（重庆市铜梁区气象局 重庆 402560）
摘要：随着全球信息产业技术的快速发展，大数据应运而生，其对社会各个领域都产生着不同程度的影响。气象数据从数据体量来看已经迈入大数据的行列，气象数据和政府、相关行业和机构以及社会生活等各个方面息息相关。本文根据气象大数据特征，首先阐述了物联网技术特点和优势，并重点探讨了大数据时代运用物联网做好气象灾害监测、预警工作的发展思路。
关键词：大数据；气象防灾减灾；优势；发展
1.气象大数据特征
气象行业累积海量的数据，数据体量目前已超过10PB，具备大数据的海量特征（Volume）；气象及气象敏感行业的数据种类繁多，具有大数据的多样性（Varity）；气象数据采集过程从逐天逐时甚至逐秒发生，具备大数据的更新的高速性（Velocity）；在气象防灾减灾救灾领域，气象数据价值往往随着预警效用随时间呈断崖式下跌，必须第一时间实现“气象+”影响的价值性（Value）挖掘，需要发展融合应用技术。
2.物联网技术特点和优势
2.1物联网技术特点
物联网的关键性技术涉及到3种：无线传感技术、纳米技术以及无线射频识别技术。随着物联网各类新技术的发展与广泛应用，物联网的技术优势得到显著提升，其关键技术也在不断发展。其中，无线传感技术的无线传感器网络属于远程自动取得信息的技术，它具备覆盖范围广的特征，不会受到有线网络的制约。纳米技术的特点主要是促使体积愈来愈小的物体可以在物联网中交互以及连接，该技术能够拓宽物联网的运用范围，使得物联网的应用范围增加，在气象领域对气象灾害的监测更为精细化。无线射频识别技术具备识别速度较快、稳定性较强等特征。该项技术主要利用无线射频识别技术来识别且获取对象信息。
2.2物联网技术优势
随着全球气候变暖的不断加剧，暴雨、洪涝、干旱、寒潮、霜冻、雨雪等气象灾害以及引发的次生灾害也呈频繁发生的趋势，所造成的损失也愈来愈严重。最初的气象灾害监测和预警方法暴露出许多问题，而物联网的技术优势能够较好地弥补这些缺点。基于物联网技术构建的气象灾害动态监测系统具备实时以及远程监测能力，不仅能够大幅节约人工成本，而且还很大程度提升了气象灾害监测信息的准确性。这些优势为有关部门气象防灾减灾决策的制定提供了更为及时、可靠的依据，并且为第一时间应对气象灾害节约了宝贵的时间，最大限度地减少了气象灾害所产生的各项损失。
3.物联网技术在气象防灾减灾领域中的发展思路
3.1利用物联网技术建立智能气象灾害监测网
当前，ZigBee的无线通信技术对于构建智能气象观测网具备十分关键的作用。可以凭借该项物联网技术来建立智能气象灾害监测网。ZigBee的特点主要包括以下几个方面：
（1）低功耗：ZigBee设备耗电较少，一般仅要2节5号电池便能够使用半年至两年的时间,而当前采取的别的无线通信设备功耗均要比ZigBee设备大的多。ZigBee设备这种低的功耗对于布设在地形环境十分恶劣且无供电设施的气象灾害监测点具有极大的使用价值。
（2）时延短：ZigBee设备的通信时延为30ms,休眠激活的时延为15ms。像这样短的时延不仅能够大幅增强通信的可靠性与实时性，与智能气象灾害观测网建设的技术要求非常相符，可以为提升智能气象灾害监测网的通信质量打下坚实的基础。
（3）低成本：ZigBee设备的初始成本特别低，气象部门不用担心资金问题。
（4）网络容量大：一个地区能够同时存100个Zig⁃Bee网络, 而1个Zigbee网络最多能够容纳255个设备。这样大的网络容量能够促使气象灾害监测点的密度有所增加，为气象灾害监测的精细化提供有利条件。
（5）安全可靠: ZigBee技术主要采取双向确认的数据传输形式，各个发送的数据包均需要等待接收方的确认信息。假如传输阶段接受方未进行确认，发送方会进行重新发送，直到发送成功。此外，支持鉴权以及认证，采取AES-128的加密算法。综合上述技术优势以及特征，今后建立基于ZigBee技术的智能气象灾害监测网会成为现阶段最为理想的选择。气象灾害监测站点分布的地域广、密度大、大多数区域为无供电设施的无人区亦或电力设施落后的区域，同时气象观测数据构成的报文较小，有利于传输。
由上述可知，ZigBee无线通信技术完全具备智能气象灾害监测网建设的要求。智能气象灾害监测网点主要由1个主控制器与若干传感功能节点构成,主控制器与传感功能节点的距离一般处于10m~100m范围内。传感功能节点(RFD)涉及到雨量传感器、气压传感器、温度传感器等。智能气象灾害监测网拓扑图如图1所示。一般在观测采集数据的时候,会由主控制器呼叫传感设备进行连接,传感设备将采集到的气象数据向主控制器进行发送,主控制器对数据进行汇集,凭借科学的算法取得精确的数据,之后再由主控制器借助于现有通讯手段把数据传输至信息中心亦或者应急指挥中心。
图1 智能气象灾害监测网拓扑图
3.2利用物联网技术建立气象灾害信息立体获取体系
近年来，物联网技术在气象防灾减灾领域的应用价值日益凸显。各级气象部门应注重相关技术及应用的研究，通过科学引导、统筹规划，强化气象灾害监测预警信息平台的建设，建立一体化的气象灾害信息立体获取体系以及统一指挥协调机制，根据实时数据自动预判灾害预警，并利用现有自动化的网络通讯方式进行信息联动发布，确保政府以及社会大众及时获得灾害预警信息。
4.结论
总之，大数据时代背景下物联网及相关技术的迅猛发展，其在气象防灾减灾领域的应用也会越来越广泛。气象灾害监测预警体系的稳定性、准确性、实时性以及可靠性也会大大提高。气象部门可以借助于物联网技术随时获取当前以及未来一段时间的气象灾害预警信息，并且不受空间限制，对提升气象灾害预警以及防灾减灾提供了强有力的技术支撑。
参考文献：
[1]纪晓峰.中国气象局:气象大数据的商业服务与研究[J].IT专家网,2014.
[2]王保云.物联网技术研究综述[J].电子测量与仪器学报物,2009,23(12):1-7.
[3]梁慎青，李永生，李泽杰.探讨物联网技术在气象中的应用[J].电脑知识与技术,2013,9(15):3646-3648.
作者简介：陈建美（1982-），女，汉族，四川新都人，本科学历，工程师，从事天气预报与气象服务工作。
论文作者:陈建美
论文发表刊物:《科技研究》2019年5期
论文发表时间:2019/7/23
标签：气象论文; 灾害论文; 数据论文; 技术论文; 智能论文; 设备论文; 信息论文; 《科技研究》2019年5期论文;