智能化 精益求精 探索地面觀測新方向

中國氣象報記者 文科

地面氣象觀測自動化的大幕已經拉開,但這僅僅是邁出的一步。在完成整體的自動化切換後,地面氣象觀測下一個目標是什麼?中國氣象局氣象探測中心高級工程師張鑫提供了三種思路。

基於技術應用完善改進

地面氣象觀測系統由硬件和軟件組成。硬件包括傳感器、採集器、綜合集成硬件控制器、通信接口、系統電源和業務終端等。雖然各種觀測項目已實現自動化採集數據,但在觀測能力、觀測效率以及觀測方法和機制上仍然有提升空間。

比如雪深觀測儀,雖實現了自動化採集數據功能,但在複雜氣象條件下仍有改進空間。根據國外的經驗,雪深觀測儀是通過增加探頭來提升數據收集的準確率,在國內這樣的操作是否可行?研究人員需要驗證。把這些技術細化到每一個觀測儀器上,仍有很大的提升空間。同時,一些觀測方法和機制也可以改變,以適應觀測需要,提升觀測效率和數據準確率。

技術人員還可以對傳感器、採集器等進行進一步研究,改進和完善相關技術,讓硬件與軟件更匹配,使採集技術更成熟。

基於業務流程優化更新

自動化觀測需要完成數據採集、質量控制、數據傳輸、系統組網和遠程監控等流程。在自動化業務運行過程中,每一個環節的傳輸效率除了通過技術提高外,還可以依靠優化業務運行流程來實現。

觀測數據從臺站到省級信息中心,再到國家級信息中心,每一級的傳遞,在一定程度上會導致數據延遲。張鑫提出設想,如果將臺站數據同時傳給省級信息中心和國家級信息中心,傳輸效率就能提高,運行效率也會相應提高。

針對單個觀測設備的數據採集,涉及到的步驟和過程也可以再優化,這也是自動化切換後可以改進的地方。

發展“雲+端”技術新模式

當基於自動化的技術和業務流程逐漸成熟,下一步,自動化觀測或將朝著“雲+端”技術新模式方向探索。

地面自動氣象觀測“雲+端”技術,主要是建立地面自動氣象觀測兩級架構新模式,發展觀測設備“端”數據採集和傳輸技術,統一設備級通信協議、數據格式、終端控制等技術標準,實現遠程互聯互通。發展地面觀測數據接收處理中心級的“雲”技術,即利用大數據、雲平臺、物聯網等技術手段實現數據的遠程接收、設備控制和數據的融合加工處理技術。

另一方面,我國在複雜條件下雲天觀測所用到的綜合判識和圖像識別技術仍然不成熟。如果能在大數據、人工智能方向繼續深挖,賦予自動化更多智能思考和運算,同樣也會降低數據差錯率。

如果說自動化觀測主要解放了人力,提高了運行效率,那麼智能化觀測的主要研究方向就是提高數據準確率。目前,自動化觀測指標已經達到合格線,形成自動化、集約化、標準化的業務體系。而智能化的目標就是精益求精,進一步提升觀測數據的準確率。


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