基于RESTful架构的气象数据检验接口设计与实现

气象数据质量评价是整个数据链条中的关键一环。为解决目前气象数据检验业务分散滞后、资源不集约及服务效率不高的问题,实现统一服务,基于现代Web应用流行框架RESTful,首次将检验作为Web服务,基于共性检验需求设计并实现RESTful架构风格的气象数据检验接口。统一接口服务将业务资源进行集中,提高物理资源利用率的同时释放人力资源。接口服务以及基于接口开发的检验系统,可实现检验结果秒级在线查询,大大提高检验效率,丰富的接口和可视化系统给用户带来良好体验。

气象服务形式概念分析模型研究

为了解决气象服务领域隐含知识难以发现、概念处理不够准确的问题,在形式概念分析理论指导下,给出气象服务领域知识发现和表示模型。以互联网联盟(W3C)OWL2描述逻辑本体知识库应用为背景,提出使用一阶谓词定义多值背景属性,利用布尔代数范式表达概念外延的逻辑等价关系,从而获得具有清晰层次关系的概念格,并映射为领域本体,实现了智能代理下领域知识表达。最后以公路交通气象服务和电力气象服务为例,阐述气象服务形式概念分析及实现过程。

台风与海洋气象信息综合服务平台数据集成应用

1数据分类及应用 台风与海洋气象信息综合服务平台对台风信息、预警信息、云图、雷达图、降水量、风力风向、海平面气压场和形势场等数据进行收集和整理。数据读取方式包括以下3种：直接访问信息中心实时库,读取台风实况数据;实时检索数据库中最新到达站点资料,将所需气象要素形成文件及时推送到接口目录,由平台数据处理子系统进行处理;

风电功率预测预报系统的设计与实现

风电功率的准确预测对风电的合理调配利用、电网稳定、商业运营、决策服务等方面有着重要的作用。本文借鉴国内外风电功率预测软件优点,研究风电场功率预测业务流程,设计一套集数据采集、功率预测、精度分析等功能为一体的风电功率预测预报系统(WINd Power Prediciton,WINPOP)。本文介绍系统的设计思路,重点分析系统的技术架构和功能模块设计,阐明系统实现的关键技术,展示系统建成后的主要功能,并给出在风电场安装使用情况,结果表明,功率预测准确率达到85%以上。系统接入后能够减少旋转备用容量,提高风电利用率,保证电力系统的安全稳定运行。

全球天气分析服务系统的设计与实现

气象服务业务系统的开发和建设是实现优质气象服务的基础和保障。针对气象服务业务系统建设滞后的现状,根据气象服务的特点,应用三维地理信息技术(3DGIS),研发了全球天气分析服务系统(Global Weather Analysis Service System Version 1.0GWASS V1.0)。该系统实现基于GIS的气象信息处理与集成分析、气象服务产品制作、显示和输出等功能,为气象服务业务提供基础支撑平台,达到所见即所得的气象服务效果。文章介绍系统设计与实现的思路,给出基于.net平台开发的GWASS的总体架构设计以及分层设计,说明系统中的核心子系统和功能子系统的功能与作用,分析面向气象服务应用的3DGIS关键技术,最后给出系统的应用实例。

基于WebGIS的气象服务产品自动加工关键技术

针对融媒体时代对气象服务产品加工个性化、准实时、智能化新诉求,以SOA架构组件式开发思想为指导,归纳气象服务产品加工业务共性,提出一套集成应用WebGIS、并行计算和大数据技术的气象服务产品自动化加工解决方案。利用组件开发和工作流引擎技术,搭建面向服务体系架构的产品加工模型装备框架,对产品加工组件进行模型编排,实现无须编程情况下的产品加工模型快速构建;利用基于分布式架构的加工服务器集群技术,搭建加工服务器集群环境,对产品加工模型服务进行发布和管理,实现产品加工任务的秒级高并发处理;利用基于消息和定时机制的加工任务调度技术,开发了产品加工任务调度器,通过设置消息主题和定时计划策略,实现加工任务参数智能解析和适配应用,统一协调触发各加工模型服务进行自动化作业。智能化气象服务产品自动加工系统自业务化运行以来,在加工效率、美观性和扩充性等方面表现出很好的应用价值。以温度、降水、风速、相对湿度全国实况格点服务产品加工为例进行实验,加工耗时由797 s缩减至14 s,效率提高50倍以上。

伊犁河流域春季融雪型洪水危险性评价与区划

将春季融雪型洪水发生最为频繁的伊犁河流域作为研究区,选取高程、坡度、地形起伏度、与水系距离、土地利用/覆被、冬季积雪深度作为春季融雪型洪水的影响因子,利用GIS技术和信息量模型定量计算了春季融雪型洪水的危险性,并基于总信息量最终将研究区域划分为极高度、高度、中度、低度和极低度等5个等级危险区。研究表明:春季融雪型洪水灾害主要沿河谷地带发生,并且与冬季积雪深度、农田等分布相一致,灾害点与危险性区划具有很好的空间相关性,运用信息量模型开展春季融雪型洪水危险性区划具有较好的科学客观性和业务应用价值,可为该区内的春季融雪型洪水精细化预报提供有力的技术支撑,可为防灾减灾决策服务提供参考依据。

新疆春季融雪型洪水分布特征研究

利用2004-2013年灾情和积雪深度资料，采用统计分析方法，分析了近10年新疆春季融雪型洪水的时空分布特征以及与地理气候特征关系。结果表明，伊犁河谷、塔城地区北部、阿勒泰地区为春季融雪型洪水的极易发区，天山北坡为易发区，南疆为低发区；近10年新疆春季融雪型洪水有明显的增加趋势，3月和4月下旬为高发时期，特别是3月中旬；春季融雪型洪水多发生在山麓、山前平原和河谷地带的3—5级水系附近；2月底积雪深度距平百分率可作为春季融雪型洪水预测预报的重要指标。

美国两大气象服务公司业务技术支撑系统及应用

1概况 为了解学习美国两大顶级气象服务企业——爱科公司（Accu Weather）和天气公司（TWC：The Weather Company）的气象服务业务技术支撑系统及应用情况，尤其是了解两家公司气象服务业务技术支撑系统的关键和先进技术，2014年8月31日至9月7日，以中国气象局公共气象服务中心副主任潘进军为团长的技术考察团赴美国对上述两家气象服务公司以及美国国家海洋和大气管理局（NOAA）进行了考察学习。

气候变化引起我国温度破纪录事件的不一致演变

分析我国576个观测站1961~2013年月平均温度的高值纪录和低值纪录,结果表明,全球变化引起温度破纪录事件的高值纪录和低值纪录演变不一致,近53年来全国高温热浪的频次增加,但单次低温冷害的程度加剧,且有明显的季节和区域特征。高值纪录的年频次与低值纪录的年频次的比值在1990年后超过2∶1,并持续增长,近10年来甚至增加了一个数量级;高值纪录多出现于冬季,低值纪录多发生于夏季和初冬。虽然总体来说高值纪录频次占优,但低值纪录的变化强度却更大。除5和9月,其他各月份全国均有超过45%的站点低值纪录变化强度大于高值纪录的变化强度。大多数情况下,纪录数据的频次和变幅的变化趋势并不一致。

基于网站信息发布流程的监控设计与实现

对于天气预报、灾害预警等各类天气信息,需要对信息发布流程进行监控管理,保证其发布的及时性和正确性。本监控系统以数据库和消息队列为基础,采用C/S和B/S相结合的技术架构,实现了信息发布流程的监控采集、流程的图形化管理和综合展示、故障的及时报警等功能,为高效保障信息发布流程的运行提供了有力的支撑。

基于移动网络的气象实况服务实现

随着经济社会不断发展,气象实况服务在群众中生活作用日益凸显,准确快捷的提供气象实况信息可以辅助公众日常决策,为生活、出行等提供有益指导.目前国内大多数气象实况服务建立在Internet基础上,通过Ajax、Flex等技术手段为用户提供实时交互服务,国外已开展利用移动网络、结合语音识别等技术为用户提供更为便捷的服务.本文设计实现的基于移动网络的气象实况服务主要针对移动终端用户,在考虑气象部门服务模式的约束前提下,通过移动终端设备定位功能获取用户所在地的地理位置信息,找出临近自动气象站,获取临近位置的实况观测信息并快速返回给用户以实现实况服务.作为一种技术实现,本文的研究是Internet的一个有益补充,并在多个业务领域具有较好拓展性和指导意义.

多源数据融合高时空分辨率晴雨分类

高时空分辨率晴雨分类与交通、旅游、农业灌溉及人们日常出行都密切相关,然而"天有不测风云","东边日头西边雨",准确的高时空分辨率晴雨分类是极具挑战性的问题.提出了一种基于多源数据的多视角学习晴雨分类方法,其中,多源数据包括雷达、卫星及地面观测因子及晴雨观测数据.该方法表述如下:首先,依据雷达观测因子构造了Vis CAPPI视角和Vis PPI视角,依据葵花卫星资料构造了Vis Sat视角,依据地面观测因子构造了Vis Ground视角;然后,对这4个视角特征进行组合获得组合视角Vis CAPPI_PPI,Vis Radar_Sat,Vis Radar_Groumd,Vis Sat_Ground,Vis Radar_Sat_Ground,应用随机森林机器学习方法分别对这些视角进行样本学习,获得这些视角的晴雨分类模型;最后,对这些视角晴雨分类模型估计进行融合,获得晴雨分类结果.主要贡献在于:(1)提出了雷达、卫星和地面观测因子多视角构建方法,构建了Vis CAPPI,Vis PPI,Vis Sat和Vis Ground晴雨分类视角及其组合视角;(2)提出了一种多视角方法(multi-view weight random forest,简称MVWRF),能够处理雷达、卫星和地面观测因子多源数据融合晴雨分类问题,提高1km×1km和6min时空分辨率晴雨分类准确率.在2016年10月7日和8日,泉州雷达覆盖的393个气象观测站上进行模型训练和测试,结果显示,该方法能够取得较高的晴雨分类准确率和较低的漏报率、空报率,优于对比方法.

中国天气雷达基数据模型与CDM集成研究

现有标准格式雷达基数据解析工具在设计上存在通用性和抽象性不足的问题,不便于雷达数据的解析和处理。为了解决这个问题,本文基于Unidata的CDM(Common Data Model),设计和构建了中国天气雷达基数据模型,在数据模型层面实现了对天气雷达标准格式基数据的访问,并以Unidata开源的NetCDF Java库和IDV(Integrated Data Viewer)可视化软件为基础,形成了一套基于CDM的天气雷达标准格式基数据内容提取和可视化分析工具。本研究以广州雷达新旧两种格式基本反射率数据对比为例,展示了研究成果在多普勒天气雷达标准格式基数据评估中的应用。结果表明:本研究成果方便了雷达标准格式基数据的使用,对雷达标准格式基数据的业务应用起到了促进作用。本研究成果亦可应用于雷达基数据处理与分析相关的实际业务和科研工作中,为雷达资料的应用提供基础支持。

Python在短临气象预报检验中的应用

基于机器学习方法的短临多气象要素预报系统(Weather Elements Nowcasting based on machine learning,简称WEN)具有高发布频次、高时间分辨率、基于候和时辰的复杂预报模型等特点。应用多维标签数组、机器学习工具、并行计算框架等Python库,以快速计算为目标,建立以预报模型覆盖时间范围为统计检验时间边界的检验子系统,客观给出预报性能,为模型调优效果评估、产品业务化运行提供依据。

Python在CINRAD风暴数据可视化中的应用

利用Python语言实现了新一代多普勒天气雷达风暴数据的解码和可视化。通过建立风暴自动匹配方法,利用Python地理信息可视化和时间序列可视化技术,实现风暴追踪的动画显示效果;利用Python数据分析与图表可视化技术,实现风暴多维度信息的图表显示,直观展示风暴变化趋势。本文提供了一种更加通用的快速获取风暴信息的方法,为气象业务工作者使用雷达资料带来便利。同时,增强的风暴信息可视化效果提高了资料再利用价值,为专业领域的研究提供支持。

基于MetEva的气象服务产品检验流程设计与实现

为促进气象服务产品检验工作效能提升,借鉴MetEva解耦思想,对气象服务产品检验进行了流程设计,包括数据收集、检验计算和报告生成三部分。并基于MetEva实现数据收集主要功能和检验计算全部功能,采用docxtpl技术实现检验报告生成。实现了多项服务产品独立/对比检验,定期发布检验报告。

房屋建筑施工中安全技术管理的重要性

随着我国国民经济的快速提升,越来越多的房屋建筑工程得到广泛建设,极大缓解了城市住房压力。但是在建筑过程中,很多施工单位为了获取更多的经济效益而盲目缩减成本,使房屋建筑工程的质量与安全得不到保障,出现了很多安全事故,威胁到建筑工程的使用效果与施工人员的生命安全。笔者对房屋建筑施工安全技术的重要性与当前存在的问题进行分析,并探索加强房屋建筑施工中安全技术管理的主要措施。

EnKF优化土壤湿度方程中参数的性能研究

集合卡尔曼滤波(EnKF)是一种灵活有效的序贯数据同化方法,解决参数优化问题具有优势:一是可以显式地考虑多源不确定性,从而避免对参数的过度调整来弥补其他来源的误差而产生次优参数;二是实时处理最新更新的观测数据,从而不需要存储和同时处理所有历史数据;三是使用集合和蒙特卡罗方法来表征和预报相关误差统计量,不需要封闭解逼近,易于实施。论文借助一维土壤湿度模型,通过观测系统模拟试验的方式,评估EnKF对水力学函数参数的优化效果。结果表明,敏感参数更易得到最优估值,优化效果不受初始猜测及观测误差设置等的影响。和直观想法相反,增加同化频率可能会使估值结果不稳定。