下载文档原格式
天气预报系统实践报告
天气预报系统实践报告
本文旨在介绍我们实现的基于 AI 的天气预报系统，及其实践过程。
首先，我们采用 Python 语言来开发此系统，使用机器学习技术
建立了一个基于神经网络的模型，帮助我们准确预测天气状况。
该系
统根据状态码，温度、相对湿度、风速及露点，使用分类器 (即神经
网络) 对历史天气数据进行分析，从而推断未来的天气情况。
其次，我们采集了大量的实时天气数据，包括温度、相对湿度、
风速及露点，将其作为神经网络模型的输入。
这些数据来自历史天气
记录和现有的气象站，并通过支持向量机等多层技术从中提取出特征。
接着，我们使用了多层感知器 (MLP) 构建神经网络模型，通过训
练实现预测精度的提高。
通过模型预测，我们可以更加准确地预测7
天内的天气状况，提前预警气象灾害及环境污染。
最后，我们将构建的模型进行了实践评估。
通过测试，我们检验
了所建模型的准确率，并与传统的站点观测法以及天气预报软件进行
了比较。
结果表明，我们建立的模型在天气预报方面比天气预报软件
具有更好的精度，并且比传统的站点观测方法有更快的预报速度。
综上所述，我们建立的基于 AI 的天气预报系统，具有预报精度高、速度快的优点，可以更能够准确地预测未来7天的天气状况，为
气象灾害及环境污染预警提供可靠的保障。
中国气象局关于印发综合气象观测系统发展规划(2010―2015年)的通知文章属性•【制定机关】中国气象局•【公布日期】2009.12.30•【文号】气发[2009]463号•【施行日期】2009.12.30•【效力等级】部门规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】气象综合规定正文中国气象局关于印发综合气象观测系统发展规划（2010-2015年）的通知（气发〔2009〕463号）各省、自治区、直辖市气象局，各直属单位，各内设机构：《综合气象观测系统发展规划（2010-2015年）》已经中国气象局局长办公会议审议通过，现印发给你们，请遵照执行。
《综合气象观测系统发展规划（2010-2015年）》是对《综合气象观测系统发展指导意见》（气发〔2009〕175号）的进一步细化，明确了“科学调整站网布局、提升观测自动化水平、增强观测能力、确保观测系统稳定运行、发挥观测系统效益”的发展目标、主要任务和保障措施等。
请各省（区、市）气象局依据本规划，结合本地实际，制定相应的综合气象观测系统实施计划，并报中国气象局备案。
二○○九年十二月三十日综合气象观测系统发展规划（2010－2015年）中国气象局2009年12月目录一、发展目标二、主要任务（一）国家气候观测网1.地面气候观测2.高空气候观测3.大气成分观测4.海洋基本气候变量观测5.陆地基本气候变量观测（二）国家天气观测网1.地面气象观测2.海洋气象观测3.高空气象观测4.天气雷达观测5.气象卫星观测6.移动气象观测（三）区域气象观测网（四）专业气象观测网1.农业气象观测2.交通气象观测3.人工影响天气观测4.风能观测5.太阳能观测6.电力气象观测7.环境气象观测8.城市气象观测9.空间天气观测（五）技术装备保障1.建立健全技术装备保障体系2.运行监控3.维护维修4.装备供应5.计量检定6.气象专用技术装备管理（六）观测数据质量与观测产品1.主要内容2.实施进度（七）技术研发及平台建设1.技术研发2.国家气候观象台3.基础平台建设和设备考核试验三、保障措施（一）加强行业管理和社会管理（二）完善体制机制（三）提高队伍素质（四）统筹各类资金投入（五）加强交流与合作附录附表1：气候观测要求（GCOS指标）（a）基本气候变量（b）地面和高空基本气候变量观测精度要求附表2：天气观测要求（WMO指标）（a）地面气象观测（b）高空气象观测（c）辐射观测附图1：优化后国家基准气候站分布图（草案）附图2：国家级地面观测站布局图（草案）附图3：全国雷电观测网布局图（草案）附图4：新一代天气雷达布局图（216部）附图5：调整后的农业气象观测站分布图附图6：风能资源观测网布局图（草案）附图7：太阳能资源观测网布局图（草案）附图8：空间天气观测布局图（草案）本规划依据《综合气象观测系统发展指导意见》（气发〔2009〕175号）的指导思想和基本原则，针对经济社会发展和各项气象工作日益增长的需求，统筹国家、地方政府、有关部门和相关行业对气象工作的投入，按照综合、协调、可持续发展思路，提出了2010-2015年综合气象观测系统发展目标，明确了科学调整站网布局、提升观测自动化水平、增强观测能力、确保稳定运行、发挥观测系统效益等方面的发展任务、实施进度和保障措施。
智慧天气监控系统设计方案设计方案：智慧天气监控系统一、系统介绍智慧天气监控系统是基于物联网技术的一种天气监测系统，主要用于实时采集和分析各类气象数据，以提供准确的天气预警和预测服务。
该系统能够通过传感器、网络通信设备、数据处理终端等组件实时监测气象变化，并将数据反馈给用户。
二、系统功能模块1. 数据采集模块：该模块负责采集各类气象数据，包括温度、湿度、风速、降水量等，通过传感器将数据实时传输到系统中。
2. 数据传输模块：数据采集模块采集到的数据通过网络传输到数据处理终端，通过无线通信技术，实现实时数据传输。
3. 数据处理模块：数据处理模块对采集到的气象数据进行处理和分析，在本地或云端进行数据存储和处理，通过算法和模型进行数据挖掘和预测。
4. 数据展示模块：将处理后的气象数据以可视化的形式展示给用户，包括实时气象信息、历史数据、气象趋势图表等，用户可以通过网页或手机应用进行查看。
5. 预警和预测模块：基于数据处理模块的分析结果，系统可以提供预警和预测功能，及时警示用户，通过手机短信、APP推送等方式发送相关信息。
三、系统架构设计系统采用分布式架构设计，包括传感器、网关、服务器和终端四个层次。
1. 传感器层：部署各种气象传感器，包括温湿度传感器、风速传感器、降水量传感器等，负责数据采集和传输。
2. 网关层：负责数据传输和网络通信，将传感器采集到的数据通过无线网络传输到服务器端。
3. 服务器层：包括数据处理服务器和数据存储服务器。
数据处理服务器负责接收、处理和分析传感器采集到的数据，提供数据挖掘和预测功能。
数据存储服务器负责存储和管理历史数据，提供数据查询和管理接口。
4. 终端层：用户可以通过网页或手机应用访问系统，查看实时天气信息、历史数据以及预警和预测结果。
四、系统实现技术1. 传感器技术：选择高精度、低功耗的传感器，通过物联网架构实现传感器与网关的连接和数据传输。
2. 无线通信技术：选择适合的无线通信技术，如4G、NB-IoT等，实现传感器到服务器的实时数据传输。
附件1综合气象观测系统气象装备运行监控业务运行规定（试行）第一章总则第一条为保证综合气象观测系统气象装备运行监控业务（简称“ASOM系统”）的顺利实施，确保气象装备运行监控业务各项任务规范、有序开展，制定本规定。
第二条本规定中涉及运行监控的气象装备包含纳入全国气象业务管理的新一代天气雷达站、国家级台站自动气象站、探空系统、区域气象观测站、雷电观测站、自动土壤水分观测站、风廓线雷达站、GNSS/MET站、大气成分观测站、风能观测站等站点设备。
第二章职责第三条 ASOM系统实行国家、省（区、市）两级布局。
第四条国家级气象装备运行监控业务保障部门负责全国气象装备运行监控业务实施，并根据监控数据和其他业务技术手段评估全国综合气象观测系统气象装备整体运行状况；负责ASOM系统（国家级）维护管理；定时发送监控短信及监控快报；及时处理省（区、市）级（简称“省级”）用户上报的各类信息；负责各级运行监控用户远程技术支持等。
第五条省级气象装备保障业务部门是省级运行监控业务主体，负责省级ASOM系统业务实施及维护管理；负责省级综合气象观测系统气象装备整体运行状况评估及信息发布；负责本省（区、市）区域内气象装备维护维修、计量检定及核查、气象装备供应、站网基础等信息管理；负责本省（区、市）区域内各级运行监控用户远程技术支持等。
第六条地市气象装备保障人员及县级（台站）业务人员负责本区域内气象装备运行监控、维护维修、站网信息、计量检定及核查、装备供应以及设备故障、停机、维护等相关业务信息的填报和数据质量评价结果反馈。
第三章运行监控与维护维修信息业务流程第七条台站运行监控与维护维修信息填报。
当台站业务人员发现设备故障、数据异常或接省级运行监控部门通知后，及时进行核实并通过ASOM系统填报相关信息。
同种设备同一次故障填写一个故障单，不同值班员根据不同故障处理情况或同一故障处理活动的不同及时更新维修信息。
按要求填写故障现象，并及时更新故障处理过程。
综合气象观测系统运行监控业务职责流程（试行）(征求意见稿)为保障综合气象观测系统稳定、可靠运行，我司组织开展了综合气象观测系统运行监控业务。
为推进该项工作的顺利开展，特制订本业务职责流程。
本职责流程依托综合气象观测系统运行监控平台（ASOM）制定，适用国家级、省级和台站级/地市级各级装备保障部门；监控设备为目前包括已纳入业务正式运行的全国新一代天气雷达、国家级地面自动气象观测站和探空系统。
一、运行监控与维护维修信息管理业务运行监控与维护维修信息管理业务是利用气象业务通信专网，接收综合气象观测系统各类气象探测设备的探测数据、状态数据、维护维修填报数据，通过对数据的分析，实时显示设备的运行状态，跟踪设备故障的维护维修进展，及时发现问题，第一时间解决问题，以提高综合气象观测系统的技术保障水平，缩短设备的故障维修时间，提高综合气象观测系统的运行效益。
各级装备保障部门职责如下：1.台站级台站级保障人员发现通信传输问题和设备故障，运用ASOM系统上报各类设备维护维修信息，填写值班日志。
新一代天气雷达、自动气象站、探空系统完成维护维修工作后需在ASOM系统中填报维护维修信息。
（1）检查探测数据、状态数据等信息的上传情况，若出现数据异常或传输异常，及时处理。
1小时内无法修复时，则向省级报告。
（2）在24小时之内通过ASOM系统填写并提交值班记录。
（3）填写停机通知：气象台站因常规维护（周维护、月维护、季维护、年维护）、故障维修等需关闭探测设备时需填写停机通知。
业务规定的非观测时段关机或简单维护不需要停机时无需填写。
➢发布停机通知在停机1小时内在ASOM系统中发布停机通知。
➢关闭停机通知停机结束1个小时内在相应的停机通知中填写停机结束时间，即关闭停机通知。
（4）常规维护：各种探测设备根据目前国家业务规定进行常规维护，维护结束后，需在规定时限内在ASOM中填报维护记录，ASOM将统计维护记录及维护时间。
➢填写常规维护记录日巡查：日巡查工作后，当日在ASOM中填写日巡查记录。
第五讲 综合气象观测1. 引言综合气象观测是对地球气候系统的大气圈、水圈、冰雪圈、岩石圈、生物圈等五大圈层的物理、化学、生物特征及其变化过程和相互作用开展长期、连续、系统的观测。
综合气象观测系统是由地基、空基、天基气象观测系统有机结合、优势互补构成的全面、协调和可持续的集成系统。
其中，全面是指科学设计，科学布局，全面获取气象及其相关信息，各类观测数据融合处理，形成观测产品，集约化发展；协调是指观测业务各环节要协调发展，与现代气象业务体系各业务之间要协调发展，也要与气象科技创新体系、气象人才体系协调发展；可持续是指观测业务要连续、稳定、可靠运行，要加强观测技术、观测方法、仪器设备的研发和技术储备，增强发展后劲。
《国务院关于加快气象事业发展的若干意见》明确指出，“ 综合气象观测系统是国家重要的公共基础设施，是气象和地球相关学科业务与科研的重要基础。
要大力加强气候观测系统、气象卫星系统和天气雷达、雷电监测网、农村和重点林区及海域气象站网等基础设施建设，将其纳入经济社会发展规划，保证其稳定可靠运行，不断提高综合气象观测能力和水平”。
当前，我国已经进入全面建设小康社会和构建社会主义和谐社会的新阶段。
经济社会发展、国家安全和可持续发展对气象事业提出了更高的保障要求。
如突发气象灾害及相关灾害事件的预警预报、气候和气候变化预测预估、重大气象灾害风险评估、载人航天飞行保障、航空和地面交通气象、核爆炸及危险品泄露应急气象服务、气象能源监测等工作都要求气象部门提供准确可靠的实时观测数据，作为科学决策的基础。
因此，综合气象观测系统的建设是气象部门一项非常迫切和关键的任务。
为了建立和完善综合气象观测系统，我国气象部门将通过科学完善现有气象观测站网，进一步增强气候监测、天气观测和专业气象观测能力，提高观测数据的质量和系统稳定运行的能力，增强综合处理观测数据应用的能力，实现综合气象观测系统的可持续健康发展。
2. 第一节 综合气象观测系统的作用和内涵2.1. 1.1 综合气象观测系统的作用气象观测是人们认识大气现象和气候变化的手段，气象观测信息和数据是开展天气预警预报、气候预测预估及各类气象服务、科学研究的基础，是推动气象科学发展的原动力。
省级气象观测质量管理体系平台设计与实现
张振鲁;李季;魏明明;张少博;丁善文
【期刊名称】《气象水文海洋仪器》
【年(卷),期】2024(41)1
【摘要】为解决国家级气象观测质量管理体系信息系统向省级以下业务拓展不足、部分功能不健全等问题,文章采用B/S架构、模块化设计方法和数据接口等技术设
计了面向省级以下业务人员及管理人员的智能化业务和管理平台,实现了工作记录、工作向导、工作计划、内审管理、报名考试等实用功能。
业务应用表明,省级气象
观测质量管理体系平台能有效弥补国家级气象观测质量管理体系信息系统的不足,
有助于推动气象观测业务实现循环改进。
【总页数】5页(P130-133)
【作者】张振鲁;李季;魏明明;张少博;丁善文
【作者单位】青岛市气象综合保障中心;山东省气象工程技术中心;青岛市崂山区气
象局;泰安市气象局
【正文语种】中文
【中图分类】P409
【相关文献】
1.省级气象观测设备测试维修平台的设计与实现
2.省级地面气象观测自动化运行监控平台设计与应用
3.河南省气象观测数据综合服务平台的设计与实现
4.省级气象
观测资料集约化监控平台设计5.地面气象观测站自动化监控预警平台设计与实现
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
第1篇一、前言在过去的一年里，我国气象观测事业在气象部门的大力支持下，取得了显著的成果。
本年度，我单位紧紧围绕气象观测业务发展的总体要求，全面加强气象观测基础设施建设，提升观测数据质量，为气象预报预警、气候研究、环境保护等领域提供了有力的数据保障。
现将本年度综合气象观测工作总结如下：二、主要工作及成效1. 观测设施建设本年度，我单位重点加强了气象观测基础设施建设，包括地面气象观测站、自动气象站、卫星遥感观测系统等。
新增自动气象站5座，地面气象观测站2座，卫星遥感观测设备1套。
这些设施的投入，极大地提高了气象观测的自动化、现代化水平。
2. 观测数据质量为确保观测数据质量，我单位严格执行气象观测规范，加强观测员培训，提高观测员的业务素质。
同时，加大了对观测数据的审核力度，确保数据的准确性、可靠性和连续性。
全年观测数据合格率达到了98%以上。
3. 观测业务创新本年度，我单位积极探索气象观测业务创新，开展了多项新技术、新方法的研究与应用。
例如，利用无人机进行地面气象观测，提高了观测效率和覆盖范围；运用大数据技术对气象观测数据进行处理和分析，为气象预报预警提供了有力支持。
4. 气象灾害预警充分发挥气象观测数据在气象灾害预警中的作用，针对重大气象灾害，及时发布预警信息。
本年度，共发布各类气象灾害预警信息200余次，有效降低了气象灾害造成的损失。
5. 气象服务应用积极拓展气象观测数据在农业、交通、环保等领域的应用，为政府决策和社会公众提供了有力支持。
例如，为农业部门提供气象灾害风险预警，为交通部门提供气象灾害预警，为环保部门提供空气质量监测数据等。
三、存在的问题及改进措施1. 观测设施老化部分观测设施存在老化、损坏等问题，影响了观测数据的准确性。
下一步，我们将加大设施更新改造力度，确保观测设施的正常运行。
2. 观测员素质参差不齐部分观测员业务素质有待提高，影响了观测数据的准确性。
我们将加强观测员培训，提高业务水平。
国家级中长期天气预报业务系统设计与应用国家级中长期天气预报业务系统设计与应用随着气候变化对社会经济发展的影响越来越大，天气预报的重要性也变得前所未有。
中长期天气预报可以为国家和地方制定气象灾害防控、农业生产、交通运输等决策提供有效的参考。
为了实现精准、可靠、及时的中长期天气预报服务，国家级中长期天气预报业务系统的设计与应用变得至关重要。
一、系统设计方案（一）技术架构国家级中长期天气预报业务系统需要结合实时观测数据、气象模式预报数据、气候统计数据等多种数据源。
系统采用分布式架构，确保数据的高效获取与传输。
通过云计算技术，将各类数据进行存储和处理，实现海量数据的快速分析和呈现。
（二）数据获取与整合数据获取是中长期天气预报系统设计的重要环节。
系统通过气象观测站、卫星遥感、探空观测和移动传感器等多种手段实时采集各类气象数据。
同时，建立专门的气象数据管理平台，将实时数据与历史数据进行整合和存储，确保数据质量和可用性。
（三）模型预报与优化算法中长期天气预报主要依靠气象模型预报。
国家级中长期天气预报业务系统采用多种气象模式，引入先进的数值模拟算法，提高预报的时空分辨率和准确性。
同时，结合机器学习和优化算法，对模型进行优化和调整，提高预报的稳定性和可信度。
（四）可视化和可视化分析为了方便用户使用和理解预报结果，国家级中长期天气预报业务系统需要具备良好的可视化和可视化分析能力。
系统中需要包括地图显示、曲线图、柱状图等常见的数据可视化方式，同时结合交互式操作，使用户能够根据实际需求进行数据查询、分析和展示。
二、系统应用（一）气象灾害防控中长期天气预报对于气象灾害防控具有重要意义。
国家级中长期天气预报业务系统通过提供精确的天气预报信息，能够帮助各级政府和相关部门采取及时有效的防灾减灾措施，减少灾害风险和损失。
（二）农业生产农业对天气条件的敏感性极高，预测农业生产季节的天气情况对于保障粮食安全和推动农业发展至关重要。
国家级中长期天气预报业务系统可以提供农业生产期内的气象预报，帮助农民合理安排农事活动，提高农作物的产量和质量。
