智慧氣象服務融入智慧城市時空信息云平臺的思考與探索

■ 段文廣 范飛勇 劉燕 張玲 王驥 石永瑋

“十三五”期間，全國有超過500座城市建設智慧城市，中國氣象局辦公室于2018年印發的《智慧氣象服務發展行動計劃（2019—2023年）》，明確了發展智能感知、精準泛在、情景互動、普惠共享的智慧氣象服務的總體要求。由于部分地區氣象部門大數據觀念不強、資金技術投入有限、具體措施抓手不夠等原因，氣象服務仍舊停留在傳統服務領域，服務產品單一、智慧含金量不足，已難以滿足各地政府部門及公眾對精準化、精細化氣象服務的需求。全國各大城市正在開展智慧城市時空信息云平臺建設，為氣象部門智慧氣象服務發展提供了新機遇，如何順應時代潮流，抓住新機遇，推進智慧氣象服務融入與智慧城市時空信息云平臺建設，并發揮相應的效益，是增強氣象服務軟實力，提升服務效益的有效途徑。

1 智慧城市時空信息云平臺建設概要

時空信息云平臺是以時空為基準，以位置服務為核心，通過大數據、物聯網、云計算等新一代信息技術，實時匯集城市各種時空信息而形成的感知更透徹、互聯更廣泛、決策更智能、服務更靈活和更加安全可靠的地理信息服務平臺，是智慧城市建設的重要空間信息基礎設施，是城市服務與治理轉型升級的有力推手，也是新興產業高速發展的重要引擎。

為適應智慧城市對信息資源共享應用的需求，滿足城市運行、管理與服務的自動化、智能化應用，2012年底，國家測繪地理信息局提出智慧城市時空信息云平臺建設試點工作。目前，在全國啟動40多個云平臺建設試點，有重慶、武漢、寧波、廣州、蘭州、咸陽、徐州、濰坊、嘉興等一批城市完成了城市時空信息大數據中心和時空信息云平臺的前期建設，并不斷拓展多項面向政務和公眾的應用領域，開展面向行業的智慧示范應用建設，全面推進智慧城市建設，提升城市智慧化治理與服務水平。

智慧城市時空信息云平臺項目以時空信息為載體，整合了城市人口、法人、房屋等基礎信息，構建了統一的時空大數據中心。各試點城市在城市規劃、國土資源管理、社會管理創新、智慧稅務、智慧水務、網上群眾服務、智慧城管、應急指揮、智慧工地、區域研究及公眾服務等多個領域開展應用，取得了顯著的社會及經濟效益。

為加快智慧城市建設提供了時空大數據支撐。智慧城市80%以上的數據與時間、空間有關。時空信息云平臺基于統一的時空基準，提供高精度的位置信息，解決了城市數據由于基礎不統一而產生的障礙，大大縮短機構與機構、公眾與政府之間的距離。

為促進智慧城市管理轉型升級提供了集約共享資源。將城市的管理資源統一整合，讓城市中的各個功能協調運作，提升城市管理效率；同時借助遍布城市的傳感網絡，將城市的事件變化及時掌握，使政府對經濟社會管理等問題做出快速反映，不斷提高管理決策能力。

為提升行業服務效率提供了跨部門業務應用協同。基于時空信息云平臺的共享交換服務，根據部門間共享協同的需求，通過云服務，實現跨部門跨區域的資源共享與應用協同，通過平臺提供的數據、接口服務及時空大數據挖掘分析技術，實現“數據協同、業務共享”，高效提升行業服務能力。

為提升公眾智慧服務能力提供了豐富的應用場景。時空信息云平臺提供了GIS＋信息融合框架，充分融合了互聯網地圖數據、部門業務數據、公眾行為數據等，為社會公眾提供更為豐富的信息服務。通過移動客戶端，結合公眾切實需求，提供公眾信息查詢、網上辦事、便民服務等應用場景，充分發揮信息融合在社會公眾生活中的巨大價值。

為推動新興產業高速發展提供了重要引擎。時空信息云平臺是融合城鎮化、信息化、工業化發展戰略的重要載體，為城市新興產業發展提供機遇，將有力地促進大數據、云計算、物聯網、智能終端制造等產業高速發展，優化城市產業結構，還將拉動大量小微創新型產業的誕生，極大地推動城市的創新活動。

2 發展智慧氣象的機遇與挑戰

智慧城市時空信息云平臺建設，對發展智慧氣象帶來的機遇主要體現在以下方面：

1） 開拓了新思路。發展智慧氣象是當前全面推進氣象現代化的重要內容和重要標志。各地氣象部門積極探索智慧氣象建設，建成的國—省兩級氣象大數據云平臺、集約化的智能網格預報業務系統、智能氣象服務平臺、手機App等公眾智能應用平臺等，有力提升了智慧氣象服務業務支撐能力。但是，由于部門行業之間的信息壁壘，缺乏部門行業大數據的支撐，對如何發展更高質量的智慧氣象服務，還沒有找到新的突破口、切入點，并沒有形成明確的工作思路。如何有效利用各地智慧城市時空信息云平臺提供的大數據共享資源，為發展精準、高效的決策氣象服務，發展基于影響的行業氣象服務，構建開放協同的氣象服務生態等更高維度的智慧氣象服務帶來了難得的機遇和全新的工作思路。

2）開辟了發展新空間。例如智慧交通、智慧旅游、智慧應急等示范應用子平臺，堅持以政府主導，有效融入智慧城市建設，不僅為新形勢下新型智慧氣象服務發展開辟了廣闊的發展空間，同時也為政府防災減災智慧應用、民生應用與產業發展提供氣象信息支持，助力提升政府治理能力，實現雙方共贏。

3）提供了支撐新平臺。依托智慧城市時空信息云平臺提供的通用平臺構建專業化的智慧氣象服務平臺，不僅能夠充分利用云平臺提供的云空間和互聯網出口資源，而且有效解決高分辨率的基礎地理信息、部門數據共享和城市氣象服務組織管理體系的諸多難題，市縣基層氣象部門無需再操心基礎平臺的建設和安全維護，只需充分利用好國—省兩級氣象大數據云平臺和當地政府提供的支撐新平臺，構建起氣象“云＋端”業務服務生態鏈，為當地政府、行業、公眾提供更加優質的智慧氣象服務。

4）激發了創新新動力。智慧城市時空信息云平臺提供了海量的行業大數據，為開展多領域、多維度共享大數據挖掘與融合帶來了便利條件，必將激發廣大氣象科技、業務人員的創新動力。通過對行業大數據的有效融合和挖掘應用，建立基于影響的行業氣象服務指標、算法，構建以用戶為中心的行業氣象服務供給體系，實現農業、交通、能源、旅游等重點行業全過程、全鏈條的氣象服務，不斷提升智慧氣象服務核心技術。

智慧城市時空信息云平臺建設，對發展智慧氣象也面臨更多挑戰：

1）對氣象預報智能化提出了更高要求。由于氣象數值預報模式與國際先進水平存在明顯差距，智能網格預報質量和智能化程度不高，需要氣象部門大力提升科技水平，為滿足各行各業不同場景的服務需求提供高質量的預報產品。

2）對氣象服務智慧化提出了更高要求。智慧城市時空信息云平臺本身以服務為宗旨，開展基于場景定制、用戶行為自動感知、精準推送的智慧公眾氣象服務；構建以用戶為中心的全過程、全鏈條行業氣象服務供給體系，必然要求氣象部門大力發展人工智能，提升氣象服務智慧內涵，目前這方面的氣象應用卻十分有限。

3）對氣象科技創新能力提出了更高要求。智慧城市時空信息云平臺是一個交互式的、開放的大數據平臺，只有真正實現氣象信息與各行各業信息的深度融合應用，才能延長其生命周期。如何將氣象信息與多源數據有效融合，如何利用時空大數據挖掘分析技術，挖掘出針對行業有價值的氣象服務信息，開展有針對性的服務，這是對氣象科技創新能力的巨大挑戰。

3 融入建設思考與探索

3.1 借力構建“氣象云+政務云”大數據平臺，創新氣象服務模式

目前，由于缺少一個與政府各部門互聯互通的共享平臺，難以有效融合行業大數據、提供有針對性的氣象服務，一直制約著氣象服務智能化發展。氣象部門可通過申請當地政府主導建設的政務云資源，不但可有效推進氣象服務與數據上云，解決市縣氣象部門信息上云通道和維護成本。而且借力“氣象云＋政務云”構建大數據服務供給鏈路，一方面通過國—省兩級氣象大數據云平臺提供的各類數據接口，為智慧城市時空信息云平臺提供豐富的氣象數據資源，另一方面可通過平臺方便獲取行業數據，有效開展數據融合應用。同時利用政務云提供的高速帶寬和互聯網出口，實現氣象“云＋端”業務服務新模式。這方面，深圳市氣象局已經提供了可借鑒的經驗。

3.2 主動有機融入智慧城市建設，打造智慧氣象應用子平臺

蘭州市交通大數據公共平臺、廈門市數據安全開放平臺等十余個應用平臺榮獲了2019年智慧中國年會“數據應用領先獎”。鼓勵各地氣象部門爭取當地政府在政策、項目、資金、數據、技術等方面的支持，利用智慧城市時空信息云平臺提供的資源，建設智慧氣象應用子平臺，并打造成智慧城市時空信息云平臺的重要應用平臺。以咸陽市為例，咸陽市氣象局早在2015年就緊抓咸陽國家智慧城市試點建設機遇，主動融入、積極作為，率先啟動智慧氣象建設，不僅探索了融入智慧城市發展智慧氣象工作新思路，成為共享資源受益者和數據應用的主導者；通過部門協作，共同繪就防災減災“一張圖”，有效填補了智慧城市在防災減災領域的應用空白，成為咸陽自然災害監測預警指揮平臺不可或缺的組成部分，實現了智慧氣象建設和智慧城市發展的雙贏結合。

3.3 構建“智慧行業+氣象”應用場景，有效融入政府公共服務體系

智慧城市時空信息云平臺的建成，將形成良性的數據生態城市模式，滿足智慧城市建設過程中對各類時空信息資源集約共享與協同應用的需求，最終實現時空大數據服務政府部門、行業單位及公眾。氣象數據只有與各行各業的業務需求深度融合，才能發揮氣象部門獨特優勢，切實助力提高行政效率，提升服務效能，增加經濟效益。因此，依托時空信息云平臺建設的智慧氣象應用子平臺，在解決氣象服務智慧化、行業獲取氣象數據便利化的基礎上，推進行業大數據的深度融合，利用大數據挖掘技術，找出行業需求與氣象數據高度關聯的結合點，構建“智慧行業＋氣象”應用場景，將氣象信息發布變為氣象能力服務，是智慧氣象服務更高層次的體現。比如“智慧交通＋氣象”應用中，將提前發布的城市內澇風險預警點、道路結冰路段與交通導航、路況播報相結合，提前告知駕駛員繞行或限速通行等，有效避免交通擁堵和事故發生。“智慧水務＋氣象”應用中，對流域內降水量與中小河流及山洪溝道基礎數據相關聯，進行時空大數據挖掘計算，建立基于時空特征的洪水及山洪風險預警模型，將精細化到中小河流及山洪溝道的風險預警與防汛部門的決策指揮系統相結合，提高中小河流及山洪溝道防洪工程治理及應急指揮決策能力。蘭州市氣象局在“智慧觀光農業＋氣象”方面做了有益的探索，通過建設設施農業物聯網監控系統、觀光農業大數據服務平臺等，在為種植用戶提供設施農業氣象服務指標的同時，將設施農業種植、農產品采摘、農業休閑及公眾出行等農業觀光大數據與精細化氣象服務相融合，深度挖掘各類應用場景，建立智能服務引擎，推出農產品采摘指數、農業觀光休閑指數，有力提升了融入式觀光農業氣象服務的技術含量。

3.4 開發各類場景服務接口，構建氣象服務眾智眾創新生態

氣象資料先天具有時空大數據的屬性，隨著智能預報技術的發展，“云＋端”氣象服務格局的形成，借助智慧城市時空信息云平臺，發揮氣象動態數據優勢，搭建智慧氣象大數據交換共享平臺。平臺充分挖掘各類用戶需求，以API接口方式為各行業及大數據應用服務公司提供各類主題數據產品與主題服務，形成數據及服務的產品供需鏈，如為路政部門應用提供“公路養護天氣指南”，為建筑企業應用提供“高空作業天氣提示”、為公眾出行服務應用提供“出行天氣提醒”等，這些服務均以API接口方式在智慧氣象大數據交換共享平臺上提供在線服務，用戶只需下載API接口程序，無縫嵌入到自己的應用場景即可得到所需的氣象服務。

目前深圳市氣象局已通過API接口方式入駐“i深圳”App為市民提供15項氣象查詢服務，其中“停課天氣預警”已在中小學校園App中深入應用。同時，還可以此搭建氣象服務眾創平臺，通過API接口方式開放基礎氣象資料，建立面向社會的氣象服務集智創新機制，不斷豐富API接口功能，拓展服務場景，延伸服務觸角，逐步探索智慧氣象從大數據交換共享平臺走向氣象大數據交易平臺。不僅提高專業氣象服務創新供給能力，更好服務于國民經濟和社會發展，而且構建起眾智眾創的氣象服務創新生態，促進氣象服務良好生態發展。

深入閱讀

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