优秀成果展示——省级气象资料质量评估检验关键技术研究与应用
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发布时间：2025/5/14 0:00:00
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| 成果评价编号： |
中气科成评[2024]049 |
| 评价结果： |
良好 |
| 成果名称： |
省级气象资料质量评估检验关键技术研究与应用 |
| 完成单位： |
湖北省气象信息与技术保障中心 |
| 成果形式： |
应用研究和技术开发类-方法 |
| 研究领域： |
气象信息 |
| 评价年份： |
2024 |
| 完成人： |
刘莹、刘园园、闫荞荞、严 婧、王星宇、刘梦雨、孙 越、张冰松、匡晓为、彭 军、蔡 明、陈 宁、杨宏谦、汪 璠、王 华 |
| 成果简介： |
成果围绕观测数据和网格产品应用质量，在国家重点研发计划、省局科技发展基金等8个项目支持下，历经6年研究与应用，建立了31类地面观测数据质量异常事件案例库，研制了基于偏差估计的地面观测数据质量评估方法，设计了融合多时空评价指标的网格产品检验方法，研发了首个省级气象数据质量评估业务系统和网格产品评估检验平台。
2019年5月起，观测数据质量评估成果逐步在湖北省气象部门开展应用，实现了数据异常事件主动发现、故障精准靶向告警，提高了全省气象精密监测服务保障能力。2019年11月起，网格产品评估检验平台在全国31个省（市）业务应用，改进了网格产品质量。
（一）以问题为导向结合归因分析，建立了31类地面数据质量异常事件库，为基于观测数据定位仪器故障和追踪解决问题提供依据。利用近10年全国6万多个地面自动站的观测数据，设计了地面数据质量异常事件划分方法，针对异常事件进行归因分析，建立了31类地面数据质量异常事件的案例库，明确了各类异常事件的观测数据表征和质量改进方案，为发现仪器故障和追踪解决问题提供依据。
（二）基于多源数据和机器学习算法，研制了基于偏差估计的地面观测数据质量评估方法，解决了系统性数据质量问题难以实时动态监视的技术难题。 综合卫星、雷达、地面及地理环境多源数据提取特征向量，采用随机森林和极端梯度提升算法，构建了气象要素偏差估计模型，设计了质量异常事件划分指标和识别方法，研制了基于偏差估计的地面观测数据质量评估方法，定量统计问题数据与“真值”的偏差，解决了观测数据系统性质量问题难以实时动态监视的技术难题。
（三）基于气候特征、复杂地形、特殊天气事件背景，提出了一套融合多时间尺度和空间结构的网格产品质量检验方法，定量精细化地评价了网格产品质量。以站点观测为真值，基于交叉检验原理，设计时空匹配和空间分析算法构建“站点-网格”数据序列，利用定量误差评估、综合技巧评分、分级检验等分析技术对产品质量时空特征进行评价，通过气候特征、地形分类、特殊天气事件划分对关键场景网格产品的应用性能进行了精细评价。
（四）率先研发了省级气象数据质量评估业务系统，建立了异常事件主动发现、省市县三级信息和观测联动质量改进业务流程，实现了地面观测数据质量监视与改进闭环。采用MVC模式、WebGIS技术和组件化开发，研发了湖北省气象数据质量评估业务系统，设计了地面观测数据的实时质量监视、故障精准靶向告警、仪器维护工单派发和质量动态评估等功能，建立了观测质量改进业务流程，实现了地面观测数据质量监视与改进闭环，提高了地面气象精密监测服务保障能力。
（一）建立了湖北省气象数据质量评估业务，成为省市县三级联动观测数据质量改进的指挥棒。2019年至今湖北率先建立了省级气象数据质量评估业务，累计发现并解决元数据错误120余次、仪器设备故障240余次，全省区域站数据可用率由95.30%提升到99.86%，提升了4.56%。
（二）建立了全国统一的省级实况分析产品评估检验平台，成为全国实况产品全流程检验评估与监控业务重要环节。2019年11月起，网格产品评估检验方法集成在气象资料业务系统，全国31省（市）业务应用，建立了全国统一的省级实况分析产品评估检验平台。各省每月通过该平台制作和上报实况分析产品本地适应性评估报告，为改进ART实况分析产品质量和时效提供支撑。
（三）观测数据和网格产品质量评估方法，为长序列历史数据集研制、重大天气过程会商与复盘提供支撑。完成了地面站观测数据质量评估，为长序列历史数据集的研制提供了高质量的基础数据支撑，并在长江流域气象水文降水融合产品、三峡库区气候监测产品等数据集制作中应用；发布全省观测数据极值产品160余期，极端天气过程实况监测分析报告20余期，为重大天气过程会商和技术复盘等提供重要的数据支撑。 |
