摘要：信息网络安全稳定运行是天津市气象局各项业务正常开展的基础,网络安全态势感知系统能有效提升信息系统的网络安全管理和保障能力,本文主要对感知系统在天津气象信息网络中的需求、部署与应用进行分析。结合天津气象信息网络实际情况,进行架构设计和感知系统部署,有效解决天津市气象局信息网络安全威胁可视化不高、发现不及时等问题,并为安全决策提供辅助,提升安全管理水平,增强全局信息系统安全性。

摘要：温度作为重要的气象要素,关乎民生和生产,其中最高温和最低温更是引人关注,但相关的研究却鲜有涉及。文中基于GRU模型提出了一种未来24小时高低温的AI预报算法,并针对数据缺失情况设计了5种数据处理方法,利用实况和多种模式资料制作AI训练数据集,以过去72小时实况数据和模式未来24小时预报数据为输入。实验表明,该方法能够有效提高高低温的预报精度,最高温预报误差为1.59℃,最低温预报误差为1.19℃,预报精度高于EC模式和预报员的预报精度,尤其是最低温预报精度提升比较明显,对预报员具有较好的预报指导意义。

摘要：为了更好地利用AI技术的优势,降低开发周期和难度,针对气象行业的特点,提出一种适合气象行业应用的人工智能通用算法库设计方案。该方案基于标准规范和模块划分,通过系统设计,形成有效的算法资源池,在大大减少开发工作量的同时,有效降低开发门槛,构建积木化算法开发范式。同时,因为系统采用MUSIC和FTP协议进行数据交换,能够方便与全国天擎系统进行对接,形成“数据、算法、产品和展示”的一条龙服务,为AI在气象行业的落地和融合提供了有益的探索。

摘要：依托天津市政务云资源,基于天津市突发事件预警信息发布系统(二期),建设预警快速叫应联动服务数据对接模块,完善基层部门灾情直报信息、灾情月(年)报信息、叫应服务信息、联动部署信息等多类数据的录入、审核、上报到国家级平台的全链条业务服务流程,有效解决现有业务环节中数据接入、传输、共享、备案等各种实际问题。该平台在“杜苏芮”台风重大气象服务保障过程中广泛收集了天津市各级预警服务反馈评估数据,在防灾减灾工作中发挥了重要作用。

摘要：在大气能见度观测中,相关研究多集中于白天观测,夜间观测的研究比较少见,而对于昼夜连续观测的研究更是鲜有报道。目前,国内外尚没有完全按照能见度定义研制的大气能见度自动观测仪出现。针对这一问题,基于CCD数字摄像技术,模拟人工观测光学原理,提出了一种能够昼夜进行大气能见度连续观测的方法。该方法基于对目标物获得能见度计算公式,并针对昼夜模式下的系统参数进行修正,能够有效消除外在环境因素和相机自身系统内部因素引发的观测误差。为验证算法的有效性,针对天空遮挡、半遮挡和空旷等不同情况(不同情况,会影响观测环境的亮度,以此测试系统对杂散光的抵抗能力,以及对不同环境的适应能力),搭建了基于该方法的3套原理样机。利用搭建的数字摄像能见度仪(DPVS)在北京地区进行了实际的大气能见度分钟级观测。观测实验表明,基于该方法构建的观测系统,不但具有较宽的观测范围,而且能够有效适应各类复杂天气情况,在雨雪霾等不同天气下,均有较好的观测效果,且无论是在能见度变化较快或者较为缓慢的情况下,DPVS系统均能够进行快速正确的响应。而透过DPVS与散射仪和透射仪这两种标准观测仪器观测结果的对比分析发现,DPVS与前两者的观测结果具有较高的相关性:0.9731,且观测性能相当,其平均相对误差在-1.54%左右,均方根相对误差在8.82%左右。而本文算法出现的最大相对误差为-14.11%。世界气象组织MOR规定:能见度仪在满量程范围内,其最大相对误差小于20%,即认为是达到标准的能见度仪,可以投入实际观测使用。基于该算法研发的DPVS系统符合观测标准,能够投入实际使用,且DPVS系统的观测成本远比散射仪和透射仪更低,具有较好的前景和应用价值。

摘要：随着气象数据不断迈向海量的大数据范畴,原有省级CIMISS已不能满足实际需求。为了解决系统实时查询性能低下、动态扩展能力不足等问题,基于GBase、MySQL、MongoDB、HBase等不同的数据库,针对不同的气象数据特征进行分库存储,构建大数据分布式存储数据中心,并利用并行计算技术针对数据服务显示功能进行增速。实践证明,该方案不但能与CIMISS无缝衔接,而且还极大提升数据的查询显示速度,且并发响应能力强,时间跨度越大查询优势则越明显。与CIMISS相比,整体系统查询速度平均提升了860%,能够有效地满足气象业务和科研的服务需求。

摘要：现有气象系统的设计和建设缺乏统一的规划,导致各系统功能全、规模小,整体的安全防护能力较弱,集约化差,“信息孤岛”现象仍然存在。论文利用大数据技术,搭建了以MySQL、GBase、HBase和分布式NAS为基础的统一数据存储环境,建设了融入业务体系的“一中心、一平台、多应用”的天津气象大数据共享网,形成了支撑天津省局特色的全业务数据服务中心,有效实现了数据的共享,流程的高度集约,极大提升了省级气象综合业务能力和数据的服务能力。实际测试表明,GBase数据库查询性能提升5倍多,而随着时间延长,甚至提升至22倍以上,HBase的查询性能在毫秒级,MySQL的查询性能在秒级。

摘要：气象行业数据具有一定程度的保密性、复杂性和安全性,在开放性云资源的使用上面临风险,且单一云架构无法有效满足气象行业的数据需求。针对这一问题,本文提出了一种多云架构下的人工智能开发平台设计方案。实验结果表明,该方案可以形成优势互补,满足不同情况的用户需求,在天河云资源上构建的系统相比在CPU计算资源上的计算速度提升了16.77倍,加速效果明显,能够有效满足气象行业对AI算力资源的需求。

摘要：随着气象数据的不断增长及气象服务现代化要求的提升,原有省级CIMISS系统已经无法满足业务需求。为了解决系统动态扩展能力不足、实时查询性能低下等问题,分别利用分布式网格存储系统和分布式数据库,以及分布式文件系统和NAS技术,构建基于分布式技术的气象大数据共享服务系统,实现结构化数据和半/非结构化数据的存储、共享和管理,并实现与CIMISS系统无缝对接。实践证明,该方案能极大提升CIMISS系统的数据存储能力,且并发响应能力强。相同条件下,查询性能提升22倍以上,能够有效满足未来气象业务对数据服务的要求。

摘要：气象大数据云平台(简称“天擎”)为全国气象部门提供了统一的数据管理和服务框架。针对天津智能网格预报数据集约管理及访问方面的不足,设计了基于天擎的数据存储共享方案。应用表明,该方案实现了天津智能网格预报数据更为高效集约的存储和规范统一的共享,提升了数据访问安全性,为省级气象部门基于天擎提升数据存储共享能力提供了参考。