国家气象中心:加强技术支撑能力建设 发展智慧农业气象业务
【字体: 】【2018年09月17日】【责任编辑:方格】【阅读:840 次】

  近年来,国家气象中心以“智慧农业气象业务”为目标,着力打造国-省CAgMSS智慧农业气象业务平台、CAgMSS众创平台、农业气象大数据平台和智慧农业气象服务平台。初步建立了以农业气象指标、作物模型、卫星遥感为核心的现代农业气象业务技术体系,初步形成了以基础业务产品为支撑、以用户为中心的农业气象服务产品体系,扎实推进智慧农业气象业务稳步发展,取得了初步成效。

  一、CAgMSS逐渐成为全国农业气象业务系统品牌

  CAgMSS系统功能模块化、技术现代化、流程自动化、应用便捷化,全面支撑国家级智慧农业气象服务。基于.NET Framework插件式技术和ArcEngine地理信息技术,CAgMSS农业气象业务系统实现了农业气象专业模型计算、数据空间分析与查询、地图渲染与浏览等功能。CAgMSS系统包括数据分析与应用、产品分析与制图、农业气象评价、作物产量预报、灾害监测评估、农业病虫害气象等级预报、农用天气预报、生态气象监测评估、遥感监测、作物模型模拟等10个子系统60余个模块,功能涵盖了农业气象监测、评估、预报、预警。系统实现了数据采集入库、业务模型运算、产品制作与发布等业务流程自动化。

  CAgMSS逐步向省级农业气象业务单位推广应用。通过技术培训,CAgMSS基本版在13个省部署并使用制作本省农业气象监测评价产品,CAgMSS-作物产量预报业务系统已在江苏、福建、山东、新疆、辽宁、河北、湖北、浙江等8个试点省(区)实现省、市级主要作物产量动态预报,CAgMSS-作物模型应用系统在河北、河南、浙江、辽宁、吉林、山西、山东、安徽、江苏、湖北、湖南、江西等12个省局农业气象业务部门实现业务试用。

  CAgMSS众创平台基本建成。基于C#.Net插件式开发的CAgMSS技术框架,提供基础类库、函数和方法,可简单便捷地实现二次开发,为实现全国农业气象业务技术算法、模块代码共享共用以及农业气象业务平台集约化、一体化建设奠定基础。

  二、初步构建农业气象大数据平台,为实现全国农业气象数据及产品互联互通奠定基础

  牵头制定了数据标准规范与相关实施方案。为了推动智慧农业气象服务规范化发展和数据共享,国家气象中心牵头制定了《全国智慧农业气象服务平台数据存储规范(试行)》(气减函〔2016〕66号)、《全国智慧农业气象能力建设2018年实施方案》(气减函〔2018〕45号文)、《智慧农业气象服务行动计划(2018-2020年)》和《农业气象大数据建设方案(2018-2020年)》(气减函〔2018〕51号文),为全国智慧农业气象业务服务能力建设提供指导。

  健全农业气象业务基础库。通过资料完整性分析,建立了全国气象站逐日气象要素库、作物观测要素库、土壤水分观测要素库、作物生物量观测要素库。通过收集、整理,建立国家-省-县主要大宗农作物产量序列数据库、全国100m空间分辨率土地利用数据库、全国10km空间分辨率土壤数据库。

  构建了农业气象业务专题库。建立了作物生长积温数据库、农业气象灾害指数库、农业气候适宜度数据库、大宗作物生长模拟数据库。

  全国“一张网”格点化农业气象产品体系基本建成。基于全国“一张网”和智能网格预报产品、农业气象大数据平台,利用农业气象指标和模型,实现了日、周、月等不同时间尺度全国5km格点农业气象要素监测预报、农业气象影响定量评价、农业气象灾害监测预报、作物生长状况模拟等数值产品的定时自动作业。格点化产品存储采用Grib2、NC、IMG等国际通用数据交换格式。同时通过配置自动作业模块可以生成全国和省级JPG图形类产品。重点打造《全国农业气象周报》、《全球农业气象监测评估与产量展望(月报)》两个基础业务产品,发展以用户为中心的定制式、个性化农业气象服务产品体系。

  三、全国一体化智慧农业气象服务平台初步形成

  全国农业气象产品与信息共享业务网基本建成。在国家气象中心业务内网框架下,开发了全国农业气象产品与信息业务共享网(气象业务内网http://10.1.64.179:8080/),基本实现了全国农业气象监测、评价、预报等产品信息的“互联、互通、共享”。基于WEBGIS技术,实现了农业气象业务数值客观产品的显示、浏览、漫游、空间查询,以及基于位置的农业气象相关信息统计、分析与显示。

  打造新一代全国智慧农业气象服务网站—中国兴农网。以满足智慧农业气象服务需求为目标,基于精细化、格点化农业气象业务产品,协助中国气象局公共气象服务中心对中国兴农网进行改版升级,实现了“一张网”展示智慧农业气象服务产品,一图囊括细节与整体、点面结合。根据用户需求和实际经验,采用模块化设计,开发了农业天气、气象灾害、作物生长、市场行情等信息查询工具。根据用户地点或点击内容主题信息等数据,构建了用户行为需求模型,为用户智能推送最感兴趣的农业气象服务信息。

  开发了全国一体化智慧农业气象服务手机APP—中国农业天气通。按照“全国一张网、全国一盘棋”的思路,协助重庆市气象局开发了全国通用版“中国农业天气通”APP, 建立面向国、省两级个性化配置技术,实现信息分类呈现。基于地理位置与用户身份识别相结合,实现不同用户“点对点”的个性化需求服务。用户可以通过平台实时获取感兴趣位置的天气气候信息、作物生长信息、农事活动信息以及相关基础地理信息,也可以通过平台实时上传当地农情、灾情信息以及其他相关信息,实现农业气象大数据社会化采集。

  四、现代化农业气象业务技术体系基本形成

  作物生长模型实现业务化应用。建立了作物模型参数本地化和区域化方案,实现了冬小麦、玉米、水稻生长状况的动态模拟及业务化应用。建立了基于作物模型的大宗作物长势定量评价、农业气象灾害影响评估、作物产量动态预报的业务技术、指标与流程,编制了《作物模型业务应用技术指南》(气减函〔2017〕11号)。

  农业气象评价基本实现定量化。基于长时间序列的气候适宜度指数和农业气象灾害指数,构建了周、月、年等不同时间尺度的农业气象灾害定量评价和农作物生长气象影响定量评价的模型与指标。

  多模型集成与大数据分析应用取得初步成效。面向农业生产全过程,融合地面观测、卫星遥感反演、指标判释、作物模型模拟的农业气象灾害影响评估、作物长势监测与产量预测的技术集成体系基本形成。作物模型与卫星遥感资料、土壤水分资料、作物生长观测资料同化的业务技术框架基本建立。初步构建了时间序列分析、相似年分析、典型案例分析、极值分析等农业气象大数据应用的模块算法。

  五、未来设想与重点工作

  推进互联互通、统管共用的全国智慧农业气象大数据平台建设。基于气象大数据云平台,建成集气象实况与预报、农业气象监测与预报、农业基础数据、农业农村经济数据、基础地理信息等于一体的全国农业气象大数据平台,通过大数据分析和挖掘、数据可视化等手段,为智慧农业气象业务与服务提供数据支撑,同时也为社会组织等提供数据共享服务。

  推进精细化、智能型的国-省农业气象业务支撑平台建设。完善CAgMSS农业气象众创平台,研发国家、省级一体化的农业气象业务产品算法库,推动全国农业气象业务平台集约化、一体化发展。开发精细化、智能型的国-省CAgMSS(大宗农作物/特色农作物)业务平台,实现基于云端的精细化、智能型、个性化、定制式的农业气象数据分析与产品制作服务。

  推进全国农业气象大数据应用与产品共享业务网建设。基于全国气象业务内网,以信息化和集约化的理念,建立集农业气象大数据分析与应用、业务指导产品解释与应用、服务产品实时共享、农业气象业务监控与管理的全国农业气象业务网,面向全国各级农业气象观测、预报、服务等用户,实时提供各类农业气象信息、产品及业务监控与管理信息,以满足国家、省、市、县四级气象部门对农业气象业务信息的需求。

  继续推进便捷、智慧的农业气象服务平台建设。基于全国农业气象大数据平台、气象大数据云平台和“一张网、一张图”的理念,组织开发集监测、预报、预警、评估信息于一体的国家-省-市-县一体化、可定制的全国智慧农业气象服务平台,为农业生产经营主体提供更加精细、便捷、直通式、接地气的服务。

  强化现代农业气象业务核心技术应用能力。引进和比较国内外开源的作物模型,逐步研发适应我国不同区域农业生产实际并具有一定自主知识产权的小麦、水稻、玉米等主要作物生长模拟业务应用系统。依托全国农业气象试验站资料以及现有科研成果,修订和完善现代农业气象指标体系。基于卫星遥感、农业气象地面观测,结合农业气象指标、统计模型和机理模型,开展精细化、定量化全国大宗粮食作物的气象影响评估与预报、长势评估与产量动态预报业务技术。建立以卫星遥感监测为主的全球农作物长势评估、产量预报综合系统,提高农业气象业务全球监测与服务能力。积极参与全国特色农业气象服务中心建设,合作开发苹果、茶叶、甘蔗、棉花等特色经作物气象监测评估与预报技术与业务服务产品,助力乡村振兴和农业提质增效。

( 来源:国家气象中心 )

 

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