基于大数据和AI技术的气象灾害预警监测研究

白宇嘉 豆永丽 普布卓嘎

背景意义

西藏位于我国西南边陲，北界昆仑山、唐古拉山与新疆维吾尔自治区和青海省毗邻，东隔金沙江与四川省相望，东南与云南省山水相连。西藏全境位于青藏高原，平均海拔4000米以上，自然环境复杂，天气气候多变。青藏高原是全世界海拔高差最大、构造隆升与地震活动最强烈、气候变化影响最显著的地区，自然条件有利于自然灾害发育，灾害数量多、规模大，往往形成灾害链，造成巨灾，对区域范围内经济影响极为严重。同时，该地区还是经济相对落后、贫困人口比例高的边疆高寒地区以及我国的战略高地。量大面广、暴发频繁的自然灾害对社会、经济、政治和国防影响巨大。在频繁发生的自然灾害中，气象灾害约占70%。气象灾害不仅对西藏公共安全构成了严重的威胁，而且每年给西藏经济带来很大的损失。

因此，建设突发气象灾害预警视频监控系统，健全气象灾害应急响应机制以及提高气象灾害防范、处置能力，已经成为气象行业迫不及待的需求。随着科学技术的发展，尤其是互联网、物联网、BIG-Data、云计算、AI等新兴技术的发展，为气象灾害的监测、预报预警工作提供了科学化、智能化的技术支撑。

需求构想

新形势下的气象灾害监测预警平台，对防灾减灾救灾综合决策提出了新的需求：

1.网络信号是前提条件。

西藏全境大多数地区4G网络已覆盖，但针对信号欠佳的地区，如山区、牧区，通过卫星信道输送视频信号，实现对现场的实时监控。

2.高清视频是眼睛。

对视频设备质量和稳定性等相较于内地平原地区有更高的要求，而且视频监控质量要求清晰可靠，对于灾害频发的关键视频点最好能够达到高清1080P。

3.实时定位是保障。

西藏地区地处高原，海拔高差大，精准定位是一个必要的前提。GPS和北斗终端，实现在地理信息系统和数字化地图上实时显示精确位置，为正确实施应急指挥提供依据。

4.数据共享是措施。

根据区、市、县三级联网监控，将实时视频、音频等监控信息接入到各相关应急部门，使各部门实现对各子系统所有监控目标实时监控或查阅。

方案构想

针对需求构想和查阅相关资料，TSINGSEE视频可提供基于EasyGBS国标视频云服务的智慧气象解决方案，可有效辅助气象决策指挥中心人员提高气象灾害预警、响应、防治能力。EasyGBS国标视频云服务是TSINGSEE提供的一款专门用于接入国标设备、支持28181协议的视频流媒体软件平台，支持无缝、完整接入业务内网或者公网的国标设备，在输出上，实现全平台、全终端输入输出。EasyGBS可将GB28181设备/平台推送的PS流转成ES流，提供RTSP、FLV、HLS等多种格式进行分发，实现Web浏览器、手机浏览器、微信、PC客户端等各终端无插件展示。

TSINGSEE视频提供多种最新高清设备选择，包括安卓单兵、一体化应急布控球和手机MPU软件等。这些设备能够为突发气象灾害预警监控系统的建设提供绝佳的技术支撑，从而构建指挥统一、功能齐全、反应灵敏、运转高效的突发气象应急机制。

方案优势

摄像机无缝接入

只要是网络监控摄像机IPC、硬盘录像机NVR且支持标准GB/T28181协议，都可以快捷接入EasyGBS平台。

客户端多画面监控

电脑端支持单画面多画面显示，用户可选择任意一路或多路视频观看，视频窗口数量1、4、9、16个可选。支持轮巡，可将监控现场在特定的时间间隔内按顺序轮流切换至电视墙，也可在一个图像框内轮换显示全部的摄像机画面，画面切换间隔时间可灵活设置。

区域级联资源共享

EasyGBS级联功能实现了不同平台之间的互联互通，有效实现视频资源共享、整合。行政级别高等级的平台可以查看下级单位的视频资源。EasyGBS可以作为平台，让下级平台（包含摄像机、支持GB28181的视频平台）级联到EasyGBS平台。EasyGBS也可以作为下级平台，通过GB28181方式级联到支持GB28181的上级平台，进行有效的视频资源整合。

通过国标级联功能，EasyGBS可以有效打通气象局等相关机构部门的信息共享、数据互通，加强气象灾害风险管理领域的大数据应用，实现高效智能的决策辅助，以及在应急指挥工作中进行科学化管理与协作。支持部署到多台计算机上，支持负载均衡模式，让前端视频资源更合理地接入平台。

报警联动

报警联动指的是一线人员突遇紧急情况，无法单独处理需要支援时，可以利用系统的联动功能，及时通知后台监控中心并联系就近工作人员增员。前端可以发起呼叫和对讲，后台也可以和前端联系发起对讲;支持降噪功能，能有效消除噪声，在车内环境嘈杂的时候，也可以实现双向语音的清晰流畅。

支持手机等多终端观看

EasyGBS综合监控管理平台除了支持电视墙和电脑端观看，还可以支持移动客户端登陆，便于相关部门领导远程指挥应急部署工作。针对用户手机类型的不同，TSINGSEE视频可同时提供两种解决方案，一是使用方便，不需要用户额外安装手机软件，直接使用，通用性强，使用手机种类多，不需要对每款手机进行适配。二是针对不同操作系统的智能手机开发不同的客户端软件，功能主要支持视频观看、视频录制、图片抓拍与上传、云台控制、双向通话等，同时手机客户端支持横竖屏切换、支持1080P等视频格式浏览。

云端实时录像

支持查询云端实时录像，查询设备端的历史录像。支持7*24h录像，以及录像检索与回放，便于气象部门回溯、查阅相关气象视频资料。系统支持对视频、GPS信息及报警信息等的存储，存储空间大小根据实际需求变化，在系统设计时测算，存储位置有前端设备硬盘（或SD存储卡）存储、服务器平台存储、客户端本地存储三种可选。

实时在线监测设备

系统还能够对前端设备进行监测，用户使用EasyGBS客户端登录平台，就可以了解前端设备的在线状况、设备参数等相关信息，对于被授予权限的用户可以对前端设备的参数进行修改、配置，使前端设备的各项运行参数符合实际应用需要，结合实时网络状况达到最好的使用效果，远程设备升级和系统自维护功能使整个系统的维护高效、快捷、省時省力。

总结

基于TSINGSEE视频的EasyGBS国标视频云服务打造的智慧气象视频监控方案，能实时、全面地呈现气象灾害现场的态势变化，预计可有效帮助我区气象局等相关机构与部门提升气象灾害监测预报预警能力，最大限度地减少或者避免气象灾害造成人员伤亡、财产损失的情况。同时，通过展示事件发生区域的现场图片及视频，使决策者快速了解救灾现场情况，极大地增强了应急指挥救援的辅助能力。

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第一作者：白宇嘉（1991—），男，汉族，河北张家口人，助理工程师，研究生，西藏自治区气象信息网络中心，研究方向：网络运维。