招标
海洋气象灾害监测预报预警技术开发和工程化应用需求公示
金额
420.6万元
项目地址
广东省
发布时间
2019/09/27
公告摘要
项目编号201900377323
预算金额420.6万元
招标公司深圳市气象局
招标联系人-
标书截止时间-
投标截止时间-
公告正文

海洋气象灾害监测预报预警技术开发和工程化应用需求公示
( 海洋气象灾害监测预报预警技术开发和工程化应用 )需求公示
项目名称
海洋气象灾害监测预报预警技术开发和工程化应用
采购类型
服务类
采购人名称
深圳市气象局
采购方式
公开招标
财政预算限额(元)
4206000
项目背景

在“智慧气象服务系统项目”(深发改[2017]572号)的“多灾种海洋气象风险预报系统”的基础上,随着近海大风和海雾的精细化预报的需求不断提升,以及相关技术的发展,“海洋气象灾害监测预报预警技术开发和工程化应用”项目将通过多项技术的开发来弥补“多灾种海洋气象风险预报系统”的不足,并通过工程化的应用,将技术开发的结果融入到“多灾种海洋气象风险预报系统”系统中实现业务化的运行和预报员交互的界面,持续提升精细化的海洋气象灾害监测和预报预警能力,为深圳沿海、辐射粤港澳大湾区提供海洋气象服务。
投标人资质要求
(3)本项目接受联合体投标,联合体单位数量不超过2家。
备注:联合体投标时必须提供《共同投标协议》,明确约定联合体各方承担的工作和相应的责任。联合体投标时有关资格要求的判定规则:
a.投标联合体双方中必须至少有一方缴纳投标保证金并上传投标文件;
b.投标联合体双方必须均注册成深圳市政府采购中心供应商,均具有独立法人资格,且近三年内均无行贿犯罪记录;
联合体投标时有关综合实力部分的判定规则见招标文件招标项目需求相关条款。
(1)具有独立法人资格(提供营业执照或事业单位法人证等法人证明扫描件,原件备查);
(2)近三年内无行贿犯罪记录(由采购中心定期向市人民检察院申请对政府采购供应商库中注册有效的供应商进行集中查询,投标文件中无需提供证明材料);
服务类清单
序号
采购计划编号
需求内容
数量
单位
备注
财政预算限额(元)
1
201900377323
海洋气象灾害监测预报预警技术开发和工程化应用
1.0

4206000.0
具体技术要求

一、
项目背景
在“智慧气象服务系统项目”(深发改[2017]572号)的“多灾种海洋气象风险预报系统”的基础上,随着近海大风和海雾的精细化预报的需求不断提升,以及相关技术的发展,“海洋气象灾害监测预报预警技术开发和工程化应用”项目将通过多项技术的开发来弥补“多灾种海洋气象风险预报系统”的不足,并通过工程化的应用,将技术开发的结果融入到“多灾种海洋气象风险预报系统”系统中实现业务化的运行和预报员交互的界面,持续提升精细化的海洋气象灾害监测和预报预警能力,为深圳沿海、辐射粤港澳大湾区提供海洋气象服务。
二、系统建设目标及内容
(一)建设目标
1、开发“近海台风强度演变技术”
2、开发“多模式集成OCF预报技术”
3、开发“近海大风、海雾低空三维预报技术”
4、开发“智能网格海洋气象预报技术”
5、开发“卫星资料可视化”
6、开发“卫星资料对海雾反演技术”
7、对技术1-6进行工程化的开发和应用,融入到“多灾种海洋气象风险预报系统”中;实现1-6技术作为后端的技术支撑,通过任务7的完成,实现前端的显示,持续提升深圳近海海洋气象灾害的监测、预报、预警能力。
(二)建设内容
1、近海台风强度演变技术
(1)技术路线
基于西北太平洋领域多年台风历史数据、中国气象局上海台风所《热带气旋年鉴》的最佳路径集数据以及NCEP/NCAR提供的 1°×1°FNL全球再分析资料数据,针对近海台风研究稳态变量对台风强度变化的影响:稳态变量包括台风初始强度、台风过去12小时的强度变化、儒略日、海水陆地比例、台风登陆前两日华南地区地面温度、风暴移动速度。研究稳态变量对台风强度变化的正负反馈影响及相应的阈值关系。
研究环境变量对台风强度变化的影响:环境变量包括现在和将来的环境因素,如海水表面温度、不同大气层的温度、压力、湿度、风,涡度、散度,以及不同大气层之间的风切变对台风强度变化的正负反馈影响及相应的阈值关系;
筛选对台风强度变化显著影响的变量因子:利用数理统计分析及大数据挖掘的方法,筛选对台风强度变化影响显著的稳态变量以及环境变量。
(2)数值模式及再分析数据集
近年来,在全球气候变暖背景下,全球高影响台风事件频发,灾害影响日趋严重。在我国,以登陆台风为代表的极端天气事件呈明显增多的趋势,登陆台风的平均强度明显增强、强台风数量明显增多,及时、准确的台风强度预报对于预防台风相关灾害至关重要。
近年来,台风预报路径误差呈现逐年减小的趋势,其中24 h和48 h误差较20 世纪90 年代初减小了50%,72 h 路径预报准确率达到20世纪90年代初的48 h 预报水平。与台风路径预报相比,由于人们对台风结构和强度变化的复杂性以及海—陆—气相互作用了解甚少,因此各国在台风强度预报方面进展非常缓慢,业务中广泛应用的还是一些气候持续性方法和统计动力模式,如美国联合台风警报中心的台风强度统计预报、国家飓风中心的飓风强度统计预报模式和飓风强度统计预报方案等。虽然各国纷纷研发新一代的动力模式来改进台风强度业务预报,但效果甚微。
由于观测资料的缺乏以及人们对台风发生发展过程中边界层物理特性、云物理过程等的认识不足,造成数值预报模式在台风预报过程中常会出现较大的偏差,特别是对台风强度和风雨分布的预报。目前我国在台风数值模式开发和关键技术等方面与国际先进水平仍有明显的差距,由于缺乏有效的观测资料,现有模式未根据影响我国台风的天气特点、下垫面特点等来确定物理过程的处理方法和参数的选取,导致模式物理过程和边界层参数化方案的针对性不强; 现有模式的台风初始场形成技术落后,尤其是卫星、雷达等非常规资料的融合应用能力薄弱,已有研究成果业务化程度低,且模式分辨率较低。这不仅影响了路径预报的精度,也大大降低了强度和风雨的预报能力和精细化水平。
针对数值预报模式对台风风雨预报能力的不足,深圳市气象局已经开展了台风引发深圳地区区域性风雨预报研究的建设,取得了一些成果,并开发应用到业务预报系统,显著提高了深圳地区的风雨预报准确度。但是对于台风强度预报,工作还比较少。
本项目将对西北太平洋及南海近海台风的强度演变进行研究,建立西北太平洋深海及近海台风强度演变的预报模型。台风研究区域及数据为2000年以来西北太平洋的历史数据。
(3)台风强度预报模型
首先进行多源多类型台风(历史台风强度、经纬度等)、气象环境背景数据(环境背景空气温度、风力、相对湿度等)、海洋观测数据(海水温度历史数据)的质控,订正或筛出奇异值。以台风未来12,24,36,48,60,72小时的强度变化为因变量,海陆比、海水温度、环境背景空气温度、风力、相对湿度等为自变量,建立台风强度预报模型。
(4)筛选台风显著性变量因子
计算下垫面变化对未来台风强度变化的影响:建立新的预报量,计算海水、陆地比例,量化下垫面陆地海洋比例变化对台风强度演变的影响;
研究稳态变量对台风强度变化的影响:稳态变量包括台风初始强度、台风过去12小时的强度变化、儒略日、风暴移动速度。这些变量可以通过卫星遥感资料观测获取计算,研究稳态变量对台风强度变化的正负反馈影响及相应的阈值关系;
研究环境变量对台风强度变化的影响研究:环境变量包括现在和将来的环境因素,如海水表面温度、不同大气层的温度、压力、湿度、风,涡度、散度,以及不同大气层之间的风切变对台风强度变化的正负反馈影响及相应的阈值关系研究;
筛选对台风强度变化显著影响的变量因子:利用数理统计分析及大数据挖掘的方法,筛选对台风强度变化影响显著的稳态变量以及环境变量。
(5)构建台风强度预报动力诊断统计模型
建立台风强度预报动力统计模型:应用台风的历史数据及Best Track Data数据,建立台风强度预报动力统计模型。并与国际台风强度预报水平进行比较。
l
技术指标
1)西北太平洋及华南近海台风强度预报12小时台风强度预报平均绝对误差>3.5m/s;
2)24小时台风强度预报平均绝对误差>5.5m/s。
2、多模式集成OCF预报技术
基于美国
NCEP(美国国家环境预报中心)、ECMWF(欧洲中期天气预报中心)、日本JMA(日本气象厅)以及中国GRAPES
-
GFS和GRAPES
-meso、
T639(中国气象局全球和区域数值预报模式
)等
全球和区域多个模式输出结果

以及陆地自动观测站、石油平台站以及海上浮漂站

信息中心
5
km格点实况数据或公服中心
1km格点实况数据,地形高度数据等,应用数值预报释用方法,构建从低时空分辨率到时空分辨率的降尺度算法,针对连续性变量如气温,建立滑动评估模式系统误差并进行偏差订正、滚动评估各个模式该段时间内气温预报效果的优劣并根据优劣计算权重集成气温预报;针对非连续性变量如降水,建立滚动评估各个模式该段时间内降水预报效果的好坏并根据好坏取最优的集成降水预报;
建立以深圳为中心500公里范围内沿海陆地及海区分辨率1km的多模式集成精细化格点预报场

以及陆地重点单位(竹子林、盐田港等)、海区重点单位(石油平台)等多模式集成定点预报。
融合至少
6
种不同时间精度、空间精度及预报时效的数值模式成员
。拟采用的集成成员有:
美国国家环境预报中心模式
1
-2个不同分辨率产品(NCEP);欧洲中期天气预报中心模式1-2个不同分辨率产品(ECMWF);中国气象局全球和区域2个数值预报
模式
(GRAPES
-
GFS

GRAPES
-
meso);日本气象厅数值模式预报产品(JMA)

搭建格点精细化观测分析场

综合利用陆地粤港澳
自动观测站小时数据

海区石油平台站观测数据

海上浮漂站观测数据

以及信息中心
5km格点实况数据或公服中心1km格点实况数据,
构建1
km
精细化格点观测分析场数据

为模式评估和订正和集成提供支撑

建立1km格点地形高度场:基于9
0
m高程数据,建立
粤港澳大湾区5
00km范围内
,1km格点上的地形高度场;
建立各模式
1km格点预报场:采用地形随高度、
Cressman、Bi-linear
等统计降尺度方法,将各模式不同空间分辨率数据降尺度至1km的格点上,形成各模式1km的格点预报场;
构建
各模式偏差订正
算法:
使用观测分析场对各模式成员过去一段时间预报效果进行
滑动
误差
统计

计算模式
预报偏差
,并对偏差进行订正,
输出偏差订正后的各数值模式预报场

建立多模式集成精细化格点预报场:
基于
过去一段时间预报效果
滑动
误差
统计结果,计算多模式集成权重系数,建立多模式集成预报模型,
输出以深圳为中心500
k
m范围内沿海陆地及海区分辨率1km的多模式集成精细化格点预报场

各预报要素明细见表
8-
3格点预报部分

输出重点位置的集成预报点:
提供陆地重点单位(竹子林、盐田港等)、海区重点单位(石油平台)多模式集成定点预报

各预报要素明细见
下表

气温

气压、相对湿度等连续性气象要素
的参考
集成技术

步骤一,统一各模式预报产品以及观测分析场格点精度;对于不同时间精度、空间精度的数值模式和定点观测场,使用
Cressman、Bi-linear

要素随高度变化等方法将其输出结果降尺度到预定的网格点
;步骤二,模式预报结果偏差订正,对每个模式预报场进行滑动窗口(根据不同要素变化特征取过去
10天
或2
0天
或3
0天等)误差订正,使用近期偏差估算预报偏差
;步骤三,计算各模式预报成员的权重并得到集成预报结果,根据与实况的误差,采用绝对误差倒数权重法,计算每个模式在滑动窗口内每个预报时段预报场的权重系数,建立确定性多模式集成预报模型。
降水预报、风场
、云量
等非连续性气象要素
的参考
集成技术

步骤一,从不同尺度的多模式预报场出发,将不同数值模式预报场分别降尺度到统一精度网格场;步骤二,对每个模式预报场进行滑动窗口(最近1
0天
)降水TS评分计算
,根据
TS评分
选取最优模式
,形成
最优确定性多模式集成预报模型

步骤三
,针对降水,
统计各个集成成员在格点上的不同等级

1,10,25,50,100
m
m以上

降水量
,使用概率匹配等方法得到不同等级降水量的降水概率预报,包括三小时累计降水、日降水。
表:
集成预报输出明细表
预报要素
空间分辨率
时间分辨率
起报时刻(
UTC)
格点预报
陆地要素
气温、风向、风速、气压、总云量、降水(降雨量、降雨概率),相对湿度
1km×1km
3小时:0-72
小时
00:00 12:00
6小时:72-240小时
海区要素
1km×1km
3小时:0-72
小时
00:00 12:00
6小时:72-240小时
定点预报
陆地
定点
3小时:0-72
小时
00:00 12:00
6小时:72-240小时
海区
定点
3小时:0-72
小时
00:00 12:00
6小时:72-240小时
l
技术指标
1)综合至少6个以上不同分辨率数值模式,优化筛选保留数值模式3个及以上。
2)提供粤港澳大湾区预报产品的时效为0-
72
小时间隔3小时;
72
-
240
小时间隔为6小时;
3)提供粤港澳大湾区预报气象要素预报产品不少于6个,要素包括,气温、风向、风速、气压、总云量、降水、相对湿度等。
4)粤港澳湾区约1200个站点24小时内逐3小时温度预报平均绝对误差小于各模式平均绝对误差。
3、近海大风、海雾低空三维预报技术
受副热带高压、东风带、台湾岛和海南岛、省港地区复杂的海岸线及近海陆地复杂的地形、地貌影响,深圳市500km近海的风流特征会有较大的时空变化。快速变化的海上风流场,特别是大风发生时段和地区分布,对海洋运输和其他海上活动和作业有重大影响。同样,海雾对这些海上运输、生产和活动具有相似的重要性。海雾对冬春季节的珠江口地区和深圳市100km的近海区的海上作业尤其重要,特别是在垂直方向100米范围内,是进行海洋活动最主要的区域,在该超低空范围内,因受到下垫面摩擦的影响,风场和海雾在垂直方向上有很大的差异。如只针对地面进行预测,则无法满足实际的需要,本模块将着力提高近海大风、海雾低空三维预报能力和水平,为不同类型的海上活动提供预报产品。
(一)近海大风低空三维预报技术
实现深圳近海3公里格点快速循环精细化风场的预报,提升距深圳500公里范围内海域0 – 100米高度的低空气流预报的能力。预报产品包括在3km网格上的10m,30m,50m和100m高度上的风速风向,逐小时快速更新未来24小时预报。
选取过去2年3个海上大风案例,利用具有自主知识产权的Grapes区域大气模式开展数值模拟试验。通过系列的敏感性试验,来确定模式的物理参数化方案,调试敏感性参数。同时启动一维海洋模式,与Grapes边界层模式做耦合模拟,实现大气-海洋热、水汽和动量交换的耦合模拟预报,以达到优化对海上大风的预期模拟能力。
海面近表层物理参数化方案优选
将现有3km模式区向海上扩展,覆盖珠江口海区和深圳市500km近海区域;增加模式低层的垂直层数以更精细的预报低层大气的变化;试验不同边界层方案(PBL)对大风模拟的敏感性;试验海面近表层大气 (surface layer)物理参数方案对大风模拟的敏感性;一维海洋模式与边界层模式的耦合模拟等等,根据以上敏感试验的结果,优化模式,提升深圳500公里范围内近海3公里分辨率网格化的低空三维近海大风的预报能力。
(三)海洋气象灾害致灾强降雨的积涝风险预报技术
建立高分辨率风暴潮及漫滩淹没数值预报模式,提供距离深圳300km以内的风暴潮及沿岸天文潮和淹没范围每天2次,逐小时0-72小时预报,并给出影响深圳的风险指数。
技术路线:基于Grapes大气模式提供大气边界条件、三维非结构环流模式FVCOM、潮汐预报模式,建立距离深圳500km的风暴潮及其漫滩淹没一体化数值模式,提供风暴潮、天文潮以及淹没等预报产品;并在历史台风引起灾情的基础上,建立影响深圳海岸的风险指数预估模型,提供影响深圳沿岸的风险指数产品。包括大气模式提供风场模块、台风灾情数据模块、干湿网格地形数据和网格点水深数据模块、潮汐预报模式、风暴潮及淹没一体化模式、风险指数预估模型、预报产品制作和检验模块以及系统运行模块等功能块。
风暴潮淹没模式范围设置:根据项目设立的建设目标,针对深圳300km范围内建立高分辨率风暴潮及其漫滩淹没模式。模式地形数据和水深网格点数据处理技术采用SMS软件。深圳海区300km处9km分辨率,距离深圳沿岸100km左右加密到分辨率1km,在深圳沿岸分辨率达到百米量级,考虑模式干湿网格,向陆地延伸5km。模型垂向采用 坐标系,共分为5层,这样能保证在近岸海水增水的过程。
风暴潮模式采用大气驱动场来自于Grapes大气模式风场预报,利用FVCOM制作风暴潮淹没预报,模式边界为开边界,因此需要输入开边界条条件,潮汐预报模式为风暴潮模式提供了开边界条件。本项目利用OSU潮汐预报系统提供潮汐水位预报,考虑开边界潮汐对三维风暴潮模式的影响,可以获得潮汐水位和潮流预报。针对历史影响或登陆深圳台风,收集台风大风、风暴潮、风暴潮引起淹没范围以及其他灾情数据,针对灾情建立风险指数等级,引入机器学习,根据风险指数等级和海洋气象要素极值的关联关系,建立风险指数预估模型。
l
技术指标
近海大风低空三维预报技术部分
1)
完成模式系统的物理过程调试、敏感性参数优化的研发工作,提供技术报告。
2)
提供每小时更新深圳市和珠江口近海500公里海区的预报产品。预报产品包括3km网格每15分钟间隔的10m,30m,50m和100m高度上的风速风向,逐小时快速更新未来24小时预报。3)
提供Grapes模式3公里网格模式区内完整的大气模式常规变量,包括温度、湿度、风速风向、降水等模式输出资料,资料格式为netcdf格式。
3)
提供阵风风速预报诊断产品。
近海海雾低空三维预报技术部分
1)海雾低空三维模拟的敏感性参数优化,提供技术报告
2)
提供每小时更新深圳市和珠江口近海100公里海区的模式预报风场、水汽、温度等预报输出变量,初步诊断海雾区液态含水量,能见度、云底高度等雾影响气象参数。
3)
预报产品包括1公里网格逐小时的10m,30m,50m和100m高度上的相关要素,包括预报海区的模式预报风场、水汽、温度等预报输出变量,诊断海雾区液态含水量,能见度和云底高度等雾影响气象参数。具备每6小时快速更新未来72小时预报的能力。
4)
提供Grapes模式1公里网格预报区域内完整的大气常规变量,包括温度、湿度、风速风向、气压、密度、云和降水等模式输出资料,资料格式为netcdf格式。
5)
检验海雾实时预报输出结果,评估模式对海雾预报的不足之处,并对未来改进海雾预报提供建设性意见。
海洋气象灾害致灾强降雨的积涝风险预报技术部分
1)模式系统可以提供距离深圳300km以内的风暴潮、沿岸天文潮、沿岸测站水位和淹没范围每天2次,0-72小时预报;
2)预报产品包括:模式范围内潮流预报、台风过程中极端风暴潮空间分布图、深圳水位预报时间演变图和台风风暴潮影响深圳的风险指数预估;
3)预报产品在深圳沿岸空间分辨率达到100m,时间分辨率为1小时。
4、智能网格海洋气象预报技术
主要建设内容包括发展ECMWF集合预报产品解释应用技术,利用概率匹配订正、集合最优百分位、集合预报概率匹配、多统计量阈值融合等预报订正技术,从海量的模式预报数据中快速、有效地提取和订正预报信息,降低模式预报系统误差,提高客观定量降水的预报准确率,为中短期精细化预报业务提供有力的技术支撑;同时,基于深圳市气象局的短时临近集合预报模式,利用集合预报产品解释应用技术,通过统一的数据存取接口快速生成短临集合预报产品,并实现与深圳市智能网格预报订正平台的对接,提升灾害性天气的预警能力。
依据中国气象局颁布的中短期天气预报质量检验方法,对短期主客观气象要素预报的准确率、空报率、漏报率、平均绝对误差、均方根误差、TS值等项目进行检验评分,将相应检验评分结果接入智能网格预报订正平台,为预报员选择和使用指导产品提供更明确的参考价值。
海洋气象中短期集合预报产品释用技术
随着集合预报系统在业务中的广泛应用,传统以模式输出统计(MOS)方法为主的客观预报技术已无法满足业务应用需求。根据业务发展要求,发展新的客观预报产品解释应用技术方法,从海量的模式预报数据中快速、有效地提取和订正预报信息,降低模式预报系统误差,提高预报准确率和增加灾害性天气的预警能力。
集合预报释用产品(ec_ensemble,00、12UTC起报)可通过省局信息中心接口访问最近一个月(暂定)的数据,数据范围为103°E-120°E,16°N-28°N,空间分辨率为0.5°*0.5°,包含最优百分位(fuse)、概率匹配(pmch)、混合法(mixx)和频率匹配(fmch,暂定)4个变量,预报时效为024-240,间隔6小时、层次为1000 hPa。
具体包含以下几种技术方法:
频率匹配订正预报技术:利用历史降水资料的频率分布曲线订正中尺度模式降水的频率分布曲线,并达到对于降水预报订正的目的。该技术运算具有简单高效,原理清晰等优点。
集合最优百分位预报技术:主要是利用历史集合数值模式预报和实况降水观测,并通过降水预报准确率最优化原则,确定实现降水量级的最优化订正。由于该技术对于集合预报资料的使用,增大了模式后处理所使用的信息量,有利于该技术提高暴雨的客观预报准确率。
集合预报概率匹配技术:定量降水预报很少能够准确预报降水的空间分布型,通过集合平均计算,能够指示出最有可能的降水中心位置,但降水集合平均存在量级偏差。为了修正集合平均产品的降水量级偏差,采用概率匹配技术(Probability matching)。概率匹配技术用于融合不同时空分布的数据源。通常一种数据源具有较好的空间分布,而另一种数据具有更好的准确度。该技术通过设置低准确度数据的概率分布函数(PDF)为高准确度的PDF实现。实用例子有雷达和雨量站观测之间的融合、极轨或静止卫星的降水估计。在集合预报中,采用该技术结合具有较好空间分布的集合平均场和更好量级准确度的集合成员预报。
多统计量阈值融合预报技术:设计基于多种统计量的融合技术,在不同降水量级上采用最优评分集合统计量的叠加产品,即融合产品。具体每个格点计算规则如下:
(a)如果集合最大值大于或等于100mm,融合值等于最大值;
(b)如果集合90%分位值大于或等于50mm,融合值等于90%分位值;
(c)如果集合75%分位值大于或等于25mm,融合值等于75%分位值;
(d)如果中位值大于或等于10mm,融合值等于中位值;
(e)如果上述条件都不满足,则融合值等于10%分位值。
(二)海上丝绸之路气象服务产品
随着我国海洋强国战略的实施,特别是“21世纪海上丝绸之路”国家战略的实施和开展,对近海、远海甚至全球海洋气象保障服务提出了迫切需求。国家气象部门已经初步建成了国家级、区域中心、省、地(市)四级上下联动的业务反馈机制。为了更好推进海洋气象精细化预报业务建设目标,中国气象局、国家海洋局联合制定了《海洋气象发展规划(2016—2025年)》纲要,强调各级部门应发挥好各自优势,合理分工,加强海洋气象的客观定量监测分析能力、精细化预报预警能力和相应的技术支撑平台和配套设施建设,进而从整体上提升我国在海洋灾害性天气监测预报预警的精细化水平和预报准确率,实现我国海洋气象业务由近海—远海—全球的跨越式发展,同时为“海上丝绸之路”沿线城市、海域、岛屿提供海洋气象综合保障服务。
为响应 《海洋气象发展规划(2016—2025年)》 纲要,深圳市气象局将大力开展 “海上丝绸之路”气象保障服务工作,建设好深圳市海洋气象服务平台。
围绕深圳市委市政府建设海上丝绸之路的战略支撑和桥头堡、为国家实施“一带一路”战略需求,加强跨省区跨部门包括广东沿海、西沙、南沙、北部湾等南海海域的海洋气象资料的交换共享,联合省级气象部门开展海上丝绸之路南海段的气象预报,为深圳市重点港口企业拓展海外业务提供气象保障服务,针对港口、海区及航线开展大风等海洋气象灾害的实况监测及预报预警服务,指导船舶规避海洋气象灾害,保障远洋运输安全,为港口工程、海上旅游、海洋渔业等提供先进的海洋气象保障服务。本系统面向的用户主要分为两大类,一为社会公众,二为海洋公共安全决策服务的主体,包括海事、海上搜救、船舶引航部门等。
l
技术指标
智能网格海洋气象预报技术部分:
1)提供基于ECMWF集合预报产品解释应用技术如:概率匹配订正、集合最优百分位、集合预报概率匹配、多统计量阈值融合等预报订正技术的产品。
2)基于上述技术的网格预报产品与深圳市气象局相关业务系统对接。
3)检验评分包含逐日(00、12UTC)对主客观网格预报插值到站点的温度和雨量各预报时效的多种评分结果;检验评分的参数和方法以全省智能网格预报评分办法为准。
海上丝绸之路部分:
开发海上丝绸之路气象服务页面,提供如下功能或产品:
1)“海上丝绸之路”灾害监测产品:基于各类海洋浮标、海岛自动站、船舶自动站等多种海洋气象探测资料,提供海上大风实况监测产品。
2)“海上丝绸之路”精细化预报产品:提供针对港口码头、南海海区及主要航线的精细化海洋气象预报,港口码头预报要素包括:天况、气温、风向/风力、阵风;南海海区的预报要素包括:天况、风向/风力、阵风,能见度;主要航线预报要素包括:大风。
3)航线风险告警产品:结合海上丝绸之路的航线路径,对达到一定风险等级的航线进行告警提示,生成不同等级的风险预警信息(风力风险等级分为4个级别,分别是:无风险、有一定风险、较大风险、非常危险,对应的风力阈值分别为:6级以下风力、6-7级大风、8-9级大风和10-11级大风)。
4)卫星云图和热带气旋产品叠加:提供可见光卫星云图和热带气旋路径的叠加显示。
5、卫星资料可视化建设方案
卫星资料可视化建设采取的技术路线主要是:基于项目建设目标和项目特征,系统采用C/S和B/S的混合体系结构模式建设卫星资料可视化建设,其中C/S模式程序为后台服务程序,部署于服务器端,以多线程并发执行的方式运行,其主要用于卫星资料数据的解析入库及产品生成。
系统采用的先进的软件三层体系结构,即表现层、应用层、数据层;均衡地将任务分配在服务器端与客户端。服务器端负责数据管理、数据计算、图形处理、用户身份认证等功能。客户端负责信息展示及业务流程操作等。客户端作为用户的操作平台,它将系统的操作界面与复杂业务功能实现合二为一,使各种信息及产品显示、提取及发布稳固、高效。
系统的数据库平台采用Oracle 10G,空间信息平台采用ArcGIS Server。在标准化和规范化以及开放性的原则下,对系统的业务数据库、空间属性数据库进行设计,形成完善的数据库存储体系。气象数据服务器并建立相应的数据链路为系统提供数据服务处理。
总之,系统采用基于组件的二次开发模式,地理信息系统平台则采用ArcGIS,数据库平台采用Oracle10g。鉴于.Net框架强大的功能和C#的高效性、健壮性,充分考虑到气象信息系统对时效、稳定性的高要求,开发语言采用MS C#.NET;网络架构采用B/S与B/S混合结构,其中B/S结构的WEB程序采用ASP.NET及富客户端开发。
体系结构选型:卫星资料可视化项目采用基于GIS组件的二次开发模式,地理信息系统平台采用通用地理信息系统平台,项目数据库平台采用Oracle 10g和Cassandra数据库,WEB系统平台采用HTML5技术,开发语言总体采用C#等。
网络体系结构:用分布式的网络体系结构,具有以下特性:分布式计算机系统的资源元件形成相对独立的模块,经互连网络的相互联系构成单一系统。分布式的网络体系结构具有可靠性和坚固性,增量扩展性,灵活性,快速响应等优点,能有效满足系统对时效、可靠及稳定性等方面的要求。
系统软件结构:根据系统分布式数据结构的特点,系统软件采用三层体系结构,即表现层、应用层、数据层;均衡地将任务分配在服务器端与客户端。服务器端负责数据管理、数据计算、图形处理、产品生成分发、用户身份认证等功能,以多线程并发执行的方式运行。客户端负责信息综合展示及人机交互操作等,作为用户的操作平台,它将系统的操作界面与业务功能实现合二为一。
系统数据库平台:采用大型关系数据库Oracle 10g。在标准化和规范化以及开放性的原则下,对系统业务数据库及产品数据库进行设计,形成完善的系统的数据库存储体系。气象数据服务器并建立相应的数据链路为系统提供数据服务处理。为了更加安全高效的处理、融合、解析和应用海量的气象数据(如风云四号卫星资料数据)将采用Cassandra数据库对其进行存储。
地理信息平台:地理信息系统(GIS)是集计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学、信息科学、应用数学、管理科学等众多学科知识于一体的一门边缘学科。它可根据事物的地理坐标对其进行管理、检索、评价、分析、结果输出等处理,提供决策支持、动态模拟、统计分析、预测预报等服务,广泛应用于诸多领域。根据系统的特征,在地理信息平台方面系统采用ArcGIS Server 9.3。
WEB开发平台:在项目建设中,将采用HTML5架构,相比之前的Silverlight等技术架构,HTML5有以下优势:1)提高可用性和改进用户的友好体验;新标签将有助于开发人员定义重要的内容;可以给站点带来更多的多媒体元素(视频和音频);可以很好的替代FLASH和Silverlight等技术架构;当涉及到网站的抓取和索引的时候,对于SEO很友好;大量应用于移动应用程序和游戏等的开发。
建设内容:卫星资料可视化建设项目的主要建设内容包括:一是后台服务模块功能建设;二是系统前台功能模块建设。各个主要模块的具体内容分述如下:
系统后台服务模块功能建设
基于Cassandra的风云四号卫星资料的解析入库:实时收集风云四号卫星监测资料,利用高性能计算机提供的计算资源,采用并行计算方法进行不同精度、不同范围风云四号卫星云图可视化产品的生成输出。同时,为了更加安全高效的处理、融合、解析和应用海量的风云四号卫星资料数据,将采用Cassandra分布式存储技术进行风云四号卫星数据的存储。风云四号卫星云图可视化产品主要包括红外、水汽、可见光产品及其他叠加产品。
风云四号卫星产品生成模块:水汽云图的生成:水汽输送是大气中产生暴雨的基本条件。卫星选用6~7μm水汽吸收谱段接收大气中水汽发射的辐射,并以图象表示便得到水汽图。卫星接收到的辐射决定于水汽含量,大气中水汽含量越多,发射的辐射越小;反之则卫星接收的辐射越大,故水汽图可反映大气上层水汽的空间分布。
红外云图的生成:气象卫星上的扫描辐射计利用红外辐射通道感测并向地面站发送的云图,其亮度大致反映了云层顶的温度,因而也反映了云顶的高度。卫星在10.5~12.5微米测量地表和云面发射的红外辐射,将这种辐射以图象表示就是红外云图。红外云图是一张温度分布图,在红外云图上物体的色调决定其自身的温度,物体温度越高,发射的辐射越大,色调越暗。
可见光云图的生成:可见光云图,是气象卫星上的扫描辐射计(早期用的是电视摄象机)用可见光通道感测并向地面站发送的卫星云图,图上亮度明暗反映了云的反照率的强弱。可见光云图在研究云团、云系等的移动和发展方面,在监测台风和其他天气系统的发生、发展及移动方面,均获得广泛应用,并取得较好成效。但由于云图是利用可见光波段所拍,其亮度和色调取决于云的性质和太阳高度角。在可见光云图上,辐射越大,色调越白;辐射越小,色调越暗。通常云层越厚,反照率越大,色调越白。
卫星云图综合产品的生成:通过后台程序,实时读取中央气象台以及各个热带气旋预测机构发布的台风实测和预报路径报文数据以及卫星资料,实时生成最新时间的卫星云图及台风定位数据等,根据系统需要生成对应的图形产品并保存,同时将生成状态写入数据库中。本模块根据产品分类的不同,分别制作多种资料的叠加图产品,如卫星云图+雷达拼图产品、卫星云图+台风路径产品等。
l
技术指标
1)风云四号卫星资料解析处理及入库,当原始数据到来后4分钟内完成数据的解析入库工作;
2)产品生成模块,包括风云四号卫星水汽云图、红外云图、可见光云图及云图和台风综合产品的生成,当数据解析入库完成后,在6分钟内完成全部产品的生成。
6、卫星资料对海雾反演技术
(一)技术路线和实施方案
图:基于卫星资料对海雾反演技术的技术路线图
(二)海雾历史观测数据采集入库
利用高性能服务器体系及并行算法,以多线程并发的形式运行,实时读取并解析基于卫星资料的海雾识别数据文件,实现海雾区的动态、快速、自别识别,并进行海雾识别产品的生成输出。同时,尽量减轻产品存储和传输的负担,并确保产品有较高的显示质量和加载效率。
(三)
收集整理历史资料
收集近年来地基气象观测数据、船载
GPS探空及浮标观测,整理上述资料,进行数据有效性分析和质量控制。
(四)
整理海上和岸基立体探测
用岸基能见度仪、云高仪、自动气象站的观测和人工观测的海雾进行对比,确定能见度仪探测资料的可比性。利用港区附近沿海的探空资料,获取低空大气相对湿度、温度等资料。
提取数值模式产品中的海洋气象要素产品,基于卫星资料的海雾识别数据提取入库,
检测静止气象卫星海雾/低云

预处理FY4的数据,提取港区的范围的数据

利用卫星数据,进行日间海雾/低云区的检测

利用卫星数据,进行夜间海雾/低云区的检测

获取海雾雾区

结合
以上步骤
获取的海洋气象数据资料,进行海雾雾区的识别,获得海雾雾区。
建设内容

基于气象卫星
遥感监测数据

采用
卫星数据解码、数学处理识别方法和计算机技术,





-



的云



演方法









了雾识
别技术的误判率;用液态水路径(LWP)和云厚度反演产品结合大气垂直廓线,进而从云顶推算云底高度以区分雾与低云等工作,建立海雾判识的稳定阈值,
建立基于气象卫星资料的南海
海雾监测识别
技术方法
,在业务中
实现
海雾的
自动识别

根据预报员对预报产品的需求,输出一些供预报员参考的物理量,包括1000hPa风场和相对湿度、925hPa和1000hPa温度差, 1000hPa和2m温度差,1000hPa和地面温度差等产品。
l
技术指标
1)提供时间分辨率为1小时,水平分辨率为0.025°的日间海雾雾区分布,夜间海雾雾区分布,日间海雾雾区能见度,夜间海雾雾层厚度产品。
2)台风路径资料集为1980~2017年,间隔为6小时;
3)形势场资料集时间与路径资料对应,空间分辨率为2.5°×2.5°
4)卫星云图资料集时间与路径资料对应,范围为以台风为中心2000km*2000km的范围,格式为静态图片格式;
5)灾情数据为最近10~20年,包括受灾人数、人员和经济损失、受损房屋等情况。
7、系统工程化
针对本项目所包含各技术功能模块的各类气象数据及需要生成的产品,分别进行数据分析,制定不同的工程化实施策略,主要的实施内容包括以下方面:数据分析整理、数据库表创建、数据解析处理、数据保存入库、数据检查、数据融合分析、图形产品生成以及数据产品状态监控等。
针对海洋气象灾害监测预报预警系统各个子模块不同数据和产品的工程化总体处理流程遵循以下步骤:对数据源的数据采集和入库进行分析,首先对数据源的数据进行详细和分析,并对这些数据源的数据有可能对数据库的性能、效率等方面造成的影响进行初步评估;数据库表创建完成之后,进入了数据格式化处理的阶段,即根据数据库表的设计,将数据源的数据根据数据表的结构进行分类排列和整理,将需入库数据项提取出来;数据表结构入库,主要完成将数据源的数据信息根据创建的表结构采集或同步到数据库,并对关键字段创建索引;数据定时推送,建立后台服务程序,定时将最新的各类数据自动推送到指定存储位置或数据库;数据检查,将对入库的数据的整体情况进行全面检查,并对数据运行情况进行一定时间的跟踪观察,保障数据体系的稳定运行;各类图形产品的定时生成及推送,通过建立后台程序,定时对各类气象数据进行读取并生成图形产品,并推送到指定位置;建立数据监控管理平台:在气象数据库及产品基础上,构建数据管理平台,其目的是为了管理各类数据入库及产品生成状态,控制数据的采集、预处理、入库、同步等各流程;并进行系统日志查询,监控系统运行状态、告警和故障等功能。产品推送状态监控:建立后台监控程序,针对产品推送至指定存储位置的状态(成功/失败)进行监控,有利于第一时间发现推送失败的产品,有效避免因产品推送失败而造成的信息传达遗漏和不及时等情况。
工程化的建立及实现:基于软件工程化原则,通过建立各类气象数据的采集处理入库程序,以基于C/S架构的后台方式运行,结合数据源的数据采集规范和操作要求,针对海洋气象灾害监测预报预警系统各个子模块所对应的各类气象数据进行采集处理和入库工作,按照数据分析整理、数据库表的创建、数据格式化处理、数据入库、数据检查、状态监控等步骤进行实施。
数据分析整理:对数据源的数据采集和入库需求进行整理,对这些数据源的数据进行详细分析,了解数据源数据的数量、组成及类型等相关信息。
根据数据分析的情况,把所有待入库的数据进行归纳,并判断是否需要设计新的数据表结构;如果需要设计新的数据表,则将根据分析结果设计并形成结构清晰、存储合理且拥有良好数据接口的数据表结构。
在进行数据分析整理的同时,也需要针对这些新数据源的数据有可能对数据库的性能、效率等方面造成的影响进行初步评估。
数据库表的创建:当数据源的数据分析整理完成之后,如果现有数据结构无法满足数据存储需求,就进入了数据表及表间关系的创建过程。根据分析结果得出的需要创建数据表的数据项和设计方案,利用数据库管理工具将这些数据项创建成数据表,为下一阶段的数据处理和入库做准备。
为了保证数据入库时的效率,最初创建数据表的时候暂不创建任何索引,待数据入库完成后再创建索引。
数据格式化处理:数据库表创建完成之后,进入数据格式化处理的阶段,即根据数据库表的设计,将数据源的数据根据数据表的结构进行分类排列和整理,将需入库数据项提取出来。
数据入库:数据入库是整理采集入库流程中最重要的一个环节,主要完成将数据源的数据信息根据创建的表结构导入到数据库,并对关键字段创建索引。在进行这个环节期间,需要密切关注数据库的运行情况,避免出现意外导致故障,一旦发生故障,将启动故障应急响应程序加以解决。
数据检查:在每次处理完新数据源的数据采集入库工作之后,需要对入库的数据的整体情况进行全面检查,并对数据运行情况进行一定时间的跟踪观察,以确保新入库的数据一切正常,同时不影响业务系统的稳定运行。
数据状态监控:通过建立后台监控程序,针对各类气象数据及产品的生成及处理状态进行监控,如出现数据源延时或异常情况时,系统将跳过该时次的数据采集入库自动进入下一时次数据采集入库处理,并以自动向维护人员发出警报,维护人员可以通过人工补录的方式进行数据补录。
数据处理工程化流程是在数据库建立的基础上,通过C/S模式以后台运行方式,实现数据实时采集及解析,根据不同类型监测数据,进行解析后将各种不同分类的数据保存到数据库中,为系统提供数据支持。
数据产品综合监控管理:在海洋气象灾害监测预报预警系统各类数据及产品建立的基础上,需要通过建立综合监控管理模块对各类数据和产品的生成状态等进行监控管理,其目的是为了管理各类数据及产品入库及后台数据产品处理服务程序的参数,控制数据的采集、预处理、入库、同步推送等处理流程;同时增加系统的安全性,可进行系统日志查询,监控系统运行状态、告警和故障等功能,确保系统所需的各类数据及产品正常。
系统参数管理:本项目所需的各类数据库环境是一个大型的数据库管理系统,为确保数据正常稳定,需要对数据管理、参数管理、日志告警等系统参数管理功能进行集中统一管理。
系统监控管理:通过系统监控,可以发现海洋气象灾害监测预报预警系统数据库环境中操作系统和数据库系统的异常,以及后台同步推送等程序的异常等。
在进行各类数据采集入库的同时,通过后台程序,系统也会自动将数据处理的状态、发生异常错误的日志等信息及时上传到数据库,通过前台页面实时查看数据状态及日志记录信息。
数据状态监控后台处理程序采用C/S架构,开发语言采用C#,以后台自动运行方式在服务器部署,通过配置文件或参数来控制运行处理的数据类型。状态监控界面采用B/S架构,可实时查看各数据处理后台运行的状态以及数据状态,如果发现有数据缺失或延迟的情况,可通过管理界面及时进行提醒。
数据状态监控:通过建立后台监控程序,针对各类气象数据及产品的生成及处理状态(成功/失败)进行监控,有利于用户在第一时间发现产品异常状态的情况,并及时针对共享失败的气象数据或产品进行提醒,通知维护人员进行解决,可有效避免数据及产品发生遗漏或生成不及时等情况。数据状态监控主要包括以下几种:
(1)数据缺失监控:监控系统各类数据缺失的情况,数据缺失监控功能需要先设置监控参数。
(2)数据到报监控:监控各类气象数据源是否及时的情况,通过统计每种数据已到报的数据量,与应该到报的数据量为参考,直观展示数据的到报和缺失情况。
(3)数据延时监控:监控已到的各类气象数据源的延时情况,通过该功能可了解数据的延时情况、网络或其它的处理环节的异常情况。
系统日志管理:系统日志功能主要是提供一个查询与统计界面,让系统维护人员可以查询到各类数据产品的历史告警和异常状态信息,弥补监控功能的不足(监控功能都是监控系统当前的状态)。
产品的显示界面:总体要求:数据库平台应采用Oracle 10g,WEB系统平台应采用ASP.NET或富客户端技术。整体开发技术框架为.NET+C#+ ArcGIS及Oracle10g。系统采用C/S和B/S的混合体系结构模式建设卫星资料可视化,其中C/S模式程序为后台服务程序,部署于服务器端,以多线程并发执行的方式运行;B/S模式基于WEB构建,为用户的交互操作平台。
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近海台风强度演变技术的平台显示要求
实现西北太平洋及华南近海台风强度预报
及检验结果的显示。
l
多模式集成OCF预报技术的平台显示要求
前端显示
粤港澳大湾区的预报产品,时效为0-
72
小时间隔3小时;
72
-
240
小时间隔为6小时;粤港澳大湾区预报气象要素预报产品不少于6个,要素包括:气温、风向、风速、气压、总云量、降水、相对湿度等;显示粤港澳湾区范围内自动站点24小时内逐3小时温度预报的平均绝对误差。
l
近海大风、海雾低空三维预报技术的平台显示要求
显示
深圳市和珠江口近海500公里海区的预报产品。预报产品包括3km网格每15分钟间隔的10m,30m,50m和100m高度上的风速风向,逐小时快速更新未来24小时预报;提供Grapes模式3公里网格模式区内完整的大气模式常规变量,包括温度、湿度、风速风向、降水等模式输出资料。
提供每小时更新深圳市和珠江口近海100公里海区的模式预报风场、水汽、温度等预报输出变量,初步诊断海雾区液态含水量,能见度、云底高度等雾影响气象参数,包括预报海区的模式预报风场、水汽、温度等预报输出变量,诊断海雾区液态含水量,能见度和云底高度等雾影响气象参数。
图形化显示距离深圳300km以内的风暴潮、沿岸天文潮、沿岸测站水位和淹没范围每天2次,0-72小时预报;显示预报产品包括:模式范围内潮流预报、台风过程中极端风暴潮空间分布图、深圳水位预报时间演变图和台风风暴潮影响深圳的风险指数预估;预报产品在深圳沿岸空间分辨率达到100m,时间分辨率为1小时。
l
智能网格海洋气象预报模块的平台显示要求
基于概率匹配订正、集合最优百分位、集合预报概率匹配、多统计量阈值融合等预报订正技术的网格预报产品与深圳市气象局相关业务系统对接;并提供温度和降水的检验评分,检验评分的参数和方法以全省智能网格预报评分办法为准。
海上丝绸之路港口天气模块:基于海上丝绸之路气象服务系统后台模块生成的实况监测及预报数据,在电子地图基础上,实时显示华南沿海及东南亚海域主要港口码头的天气情况。以图形化方式在港口的实际地图位置显示该港口当前时间的实况天气信息,包括港口名称、天气状况、实时及最高最低气温、风速风向等。当鼠标移动到某个指定港口位置时,系统会自动以图形化方式显示该港口未来七天的天气预报数据,包括天况、气温、阵风等,为用户提供港口码头的气象预报服务。
海上丝绸之路海区预报模块:在海上丝绸之路气象服务系统前台中提供海区预报模块,基于系统后台模块生成的海区预报产品,在电子地图基础上,以可视化方式展示各海区的风力风险等级预报色斑图,方便用户直观查看各海区未来七天的风力风险预报信息。
海上丝绸之路气象监测站模块:在电子地图基础上,实时显示各类海洋浮标、海岛自动站、船舶自动站等多种海洋气象监测站的实况数据,实况监测数据包括港口、海区等的天况、气温、风力等气象要素。当鼠标移动到某个指定的气象监测站位置时,系统会自动以图形化方式显示该气象站的坐标等详细信息,以及未来七天的天气预报数据,包括天况、气温、阵风等。
海上丝绸之路航线风险模块:海上丝绸之路气象服务系统前台提供航线风险模块功能,在电子地图基础上直观展示海上丝绸之路各主要航线的路径,并基于后台处理的欧洲中心9公里分辨率的大风预测数据,对达到一定风险等级的航线通过不同的颜色进行告警提示(风险等级分为4个等级,分别是:无风险、有一定风险、较大风险、非常危险。对应的风力阈值分别为:6级以下风力、6-7级大风、8-9级大风和10-11级大风,系统在航线上通过显示不同的颜色结合符号来区分不同的风险等级)。
除通过航线用颜色凸显有风险的路径外,系统对于海上丝绸之路覆盖的海域还实现了区域的告警功能,便于用户结合自身的航行路径,了解未来一周的逐日海上丝绸之路海域的大风风险区域,对6-7级大风、8-9级大风、10-11级大风、12级以上大风分别用黄、橙、红、紫进行风险等级逐级升高的显示。
当鼠标在电子地图上指向某一航线路径时,系统自动会采用文本框提示的方式进行航线风险告警分析,提示在某某海域有何等级风险,以及预计在未来何时将出现几级大风的告警信息。
海上丝绸之路卫星云图模块:在海上丝绸之路气象服务系统前台提供卫星云图模块功能,在电子地图基础上以可视化方式自动叠加显示系统后台生成的卫星云图可见光产品,便于直观展现海区大范围的气象实况信息。系统默认显示最新时间的卫星云图产品,并可进行动画方式动态查看最近一段时间的卫星云图,用户可选择不同的卫星云图时间间隔,包括30分钟、1小时、2小时和3小时,便于直观查看不同时间范围的卫星云图变化情况。
海上丝绸之路热带气旋模块:通过热带气旋模块功能,可在电子地图上实时显示中央台发布的最新热带气旋实测路径信息。系统通过不同颜色显示台风每个路径点的等级,当鼠标移动到某个路径点时,显示该时次热带气旋路径的详细信息,内容包括热带气旋编号、中文及英文名称、中心位置、级别、中心气压、中心风力、移动速度等信息。
同时,系统还提供历史台风列表,方便用户查看热带气旋的历史数据,用户可通过在台风历史列表中进行单选或多选,系统会在电子地图上实时自动生成相应的历史台风路径,进行直观展现。
海上丝绸之路南海预报模块:海上丝绸之路气象服务系统前台提供南海预报模块功能,在电子地图基础上,将南海划分为不同的海区,如南沙、中沙、西沙、东沙等,每个海区的边界用虚线进行区分。系统在每个海区的中心位置以图形化方式直观展现海区标注及最新的天气状况信息,当鼠标移动到某一海区的符号位置时,系统会自动以弹出文本框提示的方式为用户提供指定海区未来七天逐日的气象预报信息,包括每天的天气状况、风向、风力、阵风等级、能见度等。
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卫星资料可视化的平台显示要求
卫星资料可视化的前端技术指标:(1)基于金字塔切片的风云四号卫星云图产品可视化展示:基于HTML5技术架构,系统从服务器指定位置调用相关风云四号卫星云图产品,并采用WEBGIS和金字塔切片模型技术实现其综合展示功能。各类风云四号卫星云图产品均支持动画显示模式和单帧显示模式,同时支持基于时间指标的历史产品查询功能,产品加载及显示在1秒钟之内完成。
(2)不同类型卫星产品的综合显示:基于HTML5技术架构,通过采用WEBGIS和金字塔切片模型技术,系统以色斑图模式在电子地图上对全球、华南、广东空间范围尺度的红外、水汽、可见光等不同类型的风云四号卫星产品进行综合显示,产品加载及显示在1秒钟之内。
(3)卫星产品与台风产品复合显示:基于HTML5技术架构,通过采用WEBGIS和金字塔切片模型技术,系统以色斑图模式在电子地图上对全球、华南、广东空间范围尺度的风云四号卫星云图+台风复合产品进行综合显示,产品加载及显示在1秒钟之内完成。
(4)卫星产品与雷达回波产品复合显示:基于HTML5技术架构,通过采用WEBGIS和金字塔切片模型技术,系统以色斑图模式在电子地图上对风云四号卫星云图+雷达回波叠加图产品进行综合显示,产品加载及显示在1秒钟之内。
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基于卫星资料的海雾反演技术及台风历史个例的平台显示要求
基于HTML5技术架构,采用WEBGIS和可视化技术,实现基于卫星资料的海雾识别产品的综合显示和告警提示(达到设定警戒阈值时形成告警提示产品)。海雾识别产品显示支持动画显示模式和单帧显示模式,两种模式下图形显示均支持放大,缩小,平移功能,除实时综合显示外,基于时间指标支持历史产品的检索查看回放功能。
针对系统后台搜集整理的近年来台风登陆广东期间的卫星历史资料及解析处理后生成的图形产品,系统提供历史数据的搜索访问和展示功能,实现对卫星资料快速检索功能。前台基于HTML5技术架构,在电子地图上显示查看不同时间的卫星图形产品,包括不同空间范围的红外、水汽、可见光等不同类型的卫星产品。系统可通过参数设置灵活切换不同分类的卫星云图产品,包括卫星类型和显示范围等。
三、技术指标
1)完成建设内容中第1-6部分技术指标的逐项内容。
2)完成建设内容中第7部分系统工程化的各项显示要求。
四、服务指标
1)如甲方依据市相关部门的工作要求或局统一的工作部署要求将系统部署在政务云等,乙方须无条件配合。
2)如甲方根据局统一的工作部署要求将开发的技术模块部署在多个业务系统上,乙方须无条件配合。
3)合同内容建设完成后,可以提前进行验收。
五、项目的软硬件要求
需要5台服务器,每台服务器推荐配置:CPU:16核以上;内存:64GB 以上;总存储容量50TB,每年增长量10TB。
(服务器和存储空间由甲方提供,无需乙方提供)。
商务需求

一、开发期限要求:
1.1 服务期:
自合同签订之日起22个月。
1.2 交货地点:深圳市气象局
二、报价方式和币种:
本项目总报价为完成采购文件及合同条款所规定的工作内容的各项费用,以人民币为结算单位,包括软件开发费用、安装调试费、培训费用、及税费等相关费用。如招标文件中要求分项报价而投标人未单独列明的分项价格,将被视为该费用已包含在其他分项中。
投标货币:人民币。
三、付款方式:该项目费用以人民币结算,按市财委有关规定支付。
四、安装和验收
本项目分为需求分析、系统设计、系统开发、测试等4个阶段实施。
需求分析阶段要求中标方充分了解功能需求,形成需求分析报告。
系统设计阶段要求系统分析设计师根据需求说明书做好本项目详细设计,形成设计文档。
系统开发阶段要求软件开发工程师、测试工程师按本项目的需求和功能模块完成功能开发。
测试阶段需有具有软件测评资质的第三方测试机构对本系统进行全面测试并通过,提供有效的第三方测试报告。
如出现信息安全问题时将对乙方进行处罚,由该系统的信息安全问题导致被市里通报的,每通报一次,按合同额的5‰核减;被本局通报的,每通报一次,按合同额的1‰核减。
验收要求为完成建设内容中第三、技术指标和第四、服务指标的各项内容。
免费维护期为自项目验收之日起一年。
五、其他要求:按照市财政局政府采购有关规定,本项目不接受进口产品和服务投标。
评标信息

序号
评分项
权重
1
价格
2
0
2
技术部分
39
行号
内容
权重
评分规则
1
技术方案
1
5
评审内容:
根据招标文件的需求,制定贴切本项目的技术开发服务和技术实施路线方案,方案内容包括项目整体需求分析、系统总体设计、系统技术实施路线及系统功能开发方案等四个方面。
优评分标准:方案条理清晰,重点突出,可读性强;技术非常先进,具有很强的针对性和可行性;规划合理,关键技术描述非常清晰。
良评分标准:方案条理清晰,重点突出,可读性强;技术较为先进,具有较强的针对性和可行性;规划合理,关键技术描述较为清晰。
中评分标准:方案条理清晰,重点突出,可读性强;技术先进,具有一定的针对性和可行性;规划合理,关键技术描述不够清晰。
差评分标准:方案条理不清晰,重点不突出,可读性较差;技术不先进,没有明显的针对性;规划不合理,关键技术描述不清晰。
评价为优得100分;评价为良得80分;评价为中得60分;评价为差不得分。专家按百分制打分。
2
项目组织实施方案
13
评审内容:针对招标文件的需求,制定项目组织实施方案,方案包括
项目组织机构及其职责安排、人力资源配备及岗位职责、项目进度计划安排及管理、项目过程管理、项目质量管理及质量保证措施等五个方面。
优评分标准:项目组织实施方案内容齐全,方案条理非常清晰合理,方案周密可行。
良评分标准:项目组织实施方案内容齐全,方案条理较为清晰合理,方案可行。
中评分标准:项目组织实施方案内容齐全,方案条理清晰合理且不影响整体方案可行性。
差评分标准:满足以下两个条件之一则评为差:(1)项目组织实施方案内容不全的;(2)方案条理不清晰不合理导致严重影响方案可行性的。
评价为优得100分;评价为良得80分;评价为中得60分;评价为差不得分。专家按百分制打分。
3
项目重点难点分析、应对措施及相关的合理化建议
5
评审内容:针对本项目特点,进行项目重点难点分析、应对措施及相关的合理化建议;
优评分标准:项目重点难点分析内容齐全,应对措施及相关的合理化建议清晰合理。
良评分标准:项目重点难点分析内容齐全,应对措施及相关的合理化建议较为清晰合理。
中评分标准:项目重点难点分析内容较为齐全,应对措施及相关的合理化建议一般。
差评分标准:满足以下两个条件之一则评为差:(1)内容不全的(没有完整包含项目重点难点分析、应对措施及合理化建议等三部分);(2)应对措施及相关的合理化建议不清晰不合理的。
评价为优得100分;评价为良得80分;评价为中得60分;评价为差不得分。专家按百分制打分。
4
项目完成(服务期满)后的服务承诺
4
评审内容:本项目完成(服务期满)后的服务承诺,服务承诺应包含服务期限、维护及响应时限、服务内容和服务方式。
优评分标准:服务承诺内容齐全,条例非常清晰合理可行,承诺服务响应时间不超过1小时。
良评分标准:服务承诺内容齐全,条例较为清晰合理可行,承诺服务响应时间不超过1.5小时。
中评分标准:服务承诺内容齐全,条例合理可行,承诺服务响应时间不超过2小时。
差评分标准:满足以下条件之一的则评为差:(1)没有服务承诺或者服务承诺内容不齐全;(2)承诺的服务期限不满1年;(3)承诺的工作时间服务响应时间大于2小时;
评价为优得100分;评价为良得80分;评价为中得60分;评价为差不得分。专家按百分制打分。
5
违约承诺
2
评审内容:违约承诺。
优评分标准:违约承诺非常详细,安排非常合理。
良评分标准:违约承诺较为详细,安排较为合理。
中评分标准:违约承诺不够详细,安排一般。
差评分标准:满足以下条件之一的则评为差:(1)没有违约承诺的;(2)违约承诺不详细,安排较差的;
评价为优得100分;评价为良得80分;评价为中得60分;评价为差不得分。专家按百分制打分。
3
综合实力部分
34
行号
内容
权重
评分规则
1
投标人资格情况及通过相关认证情况
5
(一)评分内容:
1.具备国家级高新技术企业或创新技术研究基地(重点实验室、工程实验室等)认定的得40%分数。
2.
具备软件企业认定证书、ISO9001质量管理体系认证证书
(认证范围须包含软件开发)

ISO27001
信息安全管理体系认证证书(认证范围需涵盖软件开发),
每提供1项证书得20%分数。本项最高得
60%分数。
(二)评分依据:
1.要求提供有效的认证证书作为得分依据。
2.以上资料均要求提供扫描件,原件备查。
备注:联合体投标的

任何一方
满足该项得分条件的该项即可得分。双方均满足该项得分条件的该项只记
1次
得分。
2
投标人同类项目业绩情况
3
(一)评分内容:
考察投标人承建气象类软件的能力和经验以及综合实力:
1.具有基于高性能计算机和其系统平台使用并行化算法进行气象资料的解析计算及产品输出相关项目(或课题)建设经验且项目已验收合格,得25%分数;
2.具有台风预报系统相关项目(或课题)建设相关经验且项目已验收合格,得25%分数;
3.具有气象灾害性天气别识别预报预警相关项目(或课题)建设相关经验且项目已验收合格,得25%分数;
4.具有海洋气象监测预警相关方面的项目建设相关经验且项目已验收合格,得25%分数;
备注:联合体投标的

任何一方
满足该项得分条件的该项即可得分。双方均满足该项得分条件的该项只记
1次
得分。
(二)评分依据:
1.要求同时提供合同关键信息和项目(或课题)验收合格评价证明文件作为得分依据。
2.通过合同关键信息无法判断是否得分的,需同时提供能证明得分的其它证明资料,如项目验收报告或合同甲方出具的证明文件等。
3.以上资料均要求提供扫描件,原件备查。
3
拟安排的项目负责人情况
6
(一)评分内容:
1.项目负责人具备计算机科学或计算机应用专业背景,本科或以上学历的,得25%分数。
2

拟安排的项目负责人有在学术期刊上发表过与识别追踪、气象预报、智能气象应用或气象数据相关的论文2篇
或以上
(提供论文关键页作为证明材料,须包含刊物名称、发表时间、论文作者及论文正文)
,得
25%的分数。
3.项目负责人主持过同类项目(同类项目是指基于高性能机的
气象资料处理
、台风预报业务、气象灾害分类识别预报预警、
海洋气象监测预警
等软件开发项目(或课题))的,每一个有效项目得20%分数,本项最高得50%分数。
3.以上三项累加计分。
(二)评分依据:
1.要求提供通过投标人购买的项目负责人2019年5月-2019年7月的社保证明、相关证书、工作经验证明作为得分依据。
2.以上资料均要求提供扫描件,原件备查。
3.社保证明资料应当至少包含医疗保险,证明资料可为社保收缴部门盖章证明资料、社保窗口打印资料或社保官网截图。
4. 工作经验证明为项目合同关键信息,通过合同关键信息无法判断是否得分的,需同时提供带有项目人员信息的项目验收合格评价证明文件或者合同甲方出具的证明文件。
4
拟安排的项目团队成员(主要技术人员)情况(项目负责人除外)
12
(一)评分内容:
1.项目团队成员中有6

(或以上)具备
气象相关专业(包括但不限于天文学、大气科学、
大气物理、
海洋科学、地球物理、气候、天气动力学)博士(或以上)学历


35%分数。
2.
项目团队成员中

6
名(或以上)
计算机
专业人员
,本科
(或以上)学历
,得20%
分数

3.项目团队成员中有2人(或以上)参与过
基于高性能机及并行运算进行气象资料处理
相关项目且项目验收评价合格的,得15%分数。
4.项目团队成员中有2人(或以上)参与过
台风预报预警
相关项目或者
海洋气象监测预警方面
相关项目,且项目验收合格,得15%分数。
5. 项目团队成员中有2人(或以上)参与气象灾害分类别识别预报预警相关项目,且项目验收合格,得15%分数。
同一人同时具备不同项目经验的可以进行累计,同一人同时具备气象相关专业和计算机专业可以进行累计。
以上五项累加计分。
联合体投标的,双方人员可以累加计算。
(二)评分依据:
1.要求提供通过投标人购买的项目主要团队成员(主要技术人员)2019年5月-2019年7月的社保证明、相关证书、工作经验证明作为得分依据。
2.以上资料均要求提供扫描件,原件备查。
3.社保证明资料应当至少包含医疗保险,证明资料可为社保收缴部门盖章证明资料、社保窗口打印资料或社保官网截图。
4. 工作经验证明为项目合同关键信息,通过合同关键信息无法判断是否得分的,需同时提供带有项目人员信息的项目验收合格评价证明文件或者合同甲方出具的证明文件。
5
投标人自主知识产权产品(创新、设计)情况
5
(一)评分内容:
考察投标人具有气象相关专利证书情况或者具有与气象相关的《计算机软件著作权登记证书》(或相关软件证书,两者均可)的情况。每提供1项得15%分数,最高得100%分数。
备注:《软件产品登记证书》、《软件产品证明函》、《软件产品证书》等均视为“相关软件证书”。
(二)评分依据:
1.要求提供有效的产权(专利)证书、《计算机软件著作权登记证书》(或相关软件证书)等证明材料作为得分依据。
2.以上资料均要求提供扫描件,原件备查。
备注:联合体投标的
,双方
自主知识产权产品专利证书和相关
软件证书
可以累加计算得分。
6
服务网点
3
深圳供应商,或非深圳供应商但在深圳有合法注册的分公司(必须提供分公司营业执照扫描件,原件备查)的,得100%分数;否则不得分。
备注:联合体投标的,
任何一方
满足得分条件即可得分。
4
诚信情况
7
行号
内容
权重
评分准则
1
诚信评价
5
根据《深圳市财政委员会关于印发〈深圳市政府采购供应商诚信管理暂行办法操作细则〉的通知》(深财购[2017]42号)的要求,投标人在参与政府采购活动中存在诚信相关问题且在主管部门相关处理措施实施期限内的,本项不得分,否则得满分。投标人无需提供任何证明材料,由工作人员向评审委员会提供相关信息。
备注:联合体投标的,双方均须满足得分条件才可得分。
2
履约评价
2
近三年(以投标截止日期为准)在市政府采购中心有履约评价为差的记录,本项不得分,否则,得满分。
投标人无需提供任何证明材料,由采购中心工作人员向评委会提供相关信息。
备注:联合体投标的,双方均须满足得分条件才可得分。

其他
附件
附件3、“海洋气象灾害监测预报预警技术开发和工程化应用”项目招标申报书 .doc

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