环境空气质量指数(AQI)技术规定(试行) Technical Regulation on Ambient Air Quality Index (on trial) (HJ 633—2012 2016-01-01实施)
2016年1月23日
空气质量多模式集合预报系统
2016年3月29日

中科三清空气质量预报预警业务系统是预报人员从事环境空气质量预报、预警工作的业务处理平台,它集气象预报、空气质量数值预报、预报素材管理、预报工作流处理、预报业务分析等围绕空气质量预报、预警业务工作所需要的功能为一体。系统具有良好的可扩展性,能较好地集成现有或未来预报、预警业务工作需要的功能和模块,如统计预报、污染来源解析与去向追踪模块、监测数据空间场分布、污染控制决策与支持、在线维护排放清单模块等。

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系统架构

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系统功能

1、数据采集与处理

数据采集与处理包括定时获取污染物监测数据、互联网公开的气象数据与产品,以及与气象部门系统、其他系统对接获取数据。

(1)互联网公开气象数据与产品

根据预报预警业务需要,从互联网预采集各种公开的气象数据与产品,包括国内气象站点实时监测数据,欧洲/韩国等气象分析图、欧洲/国家天气数值预报形势图、卫星云图、风温廓线等,并根据相应内容存放在结构化和非结构化数据库中。

 

(2)污染物监测数据

污染物监测数据采集是依据空气质量实时监测网系统提供的相应接口,定时获取各站点污染物的实时数据,并形成预报预警系统和模式预报系统所需要的格式数据。

(3)与气象部门系统、其他系统对接获取/接收数据

根据气象部门系统提供的数据接口,可通过定制开发的方式定时获取/接收气象部门系统提供的数据,并形成相应格式数据。

2、预报数据处理

预报数据处理包括数据预处理和实时处理。

预处理是对模式预报数据(气象模式数据 WRF,空气质量模式数据 NAQPMS、 CAMx、CMAQ等)和统计预报数据中进行预先处理,形成预报预警业务常用的数据元素(关系型数据和非关系型数据)并入库。

实时处理是为上层应用提供一个通用数据处理接口,根据上层的请求实时从预报数据中获取并反馈给上层,中间不需要进行入库。

同时根据业务的需要,通过预处理方式从模式预报数据中生存各种预报产品图。

3、空间数据处理

它是实现模式预报数据空间分布化功能,包括预处理模块和实时处理模块。 模块总体包括模式结果获取、模式结果侦听监控、异构数据格式转化、空间数据生成、矢量数据插值计算、栅格数据分级、等值面的创建、过程数据的归档等, 为GIS分析、发布提供空间图层数据。

4、大气环境数据统一管理

实现对大气环境数据进行统一管理,针对不同类型的数据采用不同的存储和管理方式,以达到规范、标准、高效、安全目标。

大气环境数据包括污染源数据、站点监测数据、遥感数据、站点预报数据、预报空间数据、气象监测数据、全球气象预报数据、空气质量预警数据、空气质量预报数据、统计数据、业务分析数据、地图数据、系统基础数据等。

7、预警识别

基于模式预报数据的基础上,根据预警规则与条件,预警识别模块自动计算出未来几天内是否存在重污染情况、重污染持续时间、影响地域、影响面积和影响人口等,并根据预警级别的定义进行相应预警级别的识别。

8、预报预警业务

预警业务为该系统的业务展现层的应用。预警业务包括自动预警、站点/城市预报、预报预警、区域形势、数据展现、业务分析和系统管理等功能。

9、业务分析

1) 预报业务周回顾

预报团队定期对上周的预报业务进行回顾,回顾上周区域或城市污染情况,各种污染物变化情况、天气变化情况,并通过预报数据与监测数据进行比对,分析预报的准确率和不准确预报的原因。

2) 模式数据与监测数据比对

提供各模式与观测值的日均和小时值相关系数列表、平均偏差和标准偏差。

3) 污染来源分析

针对重污染情况,提供污染来源分析,从区域、行业等方面分析污染贡献率。

10、数据/产品展现

数据/产品展现功能是实现预报预警业务系统所能产生的各种产品和数据的展现,为预报员提供这些数据和产品的查询功能。

1)气象数据

气象数据主要为业务人员提供气象数据的查看功能,包括模式预报数据和外部获取的数据查看。

2)空气质量数据

空气质量数据主要为业务人员提供与空气质量相关数据的查看功能,包括模式预报数据和外部系统获取的数据查看。

3)预报产品

提供空气质量预报预警产品(正式发布的数据)的查看。

11、系统管理

系统管理包括系统用户管理、角色管理、系统配置、基础数据管理、统一告 警和数据备份与恢复等功能。