜，在這樣情況下則應進行數據質量控制相關工作;參考資料則是能夠進行相關的網絡資源進行有價值內容的分析以及提取，能具有處理較為復雜頁面的情況;對于數值預報產品來說，則能通過輸出結果的方式來進行預報產品的顯示，并能涉及到相關的數據處理以及運算，在此過程中體現出數據量巨大、格式較多以及時空多尺度的特點。

結合系統中的數據存在著多時空尺度、多時相、多格式以及多來源等特點，則應重點探討相應的維護性以及可擴展性方面的內容，重視如何實現高效的數據處理系統，能有效地全方位提升數據處理的整體質量。結合相應的大量數據運算的情況，能有效在Python科學庫的基礎上，進行有效合理開發來構建標準化數據集。

3.2 基于時空視角構建海洋現象和動力場時空聯動數據模型

在進行海洋現象的分析過程中，則應重視相應的變化規律則是基于多源觀測資料的情況，并能從實際出發來重點探討尺度渦為代表的典型海洋現象的演化，通過這部分的研究工作能有效弄清楚位置移動的情況，還涉及到相應的強度、形狀等屬性變化。在此基礎上，能全方位進行記錄相應的位置形態演變的過程中，這些都是進行時空數據模型構建以及方法識別的基礎性內容。在進行推廣采用典型海洋現象演變追蹤方法的情況下，可以參考空間最近距離原則，實現相關的時空聯動數據模型的創新，以便更為客觀反映實際的情況，能有效實現中尺度渦現象演變進行了自動提取和追蹤。結合相關模型的融合處理，能起到良好的智能化預報的作用。

3.3 逐步完善的海洋預報支撐組件庫

結合開源的地理信息系統相關內容，從而保障海洋預報組件庫的開發以及利用，從而保障基本地理信息數據模型得到擴展。在整個系統中，充分體現出了分塊分區思想的特點，并能有效開展相關的數據預報格點時空關聯的場模型的監理，從而能有效為后續的系統模型處理奠定良好的基礎。

同時，結合組件的功能開發，還能滿足繪圖過程的管理，關鍵點的內容則是涉及到相關的畫布容器內不同類型符號識別與操作、自動化制圖、繪圖相應的多級操作、多格式輸出等方面的內容。對于相應的商業軟件來說，能更好地具備實際應用中的海洋預報的專業符號。另外，系統的整體繪圖操作更加便捷化，能體現出實用性強、較為便捷的軟件功能，使得制圖操作時間大大縮小。結合實際出發，進行海洋預報實用算法組件庫構建，能更好地進行相關的功能得到完善，便于進行相應的數據處理以及圖形演示，便于進行相應的函數接口開發，有效擴展相應的系統功能。

3.4 可視化關鍵技術提升海洋預報產品顯示度

系統中重點研究海洋流場的可視化問題，借助于計算機圖形學中的粒子系統模擬相應的不同空間尺度流場的動態變化以及形態情況，能有效進行相關的不同狀態下的數值預報輸出，并能結合粒子初始狀態來進一步實現相應的隨機粒子的動態追蹤方法的研究工作，能更好地探討相應的大量粒子的出生、運動以及生長和消亡的情況，從而能實現不同空間尺度下海流場的形態的模擬工作。同時，借助于三維可視化平臺的優勢，能進行相關的海洋預報綜合信息內容中的相關可視化內容展示，從而保障滿足虛擬現實技術海洋預報的緊密結合。

4 結語

綜上所述，結合當前我國的海洋預報產品的發展情況，從多角度分析了海洋預報綜合信息系統關鍵技術的相關內容，希望能有效縮短我國和國外發達國家的領先水平，加強全方位提升了海洋預報信息化水平，從而能進一步有效提升海洋防災減災能力，以保障實現我國的海洋科技發展的快速進步。

參考文獻：

[1] 林海華.? 十年磨劍助推發展福建省海洋與漁業信息化建設顯成效[J]. 海洋信息， 2013年1期.

[2] 張春琳， 莫旭冬， 韓方池.? 南通海洋預報減災示范區預警報信息服務系統建設及其應用[J]. 氣象水文海洋儀器， 2016年2期.

[3] 張建東， 董肇偉， 高廷， 等.? 面向市級和縣級海洋防災減災的綜合管理系統設計和應用[J]. 海洋開發與管理， 2018年4期.

（國家海洋局秦皇島海洋環境監測中心站）