统计方法在中国农业气象中的应用进展

统计学是目前农业气象工作中最有效并广泛应用的研究工具,农业气象统计比一般生物统计和气象统计有着更广泛的内容和应用更复杂的特点。统计方法被广泛应用于农业气象试验数据处理与监测评估和农业气象预报中,其中有统计假设检验、分布函数、相关和回归分析、聚类分析、小波分析、经验正交函数分解、灰色关联分析、时间序列分析、人工神经网络等,每种统计方法都有自身的优点和不足。统计方法在农业气象中的运用,取得了许多成果,但也存在不足。今后,应结合农作物生长发育的机理,深入理解各种统计方法的数学原理,加强统计方法应用的规范性,以减少应用统计方法解决农业气象研究问题中常出现的简单照搬、应用盲目的现象;应强化假设检验在农业气象试验数据分析方面的应用、概率密度和分布函数的适用性等方面的研究,加强相关和回归分析方法应用的数据独立性检验,注意灰色关联分析法、人工神经网络法和回归分析法等不同预测方法应用结果的比较,为统计方法在农业气象中的规范化应用提供参考。     

“包头市公共气象服务系统”研制

ArcGIS Server是一个用于构建集中管理、支持多用户的企业级GIS应用平台。ArcGIS Server提供了丰富的GIS功能,例如地图、GPS和用在中央服务器应用中的软件对象。ArcGIS Server的Spatial扩展提供了一套强大的功能,用以创建、查询和分析基于像元的栅格数据。建立在ArcGIS Server之上的"包头市公共气象服务系统"是集空间数据分析、地基数据分析、气象数据分析为一体的客观、实用性强的公共气象服务系统。     

地面气象资料统计处理系统设计与实现

为实现6万余个地面气象站资料实时统计处理,设计并实现了地面气象资料统计处理系统。系统采用灵活易扩展的技术框架,应用大数据分布式流处理技术实现高效的数据处理,较传统统计处理框架统计时效提升10掊以上,主要功能包括基于任务调度的定时统计、针对迟到数据和数据更正信息的统计结果滚动更新、自定义统计、统计处理通用算法服务等,采用国家级一级部署、各省同步应用的业务布局保证数据的一致性。2017年1月投入业务运行后,实时计算800余个多种尺度的统计项并通过全国综合气象信息共享平台（CIMISS）数据统一服务接口提供统计产品服务。分析表明:地面气象资料统计产品2017年月平均下载次数达到1951.4万次,在CIMISS所有400余种观测资料或产品中排名第三,为天气监测预报预警、气象决策服务、气候监测业务、公共气象服务等提供重要的基础数据支撑。     

一种新型的可视化软件——IDL简介

作为气象工作者，在日常的工作和科研中，大概许多人都面临这种困惑：使用何种语言计算气象数据？又依托何种软件将计算结果生成直观的图形、图像？是否具有集数据分析和可视化技术于一体的软件？答案是肯定的，且不止一种，IDL属于其中之一。IDL（InteractiveDataLanguage）—交互式数据语言，是进行二维及多维数据可视化分析及应用开发的理想软件工具。作为面向矩阵、语法简单的第四代可视化语言，IDL致力于科学数据的可视化和分析，是跨平台应用开发的最佳选择。正因为此，世界各地的许多科学家和工程师都在使用IDL。２００１年１…     

应用Matlab自动绘制气象等值线图

为了提高制作气象服务材料的效率,应用集科学计算、数据分析和可视化等功能于一体的Matlab高级计算语言编制代码,实现区域自动站气象数据的自动读取、气象数据等值线图的自动绘制,并在此基础上应用Matlab自带的图形用户界面工具箱形成可人机交互的可执行文件。实现绘制等值线一键式操作表明基于Matlab绘制气象等值线这一方法是能满足气象业务服务中及时准确的要求,且操作方便,避免了不同计算机语言间的转换。     

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。     

通用气象数据格式转换工具METPAD设计与实现

气象数据是现代天气预报和气候预测业务的重要基础支撑，种类众多格式复杂，针对气象数据应用研究中缺乏便捷通用的格式转换处理工具的问题，设计开发了一种通用气象数据格式转换工具，采用Python开发算法工厂并调用第三方气象数据处理库集成实现气象数据的解读分析和格式转换，支持多种主要气象数据的处理，面向应用场景，提供命令行和可视化应用终端。该工具已在北京高性能计算机应用中心网站发布，并在数值预报模式中试支撑环境中部署应用。     

三维气象GIS平台关键技术研究与实现

针对三维GIS的发展应用以及气象服务对于高效决策和直观可视性的要求,开发了具有自主知识产权的三维气象GIS平台。本文从体系结构、功能、数据访问及组件方面介绍了系统的设计方法,并详细论述了平台的关键实现技术,包括气象数据组织、气象标绘、二维图层和三维体绘制技术。该系统能够高效加载海量的二三维气象数据,并支持气象标绘和分析等功能。该系统运行稳定,可视化效果突出,为气象数据处理、数值预报、气象模拟仿真等气象服务搭建了一个坚实的三维基础平台,具有重要的应用价值。     

气象台站数据分析、著录应用系统的介绍

“气象台站数据分析著录应用系统”由台站数据处理和数据管理组成。数据处理部分依据国家档案标准著录规则[1][2]、中国气象局要求[3][4],并充分考虑台站档案内容的特殊性,对台站档案进行广泛收集,经过筛选、比较、核实、分类、归纳和演绎、分析综合、动态分析、文献计量等方法确定标准著录格式,并完成台站数据著录及著录结果的录入工作。数据管理部分按照气象档案管理要求和用户需求设计相应的功能模块、各类数据库结构,程序全部采用Visual FoxPro6.0关系型管理数据库语言编程,对江苏省所有地面、高空、农气台站数据进行综合管理,设置了数据采集、单站查询、总体统计查询、数据更新、标准输出等5大项功能,较好地满足了现行台站历史沿革数据的管理和应用需求。     

基于Silverlight的气象信息查询系统设计与应用

为减轻基层气象台站服务人员在气象数据统计分析方面的工作量,提高天气监测和预报服务核心能力,研究开发了基于B/S结构,通过具有RIA(Rich Internet Applications,富网络应用)特性的Silverlight框架,采用WebGIS技术的昆明市气象信息查询系统。系统实现了对预报服务所需实时地面观测数据、精细化预报产品和多普勒雷达回波产品等进行统计查询以及地理信息可视化显示。应用实践表明,系统在天气实况监测、临近预报与灾害性天气预警业务中为气象服务人员提供了直观的气象信息网络平台,为预报服务提供了科学、高效的技术支持。     

MICAPS4网络平台设计与实现

针对多源、海量、实时气象数据的特点和高交互天气预报预警的业务需求,设计开发了MICAPS4网络平台,该平台包括服务器和网络前端结构,该平台可以实现网络气象数据叠加显示和交互分析等功能。该平台基于统一气象数据模型和分布式实时计算处理框架对多源海量、实时气象数据进行快速处理、计算分析、网络传输和发布,基于HTML5渲染绘制技术实现了浏览器端气象数据的标准实时渲染绘制和交互操作等。MICAPS4网络平台及基于该平台搭建的国家级、省级专业气象网络应用业务系统运行稳定,实现了海量气象数据的网络快速处理分析、高效渲染绘制、预报预警制作交互操作等功能,对建设国家级和省级气象网络应用系统具有重要意义。     

气象GIS网络平台关键技术研究与实现

针对WebGIS在气象业务应用系统的现状和存在问题,开发了具有自主知识产权的气象GIS网络平台。该文介绍了平台开发的背景、目标、功能结构,结合气象数据特点和业务需求分析,对系统建设中的关键技术进行详细探讨,包括智能缓存技术,基于RIA (Rich Internet Application, 富互联网应用程序) 的渲染绘制技术,气象数据监视机制以及地图服务聚合技术。基于气象GIS网络平台搭建了国家级和省级气象应用业务系统,系统运行稳定,实现了海量气象数据的网络高效发布、快速渲染绘制、数据自动监视更新以及地图服务定制等功能,对气象信息网络服务具有重要意义和应用价值。     

基于智慧气象的数据接口的实现

物联网、云计算、移动互联、大数据等新一代智能技术的迅猛发展,为智慧气象产品提供了技术支撑。由于气象信息系统数据类型多种多样,且来自多个部门、跨越多个系统平台,数据结构和格式也不相同,因此数据读取与处理是一项异常复杂的工程。为了解决该问题,开发了基于智慧气象的气象服务数据接口。基于智慧气象的数据接口,具有跨平台性、良好的响应速度、通用的数据交换格式,可使各种应用之间相互通信,并能创建新的应用。基于智慧气象的气象服务数据接口为RESTful风格,返回格式为JSON。数据接口的开发采用JAVA语言,基于Spring MVC+Spring Security Oauth2开发框架实现。数据存储采用Oracle数据库,分为冷、热两种数据。客户端对数据接口的访问,采用HTTP GET的方式发出数据请求,访问服务资源地址,获得JSON格式的数据返回结果。为加强数据接口访问的安全性,采用HTTPS POST方式访问授权接口获取访问令牌。基于智慧气象的数据接口,已为微信、微博、手机APP、网站等多个系统及保险公司、市政等多个单位提供数据支撑,且气象服务数据接口系统安全性高,具有较好的用户体验和兼容性。     

基于Web-GIS的市县级农业气象业务服务系统研究

加强市县级农业气象业务信息化与自动化建设,可有效提升直通式农业气象服务水平。本文面向基层气象为农服务需求,依托省级农业气象业务服务平台,构建基于Web-GIS市县级农业气象业务服务系统。系统首先应用ArcSDE技术,将省级农业气象业务服务平台输出的农业气象监测、灾害诊断和利弊影响分析等数据产品,转换为空间数据库;采用ArcGIS Server for Flex API开发技术,在浏览器端实现对农业气象数据产品的空间分析。通过拓展省级农业气象周年服务方案、农业气象指标库及农业气象灾害防御对策等知识库,构建农业气象知识库在线维护与服务平台。并基于Internet平台,为县级气象为农服务人员,提供基础数据统计分析及省、市、县三级农业气象业务服务产品共享等功能。系统基于B/S结构,便于推广应用,可为基层直通式农业气象服务提供重要技术支撑。     

Estimating daily pan evaporation using adaptive neural-based fuzzy inference system

Estimation of evaporation is important for water planning, management, and hydrological practices. There are many available methods to estimate evaporation from a water surface, comprising both direct and indirect methods. All the evaporation models are based on crisp conceptions with no uncertainty element coupled into the model structure although in daily evaporation variations there are uncontrollable effects to a certain extent. The probabilistic, statistical, and stochastic approaches require large amounts of data for the modeling purposes and therefore are not practical in local evaporation studies. It is therefore necessary to adopt a better approach for evaporation modeling, which is the fuzzy sets and adaptive neural-based fuzzy inference system (ANFIS) as used in this paper. ANFIS and fuzzy sets have been evaluated for its applicability to estimate evaporation from meteorological data which is including air and water temperatures, solar radiation, and air pressure obtained from Automated GroWheather meteorological station located near Lake E?irdir and daily pan evaporation values measured by XVIII. District Directorate of State Hydraulic Works. Results of ANFIS and fuzzy logic approaches were analyzed and compared with measured daily pan evaporation values. ANFIS approach could be employed more successfully in modeling the evaporation process than fuzzy sets.     

辽宁省决策气象服务平台的实现与应用

为实现辽宁决策气象服务从产品内容、产品类型、产品形式、产品制作、产品签发和产品分发的规范化、系统化,采用Visual C#语言在.Net Framework系统框架下以决策气象服务的工作思路、方法和流程为基础,开发了辽宁省决策气象服务工作平台,实现了决策气象信息的统计分析、模板化编辑、规范化发布、知识库信息查询等功能。系统可在决策服务中心的业务工作中应用。     

基于天气事件的公共气象服务产品制作系统

产品服务是公共气象服务的重要手段之一。新媒体技术的进步、发布渠道的拓展给气象服务产品制作带来了更高的时效性和美观性要求。现有的气象业务平台多依赖于第三方GIS (地理信息系统) 组件完成气象数据的分析和产品的输出,系统设计基于GIS的理论模型,在用户交互、图形质量控制等方面受到限制。通过分析公共气象服务产品制作的业务难点,提出了一种基于天气事件的公共气象服务产品制作框架,通过将气象知识形式化,建立天气事件与服务产品之间的联系;同时采用流行的轻量级系统设计思想,应用多种图形处理技术,实现天气事件快速响应,服务产品快速生成。关键性技术主要包括气象知识抽取、数据分析技术、地理边界裁剪和图形质量控制等。基于该框架建设的原型系统,其结构完整、功能性强,在网站和手机气象服务中取得了很好的应用成果。     

基于规则引擎的多元大气信息数据质量检查方法

为了提高气象观测资料的质量,为天气预报以及各类气象业务系统提供可靠的数据来源,提出了一种基于规则引擎的气象观测资料质量检查方法.该方法能对各类常规气象报文进行实时、准确地解码与译码,检查、订正不符合世界气象组织和中国气象局编码规范的报文,并具备灵活的人机交互能力,以适应各类气象观测资料不断发展、变化的要求.该方法的应用,可取代传统的以气候极值检验为主要手段的质量检查方法,提高了实时资料处理的效率,并显著提升了相关气象产品结果的准确性.经实践证明,该方法的应用是行之有效的.     

一种安全可靠的分布式气象数据库系统设计

该文论述了在分布式数据库基础上建立安全、可靠气象资料数据库系统的一般方法。在数据库安全设计中首次提出了安全组件概念及模型, 并将其应用到具体的数据库管理模块中, 较好地解决了数据库系统存在的安全性问题。在数据库应用软件设计中, 采用COM技术和B/S结构, 开发了一套气象数据Web综合查询显示系统, 解决了气象数据Web动态实时发布和查询显示问题。     

基于ArcObjects的气象等值线自动生成技术及应用

等值线分析是气象数据分析中必不可少的一项内容,该功能可以从整体上把握区域内气象要素的总体特征与变化规律。按照插值、网格化和等值线追踪的思路,利用ESRI提供的ArcObjects组件实现等值线生成的功能;借助ATL技术将等值线生成功能封装成COM组件。本文以天津市200多个自动气象站的气象数据为例,对组件功能进行测试。实践证明,客户端程序可以成功调用该组件,并生成符合要求的等值线。该组件不受客户端程序语言和版本的限制,可适合基于WebGIS的气象相关系统应用。