鹿泉区作为第一批县区级智慧城市建设试点,是“智造新高地、省会西花园、都市副中心”。气象作为科技型、基础性社会公益事业,气象工作关系生命安全、生产发展、生活富裕、生态良好。
1鹿泉区气象发展需求及机遇
1.1服务保障公共安全,确保高质量发展
鹿泉区位于太行山东麓,地势复杂,近年来,气象灾害突发性、极端性显著增强,随着经济社会承灾体体量持续高速增长,极端气象灾害的巨大破坏性成倍扩大,气象灾害仍然是制约鹿泉高质量发展的重要因素之一。补齐防灾减灾工作短板,做好自然灾害风险普查,提高防灾减灾抗灾救灾能力,充分发挥气象防灾减灾第一道防线作用对鹿泉气象工作提出了新的更高要求。
1.2满足产业需求,催生气象服务新业态
鹿泉区目前正在推进现有农业、交通、能源、旅游、物流等气象服务产业提质升级,并且布局电子信息、军民融合、科技研发等高端高新产业。庞大且高端的专业用户对鹿泉区未来气象服务的及时性、准确性、个性化、专业化以及服务区域的广度、服务方式信息化程度都提出了更高的要求。
2 鹿泉区气象发展现状与不足
近几年鹿泉气象事业快速发展,监测预报预警能力明显提升、气象灾害防御效益明显、公共气象服务普惠成果丰富。但对标党和国家对气象工作的要求以及鹿泉经济社会发展的需求,还存在一定不足。
2.1新区内综合观测系统不能满足气象保障需求
目前鹿泉区气象现代化水平相对滞后,新区现建有国家级地面观测站1个,常规区域站16个,土壤水分站1个,农业气象观测站1个,仅能完成部分地面常规气象要素观测,显现出观测站网密度低、技术起点不高、观测智能化不足、观测平台与城市融入度不够、协调观测尚未起步、观测的立体精细化不足、数据的智慧化管理与应用水平不高等弊端。
2.2精细化气象预报预警能力不强
精细化预报能力不强,特别是针对区域气候特征明显的预报技术研究和支撑不够,缺乏完善的精细化预报预警平台,气象预报的时空分辨率不高,预报预警产品的针对性不足,不能满足鹿泉区对气象服务保障需求。城市气象灾害监测、预警、评估方面处于起步阶段,基于影响的灾害性天气监测预报及风险评估系统还有待完善。
2.3气象专项服务保障能力不足
目前鹿泉区气象服务保障相对滞后,在规划、建设和安全运行气象服务尚待完善。面对新区国际一流、绿色、现代、智慧城市的高要求,气象服务保障能力和水平与国内先进城市相比还存在较大差距,人民日益增长的美好生活需要与气象业务服务不平衡不充分发展的矛盾比较突出。面向城市规划建设、城市安全运行的气象服务产品匮乏,迫切需求系统化、智慧化的气象服务保障。
3 鹿泉区智慧气象发展思考和建议
十四五期间鹿泉智慧城市将基于先进的云计算、大数据、人工智能等技术,构建鹿泉区“城市大脑”,并将其作为数字建设的基础设施,实现政府对于智慧城市的规划、建设及运营的全盘把控。把发展智能气象观测、智能气象预报,提升智慧气象服务能力放在首要位置,用智慧的理念建设好气象自身的中枢神经。又要推进与鹿泉区城市大脑互联互通互用共享,与鹿泉区各行业信息深度融合,打造鹿泉区智慧气象品牌,使各行业在“智慧气象”中受益。本文就鹿泉区智慧气象发展,提出了完善泛在感知体系、构建气象大数据、搭建气象大脑、建立智慧应用模式等措施。
3.1夯实智慧气象发展基础,构筑现代气象业务
3.1.1建立泛在感知体系
建立智能气象观测观测网。搭建由气象观测基准网和气象感知泛在网共同组成的智能气象观测网,开展一体化全天候高精度的综合立体连续观测。一是完善气象观测基准网。智能化改造国家气象观测站、区域气象观测站,增设城市、森林、湖泊、湿地、农田等应用气象观测站、加密暴雨山洪易发区地面雨量监测站,进一步强化观测精密。二是启动建设鹿泉区气象感知泛在网,依托智能灯杆、智能建筑等城市家具、公共场所、移动终端,实现气象观测要素、图像、音视频等多元化信息采集,补充气象观测基准网观测。
3.1.2 构建气象大数据
依托省级气象大数据云平台,一是建立智能观测数据集。整合气象观测基准网和气象感知泛在网的各类数据,形成温度、水汽、风、水凝物等气象要素实况的智能气象观测数据集。二是建立智能预报产品数据集。建立以鹿泉区为重要节点、覆盖河北省地区的0—30天无缝隙、精准化、智慧型的现代气象网格预报业务流程,建成由三维气象实况分析产品、无缝隙全要素天气预报产品、生活气象指数服务产品组成的鹿泉区智能预报产品,实现气象网格化实况、预报、预警、服务产品的实时应用。
3.1.3 构建鹿泉区气象大脑
基于云计算+大数据+人工智能技术,以省级气象大数据云平台为中心,构建鹿泉区气象“云+端”的轻量级业务架构,搭建由智能观测操作系统内核、协同控制区、基准网联络区、感知网联络区、数据存储区、数据智能分析预报区、数据服务区、大脑云计算平台等部分组成的鹿泉区气象大脑,实现对气象信息的实时处理、多维重构、智能分析,能够对天气气候变化进行智能感知、智能识别、智能推演、深度学习,能快速对城市运行有影响天气的发生、发展及消亡全过程进行跟踪感知预测,并实现智能气象预报服务。
3.2融入智能城市建设运行,开展智慧气象示范
将气象数据融入鹿泉城市超脑,实现数据同步交互,实现终端同时访问,接口满足鹿泉区各类用户使用需求。面向政府、企业、高校、研究机构、公众等不同用户,建设涵盖政务、旅游、安全、应急、产业、生态等多个领域的智慧应用体系,在重点领域建立一批应用场景,打造领域专家。强化安全、应急、产业、生态、旅游等系统气象服务保障能力,践行保障“生命安全、生产发展、生活富裕、生态良好”
3.2.1 加强生命安全保障
建设鹿泉区城市智慧防灾减灾气象体系。依托鹿泉区数据平台与河北省气象灾害防御应急支撑系统,开展主要气象灾害的风险普查和精细化风险区划,完善分灾种的气象灾害致灾阈值体系和预警指标体系。依托泛在感知体系,发展多灾种全链条综合监测技术,实现风险早期识别和气象灾害评估。特别是打造强降水领域专家,把人工智能和天气充分结合起来,建立应用模式,充分提高强降水的预报准确率。推进气象灾害防御信息融入城市超脑大数据,实现气象防灾减灾综合数据共享。完善新一代突发事件预警信息发布系统,实现面向区域靶向预警发布,有效支撑鹿泉区气象防灾减灾需求。
3.2.2强化生产气象服务
充分应用人工智能,建立农业、交通、能源、旅游、物流等气象服务应用场景,打造气象专业服务领域专家。建设鹿泉区智慧交通气象服务系统。面向鹿泉区交通与物流等需求,提供气象导航、气象风险提示、交通出行气象适宜度等气象服务。建立集约共享智能化的“云+端”现代农业气象业务系统,开展基于风险的农业气象灾害预警与评估,强化关键农时气象服务。积极推动农村气象防灾减灾纳入数字乡村建设,做好平安乡村建设气象服务。建立电力预报预警系统,为电力部门提供精准的智慧气象服务产品,强化电力负荷预测,减轻电线舞动、电线覆冰、雷击跳闸等电力气象灾害。
3.2.3助力生态良好
强化生态保障领域专家,提升生态文明建设气象保障。面向大气环境、太行山生态屏障、滹沱河风光带开展实时监测,完善大气成分、湿地水体、森林植被指数、温室气体等主要生态气象因子的变化数据库,开展人居环境气候舒适度、气候生态承载力等技术指标和方法的研究,建立智慧生态气象质量评价指标体系。