陳德生 林勇

摘 要：本文通過(guò)提出進(jìn)行氣象業(yè)務(wù)大數(shù)據(jù)挖掘、制定社會(huì)化數(shù)據(jù)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)、建立行業(yè)數(shù)據(jù)共享機(jī)制等氣象觀測(cè)社會(huì)化實(shí)踐探索活動(dòng)，形成更大維度的觀測(cè)數(shù)據(jù)集，分析了氣象數(shù)據(jù)資源釋放所形成的大數(shù)據(jù)集，并通過(guò)制定具體的實(shí)踐政策，探索利用社會(huì)化觀測(cè)數(shù)據(jù)的模式方法，提出對(duì)氣象觀測(cè)社會(huì)化多模式驅(qū)動(dòng)進(jìn)行探索和研究的建議。

關(guān)鍵詞：氣象觀測(cè);數(shù)據(jù)挖掘;創(chuàng)新平臺(tái);社會(huì)化

中圖分類號(hào)：P415.12 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2019）10-0150-03

Absrtact： This paper proposed a larger dimension of observation dataset by proposing to conduct meteorological business big data mining， formulating social data access standards， and establishing industry data sharing mechanisms and other social activities for meteorological observations， analyzed the large data sets formed by the release of meteorological data resources， and through the formulation of specific practical policies， explored the use of socialized observation data model methods， and proposed to explore and study the multi-mode driving of meteorological observation socialization.

Keywords： meteorological observation; data mining; innovation platform; socialization

隨著社會(huì)民眾生活水平不斷提高，大眾對(duì)氣象信息服務(wù)提出了均等、普惠、個(gè)性的新需求。從滿足社會(huì)需求上看，氣象部門(mén)雖然已經(jīng)建成電視、電臺(tái)、報(bào)紙、手機(jī)、網(wǎng)站、氣象聲訊和電子顯示屏等氣象信息服務(wù)系統(tǒng)，但是這些服務(wù)手段呈碎片化狀態(tài)，與實(shí)現(xiàn)無(wú)所不在的互聯(lián)和隨時(shí)隨地隨身的智能融合服務(wù)還相差甚遠(yuǎn)。國(guó)內(nèi)各行各業(yè)在依靠移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算方式進(jìn)行積極創(chuàng)新，突破自我，重塑產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈，拉開(kāi)新產(chǎn)業(yè)革命的序幕。智能家居已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了家庭部分氣象要素采集，并結(jié)合具體指標(biāo)進(jìn)行自動(dòng)服務(wù)功能。大數(shù)據(jù)進(jìn)程給人們帶來(lái)了啟示，要推動(dòng)以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的高附加值的創(chuàng)造性服務(wù)，發(fā)展基于行業(yè)數(shù)據(jù)平臺(tái)的專業(yè)服務(wù)，發(fā)展基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)挖掘的分析服務(wù)，通過(guò)挖掘?qū)崟r(shí)天氣信息，提高安全防范能力和應(yīng)急處理能力[1]。

1 研究背景

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，氣象觀測(cè)將進(jìn)入“氣象要素全面感知”時(shí)代。氣象要素感知將由氣象部門(mén)的“一統(tǒng)天下”，向以氣象部門(mén)觀測(cè)為主、行業(yè)觀測(cè)和社會(huì)觀測(cè)為輔轉(zhuǎn)變。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)互聯(lián)、智能終端普及應(yīng)用，社會(huì)公眾逐漸產(chǎn)生了“隨時(shí)隨地”獲取氣象實(shí)況信息的強(qiáng)烈需求。可穿戴設(shè)備、“家庭氣象觀測(cè)”等新事物的出現(xiàn)已屢見(jiàn)不鮮，這些數(shù)據(jù)依托互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)傳輸、應(yīng)用，氣象部門(mén)面對(duì)諸如此類的新生事物該如何自處，還需要盡快研究。

2011年10月，美國(guó)國(guó)家氣象局（NWS）宣布，在全國(guó)2 000量客運(yùn)大巴上安裝傳感器。隨著巴士移動(dòng)，可以收集沿途所有地點(diǎn)的溫度、濕度等數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)傳回國(guó)家氣象局的數(shù)據(jù)中心。這些高密度（時(shí)、空）的數(shù)據(jù)意味著氣象業(yè)務(wù)不僅僅是“預(yù)”報(bào)，將逐漸走向“實(shí)”報(bào)、“精”報(bào)。

墨跡風(fēng)云作為墨跡天氣APP的開(kāi)發(fā)商，在2014年5月11日正式發(fā)布首款智能硬件產(chǎn)品“空氣果”。這是一款智能空氣檢測(cè)設(shè)備，支持溫度、濕度、二氧化碳、PM2.5等數(shù)據(jù)檢測(cè)和提醒。

目前，英國(guó)氣象局（Met Office）已經(jīng)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立天氣觀測(cè)網(wǎng)站（Weather Observation Website，WOW），開(kāi)放基于物聯(lián)協(xié)議的API接口，面向全球收集各類氣象觀測(cè)資料，包括常規(guī)要素、天氣現(xiàn)象、水位、照片等各類元素。法國(guó)氣象局使用現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在家用小汽車上安裝傳感器來(lái)探測(cè)道路氣象信息，然后把這些車輛采集的氣象數(shù)據(jù)匯集起來(lái)實(shí)時(shí)發(fā)送到氣象局。美國(guó)氣象局開(kāi)展氣象志愿者計(jì)劃，每位志愿者自費(fèi)購(gòu)買雨量筒，在美國(guó)颶風(fēng)頻發(fā)的東南部地區(qū)和群島海域加密收集降水量。英國(guó)氣象局宣布其內(nèi)部已達(dá)成共識(shí)，不再建設(shè)造價(jià)高昂的氣象探測(cè)設(shè)備，而要把經(jīng)費(fèi)用于通過(guò)智能設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以收集更多的氣象數(shù)據(jù)。

2019年，我國(guó)中央一號(hào)文件、國(guó)務(wù)院文件、中國(guó)氣象局文件等對(duì)氣象信息化提出了總體指導(dǎo)和要求，明確指出大力發(fā)展智慧氣象。發(fā)展智慧氣象的重要抓手是氣象信息化，建立一體化氣象感知管理系統(tǒng)。

2 氣象觀測(cè)社會(huì)化模式探索

2.1 拓展社會(huì)志愿氣象觀測(cè)

我國(guó)氣象局應(yīng)加強(qiáng)與南京信息工程大學(xué)等高校、科研院所以及部分中小學(xué)的合作，建設(shè)兼具科普和數(shù)據(jù)采集功能的社會(huì)氣象觀測(cè)站。研發(fā)手機(jī)應(yīng)用APP，利用短時(shí)降水預(yù)報(bào)產(chǎn)品，引導(dǎo)用戶主動(dòng)拍照上傳實(shí)景圖像及實(shí)況信息。探索“眾包”式災(zāi)害事件信息采集渠道，推出“發(fā)現(xiàn)身邊的風(fēng)險(xiǎn)”天氣圖片采集活動(dòng)。建立氣象志愿者觀測(cè)隊(duì)伍，建立人工氣象數(shù)據(jù)北斗應(yīng)急傳輸系統(tǒng)，志愿者人工觀測(cè)降雨量并手動(dòng)將數(shù)據(jù)通過(guò)北斗系統(tǒng)傳輸?shù)綒庀蟛块T(mén)。與高速交警總隊(duì)建立人工移動(dòng)智能觀測(cè)新模式，以河南省為例，全省近2 000名高速交警成為“移動(dòng)氣象觀測(cè)員”[2]。

2.2 拓展生態(tài)環(huán)境氣象觀測(cè)

我國(guó)氣象局應(yīng)緊緊圍繞氣候安全、環(huán)境、農(nóng)林、水、生態(tài)監(jiān)測(cè)評(píng)估、人為因素對(duì)天氣的影響、鄉(xiāng)村振興和軍民融合等領(lǐng)域，與環(huán)保、高校、科研院所等在全國(guó)各省所劃分的生態(tài)區(qū)聯(lián)合開(kāi)展生態(tài)環(huán)境氣象觀測(cè)站網(wǎng)建設(shè)。其中，較多省份已經(jīng)打通各省環(huán)保廳實(shí)時(shí)向省氣象局共享全省環(huán)境監(jiān)測(cè)站點(diǎn)數(shù)據(jù)通道，快速提升了邊界層垂直探測(cè)能力，能夠有效支撐生態(tài)修復(fù)、滿足環(huán)境改善服務(wù)需求。

2.3 部門(mén)間數(shù)據(jù)共享模式，拓展專業(yè)專項(xiàng)氣象觀測(cè)

水利、民航、林業(yè)、漁業(yè)、環(huán)保、交通、農(nóng)業(yè)和黃委會(huì)等部門(mén)基于自身行業(yè)特性和業(yè)務(wù)需求，也建立了大量的氣象觀測(cè)站。隨著國(guó)家推動(dòng)，部門(mén)信息共享的力度越來(lái)越大、速度越來(lái)越快，這些部門(mén)外的氣象觀測(cè)資料在氣象部門(mén)也得到應(yīng)用。以河北省為例，該省氣象局與具有代表性的新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)主體共建農(nóng)業(yè)小氣候觀測(cè)站，支撐全省11個(gè)農(nóng)業(yè)氣象分中心建設(shè);與省水利廳實(shí)時(shí)共享5 240個(gè)雨量站降水?dāng)?shù)據(jù)，有效支撐氣象預(yù)報(bào)預(yù)警和政府決策;由省交通廳投資建設(shè)了147個(gè)高速公路交通氣象觀測(cè)站，神華公司投資在朔黃鐵路沿線建設(shè)完成40個(gè)交通氣象觀測(cè)站，冀云公司依托中國(guó)鐵塔公司基站，在全省4A級(jí)以上景區(qū)內(nèi)建設(shè)了100套旅游氣象觀測(cè)站。

2.4 社會(huì)大數(shù)據(jù)挖掘模式

我國(guó)氣象局利用系統(tǒng)內(nèi)建立的部門(mén)微信、微博平臺(tái)進(jìn)行多媒體數(shù)據(jù)挖掘，獲得相關(guān)天氣數(shù)據(jù)，如通過(guò)圖片信息分析得到實(shí)時(shí)天氣現(xiàn)象，依托建設(shè)項(xiàng)目推出自主研發(fā)的產(chǎn)品，并進(jìn)行系統(tǒng)內(nèi)試用，這是社會(huì)化氣象數(shù)據(jù)采集的重要嘗試，能夠?qū)崿F(xiàn)氣象數(shù)據(jù)資源合理適度向系統(tǒng)內(nèi)部開(kāi)放，帶動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)展氣象大數(shù)據(jù)增值性、公益性開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新應(yīng)用，讓每位氣象職工都能享受到精細(xì)化、專業(yè)化、個(gè)性化的普惠氣象服務(wù)，真正感受到“以人為本、無(wú)微不至、無(wú)所不在”的氣象服務(wù)理念，并在生產(chǎn)生活中獲得巨大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)價(jià)值和最佳體驗(yàn)。通過(guò)研究和實(shí)踐，總結(jié)出完善的利用社會(huì)化觀測(cè)數(shù)據(jù)的模式方法，為向社會(huì)全面推廣提供有利的數(shù)據(jù)支撐。

3 氣象觀測(cè)社會(huì)化多模式驅(qū)動(dòng)研究路線

3.1 建立氣象觀測(cè)社會(huì)化大數(shù)據(jù)收集機(jī)制，形成氣象大數(shù)據(jù)體系

信息化的本質(zhì)是創(chuàng)新與變革，創(chuàng)新帶來(lái)生產(chǎn)力提升，變革則使新的業(yè)務(wù)模式被重建。在大數(shù)據(jù)時(shí)代，氣象數(shù)據(jù)來(lái)源更加豐富，不再局限于氣象部門(mén)內(nèi)部，更多的信息可能來(lái)自外部世界;氣象數(shù)據(jù)類型更加復(fù)雜，除了直接的數(shù)字觀測(cè)量值、預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)結(jié)論外，還有更多的圖像、聲音、視頻等非結(jié)構(gòu)化信息;氣象數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求更加廣泛，與其他數(shù)據(jù)相結(jié)合應(yīng)用更加緊密，氣象數(shù)據(jù)收集、存儲(chǔ)、分析、應(yīng)用業(yè)務(wù)模式發(fā)生深刻變革[3]。

信息化使傳統(tǒng)的部門(mén)分割和業(yè)務(wù)壟斷被打破，“跨界融合”成為網(wǎng)絡(luò)流行語(yǔ)：蘋(píng)果公司跨界進(jìn)入手機(jī)行業(yè)，顛覆了諾基亞;微信跨界進(jìn)入通信領(lǐng)域，顛覆了運(yùn)營(yíng)商語(yǔ)音和短信業(yè)務(wù);互聯(lián)網(wǎng)金融顛覆了傳統(tǒng)銀行等，行業(yè)橫向整合和縱向重塑如火如荼。延續(xù)了數(shù)十年的人工氣象觀測(cè)正逐漸被自動(dòng)觀測(cè)取代，氣象觀測(cè)的門(mén)檻大大降低，社會(huì)參與已是不爭(zhēng)的事實(shí)。農(nóng)、林、水、漁、民航等行業(yè)基于自身的業(yè)務(wù)需求，大面積布設(shè)了包括氣象要素的自動(dòng)觀測(cè)站;社會(huì)公眾“隨時(shí)隨地”獲取氣象實(shí)況信息變成可能，物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)等信息技術(shù)的發(fā)展，也使基于“觀測(cè)即應(yīng)用”理念的可穿戴設(shè)備、個(gè)人（家庭）氣象觀測(cè)等新事物的出現(xiàn)屢見(jiàn)不鮮。隨著氣象數(shù)據(jù)的進(jìn)一步開(kāi)放，社會(huì)組織甚至個(gè)人也可以制作天氣預(yù)報(bào)，氣象部門(mén)專職預(yù)報(bào)員的地位受到挑戰(zhàn)。社會(huì)力量已滲透到氣象業(yè)務(wù)的多個(gè)領(lǐng)域，目前，自成體系的氣象業(yè)務(wù)格局有可能會(huì)被打破，需要有關(guān)部門(mén)從組織結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)體系、運(yùn)行機(jī)制、法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)等方面思考應(yīng)對(duì)。

建立社會(huì)數(shù)據(jù)、行業(yè)數(shù)據(jù)的共享機(jī)制，建立氣象觀測(cè)社會(huì)化數(shù)據(jù)、災(zāi)害監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的收集機(jī)制，具備氣象服務(wù)市場(chǎng)主體和用戶相關(guān)數(shù)據(jù)收集功能，為連接氣象服務(wù)市場(chǎng)和用戶行為特征提供入口，形成更大維度的觀測(cè)數(shù)據(jù)，豐富氣象大數(shù)據(jù)的內(nèi)容。使氣象觀測(cè)由室外深入室內(nèi)，在不同建筑結(jié)構(gòu)、不同高度的室內(nèi)，甚至是不同種類建筑墻面之外;還可以有草坪、樹(shù)林等更多場(chǎng)景;使氣象觀測(cè)深入社區(qū)，構(gòu)建更密集的觀測(cè)網(wǎng)，形成氣象大數(shù)據(jù)體系。

3.2 制定氣象觀測(cè)社會(huì)化數(shù)據(jù)接入標(biāo)準(zhǔn)，提升數(shù)據(jù)應(yīng)用支撐能力

氣象觀測(cè)工作的重點(diǎn)是堅(jiān)持氣象要素感知以氣象部門(mén)觀測(cè)為主，行業(yè)觀測(cè)和社會(huì)觀測(cè)為輔的原則。在完善綜合觀測(cè)網(wǎng)的同時(shí)，加快制定各類觀測(cè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn);觀測(cè)設(shè)備電氣、協(xié)議、接口、尺寸、材質(zhì)等標(biāo)準(zhǔn);強(qiáng)化氣象觀測(cè)的社會(huì)管理;優(yōu)化部門(mén)觀測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸流程;保障數(shù)據(jù)中心中觀測(cè)資料入口、出口的唯一性，確保觀測(cè)數(shù)據(jù)的權(quán)威性;完善觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估體系。

由于社會(huì)化觀測(cè)采集的數(shù)據(jù)會(huì)受多種因素的影響，不符合現(xiàn)有氣象觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，因此，我國(guó)氣象局應(yīng)通過(guò)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)接入規(guī)則、氣象服務(wù)市場(chǎng)準(zhǔn)入規(guī)則，使數(shù)據(jù)可以通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)觀測(cè)站對(duì)比、訂正而變?yōu)楹虾跻蟮臄?shù)據(jù)，并用于臨近預(yù)報(bào)。

3.3 做好云計(jì)算和數(shù)據(jù)中心等基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃，為數(shù)據(jù)挖掘奠定基礎(chǔ)

氣象局應(yīng)做好云計(jì)算和數(shù)據(jù)中心等基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃。數(shù)據(jù)是平臺(tái)的核心資產(chǎn)，是保證用戶黏性的一個(gè)重要內(nèi)容，同時(shí)還是開(kāi)展數(shù)據(jù)挖掘的基礎(chǔ)。

3.4 做好數(shù)據(jù)模型搭建與智能分析，豐富氣象服務(wù)種類與層次

氣象局應(yīng)建立數(shù)據(jù)模型，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析，了解分析小氣候，結(jié)合實(shí)踐數(shù)據(jù)分析建筑、草地、樹(shù)林等對(duì)小氣候的影響，結(jié)合格點(diǎn)預(yù)報(bào)、鄰近觀測(cè)點(diǎn)等信息，通過(guò)大數(shù)據(jù)挖掘，生成各類服務(wù)產(chǎn)品、預(yù)警信息，實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。創(chuàng)新更多業(yè)務(wù)應(yīng)用、預(yù)報(bào)產(chǎn)品和服務(wù)模式，進(jìn)一步豐富氣象服務(wù)種類和層次，將被轉(zhuǎn)移或隱藏起來(lái)的氣象數(shù)據(jù)資源價(jià)值釋放出來(lái)[4]。

3.5 建設(shè)氣象創(chuàng)新平臺(tái)，推動(dòng)氣象科技創(chuàng)新的積極性和主動(dòng)性

氣象局應(yīng)建設(shè)氣象創(chuàng)新平臺(tái)，連接氣象科技創(chuàng)新主體和應(yīng)用主體，認(rèn)真貫徹落實(shí)國(guó)家有關(guān)科技成果轉(zhuǎn)化政策文件，設(shè)計(jì)好成果交易規(guī)則、成果評(píng)價(jià)規(guī)則等，推動(dòng)氣象科技創(chuàng)新的積極性和主動(dòng)性;并開(kāi)發(fā)適應(yīng)于氣象特色、行業(yè)數(shù)據(jù)互融的觀測(cè)智能感知終端。

4 結(jié)語(yǔ)

本文提出對(duì)氣象業(yè)務(wù)大數(shù)據(jù)挖掘、開(kāi)展社會(huì)化氣象觀測(cè)理論分析及具體實(shí)踐的探索活動(dòng)，形成氣象智能觀測(cè)社會(huì)化多模式驅(qū)動(dòng)的多維可視化發(fā)展模型，規(guī)范、統(tǒng)一多領(lǐng)域氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)格式，構(gòu)建多模式觀測(cè)規(guī)范，統(tǒng)一數(shù)據(jù)接入標(biāo)準(zhǔn)，建立行業(yè)數(shù)據(jù)共享機(jī)制，分析氣象數(shù)據(jù)資源釋放所形成的大數(shù)據(jù)集等，在智能觀測(cè)、臨近預(yù)報(bào)、聰慧服務(wù)、精準(zhǔn)決策、專業(yè)減災(zāi)和人才創(chuàng)新等氣象業(yè)務(wù)方面起到積極的驅(qū)動(dòng)作用。深入推進(jìn)氣象觀測(cè)社會(huì)化，使氣象觀測(cè)深入社區(qū)，構(gòu)建更密集的觀測(cè)網(wǎng)，釋放被轉(zhuǎn)移或隱藏起來(lái)的氣象數(shù)據(jù)資源價(jià)值，創(chuàng)新更多業(yè)務(wù)應(yīng)用、預(yù)報(bào)產(chǎn)品和服務(wù)模式，進(jìn)一步豐富氣象服務(wù)種類和層次，使服務(wù)產(chǎn)品變得逐漸聰慧，政府決策更加精準(zhǔn)，防災(zāi)減災(zāi)服務(wù)手段得到延伸。氣象觀測(cè)社會(huì)化能夠強(qiáng)化生態(tài)文明氣象保障服務(wù)能力，探索林、田、湖、草等多領(lǐng)域的生態(tài)感知體系。

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