充分整合：全面的互联，将数据整合为气象核心系统的运行全图，借助于发达的智慧基础设施，提升信息处理和信息资源整合能力。充分的纵向整合，将各业务版块内功能和系统整合成结构更简单、效率更高、成本更低的业务构成。

协同运作：完整的横向整合，基于智慧的基础设施，将各业务版块由业务群岛整合成业务大陆，达到各业务版块之间全面的互联、互通和互操作。各业务版块之间的各个关键系统和参与者进行和谐高效地协作，提高跨单位、多层级、异地的合作能力，实现并保持气象业务运行的最佳状态。

激励创新：大幅降低业务创新的门槛、成本和代价，提供良好便捷的业务创新环境，引导单位和个人在智慧基础设施之上进行科技和业务的创新应用，为业务提供源源不断的发展动力，实现气象事业的可持续的健康发展。

所以，智慧气象应当成为当前气象信息化的一面旗帜。

四、“智慧气象”的内涵

气象信息化是气象现代化不可或缺的重要内容，没有气象信息化，就没有气象现代化。以“气发[2014]92号、98号”文件为内容的气象现代化方案，确定了在2014—2020年期间追赶国际气象先进业务科技水平、提升我国气象业务“硬实力”的纲领性指标；而借助先进理念和信息技术手段，以“智慧气象”为主题，以“高效率、高效益、高效能”为标志、以“全面提升气象业务综合能力”为目标的气象信息化的深度开展和全面贯彻，则可大大加强气象业务的“软实力”，促进气象业务全面、稳步、健康和持续发展。

笔者认为，智慧气象的内涵至少包括“完整适用的感知、全面准确的预测、及时满意的服务、生动持续的创新”等内容。

1、完整适用的感知

其中，“完整”：指气象业务体系非但具有感知自然界气象要素的能力，而且具备感知社会对气象服务新需求、以及气象业务系统自身实际状态的能力。

“适用”：指不盲目追求探测及感知系统的规模，而是根据科学规划以及业务发展对感知系统的相对准确的实际需求，逐步科学理性地建设和完善气象感知系统。

具体内容有以下三个方面：

（1）自然界感知（气象探测）

在气象信息资源规划的指导下，适当调整全国地面自动气象站的管理归属格局，以满足国省两级常规气象预报业务对观探测资料的需求；在此基础上，针对灾害性天气、森林灭火、人影作业、特色农业、专业气象服务等特殊业务需求，充分应用物联网、移动互联、大数据等技术，进一步开拓和丰富加密观测、移动观测、临时综合观测等多种观测和通信手段，以适应特殊业务对观测资料在时空密度、观测种类和时效、可移动等方面的特殊需求；同时补充完善与之配套的数据清洗（质量控制）和分析方法，并形成完备高效的协调调度机制，实现“需要的信息可全部及时地感知并获取”。

（2）社会需求感知

通过门户网站、自助式气象服务平台、互联网媒体等多种渠道，及时收集社会上各行业、企业、团体乃至社区和公众对气象服务的需求信息，使具备及时感知社会服务需求的能力。

（3）系统状态感知

借鉴“信息物理系统（CPS）”思路，通过嵌入式技术等方法，研究并改造气象观探测仪器设备，使之成为既可感知自然界气象要素的变化、又能真实反映自身状态情况的智能探测仪器设备；在建立并完成气象业务信息系统状态信息规范的基础上，完成对所有气象业务信息系统状态信息的获取能力改造，使所有气象业务系统的运行状态白盒化、透明化、可视化。

2、全面准确的预测

这里的“全面”是指除具备预报业务能力外，还应具备在大量分析用户信息的基础上预测用户潜在的新的服务需求，以及通过分析气象业务系统状态信息的基础上预测系统潜在故障点和影响范围的能力；“准确”则是指上述预测在时效、趋势、范围和量级等方面都能达到精准程度的能力。具体包括：

（1）气象预报

在大力提升天气预报、气候预测科技水平和预报能力的基础上，在强化和提高天气和气候常规业务的同时，稳步提升专业化、个性化的预报预测能力、水平和产品制作时效，全面满足政府和社会等各个层面对气象预报的各种需求。

（2）服务需求预测

通过对各种渠道广泛收集到的气象服务受众的大量行为信息的数据分析，预测出气象服务受众对新的服务在内容、形式和获取方式等方面的需求，为新服务产品的研制提供依据。

（3）系统状态预测

通过网络全面及时地感知部门业务体系和各业务版块整体运行状态，辨识出现的变化，准确预测其影响范围，并作出正确反应。

3、及时满意的服务

所谓“及时”，是指气象服务在时效上应达到能充分满足受众的服务时效要求的程度；而“满意”则是指气象服务单位与用户之间的契合达到空前的深度，以达到服务效果的最优化。

（1）服务团队能力建设

合理运用敏捷制造思路和信息技术手段，构建扁平化的产品制作机构和业务平台，打造水平较高、一专多能、制作迅速、注重研发和具备柔性化服务产品制作能力的技术团队；同时，综合运用各种通信技术手段和分析方法，准确识别受众的身份和服务需求，使受众及时得到其所需要的服务产品。

（2）服务产品制作方法

适当吸收德国工业4.0的理念，将服务产品的制作方式由过去的同质化、单向度逐步向个性化、参与型方向扩展，使气象服务对每个受众个体都能达到服务有效、充分满足个性化的服务需求，以适应决策服务和预警信息的既需要产品质量优良，更需要制作迅速、发布及时和受众准确的特征和需求。

（3）智慧人影体系的建立和有效运行

有效运用云计算、移动互联和智慧城市等信息化理念和方法，将常规业务与人影作业所需特殊业务相结合，平时各司其职，用时即刻组合并有效运转，通过信息的集约化组合展示以及有效的作业平台，将探测、预报、调度、作业和评估等环节结合成一个有机整体，构成智慧的人影体系；做到：常规与专业观测相结合，以捕捉每一个可能的天气过程；常规与专业预报相结合，以正确识别捕捉到的天气过程；扁平高效的指挥调度和现场监测，以不错过任何一个天气过程；合理有效的作业步骤和手段，以实现预期的人影作业目标；科学的评估方法，以准确评价作业效果。

4、生动持续的创新

创新就气象业务领域而言，除通过科技攻关达到在气象学科和业务能力关键领域接近甚至达到国际先进水平的科技创新外，还包括业务创新和教学创新。

（1）业务创新

通过应用功能构件化和应用系统平台化等方法，优化业务功能的制作能力，简化制作方法，大幅降低业务创新的成本，改善创新环境，并使之以良性循环方式永远持续下去。具体包括：在优化创新激励机制的同时，有效运用云计算、大数据、移动互联等理念、方法和技术手段，营造丰沛高效的基础资源环境、完备可靠的数据资源环境，构成IT永远就绪的基础资源服务态势；适时引进并在全部门逐步推广、最终全面应用基于SOA的面向构件的应用开发平台，形成全部门的气象业务构件库；建成基于SOA的应用基础平台，实现气象业务在该平台上基于气象业务构件库的自由组装、便捷测试和快速部署应用，以大平台、微应用的形式大幅降低创新工作的准入门槛和过程成本，丰富创新的工作形式和内容，开放创新的工作环境，以利于部门乃至全行业持续的技术创新、功能创新、系统创新和服务创新。

（2）教学创新

在完善气象培训体系、构建动态典型灾害性天气案例库、雷达典型个例库等基础教学数据资源的基础上，运用先进的虚拟化模拟技术、计算机三维显示技术以及声光电等设备，完成集预报预测、数值预报释用、天气雷达分析应用等功能在内、具有创新应用条件的培训环境的建设，实现搭建教学创新环境的目标。

五、“智慧气象”的特征和关键点

（一）智慧气象的十个特征

“智慧气象”展现在公众面前的应当是以下十个特征：适度灵活的感知、需求引导的预报、敏捷智能的服务、智慧有效的人影、充分共享的数据、移动便捷的应用、激励创新的环境、规范标准的技术、集约高效的资源、统一简约的管理。分别概述如下：

1、适度灵活的探测

既满足常规气象业务对观探测资料的需求，也满足灾害性天气、森林灭火、人影作业、特色农业、专业气象服务等特殊业务所需加密时空观测资料的获取，同时还可满足气象科研工作对观探测资料的基本需求；形成固定观测与移动观测相结合、常规观测与加密观测相补充的，平时常规观测，特殊/临时/应急时加密和移动观测予以补充的，管理层级界面清晰、指挥调度灵活、反应快捷到位的气象观探测业务系统。

2、需求引导的预报

在决策和公众服务需求的引领下，构建既能够制作高水平的常规预报产品，也能够快速适应外界变化需求，敏捷地制作能满足各种决策服务、专业服务、公众服务以及个性化服务的高水平的预报产品的预报预测业务系统。

3、敏捷智能的服务

除高水平的常规气象服务能力外，逐步培养具有及时获悉并正确理解公众和社会团体对气象服务的新需求的能力和业务系统，以分布式专业化分工格局制作个性化气象服务产品，并尽可能做到用户在服务产品制作过程中的适当参与，以使气象服务效果在时效和用户需求契合度方面都能达到最优化。

4、智慧有效的人影

具备捕捉每一个可能的天气过程、正确识别捕捉到的天气过程的作业潜力、灵活高效的指挥调度和现场监测、合理有效的作业步骤和手段、客观科学的评估方法等方面的能力。

5、充分共享的数据

气象部门和行业内部实现气象观探测数据、预报预测和服务产品数据、科研产品数据等所有信息资源的充分共享；在政策法规范围内，实现气象数据顺畅的对外共享，以及行业间的数据充分共享。

6、移动便捷的应用

气象业务应用系统广泛云端/客户端化，业务人员可使用iphone、ipad等移动智能终端，通过移动宽带网使用云端的业务资源、业务功能和业务系统，在远程和移动中完成业务工作，改善并拓宽国、省尤其是地市和县级气象业务工作者的业务工作环境，实现县级业务系统“零维护”。

7、激励创新的环境

通用和专用气象业务功能模块和气象算法完成功能组件封装，通过逐步积累形成完备的气象业务功能构件库，使业务开发人员在气象业务应用基础平台上可实现基于构件库的可视化拖拽式应用软件组装，在不编写代码的基础上完成气象应用软件的构建，从而大大降低气象应用软件的开发难度，大幅度提高软件的研发速度，使业务创新成本达到最小化。

8、规范标准的技术

以气象探测技术标准规范气象观探测仪器的生产过程和产品规格；以气象数据技术标准规范气象数据的格式、传输方式、处理和存储管理方式、检索方式以及发布方式；以IT技术架构规范各级业务和科研人员的应用开发产品；以标准使各专业领域之间的工作形成合力，加快业务发展和与国际接轨的步伐。

9、集约高效的资源

通过气象云建设，实现气象数据资源、计算资源和存储资源的集约化管理，大幅提高数据、计算、存储资源和场地环境资源的使用效率，大幅降低能耗，节省气象业务信息系统运行成本，实现效率和效益的成倍提升。

10、统一简约的管理

在气象数据、计算、存储和场地环境资源集约化管理的基础上，实现气象部门全业务系统的统一管理和运行维护，提高业务系统运维的专业化水平，降低运维成本，提高运维效率。基于设备/系统状态信息的获取和分析，形成气象业务整体和各业务版块的实时运行态势图，进而完成对气象业务整体的监控，以及各业务版块的分级监控。

（二）三个关键点

1、气象信息资源梳理（规划）

气象信息资源梳理（规划）是指对气象部门业务运行及业务管理所需要的信息，全面系统的做好从采集、处理、传输到使用的规划。其核心是运用信息工程和数据管理理论及方法，通过总体数据规划，打好数据管理和资源管理的基础，从而作用到应用架构层次，促进集成化开发应用的实现。要使各单位内部，单位之间，部门与外部门的频繁、复杂的信息流畅通，充分发挥信息资源的作用，就必须要进行统一全面的规划。

对于一个气象信息业务系统，必须首先明了系统运行所必需的信息资源情况，即：需要哪些信息（数据），这些信息从哪里来，以及它的时空范围、频次、质量等等；如果这些条件无法全部满足，那么对它的最低要求是什么，它的替代信息（数据）是什么，替代的数据源在哪里等等；对于业务单位和业务部门而言，也是如此。

信息资源规划是一个完备的信息化建设体系中不能跨过的工作任务。做好气象信息资源梳理（规划）工作对信息化工作的进一步深入和提高有极其深远的意义：首先，信息资源规划作为气象信息化战略规划的重要组成部分，是基石，也是有益的补充，能帮助完善整个气象信息化建设的框架思路，对气象部门做好信息化建设工作提供更好更全面的指导。另外，信息资源规划遵循信息工程原理，强调数据规范化处理在气象信息化建设中的中心和基础作用，强调气象部门中各种业务信息系统和管理信息系统间的协调和信息流的通畅。通过气象信息资源规划建立信息资源管理基础标准，才能进行合理有序的气象信息资源整合，在真正意义上消除“信息孤岛”，为实现应用系统的集成奠定坚实的基础。

通过信息资源规划，可帮助理清并规范表达业务流程上各业务节点做为用户对上游业务节点的信息资源需求，落实“应用主导”，从而完成流程整体的信息需求梳理。在此基础上，建立气象信息标准和信息系统模型，用这些标准和模型来衡量现有的气象业务系统及各种应用，符合的就继承并加以整合，不符合的就进行改造优化或择机重新开发。

2、气象信息化战略规划

进行气象信息化战略规划的目的，一是为了识别气象信息化的关键需求，制定切合实际的气象信息化目标和长远计划；二是为了设计气象信息化体系架构，实现全局性的资源、功能和业务系统的优化整合；三是为了形成气象信息化的治理结构，为具体业务系统的建设提供管理规范和标准；四是为了在气象部门内部达成信息化建设共识，创造变革的有利环境。

气象信息化战略规划至少应包括：

“战略性的气象信息系统计划”：在总的业务规划（含组织计划）和气象信息系统计划之间建立明确的关联；

“业务架构的信息需求分析”：在气象信息资源梳理（规划）的基础上，识别并整理出整体业务架构的完备的气象信息资源需求，建立起战略性的气象信息系统总体结构，以指导具体的气象业务应用系统开发规划；

“资源分配”：对气象业务应用系统的开发资源进行管理。

需要注意的是，气象信息化战略规划不是“大而全”、而是“准而精”，不是“热点组合”、而是“需求点组合”，不是“盲目跟风”、而是“为我所用”，不是“形成报告”、而是“达成共识”。因此，气象信息化战略规划应当是动态的、可变的、渐进的，在基本蓝图明确后，根据实际情况不断对细节进行调整，采用逐步迭代方式向目标靠拢。

3、SOA：应用软件碎片化的基石

所谓软件碎片化，是指气象应用软件将会以应用软件组件群的方式出现在气象业务平台或者网络服务等各领域，每一个应用软件组件实现特定的有限功能（如：解码、绘图、数据库接口、特定算法等），并在松耦合框架下，支持用户的任意组合，以实现其所需要的业务功能组合，气象业务的创新环境将因此而变得异常宽松和自由。

SOA主要是用来解决松耦合系统的集成问题的，它把松耦合的应用封装成服务组件，屏蔽掉底层的复杂性，然后在服务组件之间通过简单的精确定义的接口进行信息交互，从而实现应用的集成。SOA不关心底层的变化，即便服务组件内部发生变化，由它封装的服务组件依然能够继续使用。

所以，在气象云平台搭建之后，所谓SaaS层面的具体呈现，是气象业务应用软件的碎片化。而实现软件碎片化的基础和依据，便是SOA的引入和实际应用。

当然，原教旨意义上SOA所提供的服务与云计算提供的SaaS有所不同，但就软件碎片化所能够给气象业务创新带来的蓬勃生机而言，两者在理念和效果上都是相同的。

六、结语

信息化是人类社会永恒的话题，气象部门也是如此。然而气象信息化与气象学科的科技攻关不同，后者是努力在瞄准的几个关键性指标上接近、达到甚至超过国际先进水平，而气象信息化则更多地关注气象部门乃至行业整体生态状况的全面改善；通过以“智慧气象”为主题的气象信息化建设，气象部门的感知能力将更加敏锐完整而透彻，对外界变化的判识理解能力将更加准确细微，做出的反应更加及时到位，同时其周身将持续保持着旺盛的生命活力。

气象信息化是气象部门的工作，而不单单是气象信息技术部门的；气象信息化涉及到气象业务的方方面面，而不仅限于以公共IT资源建设、管理和服务为主业的气象IT部门业务范围。气象信息化需要所有气象人的共同努力。