云计算:概念、技术及应用研究综述

近年来,云计算作为一种新的服务模式已成为计算机科学领域的一个研究热点.首先从定义、部署模式、特征和关键技术等方面对云计算进行了综述,然后剖析了当前主流云计算参与企业和应用实例,最后讨论了目前云计算发展存在问题与机遇,旨在为了解云计算当前发展状况、研究趋势以及科学地评估云计算的运营和使用提供参考.     

遥感大数据分布式技术研究与实现

面向卫星遥感海量数据,针对其数据量的急速增长,对数据分析、价值挖掘提出了全新的挑战,引入驱动大数据应用的分布式模式,建立了适应卫星遥感大数据的网格模型,打破了数据的时空割裂和限制,数据可以作为整体进行存储、计算和应用,模型设计的网格、时间片、物理层的基本结构,可以保证未来云计算的实施。该文提出了基于希尔伯特曲线的网格散列算法,以此建立的分布式系统具有优异的并行读写性能和良好的负载均衡能力;遥感大数据分布式系统,实现了数据的高速分布式并行读写,支持数据的精确时空匹配和动态获取,整个系统的扩展能力可以达到线性增长,系统基于通用软硬件平台实施,实现卫星遥感大数据灵活、按需和简便的应用。     

大数据时代气象数据分析应用的新趋势

简要介绍了大数据的概念和特征,以及大数据时代的思维变革方式,通过案例引述,从数据采集、数据存取、数据挖掘和信息发布等方面探讨了大数据时代气象数据分析应用的新趋势,提出了应对思路和方法。     

大数据时代陕西气象档案数据的管理与应用

分析在大数据时代下陕西气象档案数据管理与应用工作面临的挑战,从气象档案数据的存储管理、开放共享、平台研发、安全防范系统构建、人才队伍建设几个方面提出了在大数据时代下做好陕西气象档案数据管理与应用的方法和思路。     

面向服务的气象大数据

依据国家大数据发展战略和大数据特性,对气象大数据特征、面临问题和技术创新进行阐述,深入分析气象大数据服务方式和跨领域服务的发展方向。提出以标准先行为前提,集约整合为手段,通过数据层、逻辑层和界面层的整合来搭建面向服务的气象大数据环境,借助大数据发展机遇加快推动气象大数据发展步伐。
 

     

面向服务的气象大数据

依据国家大数据发展战略和大数据特性,对气象大数据特征、面临问题和技术创新进行阐述,深入分析气象大数据服务方式和跨领域服务的发展方向。提出以标准先行为前提,集约整合为手段,通过数据层、逻辑层和界面层的整合来搭建面向服务的气象大数据环境,借助大数据发展机遇加快推动气象大数据发展步伐。     

刍议省级气象大数据

针对气象数据文章,用大数据的4V特征标准逐一做了分析,并思考了气象数据是否无法用传统方法分析的问题,给出气象大数据较为理性的认识。根据大数据技术和气象数据的特点,列出了如何利用大数据技术与气象数据结合,发挥积极作用的几个方向。     

气象数据云数据存储技术及应用

针对气象数据种类多、信息量大、精度高等特点,传统的关系型数据库系统在存储处理、数据读取等方面存在负载饱和、读写性能不理想等问题,利用云数据存储技术,结合气象数据特征,设计了基于云数据存储平台的气象数据存储和处理方法。通过分析气象数据的结构化、半/非结构化特征,采用云关系型数据库存储结构气象数据;采用NoSQL对象库存储半/非结构化气象数据;在数据的存储过程中,应用了气象数据分块压缩技术,进行气象数据存储和传输。结果表明,所讨论的方法具有很好的存储传输效率,能够满足大规模气象数据在业务应用中对存储查询和处理速度的要求。     

大数据环境中自愿接种策略及个体安全保护方法研究

大数据背景下,如何充分利用数据分析、挖掘等方法有效发现传染病传播规律,对于疾病防控、个体的安全保护有着重要作用和意义.自愿接种是对群体获得广泛免疫和安全保护的有效方式.以往的研究中,个体根据以往传播过程中的患病风险或者收益来确定是否进行自愿接种,如个体与其邻近的邻居比较上一个季节获得的收益来决定是否采用邻居的策略,也就是说策略更新对于群体的安全保护至关重要.本文研究了不同的策略更新方式对自愿接种行为的影响.通过比较个体采用不同的策略更新方式所获得的群体平均接种比例、疾病暴发规模和社会总花费,研究并设计出合理的策略更新方式,即在花费成本比较低的情况下,获得比较大的群体平均接种比例和较小的疾病覆盖率.     

第四范式视角下的大数据科学

随着物联网、云计算技术的飞速发展,大数据及其相关科学成为学术界和工业界关注的热点.本文从范式理论的角度对大数据科学进行剖析,阐述大数据研究与传统研究的联系与区别;从机器学习的视角出发,分析了大数据带来的三大主要挑战及其背后的科学问题.此外,本文介绍了第四范式视角下进行大数据科学研究的洞察力,以及其所具有的积极意义;最后总结并展望未来大数据科学面临的挑战.     

气象大数据云平台仿真环境容器调度性能优化研究

为实现2025年气象关键核心技术自主可控的目标,气象大数据云平台（简称天擎）建立了基于海光X86服务器和麒麟操作系统的仿真环境。在仿真平台运行中发现,基于容器技术的产品加工与流水线子系统容器调度性能较差,不能满足用户融入算法的时效要求。针对此问题,本文采用对比分析法,选取天擎仿真环境和业务环境的3种CPU芯片服务器和3种操作系统为研究对象,设计了一系列组合对比测试用例,找到了影响容器调度性能的关键因素—操作系统内核,并进一步分析了操作系统内核设置对系统实时性和吞吐量的影响以及适用的业务场景。最后给出了麒麟操作系统内核调整方法,通过调整内核设置,容器调度性能大幅提高,满足了产品加工系统的时效要求,为实现天擎的关键核心技术自主可控奠定基础。     

地面气象资料统计处理系统设计与实现

为实现6万余个地面气象站资料实时统计处理,设计并实现了地面气象资料统计处理系统。系统采用灵活易扩展的技术框架,应用大数据分布式流处理技术实现高效的数据处理,较传统统计处理框架统计时效提升10掊以上,主要功能包括基于任务调度的定时统计、针对迟到数据和数据更正信息的统计结果滚动更新、自定义统计、统计处理通用算法服务等,采用国家级一级部署、各省同步应用的业务布局保证数据的一致性。2017年1月投入业务运行后,实时计算800余个多种尺度的统计项并通过全国综合气象信息共享平台（CIMISS）数据统一服务接口提供统计产品服务。分析表明:地面气象资料统计产品2017年月平均下载次数达到1951.4万次,在CIMISS所有400余种观测资料或产品中排名第三,为天气监测预报预警、气象决策服务、气候监测业务、公共气象服务等提供重要的基础数据支撑。     

车联网云环境下多服务器架构的匿名认证及密钥协商协议

随着车载自组织网（Vehicular Ad-hoc Networks,VANETs）和云计算的发展,越来越多面向车联网用户的移动应用服务应运而生.这些应用服务往往由不同的服务器提供,车辆要从这些服务器获得服务,则必须向不同的服务器提供注册信息.为了实现车辆在多个服务器上的高效认证,本文提出一个车联网云环境下（Vehicular Cloud Computing,VCC）面向多服务器架构的匿名认证协议,协议实现了车辆与服务器的双向认证,并能够保护车辆隐私.     

浪涌气象数据采集系统及其关键技术

针对无人值守大规模自动气象站的数据采集特点和要求,基于无线通信网络,设计了一种浪涌气象数据采集系统,并对其关键技术进行了深入讨论.首先,分析了系统数据传输的协议结构及存在的问题,设计了基于UDP协议的可靠应用协议,并就其工作过程及可靠性传输进行了详细的讨论,解决了无线数据传输的不稳定性问题;然后,利用多线程技术和大规模通信事件响应处理技术,提出了实现数据接收线程池的方法,通过引入"数据分区管理"的概念,论述了数据并发处理缓冲区的设计,解决了大并发系统容易丢失数据、堵塞和低效率等问题;最后,通过对系统测试及其在业务中应用的分析,表明该系统实时、高效、可靠,能满足目前业务的需求,并对未来业务的发展具有同样的适应性.     

区域自动气象站资料报表制作与共享系统

区域自动气象站资料报表制作与共享系统是根据我省业务工作的实际需要,使用Delphi语言为编程工具,以“地面气象观测数据文件和记录簿表格式”为标准,以区域自动气象站实时地面气象数据传输文件为基础资料而开发研制的。系统实现了区域自动气象站资料的收集与存储,Z、A、Y文件的生成,月报表和年报表的制作、维护与打印等主要功能,极大方便了区域自动站资料在天气预报、气候分析等工作中的应用。     

基于大数据云平台的天山气象APP设计与应用

为提升大数据云平台与移动互联网的耦合气象服务质量,满足气象防灾减灾移动可视化需求,推进新疆气象信息化事业高质量发展,亟需开发一款专业气象服务APP。该APP在“云+端”业务模式下充分利用气象业务现有数字化成果,采取多源存储、接口调用、控制反转和数据交互技术,对全疆天气自动站的地面观测、格点实况融合、雷达回波、灾害预警等气象资料进行加工处理和移动展示。天山气象APP可按用户需求提供疆内基于实时位置的天气实况、精细化预报、预警详情、雷达拼图、实况要素产品和统计值要素产品,同时继承大数据云平台服务接口高额承载能力,实现毫秒级响应,在全疆天气自动站应急保障与气象防灾减灾服务中应用成效显著。     

Recent Near-surface Temperature Trends in the Antarctic Peninsula from Observed,Reanalysis and Regional Climate Model Data

This study investigates the recent near-surface temperature trends over the Antarctic Peninsula.We make use of available surface observations,ECMWF’s ERA5 and its predecessor ERA-Interim,as well as numerical simulations,allowing us to contrast different data sources.We use hindcast simulations performed with Polar-WRF over the Antarctic Peninsula on a nested domain configuration at 45 km(PWRF-45)and 15 km(PWRF-15)spatial resolutions for the period 1991?2015.In addition,we include hindcast simulations of KNMI-RACMO21P obtained from the CORDEX-Antarctica domain(~50 km)for further comparisons.Results show that there is a marked windward warming trend except during summer.This windward warming trend is particularly notable in the autumn season and likely to be associated with the recent deepening of the Amundsen/Bellingshausen Sea low and warm advection towards the Antarctic Peninsula.On the other hand,an overall summer cooling is characterized by the strengthening of the Weddell Sea low as well as an anticyclonic trend over the Amundsen Sea accompanied by northward winds.The persistent cooling trend observed at the Larsen Ice Shelf station is not captured by ERA-Interim,whereas hindcast simulations indicate that there is a clear pattern of windward warming and leeward cooling.Furthermore,larger temporal correlations and lower differences exhibited by PWRF-15 illustrate the existence of the added value in the higher spatial resolution simulation.     

中子仪数据处理分析系统

针对农业气象观测站使用中子仪测定土壤湿度的有关技术问题进行了研讨，建立了仪数据处理分析系统，方便和规范了中子仪测土湿工作，并具有很强的服务功能。