气象现代化项目设施农业智慧气象预报预警平台用户需求.docx

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1、气象现代化项目（设施农业智慧气象预报预警平台）用户需求 一、项目背景XX区是东部沿海经济较为发达的河谷丘陵地区，随着城乡一体化的迅速推 进，XX区现代农业发展搭上了快车，然而气象条件对农业生产的限制仍然较大， 暴雨洪涝、高温干旱、低温霜冻、雷雨大风等灾害对传统农业冲击较明显，发展 设施农业显得尤为重要。二、建设内容系统分系统子系统内容说明数量（个）设施农 业智慧 气象预 报预警 平台多源 数据 池和 平台 数据 支撑 模块数据采集规范采集数据格式、传输存储方式，对缺测、误测等数 据进行订正，形成经过质控的设施农业气象观测数据 池。构建智慧设施农业气象监测预警平台数据支撑系 统，研制包括多源数据

2、输入接口归集（天气预报智能网 格数据、延伸期气候预测网格数据、CLDAS数据和遥感 数据等）、数据格式转化（点与面、历史监测与预测、 空间分辨率统一）、中间过程存储、产品输出接口（对 接XX数字乡村）建设等功能。数据输入接口归集：实现和“天擎”大数据气象平台的 数据对接，基于MiJSIC进行相关气象数据采集，所有数 据优先从“天擎”平台进行采集地面气象观测数据、 CLDAS数据、遥感数据等。1数据监控与质控（1）数据传输监控。针对设施农业气象数据传输情况 进行监控，建立自动叫应机制。（2）数据入库监控。研 发对应的农业气象数据入库程序，对入库成功情况进行 实时记录，如有异常自动反馈给值班人员。

3、（3）数据质1控。针对棚内、棚外农田小气候观测的气温、湿度等数 据的特点，开展农田小气候数据质控。数据 处理 与存 储中间计算数据存储：研发智能网格数据在设施农业气象 上的应用，建设包括设施小气候预报，设施灾害影响预 报预警等格点产品数据，格点数据可作为设施农业气象 基地精细化预报数据源。数据格式转化：（1）点与面数据格式。点数据是指气象 观测数据，面数据是网格数据，研究农业气象监测数据 空间化技术，实现点与面数据格式统一。（2）历史监测 与预测。历史监测数据是基于观测数据构建，预测数据 包括OCF数据、智能网格数据、延伸期预报数据等，根 据监测数据提取预报格点数据相关要素，为农业气象监 测预

4、报提供统一的监测预测数据。（3）空间分辨率统一。 目前业务用的数据包括CLDAS数据（包括Iknl和5km）、 OCF数据（5km）、智能网格数据（5km）等，不同网格 数据空间分辨率不一，需要通过分辨率统一来开展服 务。（4）智能观测数据统一。构建设施农业气象智能观 测大数据库，转换不同格式、像素、不同厂家的农业气 象实景观测的图、视频流信息，为智能观测数据建设规 范的标准，为研发作物实景观测大数据平台提供基础信 息。1产品输出产品输出接口建设：数据产品包括站点数据产品和格点 数据产品。站点数据产品归集设施农业气象数据库，经 过质控，将农业气象站点数据接口统一管理，以清单的 方式提供调用；网

5、格数据产品是平台基于观测资料、预 报资料和农业气象指标、模型生成的设施农业气象网格 服务产品，采用GRTB2格式（或其他通用的数据规则）， 供后期调用。1标准 化设 施农 业气 象预 报预 警与 服务 技术 模块精细 化设 施内 气象 要素 时空 分布 分析以观测、业务和服务为核心，集成、研发设施农业气象 监测、预报、预警和服务技术。通过设施内外的气象要 素进行对比统计分析，精细化分析设施内气象要素时空 分布；基于气象大数据，构建设施小气候预报模型、设 施灾害影响预报模型、灾损评估模型，研发设施农业气 象监测评价技术，设施农用预报技术，灾害影响预报预 警技术，气象灾害损失评估技术，逐步形成“智

6、能气象 网格+设施农业”的标准化、数字化、智能化设施农业 气象监测预报预警服务产品。研制精细化、个性化设施 农业服务技术，实现基于位置的信息推送。精细化设施内气象要素时空分布分析：设施农业气象基 地内外小气候观测数据，分设施内小气候变化特征，了 解设施大棚内各气象要素时空分布规律。通过对日光温 室内不同梯度、不同方位小气候的观测，利用 三维数 值模拟技术，利用图形方式，通过不同颜色，展现不同 天气类型（分晴天、多云到少云、寡照三种天气类型） 下温室内气温的空间分布状况对不同季节设施内外的 气象要素进行对比分析，分析设施内气温、辐射、湿度 等要素的日变化、季节分布及月际变化特征。1设施 农业 气

7、象 预报 预警设施农业气象预报预警技术：构建设施小气候预报模 型、设施灾害影响预报模型、灾损评估模型，研发设施 农业气象监测评价技术，设施农用预报技术，灾害影响 预报预警技术，气象灾害损失评估技术，形成“智能气 象网格+设施农业”的标准化、数字化、智能化设施农 业气象监测预报预警服务产品。1个性化设 施农 业气个性化设施农业气象服务技术：研制精细化、个性化设 施农业服务技术，实现基于位置的气象信息推送。依托 空间格点化的农业气象监测预测服务产品，以虚拟三维 设施大棚的形式，提供“靶位”农业气象信息（天气实1象服务况数据、预报数据、设施农业气象灾害等），服务页面 以文字和简易图表形式为主。智慧

8、化设 施农 业气 象监 测预 报预 警模 块数据综合 应用 系统主要包括设施农业气象数据综合监测系统、智能业务支 撑和智慧服务三个有机衔接子系统。数据综合应用系统 对基地设施农业气象数据实现采集入库，在基地内显示 大屏实时图表化展示各种监测预报预警数据产品，实现 各类数据的查询统计管理，数字化产品叠加地形和地物 进行3D展示。智能业务支撑系统实现设施农业气象产 品设计制作，利用入池数据（“设施农业气象监测+天气 预报+气候预测”和“站点+网格+遥感”等数据），结合 “指标+算法+模型”组件，借助模型算法及模型组件， 自动生成数字化设施农业气象服务产品。智慧服务系统 实现精细化、个性化设施农业服

9、务，根据“云平台”相 关要求，服务场景对接XX “数字乡村”，突出“精准靶 向”服务，面向不同服务对象，实现基于位置的设施农 业气象服务。数据综合应用系统：对基地设施农业气象数据实现采集 入库，在基地内显示大屏实时图表化展示各种监测预报 预警数据产品，实现各类数据的查询统计管理，数字化 产品叠加地形和地物进行3D展示。1智能 业务 支撑 系统智能业务支撑系统：实现设施农业气象产品设计制作， 利用入池数据（“设施农业气象监测+天气预报+气候预 测”和“站点+网格+遥感”等数据），结合“指标+算法 +模型”组件，借助模型算法及模型组件，自动生成数 字化农业气象服务产品。设施大棚灾害性天气预报预警

10、产品包括但不仅限于以下产品：大风、冰雹、低温、寡 照和大雪等。设施大棚内短期气象要素预报产品包括但 不仅限于以下产品：单膜内最低温度预报、双膜内最低 温度预报和平均湿度预报等。设施大棚内气候适宜度评1价产品包括但不仅限于以下产品：棚内气温气候适宜 度、棚内光照气候适宜度和棚内综合气象适宜度等。智慧智慧服务系统：实现精细化、个性化设施农业服务，根服务据“云平台”相关要求，突出“精准靶向”服务，面向1系统不同服务对象，实现基于位置的设施农业气象服务。三、项目需求（-）多源数据池和平台数据支撑模块1 .数据采集规范采集数据格式、传输存储方式，对缺测、误测等数据进行订正，形成经 过质控的设施农业气象观

11、测数据池。构建智慧设施农业气象监测预警平台数据支 撑系统，研制包括多源数据输入接口归集（天气预报智能网格数据、延伸期气候 预测网格数据、CLDAS数据和遥感数据等）、数据格式转化（点与面、历史监测 与预测、空间分辨率统一）、中间过程存储、产品输出接口（对接XX数字乡村） 建设等功能。数据输入接口归集：实现和“天擎”大数据气象平台的数据对接，基于MUSIC 进行相关气象数据采集，所有数据优先从“天擎”平台进行采集地面气象观测数 据、CLDAS数据、遥感数据等。2 .数据监控与质控（1）数据传输监控。针对设施农业气象数据传输情况进行监控，建立自动 叫应机制。（2）数据入库监控。研发对应的农业气象数

12、据入库程序，对入库成功情况 进行实时记录，如有异常自动反馈给值班人员。（3）数据质控。针对棚内、棚外农田小气候观测的气温、湿度等数据的特点，开展农田小气候数据质控。3 .数据处理与存储中间计算数据存储：研发智能网格数据在设施农业气象上的应用，建设包括 设施小气候预报，设施灾害影响预报预警等格点产品数据，格点数据可作为设施 农业气象基地精细化预报数据源。数据格式转化：(1)点与面数据格式。点数据是指气象观测数据，面数据是网格数据，研 究农业气象监测数据空间化技术，实现点与面数据格式统一。(2)历史监测与预测。历史监测数据是基于观测数据构建，预测数据包括 OCF数据、智能网格数据、延伸期预报数据等

13、，根据监测数据提取预报格点数据 相关要素，为农业气象监测预报提供统一的监测预测数据。(3)空间分辨率统一。目前业务用的数据包括CLDAS数据(包括Ikm和5km)、 OCF数据(5km)智能网格数据(5km)等，不同网格数据空间分辨率不一，需 要通过分辨率统一来开展服务。(4)智能观测数据统一。构建设施农业气象智能观测大数据库，转换不同 格式、像素、不同厂家的农业气象实景观测的图、视频流信息，为智能观测数据 建设规范的标准，为研发作物实景观测大数据平台提供基础信息。4 .产品输出产品输出接口建设：数据产品包括站点数据产品和格点数据产品。站点数据 产品归集设施农业气象数据库，经过质控，将农业气象

14、站点数据接口统一管理， 以清单的方式提供调用；网格数据产品是平台基于观测资料、预报资料和农业气 象指标、模型生成的设施农业气象网格服务产品，采用GRIB2格式(或其他通用 的数据规则)，供后期调用。(二)标准化设施农业气象预报预警与服务技术模块1 .精细化设施内气象要素时空分布分析以观测、业务和服务为核心，集成、研发设施农业气象监测、预报、预警和 服务技术。通过设施内外的气象要素进行对比统计分析，精细化分析设施内气象 要素时空分布；基于气象大数据，构建设施小气候预报模型、设施灾害影响预报 模型、灾损评估模型，研发设施农业气象监测评价技术，设施农用预报技术，灾 害影响预报预警技术，气象灾害损失评

15、估技术，逐步形成“智能气象网格+设施 农业”的标准化、数字化、智能化设施农业气象监测预报预警服务产品。研制精 细化、个性化设施农业服务技术，实现基于位置的信息推送。精细化设施内气象要素时空分布分析：设施农业气象基地内外小气候观测数 据，分设施内小气候变化特征，了解设施大棚内各气象要素时空分布规律。通过 对日光温室内不同梯度、不同方位小气候的观测，利用三维数值模拟技术，利 用图形方式，通过不同颜色，展现不同天气类型（分晴天、多云到少云、寡照三 种天气类型）下温室内气温的空间分布状况对不同季节设施内外的气象要素进行 对比分析，分析设施内气温、辐射、湿度等要素的日变化、季节分布及月际变化 特征。2 .设施农业气象预报预警设施农业气象预报预警技术：构建设施小气候预报模型、设施灾害影响预报 模型、灾损评估模型，研发设施农业气象监测评价技术，设施农用预报技术，灾 害影响预报预警技术，气象灾害损失评估技术，形成“智能气象网格+设施农业” 的标准化、数字化、智能化设施农业气象监测预报预警服务产品。3 .个性化设施农业气象服务个性化设施农业气象服务技术：研制精细化、个性化设施农业服务技术，实 现基于位置的气象信息推送。依托空间格点化的农业气象监测预测服务产品，以 虚拟三维设施大棚的形式，提供“靶位”农业气象信息（天气实况数据、预报数 据、