劉喆玥

摘要：大數(shù)據(jù)時代的到來，使得各行各業(yè)的發(fā)展又有了新的突破，同樣也給氣象行業(yè)帶來了新的機遇與挑戰(zhàn)，相比氣象大數(shù)據(jù)發(fā)展較早的其他國家來說，隨著我國氣象數(shù)據(jù)逐步開放共享，氣象大數(shù)據(jù)的發(fā)展受到社會各界的廣泛關(guān)注，在我國氣象大數(shù)據(jù)的起步階段，人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷升級使得氣象大數(shù)據(jù)全方位服務(wù)于各行業(yè)成為大勢所趨，因此我國氣象大數(shù)據(jù)的發(fā)展趨勢值得深入的探討和研究。

關(guān)鍵詞：氣象;大數(shù)據(jù);人工智能;物聯(lián)網(wǎng);趨勢

中圖分類號：P409? ? 文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）21-0252-03

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Abstract： The arrival of the era of big data has made new breakthroughs in the development of all walks of life， and it has also brought new opportunities and challenges to the meteorological industry. Compared with other countries with early development of meteorological big data， with the meteorological data is gradually open and shared in China， as well as the development of meteorological big data has received wide attention from all walks of life. In the initial stage of China's meteorological big data， the continuous upgrading of artificial intelligence， Internet of Things， cloud computing and big data technology has made meteorological big data full service. all industries have become the trend of the times， so the development trend of China's meteorological big data is worthy of in-depth discussion and research.

Key words： meteorological ; big data; artificial intelligence; internet of things; trend

1 引言

20世紀40年代，“大數(shù)據(jù)”概念被提出，成為當(dāng)時計算機科學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、自然科學(xué)等學(xué)科的熱門研究話題。[1]如今，“互聯(lián)網(wǎng)+”的蓬勃發(fā)展，人類社會已經(jīng)步入了“大數(shù)據(jù)”時代，我們的工作和生活無一不充斥著“大數(shù)據(jù)”的影響。金融業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療……各行各業(yè)都開始著手于大數(shù)據(jù)研究，氣象部門作為與人民幸福指數(shù)息息相關(guān)的行業(yè)，它不僅僅是提供天氣預(yù)報，告知人們明天該穿什么衣服、是否適合出行，氣象行業(yè)也將迎來“氣象+”的時代，氣象大數(shù)據(jù)被廣泛應(yīng)用，可以在農(nóng)業(yè)、旅游業(yè)、交通運輸業(yè)、保險業(yè)、商業(yè)等眾多行業(yè)大放異彩，因此，抓住氣象大數(shù)據(jù)的發(fā)展方向，深入挖掘氣象大數(shù)據(jù)的潛在價值顯得尤為重要。

2 大數(shù)據(jù)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 大數(shù)據(jù)

“大數(shù)據(jù)”初次由Nature于2008年提出，2013年是公認的“大數(shù)據(jù)元年”。“大數(shù)據(jù)”被用來指：無法在一定時間內(nèi)用常規(guī)的機器和軟硬件工具進行感知、獲取、管理、處理和服務(wù)的數(shù)據(jù)集合，具有大量、高速、多樣、低價值密度、真實的特點[2]。Viktor Mayer-Sch?nberger在《Big Data：A Revolution That Will Transform How We Live， Work， and Think》一書中指出：大數(shù)據(jù)是不用隨機分析法，而是對所有數(shù)據(jù)進行分析處理。數(shù)據(jù)不是孤立存在的，人們相信大數(shù)據(jù)可以幫助人們更好的做出決策、找到方法、防范風(fēng)險……大數(shù)據(jù)技術(shù)的真正含義不是擁有海量數(shù)據(jù)，而是對這些關(guān)聯(lián)密切的數(shù)據(jù)進行專業(yè)化分析處理，在提高對數(shù)據(jù)“加工能力”的同時，通過“加工”實現(xiàn)數(shù)據(jù)的“增值”。

2.2 大數(shù)據(jù)的發(fā)展現(xiàn)狀

在如今這個“得數(shù)據(jù)者得天下”的時代，人工智能、機器學(xué)習(xí)等技術(shù)正蓬勃發(fā)展，大數(shù)據(jù)分析研究已經(jīng)成為時下熱門的話題，各個國家各個領(lǐng)域均在大力推動大數(shù)據(jù)研究的發(fā)展，大數(shù)據(jù)已然成為企業(yè)與企業(yè)之間競爭制勝的關(guān)鍵，推動著各行各業(yè)的發(fā)展，它被廣泛應(yīng)用于金融、教育、安防、醫(yī)療等領(lǐng)域，改變著人們的生產(chǎn)和生活。

最早是國外開始研究，例如：IBM、SAP、SAS、Google等[3]，從2009年開始，美國相繼推出了數(shù)據(jù)開放、技術(shù)創(chuàng)新、協(xié)作發(fā)展系列戰(zhàn)略與規(guī)劃，推動了無人駕駛汽車、智能機器人、智慧城市的發(fā)展;蘋果、Facebook、微軟利用大數(shù)據(jù)建立全新商業(yè)模式，改變了市場競爭環(huán)境;國際零售連鎖摩爾瑪利用大數(shù)據(jù)技術(shù)分析商品的需求和庫存數(shù)實現(xiàn)對商品的實時定價[4]。2017年，英國開放了交通、天氣和健康領(lǐng)域的核心公共數(shù)據(jù)庫，投資1000萬英鎊建立世界上首個“開放數(shù)據(jù)研究所”，投資200萬建立公眾可通過互聯(lián)網(wǎng)檢索的科研門戶網(wǎng)站。在2012年，中國計算機學(xué)會和中國通信學(xué)會專門成立了大數(shù)據(jù)專家委員會，并且國務(wù)院在2015年發(fā)布了《促進大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要》，提出了建立“用數(shù)據(jù)說話、用數(shù)據(jù)決策、用數(shù)據(jù)管理、用數(shù)據(jù)創(chuàng)新”的管理機制，旨在全面推動我國的大數(shù)據(jù)發(fā)展[5]。

目前，我國正在全力推動“政務(wù)大數(shù)據(jù)”的發(fā)展，所謂的“政務(wù)大數(shù)據(jù)”是指政府所擁有的和管理的數(shù)據(jù)，金融、交通、公安、社保、文化、氣象等數(shù)據(jù)都屬于“政務(wù)大數(shù)據(jù)”。其數(shù)據(jù)量龐大，種類繁多，信息復(fù)雜，若進行深入挖掘，能夠推動政府的精細化、科學(xué)化治理，公共服務(wù)水平的提升，帶動全民應(yīng)用大數(shù)據(jù)[6]。在交通領(lǐng)域，上海市交通信息中心在2010年建成了“上海交通綜合信息平臺”，成為上海交通領(lǐng)域的“信息港”，在上海交通保障中發(fā)揮著重要的作用。在醫(yī)療領(lǐng)域，上海申康醫(yī)院發(fā)展中心建設(shè)的“醫(yī)聯(lián)工程”，完整收集了包括上海、廣州、武漢等城市三級甲等醫(yī)院近1億就診人群的數(shù)據(jù)，形成國際最大的電子健康檔案信息庫和醫(yī)學(xué)影像檔案庫。

3 大數(shù)據(jù)在氣象領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀

3.1 氣象大數(shù)據(jù)

氣象大數(shù)據(jù)，是政務(wù)大數(shù)據(jù)龐大家族中的一名成員，屬于自然信息類數(shù)據(jù)。氣象數(shù)據(jù)量日益龐大，當(dāng)前數(shù)據(jù)總量約為23PB，日產(chǎn)生數(shù)據(jù)流有幾十TB，主要分為“行業(yè)大數(shù)據(jù)”和“互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)”兩種[7]。

“行業(yè)大數(shù)據(jù)”包括與氣象部門內(nèi)部的業(yè)務(wù)工作息息相關(guān)的，由專業(yè)設(shè)備采集的內(nèi)部氣象數(shù)據(jù);與其他行業(yè)部門（例如：水利、環(huán)保、生態(tài)等）進行數(shù)據(jù)共享、交換獲得的數(shù)據(jù);由原始氣象數(shù)據(jù)經(jīng)過處理加工產(chǎn)生的氣象服務(wù)類產(chǎn)品數(shù)據(jù);各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)的運行日志等?！盎ヂ?lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)”包括互聯(lián)網(wǎng)上所有與氣象有關(guān)的數(shù)據(jù)，可以是發(fā)布在網(wǎng)上的天氣照片，都多引擎對氣象相關(guān)的分析數(shù)據(jù)，以及所有可供氣象部門業(yè)務(wù)工作應(yīng)用的數(shù)據(jù)等。

3.2 氣象大數(shù)據(jù)的發(fā)展現(xiàn)狀

氣象作為一個歷史悠久的行業(yè)，似乎一直以來都不受外界關(guān)注，預(yù)報員們每天默默地進行著預(yù)報工作，電視臺十年如一日的到點準時播放天氣預(yù)報，但在“互聯(lián)網(wǎng)+”的時代，氣象服務(wù)的潛能似乎被越來越多行業(yè)所重視，中國氣象服務(wù)協(xié)會預(yù)計，氣象服務(wù)市場規(guī)模到2025年將達到3000億元。

在國外，福特汽車公司利用氣象大數(shù)據(jù)在德國打造氣象工廠，通過模擬天氣的方式，對汽車的安全性、耐久性、舒適性、剎車、空調(diào)等進行測試，甚至可以模擬珠穆朗瑪峰的大雪和海拔，測試汽車在極端溫度下的性能。Weather Channel公司與沃爾瑪合作，通過對氣象數(shù)據(jù)結(jié)合銷售數(shù)據(jù)、訂單信息等數(shù)據(jù)分析研究，找出天氣與商品銷量之間存在的某種關(guān)系，幫助沃爾瑪提升商品銷量。

在國內(nèi)，中國氣象局于2017年12月發(fā)布了《氣象大數(shù)據(jù)行動計劃（2017-2020年）》，致力于將氣象大數(shù)據(jù)云平臺建成氣象部門最完備、最權(quán)威的在線數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用平臺，打造全球國家大數(shù)據(jù)中心品牌……2015年，中國科學(xué)院自動化研究所和中國氣象局公共氣象服務(wù)中心正式開始共建氣象大數(shù)據(jù)與機器學(xué)習(xí)聯(lián)合實驗室，目標(biāo)是利用機器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)分析技術(shù)和氣象公共服務(wù)平臺，推動精準的氣象災(zāi)害預(yù)警等氣象服務(wù)業(yè)務(wù)的發(fā)展，培養(yǎng)具有氣象專業(yè)知識和機器學(xué)習(xí)知識的跨學(xué)科人才。

4 氣象大數(shù)據(jù)的發(fā)展趨勢分析

氣象作為與人們生產(chǎn)生活息息相關(guān)的行業(yè)，在大數(shù)據(jù)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，如何科學(xué)地利用大數(shù)據(jù)成為關(guān)鍵。在未來，氣象大數(shù)據(jù)的科學(xué)利用不外乎是在氣象數(shù)據(jù)的接入、處理、管理、服務(wù)等方面下功夫。國家氣象中心的王若瞳在采訪中說過：“如果將氣象大數(shù)據(jù)比作一座寶藏的話，打開這座寶藏的鑰匙就是大數(shù)據(jù)處理和分析技術(shù)。”

4.1 多方位的氣象數(shù)據(jù)來源

在過去，氣象數(shù)據(jù)大多來源于氣象站、衛(wèi)星、雷達等觀測設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)，包括了地面、高空、海洋、大氣、輻射等資料，這些數(shù)據(jù)只保存在氣象內(nèi)部，預(yù)報業(yè)務(wù)都是基于這些數(shù)據(jù)來進行分析預(yù)報的[8]。在信息化高速發(fā)展的今天，多元、開放、共享常常被人們提及，氣象數(shù)據(jù)也不應(yīng)只局限于氣象內(nèi)部資料，應(yīng)該從多方位來進行獲取，多部門實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

多方位獲取氣象數(shù)據(jù)，可以利用智能終端、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)拓寬氣象數(shù)據(jù)的獲取途徑，捕獲各類各樣、每時每刻的氣象數(shù)據(jù)，有物聯(lián)網(wǎng)攝像頭捕獲到的天氣實況數(shù)據(jù)、用戶在互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)布的天氣圖片、移動終端上傳感器的數(shù)據(jù)，例如：Weather On隨身氣象站可以個人隨身監(jiān)測氣象數(shù)據(jù)，通過APP上傳數(shù)據(jù)，等等。并且與林業(yè)、水利、生態(tài)、環(huán)保、交通等部門實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，這樣的氣象數(shù)據(jù)覆蓋范圍可以逐漸趨于全方位的，氣象數(shù)據(jù)類型也是多種多樣的，不僅可以提高氣象預(yù)報業(yè)務(wù)的精準度，還可以打通氣象部門與其他部門的預(yù)報業(yè)務(wù)（比如：山洪災(zāi)害預(yù)報、農(nóng)田災(zāi)害預(yù)報等等），為各部門的防災(zāi)減災(zāi)工作提供服務(wù)。

4.2 高精準氣象大數(shù)據(jù)輔助預(yù)報

大數(shù)據(jù)時代，氣象數(shù)據(jù)的采集、處理、存儲、分析將會受到深遠的影響，回歸到氣象科學(xué)“溫度、氣壓、濕度、風(fēng)向風(fēng)速”的本質(zhì)，大數(shù)據(jù)將輔助傳統(tǒng)的預(yù)報方法來進行高精準的氣象預(yù)報工作。

目前國家氣象中心已有的氣象信息綜合分析處理系統(tǒng)（MICAPS）只是針對實時數(shù)據(jù)建立了大數(shù)據(jù)實時預(yù)報應(yīng)用，對于其他的數(shù)據(jù)（比如：海量的歷史數(shù)據(jù)）并沒有發(fā)揮它們真正的價值，我國的大數(shù)據(jù)輔助預(yù)報處于剛剛起步階段，想要達到大數(shù)據(jù)高精準輔助預(yù)報業(yè)務(wù)，接下來還面臨著對海量數(shù)據(jù)的清洗、集成、規(guī)約等一系列的工作。

傳統(tǒng)的數(shù)值預(yù)報方法將會與氣象大數(shù)據(jù)、人工智能有效的融合，通過對多元數(shù)據(jù)（例如：地理信息、城市環(huán)境、氣象要素）的建模，提高天氣狀態(tài)的識別準確度，通過人工智能分析做到分鐘級、公里級的短時預(yù)報。氣象大數(shù)據(jù)不僅為能為機器學(xué)習(xí)、數(shù)值預(yù)報模式提供海量的數(shù)據(jù)，還能使預(yù)報員們快速地獲取天氣信息，輔助他們智慧的頭腦從而更精準的進行氣象預(yù)報工作。

4.3 高精度定制氣象服務(wù)

我國知名的外賣公司“餓了么”曾因北京的一場大雨，導(dǎo)致百萬級別配送資源損失，第一次讓人們意識到了專業(yè)氣象服務(wù)的重要性，但早在2006年國外的一家氣候公司就通過氣象數(shù)據(jù)結(jié)合天氣模擬、植物構(gòu)造和土壤分析，從而向農(nóng)民提供農(nóng)作物保險;世界最大的快遞公司敦豪快遞利用氣象數(shù)據(jù)為其全球運輸保駕護航;SEARS零售公司通過對全國天氣信息的掌握，從而保證各種必需品庫存的充足……

定制化氣象服務(wù)具有巨大的市場空間，據(jù)中國氣象局、國家統(tǒng)計局聯(lián)合統(tǒng)計，當(dāng)前中國定制化氣象服務(wù)價值超過2000億元，氣象數(shù)據(jù)幾乎是每個行業(yè)都需要重視的因素?！翱刻斐燥垺钡男袠I(yè)并非只有農(nóng)業(yè)，游樂場通過提前了解天氣情況，能夠預(yù)知人流量，合理安排活動、演出，給工作人員進行排班，安排設(shè)備檢修;外賣行業(yè)通過定制氣象服務(wù)能夠合理規(guī)劃配送路線，有效縮短配送時長，提高準時率、動態(tài)調(diào)節(jié)物流運力，從而降低因天氣因素造成的損失。找準各個行業(yè)與大數(shù)據(jù)的結(jié)合點打造定制氣象服務(wù)，將會創(chuàng)造出巨大的價值。

5 結(jié)束語

與國外氣象數(shù)據(jù)已經(jīng)數(shù)十年服務(wù)于能源、交通、零售等眾多行業(yè)相比，由于國內(nèi)在2015年之前氣象數(shù)據(jù)并不開放給個人和商業(yè)公司，國內(nèi)的氣象數(shù)據(jù)服務(wù)仍處于起步階段，想要真正發(fā)揮海量氣象數(shù)據(jù)的作用，充分服務(wù)于各個行業(yè)，還存在著重重的困難，因為每個行業(yè)都好比一座“信息孤島”，想要充分利用首先需要打破的是氣象部門與行業(yè)之間的數(shù)據(jù)壁壘。從2018年國家氣象信息中心掛牌成立“國家氣象科學(xué)數(shù)據(jù)中心”，中國氣象局為推動氣象與社會各領(lǐng)域合作共贏發(fā)展而建設(shè)的“中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)”可以看出：氣象大數(shù)據(jù)開放共享，支撐全行業(yè)、科研、教育、社會是大勢所趨。在未來，氣象大數(shù)據(jù)必將會是多方位的氣象數(shù)據(jù)來源、高精準氣象大數(shù)據(jù)輔助預(yù)報、高精度定制氣象服務(wù)，使各行各業(yè)以及個人獲得權(quán)威可靠的氣象服務(wù)。

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【通聯(lián)編輯：梁書】