摘 要：天氣預(yù)報(bào)是監(jiān)測(cè)天氣變化的主要手段，能夠較好的預(yù)測(cè)出天氣變化、氣候變化和氣候?yàn)?zāi)害。對(duì)社會(huì)的發(fā)展具有重要的作用。而數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是影響天氣預(yù)報(bào)的主要方法，合理的運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)可以有效的提高天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性，合理的運(yùn)用數(shù)據(jù)在天氣預(yù)報(bào)服務(wù)中也有著舉足輕重的作用。本文介紹了數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在天氣預(yù)報(bào)研究中的應(yīng)用，并對(duì)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在天氣預(yù)測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行分析。希望氣象研究人員能夠合理的運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，提高天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性，也希望在天氣預(yù)報(bào)節(jié)目中能有一些應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)；氣象預(yù)報(bào)；氣象數(shù)據(jù)；

中圖分類號(hào)：X16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-3520（2015）-04-00-01

前言

天氣預(yù)報(bào)是運(yùn)用天氣學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)和氣象學(xué)等多門原理，依據(jù)氣象觀測(cè)資料，對(duì)某一區(qū)域天氣狀況作出預(yù)測(cè)。目前影響天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性的因素眾多，導(dǎo)致天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性難以預(yù)測(cè)，數(shù)據(jù)間的隱含信息更是難以分析，針對(duì)這種形式，氣象研究部門可以引進(jìn)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，對(duì)歷史數(shù)據(jù)和衛(wèi)星資料進(jìn)行分析整理，挖掘出其中隱含的有價(jià)值的信息，能夠更好的掌握天氣規(guī)律，增加天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。

一、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在氣象預(yù)報(bào)研究中的應(yīng)用

（一）數(shù)據(jù)挖掘在氣象預(yù)報(bào)中的應(yīng)用

天氣預(yù)報(bào)一般是指對(duì)天氣的短時(shí)、短期和中期預(yù)報(bào)。因?yàn)轭A(yù)測(cè)的內(nèi)容和時(shí)間限制不同，因此要采用不同的預(yù)測(cè)方法，短時(shí)的預(yù)報(bào)可以采用現(xiàn)代化的探測(cè)手段；短期的應(yīng)該運(yùn)用天氣學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)和診斷分析等方法進(jìn)行預(yù)測(cè)；中期預(yù)報(bào)需要運(yùn)用動(dòng)力學(xué)、數(shù)值預(yù)報(bào)和天氣學(xué)等綜合分析出來。因此，天氣預(yù)報(bào)的預(yù)測(cè)會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘的方法可以有效的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，分析出有價(jià)值的信息，從而可以增加天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。例如馮漢中運(yùn)用SVM分類法對(duì)氣象預(yù)報(bào)進(jìn)行試驗(yàn)，以1990年-2000年的4月到9月降水為資料，建立四川降雨量有無大于15毫米的推理模型，四川氣象站通過對(duì)氣象的監(jiān)測(cè)，顯示SVM推理模型具有較高的預(yù)測(cè)能力。

（二）數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在氣候預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

氣候預(yù)測(cè)是氣象部門對(duì)天氣的長期預(yù)測(cè)，主要是旱澇、冷暖和氣溫等變化趨勢(shì)，氣候預(yù)測(cè)運(yùn)用了大量的資料數(shù)據(jù)，采用統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)等方法分析而出，是數(shù)據(jù)挖掘的主要應(yīng)用方向。例如李永華運(yùn)用奇藝普分析法對(duì)樣本進(jìn)行分量重建，將重建序列構(gòu)造均值生成函數(shù)作為輸入因子，原數(shù)據(jù)作為輸出因子，構(gòu)建BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)多步預(yù)測(cè)模型，對(duì)重慶沙坪壩站夏季降水量進(jìn)行預(yù)測(cè)，取得了較好的預(yù)測(cè)效果。

（三）數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在氣象災(zāi)害預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

我國每年都有氣象災(zāi)害發(fā)生，例如洪水、臺(tái)風(fēng)等。氣象部門對(duì)自然災(zāi)害的預(yù)測(cè)可以有效的防災(zāi)減災(zāi)，有利于社會(huì)的穩(wěn)定。氣象災(zāi)害的預(yù)測(cè)運(yùn)用動(dòng)力學(xué)和定量遙感技術(shù)對(duì)氣象災(zāi)害進(jìn)行臨近預(yù)報(bào)。因?yàn)闉?zāi)害出現(xiàn)通常是個(gè)案，因此，難以進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)挖掘，但是考慮到預(yù)測(cè)氣象災(zāi)害的重要性，研究人員必須加深對(duì)氣象災(zāi)害的數(shù)據(jù)挖掘。Tsegaye Tadesse采用雙時(shí)間序列分析法發(fā)現(xiàn)干旱因子與海洋因數(shù)間的關(guān)系，從眾多大氣和海洋因子中找出影響干旱的因子，指出監(jiān)測(cè)特定的海洋因子是預(yù)防干旱的主要手段[1]。

二、對(duì)挖掘技術(shù)在氣象數(shù)據(jù)應(yīng)用的分析

（一）對(duì)氣象數(shù)據(jù)挖掘的時(shí)間和空間特性分析

氣象數(shù)據(jù)具有時(shí)間特性和空間特性，通過對(duì)氣象數(shù)據(jù)的時(shí)間特性和空間特性進(jìn)行分析，可以有效的避免數(shù)據(jù)隱藏的信息變化?？臻g分析是指對(duì)空間多個(gè)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理，對(duì)地點(diǎn)進(jìn)行區(qū)域劃分，對(duì)區(qū)域的氣象數(shù)據(jù)利用主成分分析法進(jìn)行分析，得出該地區(qū)影響天氣的主要因素，同時(shí)指出氣象的反?，F(xiàn)象。對(duì)時(shí)間特性的分析是指對(duì)長期以來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、預(yù)測(cè)趨勢(shì)和反常現(xiàn)象進(jìn)行分析，例如《氣象數(shù)據(jù)深度挖掘優(yōu)化方法研究與仿真》中利用時(shí)空結(jié)合的分析法得出臺(tái)風(fēng)的路徑和出現(xiàn)的區(qū)域[2]。

（二）對(duì)氣象數(shù)據(jù)挖掘的降維分析

影響天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性的因素很多，現(xiàn)在的氣象部門將大量的衛(wèi)星和臺(tái)站的觀察資料引進(jìn)數(shù)學(xué)方程式中求解，對(duì)電腦的能力要求較高，在不影響預(yù)報(bào)的前提下，降低數(shù)據(jù)的維度可以減少對(duì)計(jì)算機(jī)的依賴。降維分析主要有精確降維和近似降維兩種方法。

精確降維的主要方法是粗糙集分析方法，是對(duì)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，分成不同屬性的子集，對(duì)子集進(jìn)行分析，如果所有條件都指向某一數(shù)據(jù)沒有影響，那么這個(gè)數(shù)據(jù)就可以去掉，從而減少數(shù)據(jù)庫的維度。近似降維的主要方法是主成分分析法，是將原來的具有相關(guān)性的數(shù)據(jù)重新組合成一組新的數(shù)據(jù)，其綜合指標(biāo)近似與原來的指標(biāo)但是不可以完全代表原來的指標(biāo)。因此，主成分分析法屬于近似降維，其準(zhǔn)確性有所欠缺。對(duì)氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行降維分析，可以有效的提高預(yù)測(cè)的效率。

（三）對(duì)氣象數(shù)據(jù)挖掘的分類預(yù)測(cè)

對(duì)氣象數(shù)據(jù)挖掘就是在大量的氣象數(shù)據(jù)中，建立天氣系統(tǒng)模型，分析隱藏的信息，達(dá)到對(duì)氣象的預(yù)測(cè)目的。對(duì)氣象的分類預(yù)測(cè)包括對(duì)降雨、臺(tái)風(fēng)等離散值的預(yù)測(cè)和對(duì)降雨量、溫度等連續(xù)值的預(yù)測(cè)。對(duì)離散值的預(yù)測(cè)方法主要有：分類統(tǒng)計(jì)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和粗糙集等；對(duì)連續(xù)值的預(yù)測(cè)方法主要有：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和回歸分析等。對(duì)氣象數(shù)據(jù)的分類預(yù)測(cè)，可以有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)地域的監(jiān)測(cè)，能夠有效的預(yù)測(cè)突發(fā)性天氣和收集氣象數(shù)據(jù)。

（四）對(duì)氣象數(shù)據(jù)挖掘的關(guān)聯(lián)分析

對(duì)氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析時(shí)，要充分考慮數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性，對(duì)氣象數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性分析主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是制定屬性進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析、二是考慮統(tǒng)一數(shù)據(jù)在不同時(shí)間和地點(diǎn)的關(guān)聯(lián)分析。對(duì)氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析可以有效的對(duì)氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，提高收集有效數(shù)據(jù)的效率，增強(qiáng)天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性[3]。

結(jié)語：數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是提高天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性的有效手段。希望通過本文對(duì)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在天氣預(yù)報(bào)中的應(yīng)用介紹和分析，能夠帶給氣象研究人員一些啟示。能夠加深數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在氣象監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用，以便提高氣象預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)：

[1]白若微，張萍，周榕.遠(yuǎn)程教育中數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的研究熱點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)——基于CitespaceⅡ的可視化分析[J].中國醫(yī)學(xué)教育技術(shù)，2013，11（05）：512-516.

[2]李雷孝.氣象數(shù)據(jù)深度挖掘優(yōu)化方法研究與仿真[J].計(jì)算機(jī)仿真，2013，12（01）：403-406.

[3]吳先華，孫健，陳云峰.基于條件價(jià)值法的氣象服務(wù)效益評(píng)估研究[J].氣象，2012，01（23）：109-117.