参加风云气象卫星科学算法创新大赛是一种怎样的体验?

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3 z; I6 [2 y; e$ j" G科学给人以自由，以反抗自然法则。它致力于把自然力量的魔杖交到人手中；它要使我们的精神摆脱万物的奴役。
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——泰戈尔

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逆风是一种考验 。
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在社会经济发展浪潮里，人类始终在逆风前行。面对全球共同关注的挑战——自然灾害、贫穷、健康、教育、环境等等，人类一直在努力，让技术释放更大的潜能，寻找这些问题的答案，用科学技术创造更好的生活环境。
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) v1 K9 f" D5 @. ~! a) z这是人类不凡的选择，这是技术的使命。起风了


2019年夏，天津大学气象专业的王琮和他的同学们组成团队，参加了一项极具挑战性的比赛——“风云气象卫星科学算法创新大赛”，他们将使用被誉为民用卫星业务服务典范的风云卫星提供的数据，选择国计民生领域相关的遥感应用课题，研究出更好更先进的算法。

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4 K" d$ N! y% [% T# ]在200多支参赛队伍中，王琮他们选择了台风主题，将《基于深度学习的台风定位算法》作为参赛课题。
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8 H+ }1 I! \3 y5 C: N" J3 Q“几年前的一个夏天，我家来了一场超级台风，小区地下室的水淹到了房顶。那时，我第一次感受到气象专业的价值所在。”

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0 O% O% N7 g( Q' R. v亲历过台风威胁的王琮，想要用自己的专业做出一点事情。他希望通过算法，精准地预测台风路径，及时地提醒当地居民防灾避灾，从而降低自然灾害带来的经济损失，甚至人员伤亡。

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7 I; q  C: {2 G7 g目前的台风预测系统还存在着诸多限制。


  S) o5 z: _  F2 R: c, V比如，精确的天气预报是在大气物理模拟仿真基础上进行的，精细化网格的多种观测数据实现数值天气预报带来了庞大的数据量，实现大气模型的综合数据处理一直是气象业务领域的挑战；
3 C+ `8 F" `$ \# V# }  e& V其次，例如台风、强降水等自然灾害的应急响应要求高，传统的数据中心处理能力需要变革发展；
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最后，底层IT系统扩展能力、处理芯片承载数据能力的不足，给以人工智能为基础的预测和预报带来了难题。
- }% e- n/ r0 }) r( ^+ B为进一步发挥风云气象卫星数据应用效益、挖掘卫星数据应用潜力，中国气象局联合中国国家航天局、中国科学院和中国航天科技集团有限公司，共同举办风云卫星科学算法创新大赛，聚合各方智慧，为风云卫星遥感应用提供科技支撑。
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3 X: E" D: V0 _. `: e; U风云气象卫星在近50年的发展历程中，整体上实现了业务化、系列化的发展，完成了从“试验应用型”向“业务服务型”的转化，风云气象卫星与欧美等国的业务气象卫星已成为全球地球观测系统的重要手段。
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7 ?( x% j5 n% D3 f5 L风云卫星在国家生态文明建设、服务防灾减灾、应对气候变化等方面做出了突出的贡献。


随着卫星技术、载荷技术、数据预处理和反演水平的提升，风云卫星遥感数据不仅为我国近100个行业2600多家用户提供服务，同时也为104个国家和地区的防灾减灾和经济社会发展做出了重要贡献。

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' x0 O3 @4 V) f- ^4 \, D8 R9 y逆风而行
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随着决赛倒计时一天天临近，紧张、压抑、挫败，成为了王琮团队的情绪主旋律。


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“备赛过程恰逢今年最大的台风利奇马登陆，相关的新闻随处可见，对我们来说是鞭策，也是压力。它让我们明白正在做的事情的意义，也明白肩上担负的责任，”王琮说。

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2 M& v: e& ]  |" E) ^  ?4 C预测台风，并不容易。首先需要收集大量的气象数据，从而对台风做出整体描述，最终构建智能化的台风模型，专业、耐心、技术，一个都不能少。


“有时候我们要花上一整晚的时间等待运算结果。当结果达不到预期的时候，就要分析、修改，再重来，一次又一次，” 王琮说。“后来，我们使用了主办方开放的华为云远程服务器平台”，王琮团队在华为云服务器的帮助下，将巨量的遥感气象数据在云服务器上运行处理，算法开发的效率提升了将近20倍。“过去我们的主要精力在处理数据，云计算帮助我们释放更多精力在算法研究上，” 王琮说。

 

本次大赛的决赛平台采取了云端部署的模式，旨在培养未来一代科研人员在云上做遥感数据处理的习惯。


" f) ]$ u. t3 t4 v* @( j然而，由于计算能力、模式精度、资料和技术有限，目前我国的数值天气预报研究与国际水平相比还存在着一定差距，气象遥感数据的综合利用、前沿学科研究的深度和广度仍有更长的路要走，需要更多的研究人员来参与。
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" G2 L+ k0 X- d$ K) r+ }2 O中国气象局国家卫星气象中心研究员，风云三号应用副总设计师胡秀清说：“本次大赛也是希望通过高质量气象遥感数据的推广使用，拓展风云气象卫星全球数据的遥感应用范围，提升风云卫星应用效益和在国内外各行业的影响力，带动国内外科研机构、大学和高技术公司广泛使用国内自主遥感数据并解决国计民生领域遥感应用问题。”


云技术赋能后的气象遥感行业，可以综合利用多元数据，用高度集成和灵活配置的算法，打造更精准、更迅速的灾害预测，中国的气象科研事业，正全力朝着气象强国的方向前行。
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对于我国气象遥感行业来说，这是一个全新时代的开端。未来，华为云将协助中国气象局及合作单位，打造基于云技术+AI的科研服务数据共享平台，面向科学研究人员开放，该平台将在公有云上存储海量遥感数据，科研人员通过算法的线上运行，享受分布式云存储、动态计算资源的强力支撑，多方联手实现国内第一家基于云架构遥感服务，打通运行 模式和生态的机构。
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阳光总在风雨后

王琮表示，经过反复的优化和调试，他们提出的算法台风中心定位误差大幅降低，经度误差仅为0.2282度，纬度误差仅为0.2671度。目前，王琮和他的同学们已上传了全部比赛资料，等待着比赛的最终结果揭晓。
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尽管有些紧张，但王琮还是非常期待9月份即将举行的比赛结果和成果发布会，他希望与更多志同道合的气象人一起切磋交流，展望云与AI等新技术在应用于气象领域后，将会对研究方式方法产生怎样的改变。
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他相信这次比赛只是一个起点，气象预测的未来，道阻且长，但他相信，一切都是值得的。
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华为云将持续为各行各业注入源源不断的云动能，希望以更可靠、更智能的云服务，全力成就每一个为自身、为行业、为社会造就不凡价值的选择。Cloud for Good，汇聚云的力量，华为云将用过硬技术和创新应用赋能不同行业，带动区域发展，解决社会问题，促进生命与自然和谐共存，助力社会各行各业，拨开云雾，迎接新一轮日出。



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