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观云识天 智慧赋能——“观测通”应用平台运行侧记

发布时间:2020-11-30来源:
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11月19日,第十五届全国气象行业职业技能竞赛暨第四届全国气象行业县级综合气象业务职业技能竞赛闭幕。赛前,由中国气象局部署指导、河北省气象局组织研发团队倾力打造的“观测通”应用平台(专业版)(简称“观测通”)帮助各省备战队员提前熟悉理论考试环境,受到一致好评。

“人机互助的形式太赞了!通过使用‘观测通’,我对智能气象观测技术的发展有了新的认识。”首届全国“观云识天”人机对抗大赛人工识云赛道冠军杨晓丽竖起了大拇指。

践行新发展理念,气象领域应用人工智能技术的脚步快步向前。


高性价比学习——五大模块助力实现“观测即共享”

“观测通”集人工智能与气象观测于一体,可智能识别三族十属二十九类云状。同时,针对能见度、雨、雪、冰雹、电线积冰、雨凇、雾凇、露、霜、沙尘暴、雾(霾)、扬沙、浮尘、雷电现象、风、积雪和结冰等18种类型的观测项目,其可为观测员提供具有“观测演练、人机互动、答题测试、知识交流、在线培训”等功能的移动平台。

“观测通”应用平台设有“观测”“天气”“识天”“交流”和“个人中心”等五大模块,同时支持多角色、多级别用户,可对观测员的专业水平进行评估。

“‘观测’模块内嵌的业务资料不仅海量而且便于查找下载,简直就是移动的资料库;‘交流’模块可获取他人实时上传的观测资料,实现观测即共享。”十一届全国气象行业职业技能竞赛个人全能第一名孟丽红也是该应用平台的首批用户,她对各个模块的设置非常认可。

今年4月1日,随着我国地面气象观测迈入全面自动化新时代,市县级观测业务的重心逐渐向观测装备维护维修和现场核查、标校或检测、质量管理等方向转变。学习的“高性价比”不仅体现在理论田野里的每一寸耕耘,更是实践工作中的具体收获。

不少使用者称“观测通”为气象领域的“学习强国”。“‘观测通’提供了一个能跟全国的气象基础业务同行交流学习分享的平台。众创空间可以发布与业务相关的图片和文件资料,供大家参考学习分享。”用户闫秋玲说。


攻坚克难勇闯关——一路“找茬”不断优化升级

“观测通”于2019年9月步入研发阶段,研发团队遇到的首个困难就是开发智能识别模型。当下,人工智能识别方兴未艾,但云状识别和天气识别却几乎需要从零做起。识别算法开发出来了,却遇到一个更棘手的问题——没有足够的图片训练集。于是,研发团队自发组织拍云图、识云图,同时开发“识天”“交流”等功能,调动全国各地观测员一起拍云图。

为实现“观测通”的实时功能又兼顾识别效率,研发团队开始对该平台的积分系统、演练系统、答题系统、权限系统等进行优化,开发用户数据总览功能并分析用户数据。然而,当这些难度系数不大的工作遇上新冠肺炎疫情时,困难指数就大大升高了。

疫情期间,研发团队队员在家紧急搭建开发环境和项目外网访问环境,没有电脑就同事朋友快递拼凑,没有宽带就用手机4G,紧接着是不断测试“找茬”……经过两个月的加班加点,4月10日至5月15日,“观测通”在河北、山东、湖南、云南、四川、吉林、陕西和福建等8个省份试运行。9月1日,该平台在全国投入运行。运行以来,该应用平台整体平稳可靠,各功能模块设计先进、高效便捷,系统整体可用性达99.99%。


观云识天——智能气象观测水平稳中有升

一名上岗的观测员需要熟知《地面气象观测规范》,掌握业务理论和操作技能,开展定时观测,用数据描绘天气变化的一举一动。

观云识天,有苦也有乐。“人工识云没有诀窍,全靠熟能生巧,多积累知识,理解不同云型的特点,牢牢记住相似云的细微差异,只有这样才能抓住识云的关键。”杨晓丽从1996年开始从事地面观测工作,一直到2014年云的人工观测基本取消,她几乎每天都要看云、识云,记录云状、云高、云量等参数。

机器算法图像识别与人工图像识别的原理其实是相似的。在人工识别中,每当我们看到一张云图,大脑会根据记忆中的经验积累进行识别分类。人工智能也是如此,通过提取图像中的一些关键特征来进行识别。

此外,通过在该应用平台的“观测”模块中加入智能识别模型,可以佐证观测结果。该模型利用人工智能技术对观测员的演练结果提出佐证或质疑,“人机互动”进一步对观测演练的结果进行合理评价,引发观测员对观测结果的思考。

“观测通”在增强观测人员业务能力、推进智能化观测方面作用显著。河北省气象局局长张晶表示,河北将利用互联网思维,吸纳广泛社会资源参与其中,加强与顶级互联网企业的合作,创新发展模式,做强底层核心技术,持续优化“观测通”应用平台,形成可持续发展的良好生态。(谢盼 于超)