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解決方案>氣象行業

核心優勢

航天宏圖依托接收的常規氣象觀探測資料、氣象衛星資料、雷達資料、數值預報產品等多源數據,基于定量反演、機器學習、云計算、云存儲、大數據分析、 快速循環同化、虛擬現實等前沿技術,研發了氣象衛星遙感監測分析平臺、省級衛星遙感應用綜合服務平臺、葵花八號衛星接收處理與應用平臺、氣象大數據云平臺、 氣象海洋二三維一體化可視化平臺、高分辨率區域數值模式系統、道路交通氣象服務、航空氣象服務、氣候通等核心產品,面向整個氣象行業提供信息化系統頂層設計、 軟件研發應用、數據共享服務等,同時也向道路、航空、物流、農業等行業領域開展針對性的精準氣象預報保障服務。

氣象遙感應用

    衛星監測分析與遙感應用服務平臺(SMART)是面向中國氣象局核心業務,綜合利用風云系列衛星數據、常規氣象數據、數值預報產品、 天氣雷達數據等資料,面向天氣與氣候、災害與環境、農業與生態等業務應用方向,在國家級遙感應用業務中實現統一業務管理、多種數據 綜合顯示、遙感專業圖像處理、遙感信息提取、地理信息綜合應用、專題產品制作、專題信息發布服務等功能,集遙感云計算、微內核支持 的插件工具箱以及多終端共享服務于一體的氣象衛星遙感專業應用平臺。全面提升衛星資料在天氣監測分析、短期氣候預測評估、大氣環境 監測、氣象災害監測等多領域的全面應用;并促進風云衛星資料進入數值預報模式的業務化體系,提升預報準確率和科技水平。

    FY-3D氣象衛星太湖藍藻水華監測真彩圖
    FY-3D氣象衛星太湖藍藻水華監測圖
    FY-3D氣象衛星沙塵監測真彩圖
    FY-3D氣象衛星沙塵監測示意圖

    省級衛星遙感應用綜合服務平臺是在SMART系統的基礎上,根據各省市氣象部門的定制化需求進行按需裁剪與定制開發的,針對省市級氣象部門氣象衛星數 據管理不高效、業務自動化程度低、平臺分散化以及服務產品難以快速高效制作發布等難題,基于JAVA平臺、應用GIS技術建立的一套集衛星遙感數據及 產品的收集處理、信息提取分析、產品自動化生產、數據及產品自動化分級發布為一體的可靈活配置、擴展性強的自動化業務平臺,可實現省市氣象部門 數據、模型、產品的整合管理,建立省/市/縣三級服務體系,從而實現業務能力和服務能力的整合。可開展天氣應用、氣候應用、大氣環境、陸表環境、 海洋環境、農業氣象、生態質量等多專題監測與評估服務。

    省級衛星遙感應用綜合服務平臺界面
    微信公眾號專題報告查詢與在線交流界面和APP端產品發布與展示界面

    面向FY-4A氣象衛星試驗與后續業務化應用,以PIE為基礎,開展國家氣象局風云四號衛星天氣應用平臺建設,利用風云四號衛星豐富的觀測信息,提供大氣、 云、沙塵、降水、輻射、閃電等監測及預報產品,為天氣分析、環境監測、氣候監測、資源評估和災害預警等提供重要支撐。供省市縣各級用戶、各行業用戶、 國際用戶等通過PC和移動平臺等不同操作終端使用,為其提供一套功能齊全、處理高效、專業性和針對性強的FY-4靜止氣象衛星資料處理應用與分析顯示平臺。 提供PC端、網頁端、平板端、APP端、虛擬設備端等多終端展示與發布。

    衛星天氣應用平臺網絡版
    衛星天氣應用平臺PC版
    衛星天氣應用平臺二級產品疊加顯示

    我公司基于自主研發的PIE系列產品,利用葵花8號衛星資料、地面監測資料、無人機監測資料, 搭建了大氣環境監測分析服務平臺。通過監測區域范圍內的燃煤電廠、 鋼鐵廠、焦化廠、制藥廠、水泥廠等重點污染源,夏秋時節大面積秸軒焚燒污染源,城市裸地揚塵污染源,以及重點擁堵路段尾氣污染源,開展針對區域范圍內大氣環境 中的PM2.5、PM10顆粒物,季節性的秸軒焚燒火點,城市裸地分布的監測服務,并根據大氣污染顆粒物濃度實現區域內頻繁出現高濃度大氣污染的“熱點”區域分布等, 完成專題圖及專題報告產品的生產。做到有的放矢,精確執法,提高大氣污染監察執法的精準性和工作效率。

    石家莊市及周邊地區PM2.5/PM10濃度分布圖

    日本葵花8號衛星接收處理與應用平臺能夠實時接收目前世界上最先進的第三代氣象衛星葵花8號數據,處理生成立體云圖、半球云圖、區域紅外、水汽、可見光云圖、云信息、 降水、云霧監測、灰霾監測、沙塵暴監測及危險天氣診斷和短時預報產品,充分提高災害性天氣、降水、大霧、灰 霾、沙塵暴等監測的精度和準確率,服務滿足氣象、交通、林業、 電力和環境等多個專業部門對產品高時空分辨率精細化程度和監測預報準確率的行業需求。

    葵花8號衛星是世界上最先進的第三代靜止氣象衛星,具備很高的時空分辨率,每10分鐘掃描生成—張全圓盤衛星影像,應用平臺的接收資料滯后時間僅8-10分鐘。接收的云圖數據包括14個通道云圖數據, 日本全球數值預報產品,空間分辨率1.25°,時間分辨率6小時,預報時效48小時,以及東亞和西太平洋常規氣象觀測數據、太平洋洋面風場觀測數據。

    葵花8號衛星接收處理系統三通道真色彩合成圖
    積雪監測圖
    葵花8號衛星接收處理系統三通道真色彩合成圖

    多源氣象水文數據融合處理整個過程圍繞大氣、海洋、鄰近空間和陸表四個應用場景展開,有效融合包括各類常規和非常規,特別是衛星遙感多源觀探測資料信息,生成囊括三維大氣、海洋、鄰近空間、 陸表環境的高精度、高分辨氣象水文要素分析數據。

    “云+端”的SWAP2.0技術架構圖

    公司開發了基于雷達原始基數據的集雷達質控,雷達坐標轉換,標準層處理,雷達拼圖、雷達短臨外推預報等功能的短臨氣象預報產品。實現了對目標區域兩小時 內逐分鐘、逐公里集合雷達反射率和降 水強度的精準預報,產品基于GIS進行便捷化展示,預報產品在水利預報、航空保障中得到有效應用。 其中外推方面基于 雷達拼圖做外推,避免單部雷達覆蓋范圍小,涵蓋了完整的中小尺度系統信息,同時外推技術能預測出云團的合并和生消信息,提高短時監測預警和臨近預報的準 確性和及時性。同時降水反演方面加入地面逐分鐘雨量站資料,并采用基于云團分類動態Z-R關系擬合技術和自適應最優插值法技術,訂正了反演系統偏差并提 供反演精度。

    短臨雷達集合反射率預報(預測)與觀測(實況)對比圖
    基于雷達資料的降水預測(QPF)與實況觀測對比
氣象信息化應用

“張衡一號”是我國全新研制的國家民用航天科研試驗衛星,也是我國地球物理場探測衛星計劃的首發星。該星利用覆蓋范圍廣、電磁環境好、動態信息強、 無地域限制等優勢,開展全球空間電磁場、電離層等離子體、高能粒子沉降等物理現象的監測,為地震機理研究、空間環境監測和地球系統科學研究提供新的技術手段。

電磁監測試驗衛星產品可視化軟件是“張衡一號”衛星電磁探測成果與用戶交互的窗口。負責八類(高精度磁強計、 感應式磁力儀、電場探測儀、等離子體分析儀、 朗繆爾探針、掩星接收機、高能粒子探測器、三頻信標接收機)載荷所涉及物理量的態勢、關聯、與空間典型事件結合、大區域覆蓋的圖形圖表、二維地圖、三維場景等多種形式的展示功能。

電磁衛星的各種載荷產品對空間天氣監測十分有意義,很多專業產品比如PAP等離子分析儀、HEP高能粒子探測儀器、TBB三頻信標產品可以直接服務于軍事用途。

電磁衛星1級數據與2級數據產品展示
朗繆爾探針(LAP)探測軌道展示圖

航天宏圖基于云計算、大數據等新的信息技術,構建氣象大數據云平臺,加強對氣象部門內外數據的匯聚,優化數據交換、入庫、加工和服務流程,開放信息系統的平臺、 數據和算法資源,促進實現氣象“云+端”的應用和服務眾創發展模式,全面提升氣象業務和服務水平。

氣象大數據云平臺總體框架

該系統是基于公司自主開發的三維地理信息平臺PIE-Map開發的一款氣象資料綜合顯示軟件,PIE-Map是采用“云+端”架構的新一代空間地理信息平臺 具備跨平臺、跨終端顯示能力。結合三維GIS、 遙感底圖,提供全球尺度的氣象和海洋實況觀測數據、以及國內外經典數值預報模式數據的直觀呈現和統計 分析,提高氣象數據的可用性和可讀性。氣象海洋二三維一體化可視化平臺實現了地面、高空圖填繪分析,云圖立體及動畫顯示,雷達圖顯示,臺風路徑顯 示,等值線、流線、色斑圖、剖面圖等多種氣象海洋資料的多種顯示方式。并支持二、三維一體化切換顯示,支持多種地圖投影方式轉換。

彩色立體云圖顯示
多終端顯示

航天宏圖引接氣象系統的業務觀測數據,開展針對常規氣象要素的數值預報建設和業務預報工作。 針對模式本身開展多種模式評估、模式優化(地形訂正、動力修正、 參數化的本地化調優),并開展業 務化的同化工作,實現對常規地面觀測資料、探空資料、雷達資料、衛星資料有效的循環同化。在模式后處理方面,創新性應用了大 數據機器學習的方法有效修正模式預報的誤差,提升模式預報工作。宏圖模式實現在專業IDC機房的業務化運行,預報產品服務于道路交通、航空、農業、旅游等不同行業,預報結果精度得到客戶的肯定和認可。

航天宏圖業務化氣象模式系統預報區
專業氣象服務

航天宏圖積極和國內氣象科研院所合作,基于基礎氣象觀測數據、機場氣象觀探測數據,開展多源資料融合分析、中尺度數值天氣預報以及快速循環同化系統, 針對機場氣象保障對低云大霧、大風、強 降水、雷暴等危險天氣的特殊需求,提供機場常規氣象預報、機場起降飛行條件預報、飛機航線預報、 機場短臨預 報等業務保障產品。

氣象服務業務基礎能力

航天宏圖通過開展針對各種氣象因素、基礎地理條件、交通條件對公路安全行駛影響的分析,基于 不同尺度的氣象觀測資料及基礎地理資料,并分析歷史道路氣象 災害數據,實現多源氣象資料在道路上 的快速綜合應用,建立了基于道路物理特性及統計規律的道路預報模式。實現對氣象基礎要素、道路氣象要素、道路氣象高 影響氣象條件、道路決策氣象信息的監測和預報預警。服務產品在高速公路運營管理、市政交通管理、快遞物流等業務中得到應用。由道路氣象精細化監測體系、 道路氣象精細化預報預警體系和道路氣象信息服務發布體系三個部分構成。

面向道路要素的預報技術示意圖及與傳統氣象預報的區別
航天宏圖道路氣象服務網頁版界面
航天宏圖道路氣象服務APP版界面

航天宏圖積極和國內氣象科研院所合作,基于基礎氣象觀測數據、機場氣象觀探測數據,開展多源資料融合分析、中尺度數值天氣預報以及快速循環同化系統,針對機場氣象 保障對低云大霧、大風、強 降水、雷暴等危險天氣的特殊需求,提供機場常規氣象預報、機場起降飛行條件預報、飛機航線預報、 機場短臨預報等業務保障產品。

武漢天河國際機場氣象監測與預報服務平臺
WAFS等值面顯示
機場航線顯示

“氣候通”是由國家氣候中心與航天宏圖聯合打造的大眾級氣候產品服務平臺。氣候通提供氣候熱點、氣候網格、氣候資源、氣候災害、氣候風險、氣候變化、氣候大數據和氣候智庫等頻道 ;可以為重大工程、能源、城市規劃、金融、農業、旅游、科學研究、零售、醫療健康等行業或領域提供貼心服務。

已上線既定的6大類產品,包括氣候網格、氣候災害、氣候資源、氣候變化、氣候風險、氣候智庫,共52個小類,116種產品(免費產品10種),可在線訂購、實時查看、定時推送。

同時提供氣候大數據產品線下訂購服務和產品定制服務。

氣候通產品類型
大氣案例
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