論海洋預(yù)報(bào)綜合信息系統(tǒng)及業(yè)務(wù)化應(yīng)用

姚遠(yuǎn)　傅圓圓　李桂敏　劉龍　劉楠

摘 要：結(jié)合我國海洋預(yù)報(bào)產(chǎn)品發(fā)展情況，結(jié)合自身的海洋預(yù)報(bào)監(jiān)測管理工作經(jīng)驗(yàn)，多角度分析了海洋預(yù)報(bào)綜合信息化發(fā)展中存在的問題，并探討了海洋預(yù)報(bào)綜合信息系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，希望對(duì)于今后全方位提升海洋預(yù)報(bào)綜合信息化建設(shè)水平有所幫助。

關(guān)鍵詞：海洋預(yù)報(bào);綜合信息化;信息化建設(shè);海洋預(yù)報(bào)技術(shù)

1? 引言

在當(dāng)前的海洋防災(zāi)減震、環(huán)境保護(hù)過程中，海洋預(yù)報(bào)則是具有重要的作用，借助于信息化技術(shù)的優(yōu)勢，能有效實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的各種情況的預(yù)報(bào)工作，全方位有助于實(shí)現(xiàn)海洋觀測能力的提升。總體來看，海洋預(yù)報(bào)綜合信息系統(tǒng)對(duì)于海洋工程建設(shè)發(fā)展具有重要意義，但其在信息化技術(shù)應(yīng)用以及軟件系統(tǒng)研發(fā)方面還存在著一定的不足之處，這也是本文所要探討的重點(diǎn)內(nèi)容。

2 海洋預(yù)報(bào)綜合信息化發(fā)展中存在的問題

針對(duì)當(dāng)前的海洋預(yù)報(bào)綜合信息化的不足之處進(jìn)行分析，主要就是體現(xiàn)在綜合信息化預(yù)報(bào)系統(tǒng)并沒有明確的業(yè)務(wù)化發(fā)展目標(biāo)，特別是在海洋預(yù)報(bào)系統(tǒng)的整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面較為欠缺，相應(yīng)的基礎(chǔ)支撐平臺(tái)以及可視化功能擴(kuò)展的功能有待進(jìn)一步完善。傳統(tǒng)的海洋預(yù)報(bào)系統(tǒng)功能過于單一、大都是面向局部業(yè)務(wù)進(jìn)行的簡單開展，并沒有足夠強(qiáng)大的模型支撐化的微系統(tǒng)支持，難以滿足新時(shí)代背景下，較為復(fù)雜的海洋預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)發(fā)展要求，不利于實(shí)現(xiàn)預(yù)期的預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)及預(yù)報(bào)管理水平要求。

在進(jìn)行海洋預(yù)報(bào)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集的過程中，則應(yīng)結(jié)合實(shí)際的需求，重視構(gòu)建相應(yīng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，并從實(shí)際出發(fā)來滿足能夠?qū)崿F(xiàn)多種海洋動(dòng)力要素的信息可視化平臺(tái)，保障平臺(tái)具有豐富的功能性特點(diǎn)。通過進(jìn)一步規(guī)范化管理海洋預(yù)報(bào)流程，構(gòu)建良好的人際交互平臺(tái)，從而體現(xiàn)出海洋預(yù)報(bào)綜合系統(tǒng)的全流程覆蓋，更好地符合現(xiàn)代化海洋工程的發(fā)展要求。

3 海洋預(yù)報(bào)綜合信息系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析

3.1 集成多種數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)

海洋預(yù)報(bào)綜合信息系統(tǒng)中，能具有自動(dòng)化、集成度高等特點(diǎn)，能有效實(shí)現(xiàn)海洋預(yù)報(bào)工作中的各項(xiàng)需求，主要分為觀測數(shù)據(jù)、參考資料和數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品等內(nèi)容。其中，對(duì)于觀測數(shù)據(jù)來說，則是體現(xiàn)在海洋局觀測體系以及相關(guān)結(jié)構(gòu)的交換數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，特點(diǎn)則是種類繁多、格式復(fù)雜，在這樣情況下則應(yīng)進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量控制相關(guān)工作;參考資料則是能夠進(jìn)行相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行有價(jià)值內(nèi)容的分析以及提取，能具有處理較為復(fù)雜頁面的情況;對(duì)于數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品來說，則能通過輸出結(jié)果的方式來進(jìn)行預(yù)報(bào)產(chǎn)品的顯示，并能涉及到相關(guān)的數(shù)據(jù)處理以及運(yùn)算，在此過程中體現(xiàn)出數(shù)據(jù)量巨大、格式較多以及時(shí)空多尺度的特點(diǎn)。

結(jié)合系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存在著多時(shí)空尺度、多時(shí)相、多格式以及多來源等特點(diǎn)，則應(yīng)重點(diǎn)探討相應(yīng)的維護(hù)性以及可擴(kuò)展性方面的內(nèi)容，重視如何實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，能有效地全方位提升數(shù)據(jù)處理的整體質(zhì)量。結(jié)合相應(yīng)的大量數(shù)據(jù)運(yùn)算的情況，能有效在Python科學(xué)庫的基礎(chǔ)上，進(jìn)行有效合理開發(fā)來構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)集。

3.2 基于時(shí)空視角構(gòu)建海洋現(xiàn)象和動(dòng)力場時(shí)空聯(lián)動(dòng)數(shù)據(jù)模型

在進(jìn)行海洋現(xiàn)象的分析過程中，則應(yīng)重視相應(yīng)的變化規(guī)律則是基于多源觀測資料的情況，并能從實(shí)際出發(fā)來重點(diǎn)探討尺度渦為代表的典型海洋現(xiàn)象的演化，通過這部分的研究工作能有效弄清楚位置移動(dòng)的情況，還涉及到相應(yīng)的強(qiáng)度、形狀等屬性變化。在此基礎(chǔ)上，能全方位進(jìn)行記錄相應(yīng)的位置形態(tài)演變的過程中，這些都是進(jìn)行時(shí)空數(shù)據(jù)模型構(gòu)建以及方法識(shí)別的基礎(chǔ)性內(nèi)容。在進(jìn)行推廣采用典型海洋現(xiàn)象演變追蹤方法的情況下，可以參考空間最近距離原則，實(shí)現(xiàn)相關(guān)的時(shí)空聯(lián)動(dòng)數(shù)據(jù)模型的創(chuàng)新，以便更為客觀反映實(shí)際的情況，能有效實(shí)現(xiàn)中尺度渦現(xiàn)象演變進(jìn)行了自動(dòng)提取和追蹤。結(jié)合相關(guān)模型的融合處理，能起到良好的智能化預(yù)報(bào)的作用。

3.3 逐步完善的海洋預(yù)報(bào)支撐組件庫

結(jié)合開源的地理信息系統(tǒng)相關(guān)內(nèi)容，從而保障海洋預(yù)報(bào)組件庫的開發(fā)以及利用，從而保障基本地理信息數(shù)據(jù)模型得到擴(kuò)展。在整個(gè)系統(tǒng)中，充分體現(xiàn)出了分塊分區(qū)思想的特點(diǎn)，并能有效開展相關(guān)的數(shù)據(jù)預(yù)報(bào)格點(diǎn)時(shí)空關(guān)聯(lián)的場模型的監(jiān)理，從而能有效為后續(xù)的系統(tǒng)模型處理奠定良好的基礎(chǔ)。

同時(shí)，結(jié)合組件的功能開發(fā)，還能滿足繪圖過程的管理，關(guān)鍵點(diǎn)的內(nèi)容則是涉及到相關(guān)的畫布容器內(nèi)不同類型符號(hào)識(shí)別與操作、自動(dòng)化制圖、繪圖相應(yīng)的多級(jí)操作、多格式輸出等方面的內(nèi)容。對(duì)于相應(yīng)的商業(yè)軟件來說，能更好地具備實(shí)際應(yīng)用中的海洋預(yù)報(bào)的專業(yè)符號(hào)。另外，系統(tǒng)的整體繪圖操作更加便捷化，能體現(xiàn)出實(shí)用性強(qiáng)、較為便捷的軟件功能，使得制圖操作時(shí)間大大縮小。結(jié)合實(shí)際出發(fā)，進(jìn)行海洋預(yù)報(bào)實(shí)用算法組件庫構(gòu)建，能更好地進(jìn)行相關(guān)的功能得到完善，便于進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理以及圖形演示，便于進(jìn)行相應(yīng)的函數(shù)接口開發(fā)，有效擴(kuò)展相應(yīng)的系統(tǒng)功能。

3.4 可視化關(guān)鍵技術(shù)提升海洋預(yù)報(bào)產(chǎn)品顯示度

系統(tǒng)中重點(diǎn)研究海洋流場的可視化問題，借助于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中的粒子系統(tǒng)模擬相應(yīng)的不同空間尺度流場的動(dòng)態(tài)變化以及形態(tài)情況，能有效進(jìn)行相關(guān)的不同狀態(tài)下的數(shù)值預(yù)報(bào)輸出，并能結(jié)合粒子初始狀態(tài)來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的隨機(jī)粒子的動(dòng)態(tài)追蹤方法的研究工作，能更好地探討相應(yīng)的大量粒子的出生、運(yùn)動(dòng)以及生長和消亡的情況，從而能實(shí)現(xiàn)不同空間尺度下海流場的形態(tài)的模擬工作。同時(shí)，借助于三維可視化平臺(tái)的優(yōu)勢，能進(jìn)行相關(guān)的海洋預(yù)報(bào)綜合信息內(nèi)容中的相關(guān)可視化內(nèi)容展示，從而保障滿足虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)海洋預(yù)報(bào)的緊密結(jié)合。

4 結(jié)語

綜上所述，結(jié)合當(dāng)前我國的海洋預(yù)報(bào)產(chǎn)品的發(fā)展情況，從多角度分析了海洋預(yù)報(bào)綜合信息系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容，希望能有效縮短我國和國外發(fā)達(dá)國家的領(lǐng)先水平，加強(qiáng)全方位提升了海洋預(yù)報(bào)信息化水平，從而能進(jìn)一步有效提升海洋防災(zāi)減災(zāi)能力，以保障實(shí)現(xiàn)我國的海洋科技發(fā)展的快速進(jìn)步。

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（國家海洋局秦皇島海洋環(huán)境監(jiān)測中心站）