滬教版（2019）選修1 數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1.從氣象數(shù)據(jù)采集到天氣預(yù)報(bào)優(yōu)質(zhì)ppt課件

這是一份滬教版（2019）選修1 數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1.從氣象數(shù)據(jù)采集到天氣預(yù)報(bào)優(yōu)質(zhì)ppt課件，文件包含項(xiàng)目一第一課時(shí)pptx、項(xiàng)目一第一課時(shí)doc、項(xiàng)目一第一課時(shí)mp4等3份課件配套教學(xué)資源，其中PPT共43頁， 歡迎下載使用。
二、從氣象數(shù)據(jù)采集到天氣預(yù)報(bào)
三、氣象數(shù)據(jù)在社會(huì)各領(lǐng)域中的應(yīng)用
氣象信息在保障人民群眾生產(chǎn)生活和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)中的作用日益顯著。隨著我國氣象信息化事業(yè)的不斷發(fā)展，氣象領(lǐng)域積累了大量的數(shù)據(jù)，激增的數(shù)據(jù)背后隱藏著許多重要的信息。
要充分利用這些數(shù)據(jù)并從中發(fā)現(xiàn)有用的信息，推動(dòng)氣象學(xué)科的發(fā)展和進(jìn)步，為人民生活提供及時(shí)的個(gè)性化氣象服務(wù)，為社會(huì)生產(chǎn)提供專業(yè)化的氣象服務(wù)，為做好防災(zāi)減災(zāi)等公共安全預(yù)警和應(yīng)急處置等提供決策支持，需要?dú)庀髮W(xué)家、計(jì)算機(jī)工程師以及其他相關(guān)職能部門的通力合作。
墨跡天氣應(yīng)用，按時(shí)間、空間等維度進(jìn)行查詢，提前預(yù)知晴雨情況，并根據(jù)查詢結(jié)果合理規(guī)劃行程安排，讓出行更便捷、安全。不可否認(rèn)，墨跡天氣提供的精準(zhǔn)、全面的天氣查詢服務(wù)，為人們的生活和出行提供了切實(shí)的便利。
在為用戶提供精準(zhǔn)全面天氣查詢服務(wù)的同時(shí)，墨跡天氣深入挖掘用戶需求，通過AI技術(shù)的深入應(yīng)用，推出出行、釣魚、旅游、親子、運(yùn)勢等多個(gè)生活化場景板塊，以及紫外線指數(shù)、洗車指數(shù)、花期預(yù)報(bào)、滑雪指數(shù)、穿衣指數(shù)、感冒指數(shù)、彩虹指數(shù)報(bào)告等生活化指數(shù)服務(wù)，打造個(gè)性化氣象服務(wù)，讓氣象服務(wù)真正為人們的生活決策提供指導(dǎo)。
常言道：“天有不測之風(fēng)云。”預(yù)測天氣是一件很難的事到19世紀(jì)中葉，基于近代科學(xué)的天氣預(yù)報(bào)方法才正式確立20世紀(jì)中葉，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，世界各國相繼采用了數(shù)值天氣預(yù)報(bào)方法，預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確度得到了極大的提高。
天氣預(yù)報(bào)是怎么制作出來的？實(shí)際上，天氣不僅受到各種氣團(tuán)的影響，還受到當(dāng)?shù)氐匦?、水域狀況等眾多因素的影響，任何隨機(jī)的因素變化都可能引起意想不到的天氣變化?？此坪唵蔚奶鞖忸A(yù)報(bào)信息，其背后都有非常龐雜的數(shù)據(jù)采集作支撐。
看似簡單的天氣預(yù)報(bào)信息，其背后都有非常龐雜的數(shù)據(jù)采集作支撐。從簡單的溫濕度計(jì)到復(fù)雜的能見度儀，從藍(lán)天中的探空氣球到大海上的浮標(biāo)站，從矗立在地面的天氣雷達(dá)到游弋于太空的氣象衛(wèi)星。
各種各樣的氣象觀測手段織成一張精密的大網(wǎng)，忠實(shí)記錄著氣象數(shù)據(jù)。
我們每日接收到的天氣預(yù)報(bào)信息，就是由如此龐雜的數(shù)據(jù)，再加上歐亞甚至全球的所有氣象數(shù)據(jù)，通過篩選、運(yùn)算、分析等系列復(fù)雜的工作流程得到的。隨著預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展這些數(shù)據(jù)將更加精準(zhǔn)，數(shù)量也將繼續(xù)增加。
數(shù)值天氣預(yù)報(bào)是目前全世界廣泛應(yīng)用的一種天氣預(yù)報(bào)方法。它根據(jù)描述大氣運(yùn)動(dòng)規(guī)律的氣體實(shí)驗(yàn)定律、水汽守恒定律和熱力學(xué)能量守恒定律等多個(gè)物理定律建立方程組，確定某個(gè)時(shí)刻大氣的初始狀態(tài)和邊界條件后，通過數(shù)學(xué)方法求解，計(jì)算出未來某個(gè)時(shí)間大氣的狀態(tài)，就是通常所說的天氣形勢及有關(guān)的氣象要素如溫度、風(fēng)、降水、輻照度等。
數(shù)據(jù)(data)是對(duì)客觀事物屬性的描述，是記錄下的某種可以識(shí)別的符號(hào)。在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，數(shù)據(jù)是指所有能輸入到計(jì)算機(jī)中并被計(jì)算機(jī)程序處理的符號(hào)的總稱。數(shù)據(jù)承載著信息，把采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工、分析，可以產(chǎn)生信息。
近年來，隨著氣象部門觀探測能力的不斷提升，以及對(duì)氣象數(shù)據(jù)的處理能力和可視化能力不斷增強(qiáng)，氣象部門向公眾提供的預(yù)報(bào)信息越來越精細(xì)準(zhǔn)確、生動(dòng)形象，大大提高了氣象服務(wù)的質(zhì)量。
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，社會(huì)公眾、各行各業(yè)和國家防災(zāi)減災(zāi)部門對(duì)氣象服務(wù)的需求日益增長，對(duì)天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率、精細(xì)化程度和預(yù)報(bào)時(shí)效等提出新的、更高的要求。氣象部門則充分利用氣象觀探測數(shù)據(jù)，提供更好的信息服務(wù)和決策參考。
隨著生活水平的提高，人們越來越注重生活質(zhì)量，需要更多更方便的渠道獲較舒適取更詳細(xì)、更準(zhǔn)確、更及時(shí)、更個(gè)性化的天氣氣象信息。為了更好地滿足這種需求，除了常規(guī)天氣預(yù)報(bào)信息外，現(xiàn)在氣象部門還對(duì)各種氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，提供多種預(yù)報(bào)服務(wù)。
我國正處在全面建設(shè)更高水平小康社會(huì)的重要?dú)v史時(shí)期，氣象服務(wù)在國民經(jīng)濟(jì)各行各業(yè)發(fā)展中的作用越來越重要。氣象觀探測數(shù)據(jù)一直在為農(nóng)業(yè)、交通、航空、航天、水利、環(huán)境、電信、電力和能源等行業(yè)提供決策參考。
海洋石油工程作業(yè)對(duì)安全保障有極高要求。當(dāng)出現(xiàn)臺(tái)風(fēng)、大風(fēng)、海霧、強(qiáng)對(duì)流天氣時(shí)，海石油平臺(tái)對(duì)準(zhǔn)確精細(xì)的天氣預(yù)報(bào)服務(wù)有著強(qiáng)烈需求，工程作業(yè)船迫切需要關(guān)于所在區(qū)域海上災(zāi)害性天氣的針對(duì)性預(yù)警。
氣象觀測數(shù)據(jù)服務(wù)海洋石油工程
截至2016年底，氣象部門已經(jīng)建設(shè)并納入業(yè)務(wù)運(yùn)行的有373個(gè)海島自動(dòng)氣象站、41個(gè)錨錠浮標(biāo)自動(dòng)氣象站、52個(gè)船載自動(dòng)氣象站、46個(gè)塔臺(tái)自動(dòng)氣象站和35個(gè)海上石油平臺(tái)自動(dòng)氣象站。
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的每個(gè)環(huán)節(jié)都與天氣、氣候條件密切相關(guān)，我國氣象部門一直把為農(nóng)業(yè)服務(wù)作為基本業(yè)務(wù)。氣象部門要做到：為農(nóng)業(yè)部門及廣大農(nóng)民提供旱、澇、低溫、霜凍等災(zāi)害性天氣的長、中、短期預(yù)報(bào)，提示農(nóng)民在氣象災(zāi)害到來之前做好防災(zāi)準(zhǔn)備；根據(jù)作物長勢、面積及氣象條件，進(jìn)行農(nóng)作物產(chǎn)量預(yù)報(bào)，定期向國家圖及各省市提供預(yù)報(bào)結(jié)果，從而為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展助力。
氣象數(shù)據(jù)助力農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展
青藏鐵路沿線平均海拔在4000米以上，閃電、雷暴、雪和冰雹等災(zāi)害性天氣事件時(shí)常發(fā)生。這些惡劣天氣直接加大了青藏鐵路沿線的供電隱患。
氣象數(shù)據(jù)為青藏鐵路提供決策參考
氣象觀測數(shù)據(jù)和信息是開展天氣預(yù)警預(yù)報(bào)、氣候預(yù)測預(yù)估及各類氣象服務(wù)、科學(xué)研究的基礎(chǔ)，是推動(dòng)氣象科學(xué)發(fā)展的原動(dòng)力。
GRAPES“隔空指揮”風(fēng)云四號(hào)加密觀測 2018年第10號(hào)臺(tái)風(fēng)“安比”于7月22日12時(shí)30分前后在上海登陸后，一路北上，數(shù)天內(nèi)給華東、華北及東北地區(qū)帶來較大風(fēng)雨影響。
數(shù)據(jù)是計(jì)算機(jī)加工的基本對(duì)象，是現(xiàn)實(shí)世界中種事物和現(xiàn)象的抽象化和符號(hào)化。伴隨著信息技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)可處理的數(shù)據(jù)類型越來越多，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)處理的不再是單純的數(shù)值型數(shù)據(jù)，更多的是文本、圖形、圖像、音頻、視頻等非數(shù)值型數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)是事物屬性的刻畫，反映出事物的信息。通過對(duì)數(shù)據(jù)的挖掘，可以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)里面所隱藏的各種信息，找到數(shù)據(jù)規(guī)律并挖掘出所隱含的自然或社會(huì)規(guī)律。因此，信息技術(shù)的高速發(fā)展所帶來的海量數(shù)據(jù)和信息量無疑是一座重要的寶庫。
從移動(dòng)支付到共享經(jīng)濟(jì)，大數(shù)據(jù)正在加速重塑大眾生活的諸多方面；從萬物互聯(lián)到智慧城市，大數(shù)據(jù)正在深刻影響著經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)治理、國家管理的各個(gè)領(lǐng)域。
上海全面推廣“健康云”，病歷和就診數(shù)據(jù)匯集“上云”，就診記錄一鍵查詢，轉(zhuǎn)診信息順暢共享；重慶江北區(qū)智慧城管系統(tǒng)為路燈、排水管網(wǎng)、環(huán)衛(wèi)車等加裝智能設(shè)備，采集到的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)由“智慧城管”進(jìn)行精細(xì)的分析處理。
全國多地交管門聯(lián)合高德地圖，借助大數(shù)據(jù)分析技術(shù)為春運(yùn)“摩托大軍”提供最佳返鄉(xiāng)路線、個(gè)性化路況提示，讓春運(yùn)更有“溫度”；全國首個(gè)旅游大數(shù)據(jù)公共服務(wù)平臺(tái)“杭州旅游數(shù)據(jù)在線”上線，游客通過手機(jī)便可了解景點(diǎn)實(shí)時(shí)擁堵度、酒店好評(píng)率等信息。
大量用戶數(shù)據(jù)與信息催生了一系列消費(fèi)者行為的研究與分析。企業(yè)利用用戶數(shù)據(jù)可以給用戶畫像，對(duì)用戶進(jìn)行細(xì)分，精準(zhǔn)感知用戶需求，從而基于數(shù)據(jù)優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，為用戶提供更好的服務(wù)。
制造業(yè)通過工業(yè)大數(shù)據(jù)與自動(dòng)控制和感知硬件、工業(yè)核心軟件、智能服務(wù)平臺(tái)等融合發(fā)展，形成數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的工業(yè)發(fā)展新模式，對(duì)每個(gè)產(chǎn)品從生產(chǎn)、銷售到用戶使用環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)采集、分析和應(yīng)用，提高生產(chǎn)效率、減少庫存、延伸產(chǎn)業(yè)鏈。
隨著數(shù)據(jù)成為國家的戰(zhàn)略資源、企業(yè)的核心資，同時(shí)對(duì)個(gè)人也越來越重要，數(shù)據(jù)也成為違法犯罪分子的重點(diǎn)關(guān)注目標(biāo)，數(shù)據(jù)安全問題受到全世界從政府到普通公眾的重視。此外，規(guī)模龐大的數(shù)據(jù)中心在成為全球強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)引擎的同時(shí)，也消耗了巨大的能量。數(shù)據(jù)中心綠色建設(shè)、高效運(yùn)營已是迫在眉睫的任務(wù)。
1.竺可楨是我國當(dāng)代著名的氣象學(xué)家和地理學(xué)家，是物候?qū)W發(fā)展的推動(dòng)者。 ①收集資料，了解他組建早期中國氣象觀測網(wǎng)的經(jīng)歷，思考他對(duì)我國氣象科學(xué)發(fā)展的貢獻(xiàn)。 ②讀他的《大自然的語言》，了解物候觀測的內(nèi)容。思考并討論：既然可以通過儀器設(shè)備采集氣象數(shù)據(jù)，他為什么還要數(shù)十年如一日?qǐng)?jiān)持開展物候觀察和記錄？
2.登錄中央氣象臺(tái)或中國氣象局網(wǎng)站，了解中央氣象臺(tái)或中國氣象局向公眾提供哪些形式和內(nèi)容的氣象服務(wù)。 3.收集資料，了解動(dòng)態(tài)氣象預(yù)報(bào)產(chǎn)品是如何制作的，在班級(jí)里向其他同學(xué)作介紹。 4.舉例說明隨著信息技術(shù)的發(fā)展，“數(shù)據(jù)”的內(nèi)涵有了哪些變化。 5.每個(gè)生活氣象指數(shù)的計(jì)算需要選擇影響因子進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，再通過計(jì)算得出結(jié)論。收集資料，了解“中暑指數(shù)”“晨練指數(shù)“感冒指數(shù)”分別選用哪些氣象數(shù)據(jù)作為影響因子。和同伴探討交流：這些生活氣象指數(shù)的計(jì)算合理嗎？