案例二:海洋智能计算-我国重要海区海洋信息协同与并行计算关键技术及其重大工程应用

发布者:张程冬发布时间:2018-11-11浏览次数:292

海洋智能计算——

我国重要海区海洋信息协同与并行计算关键技术及其重大工程应用

针对我国高浑浊度、超大型河流影响下的近岸海域大数据表达、计算、分析和应用等方面的一系列理论方法及技术问题,本学科自 2007 年至今,经十余年产、学、研、用联合攻关,建立了一套具有自主产权的全要素表达、多计算模型、跨软硬件平台的协同并算技术体系;研发了面向海洋领域的大数据协同并算平台,应用于我国海洋环境和灾害的预警预报。主要成果与突出贡献:

1)自主研制了面向应用的海洋要素多维时空过程表达模型,从空间域和时间域上构建了全要素支持的海洋多维时空过程表达模型,突破了传统基于静态、浅层特征对过程现象建模和表达的局限;实现了大范围、多尺度海洋事件的反演。研究成果应用于厦门、温州、宁波等城市风暴潮防灾减灾辅助决策,实现了风暴潮增水的快速计算、海水入侵地区淹没模型的三维快速展示。

2)攻克了海洋数据的多模型高效协同处理、并行计算与深度挖掘等关键技术。为保障常规预报、灾害警报、精细化预报以及工程作业保障预报等工作的开展,提出了基于多模型高效协同的海洋信息快速提取与规律挖掘技术,实现长江口、杭州湾以及渤海等海区的海、浪、流、潮以及水温等监测要素的 24 小时公众预报;实现提前 36-48 小时热带气旋海洋灾害预警的发布;实现 50 米级空间分辨率海浪精细化数值产品的快速生成等。成果在 2015 年 7 月针对台风“灿鸿”为上海市防汛指挥部提供了准确率为 95%和正负误差小于15 厘米的海浪和潮位预报。

3)研发了海洋环境态势与灾害监测、专项服务与公众服务相结合的智能计算服务平台,构建了近岸海域环境微感自动监测及海洋环境灾害预警一体化系统,实现了洋山深水港海洋环境态势的实时重点观测。海洋信息协同与并行计算的研究成果在苏北浅滩“怪潮”海洋灾害模拟、评估、监测预警、大场景“怪潮”三维反演和应急预案动态调整等重大海洋工程中提供快速决策支持,保障了南通 40 余万浅滩作业人员的安全。

本学科研究的系列成果被国家海洋局科技司、防灾减灾司推广应用至国家海洋局北海分局、东海分局、南海分局 20 余个海洋监测中心站点;成功应用于上海洋山港建设、临港新城防灾、长江口航道治理、渤海海洋环境信息集成示范和部队战备保障等重大工程中,直接和间接经济效益达千亿元。成果鉴定和科技查询认为:“研究成果和技术创新应用达到了国际先进水平,其中在海洋灾害时空大数据协同处理等方面的研究居国际领先地位”。