人工智能在气象科学中的应用

张珉铨

南京信息工程大学

人工智能技术经过多年的发展之后，已经形成了个性化的技术发展体系，在相关技术操作人员应用人工智能技术的过程中，人工智能技术呈现出了多样化的发展趋势。人工智能技术给人们的日常生活带来了诸多便利的同时，也为气象科学研究工作提供了全新的研究方向。气象科学作为研究大自然气象变化的一种科学，需要在研究气象资源的过程中利用人工智能技术[1]。相关技术操作人员在研究人工智能技术具体应用方式的过程中，需要将人工智能技术与气象科学完美融合。因此，笔者初步认为仔细研究人工智能技术在气象科学的具体应用方式非常重要。

1 人工智能在气象科学领域的相关应用技术分析

1.1 人工智能专家系统技术分析

专家系统技术属于人工智能技术的重要内容之一，专家系统技术主要指的是结合气象科学专家的具体分析，再融入人工智能系统之中，从而促使人工智能系统帮助相关技术操作人员更好地分析气象科学方面的诸多问题[2]。专家系统技术与一般人工智能技术相比，可操作技术更强，并且专家系统技术可以由专业技术操作人员手动操控，没有较大的技术操作空间。专家系统技术具有诸多技术优越性，首先，专家系统技术是一种多功能人工智能技术，其灵活性与实用性等特点尤为突出。专家系统技术自诞生以来，便受到了许多技术操作人员的青睐，相关技术操作人员通过专家系统技术逐步掌握了更多气象科学信息。专家系统技术融合了以往大部分人工智能技术，在多年来的技术操作以及实验研究过程中，已经取得了良好的技术应用效果。专家系统技术，通过分析各类气象科学数据，整合各类技术操作过程，随后由气象科学研究领域的专家、学者共同分析各类气象数据以及技术研究信息。随后运用互联网大数据分析技术，将各类信息数据进行科学转化，随后再利用相关人工智能技术，自动生成气象科学研究报告。利用专家系统技术，可以实现对气象科学研究信息的全方位掌控。此项技术经过多年发展之后，已经延伸到了气象灾害预警领域以及天气预报领域。但是专家系统技术存在着一定的局限性，该项技术需要获取各类气象科学知识以及重要信息，这些气象科学知识以及重要信息，大部分需要人工手动录入系统之中，这就意味着专家系统技术无法自动获取和分析信息[3]。一般情况下，专家系统需要结合人工智能技术体系，逐步转化各类重要信息，专家系统需要结合相关信息逐步优化技术应用具体过程。如果专家系统内部存在较少气象科学信息，那么系统自身便无法实现信息的全部转化。由于信息功能转化的局限性，专家系统只能对少数信息或者是特定类数据进行全方位转化。针对一部分较为特殊的数据，或者是一些较为复杂的信息便无法及时处理。除此之外，各类气象科学信息在传递与分析的过程中，有可能会出现数据错误以及数据漏洞等问题，各类信息在传输过程中也需要耗费一定的时间。在此过程中所产生的数据错误以及时间差，很有可能会导致专家系统无法正确判断信息的正确性。从而将一些已经失去时效性的信息录入系统之中，最终导致系统出现信息延迟等问题。相关技术操作人员为了提高专家系统技术应用准确性，会将专家系统技术与人工网络神经元模式与各种人脸识别技术进行融合，在一部分气象科学专家使用过程中，会通过人脸识别确定专家身份，随后专家可以利用自身特有身份，进入到专家系统之中，操控各种数据信息系统，随后结合重要信息，将相关信息转化到专家系统之中[4]。

1.2 计算机视觉技术分析

计算机视觉技术主要指的是利用互联网信息技术或者是其他计算机技术，将气象监控之中的图片资料以及各类数据资料进行技术分析。相关技术操作人员可以利用互联网信息技术，尤其是互联网大数据分析技术，将气象科学研究各类重要信息进行技术整合，随后录入到计算机系统之中，再利用计算机视觉技术，将各种数据制作成技术图表以及数据分析图，通过分析各种图表以及图像数据，可以进一步研究气象研究领域内的诸多问题，尤其是研究气象灾害以及天气预报等方面的问题[5]。计算机视觉技术需要将各类数据转化成数据图表，以便相关技术操作人员可以更加直观、清晰地观察到气象具体变化情况。在气象科学研究领域之中，计算机视觉技术的实际应用效果较为明显，相比于其他人工智能技术，计算机视觉技术可以发挥更好的应用作用。一部分技术操作人员在使用计算机视觉技术的过程中，首先将各种重要数据进行整合，随后通过计算机设备自行分析各类重要技术，再运用互联网信息技术将各种重要数据整合成图表形式。在此过程中，可以利用多媒体技术将各种数据图表展现出来，也可以利用计算机视觉技术自带的投影功能，将数据图表完整、清晰地呈现在技术操作人员眼前。利用计算机视觉技术必须要对相关图片信息进行完整录入，必须要对计算机设备进行数据检查，以便相关计算机设备可以完好无损地录入各种重要信息，随后呈现出全面化、科学化的数据图表。比如相关技术操作人员可以利用计算机视觉技术分析降水的形成过程，结合降水的测量数据以及相关检测结果，可以分析出阴雨天气的形成过程以及未来降水情况[6]。例如在下雨天气，相关技术操作人员就可以利用雨滴测量仪器，测量一段时间之内的降雨量，随后通过分析降雨量的相关数据，可以得出未来一段时间内的可能性降水量。如果在某一段时间之内降雨量逐渐变小，那么未来可能会停止降雨。利用计算机视觉技术，就可以将降雨量的各类数据分析成数据图表。随后通过图表以及图示形式向相关技术操作人员展现出未来可能降水情况。计算机视觉技术的优越性在于将数据转化为具体图表，在于化抽象为具体。现如今，计算机视觉技术已经与其他人工智能技术相互结合，计算机视觉技术可以具备自动识别以及自动感应功能，针对各类重要数据进行自动化甄别，如果发现数据存在错误，那么计算机设备可以向技术操作人员发出提示，以便技术操作人员及时检查数据错误问题。除此之外，录入到计算机系统以及计算机设备之内的重要数据，必须要保证数据完整性、科学性与准确性。如果录入计算机系统内部的数据存在错误，那么在运用计算机视觉技术产生数据图表的过程中就会出现各种技术问题[7]。

1.3 气象智能数据库系统技术分析

气象智能数据库系统主要指的是将各种气象预测数据以及气象科学数据录入到数据库系统之中，在数据库系统之中存在着较多数据，因此需要人工智能技术参与其中，以便相关技术操作人员可以及时梳理各种重要数据。现如今，随着我国气象科学研究领域逐步深入，各种气象研究数据逐渐丰富，利用气象智能数据库系统，就可以将各类重要数据集中收集起来，以便后续使用。在现有的气象智能数据库系统之中，大部分气象数据包括各类气象探测数据都被囊括其中。相关技术操作人员可以利用计算机设备以及各种互联网技术，在气象智能数据库系统之中查找各种重要数据。但是在此之前，相关技术操作人员必须要将各类数据录入到气象智能数据库系统之中，这就需要较为原始的数据录入系统以及数据分析技术作为支撑。因此，相关技术操作人员在利用气象智能数据库系统之前，必须要收集准确数据，随后将一部分数据通过计算机设备录入到气象智能数据库系统之中。随后结合人工智能技术，将数据库之中的重要数据进行技术转化与数据分析，如果暂不需要使用数据，则必须要将全部数据保存在数据库系统之中，以便后续检查和使用。如果需要使用数据库系统内部的重要数据，那么则需要利用人工智能技术以及互联网信息技术提取重要数据，随后在数据提取完毕之后，及时保存以保持数据库之中的数据存储量[8]。除此之外，相关技术操作人员必须要注意气象智能数据库的日常维护工作。在气象智能数据库之中，必须要保证数据的完整性、科学性和准确性，相关技术操作人员必须定期检查气象智能数据库的运行情况，如果发现数据库内部存在数据错误或者是数据遗漏等问题，必须要及时调整气象智能数据库的运转过程。相关技术操作人员在利用气象智能数据库的过程中，必须要保证相关数据完好无损地传输到其他数据库之中，如果相关计算机设备自身存在问题，从而导致数据传输出现各类问题，那么必须要及时关闭气象智能数据库系统，从计算机软件系统以及硬件装置开始检查，以避免出现更加严重的数据流失现象。现如今，随着气象智能数据库系统技术的进一步发展。气象智能数据库系统与其他互联网信息技术进行技术融合，气象智能数据库系统也具备了自动更新以及自动查验功能，相关技术操作人员可以利用气象智能数据库系统，及时查找各类重要信息，如果发现信息存在问题，则可以通过计算机软件以及相关计算机设备，及时更新气象智能数据库系统内部数据[9-10]。

2 人工智能技术对气象科学领域的影响分析

2.1 对气象观测工作产生的影响

利用人工智能技术，可以帮助气象工作人员开展气象观测工作。在气象观测工作之中，需要将人工智能技术作为辅助，以便为气象观测工作提供强有力数据[11]。在气象观测工作之中，相关技术操作人员需要利用人工智能技术，对各种数据以及气象观察结果进行周密计算，随后将各类数据录入到计算机系统或者是气象智能数据库系统之中。相关技术操作人员还可以利用计算机视觉技术，将气象智能数据库系统之中的重要数据转化成图表，以便相关技术操作人员及时检查数据错误问题，结合图表分析气象观测工作具体情况。利用人工智能技术可以对一部分较为复杂的气象观测数据进行数据分析与数据处理，结合一些较为复杂的天气状况进行智能分析，随后再结合数据统计功能，逐步完善气象观测工作具体流程[12-13]。

2.2 对天气预报工作产生的影响

在人们日常生产生活过程中，天气预报的重要性不言而喻，相关技术操作人员可以利用人工智能技术，使得天气预报工作变得更加人性化、智能化、自动化、科学化和全面化[11]。利用人工智能技术，可以将各种气象资料收集起来，随后为相关技术操作人员提供全面的数据支撑，尤其是利用气象智能数据库系统技术以及计算机视觉技术，可以将各种数据集中整合，随后进行技术分析与整理。用户也可以通过气象智能数据库系统查找各种天气信息以及气象信息，及时了解天气预报具体内容。利用人工智能技术，可以帮助天气预报工作提高数据准确性以及预报精确程度，用户也可以更加准确地把握未来天气信息以及气象变化具体情况[14-16]。

3 结语

将人工智能技术应用于气象科学研究领域，已经成为人工智能技术未来发展的新方向。人工智能技术经过多年发展之后，呈现出了全新的技术样貌。人工智能技术与气象科学研究工作经过深层次融合，诞生了全新技术。将人工智能各项技术应用在气象科学研究过程中，可以促进气象科学领域快速发展，同时可以逐步转化人工智能的技术优势。笔者经过大量的研究与调查之后，探索出了更为高效、更加科学的人工智能技术具体应用方法。希望通过本文的研究可以促进人工智能技术逐步拓展气象科学研究新途径。