风云气象卫星在气象预报、气候预测、自然灾害和环境监测、科学研究等多个领域,以及气象、海洋、农业、林业、水利、交通、航空和航天等近百个行业得到了广泛应用,为防灾减灾、应对气象变化以及经济可持续发展作出了重要贡献,成为气象业务的重要支柱,中国特色大国外交的闪亮名片。数据服务正是风云气象卫星发挥作用的媒介。为适应新形势新要求,持续释放风云气象卫星数据潜能助力新质生产力发展,以新质生产力赋能气象高质量发展,推进数据服务现代化建设仍然是需要思考的问题。
推进风云气象卫星数据服务现代化必须锚定保障生命安全、生产发展、生活富裕、生态良好,充分发挥风云气象卫星防灾减灾第一道防线的“太空哨”作用,积极优化适应社会需求、融入社会发展、营造社会环境、规范社会秩序、支持社会参与的风云气象卫星数据服务新格局。
经过50多年的发展,国家卫星气象中心在气象卫星数据管理和服务方面积累了丰厚的经验,并建立了一套体制机制体系,出台了数据存档、数据服务相关国家标准和行业规范10余项。
1.风云气象卫星数据服务体系不断完善
国家卫星气象中心依托风云气象卫星工程,对多批次工程建设采取统一设计、滚动开发、分批扩展的方法,构建了天地一体化的气象卫星数据存档与服务系统,实现了基于卫星直收站、中国气象局卫星数据广播系统(CMACast)的天基数据服务,基于世界气象组织信息系统、风云卫星数据服务网、卫星数据资源池的地面网络数据服务,实现了国内外卫星数据的获取、汇交、管理和服务。其中,数据资源池服务实现了用户以本地磁盘的方式使用数据,让用户摆脱了数据搬运和管理工作,进一步轻量化了用户端的工作量。
2.风云气象卫星数据服务成绩显著
根据国家卫星气象中心统计,截至2025年6月13日,卫星数据存档量已近48PB,涵盖国内外12个系列55颗气象遥感卫星,超1500种数据产品。服务覆盖全球133个国家和地区(不含中国),用户超过18万人,累计服务数据74PB。由世界气象组织(WMO)主导的一项针对二区协(亚洲)和五区协(西南太平洋)卫星用户的数据服务调研报告称,风云气象卫星数据服务处于领先位置。
国家卫星气象中心采用大数据、云计算、人工智能等技术,研发了轻量型实时卫星应用服务平台“风云地球”(FengYunEarth),实现了数据和应用服务一体化推进。2022年6月27日,“风云地球”平台正式投入业务试运行,以预报员需求为引导,聚焦台风、强对流、暴雨等天气,强化卫星资料在精细化天气监测预警中的定量支撑作用,有效推动了风云气象卫星数据在国、省、市、县四级业务平台的贯通应用,提升了卫星遥感应用服务质量。2023年11月13日,“风云地球”国际版正式发布,根据不同国际用户的个性化需求,聚焦气象核心业务,强化多源卫星资料融合应用,为国际用户提供“高时效、智能化、精细化、可定制”的风云气象卫星遥感应用服务,满足国际用户高时效获取气象卫星、数值预报等多源数据的需求。“风云地球”平台使风云气象卫星数据应用效益发挥上了一个新台阶。
然而,现有数据管理服务系统基于传统架构建设,在后续发展中与应用需求的协调性会下降,亟须更加符合未来发展的更新迭代。
近年来,风云气象卫星数据管理服务能力逐步提升,但仍然面临着以下几个方面的问题和挑战。
一是气象卫星事业高质量发展对数据服务提出了新要求。在全球气候变暖背景下,我国极端天气气候事件增多增强,统筹发展和安全对防范气象灾害重大风险的要求越来越高,人民群众美好生活对气象服务保障的需求越来越多样。中国气象局要求,坚持人民至上、生命至上理念,立足新发展阶段,进一步提升气象卫星基础数据质量,着力提升风云气象卫星科技水平和卫星数据综合应用能力。
二是国际高技术封锁。2020年12月,美国出台的“出口管制实体清单”把国家卫星气象中心列为限制实体,这证明我国气象卫星事业的发展实力引起了美国的警惕,同时也意味着美国高性能的设备都不再对国家卫星气象中心供应。
三是世界百年未有之大变局正加速演变,国际数据交换合作存在一定的不确定性。卫星数据管理和服务场景复杂化、海量化,数据管理和服务的难度将产生质的跃升,但国际卫星数据交换合作不确定性必须引起足够重视。随着卫星相关技术的不断进步,星载仪器增多,仪器分辨率提高,产品不断丰富,气象卫星数据用户的数据需求量高速增长,仅2023年服务数据超过13PB。根据规划,未来10年我国将发射超过10颗气象卫星,届时数据管理和服务的卫星将超过65颗,日增数据百TB级,体量将达千PB级。目前数据管理系统实现了与海洋、陆地两大国家卫星遥感数据中心的互联互通,具备了风云、海洋、高分、环境减灾、碳等多源多种类卫星数据服务的基础。
同时,风云气象卫星数据管理和服务恰逢以下机遇。
一是国家政策为风云气象卫星数据服务业务的发展奠定了坚实基础。《气象高质量发展纲要(2022—2035年)》对数据相关工作提出了明确要求。新一轮风云气象卫星发展规划的批复确保了数据的持续更新和业务经费保障。
二是数据要素市场发展迅速,成为风云气象卫星数据服务发展的新动力、新引擎。中共中央、国务院印发了《关于构建数据基础制度更好发挥数据要素作用的意见》(简称《数据二十条》),为数据要素发展提出顶层设计指引,激活数据要素潜能。2023年10月25日,国家数据局成立,加速推动数据要素市场培育壮大和规范发展,加速释放数据要素潜力。中国气象局办公室印发了《“气象数据要素×”三年行动实施方案(2024—2026年)》。风云气象卫星数据作为气象行业和遥感应用领域数据的重要组成,有了新的发展窗口。
三是“云大物智移”等新技术为风云气象卫星数据服务能力提升构筑了广阔发展空间。在新一轮科技革命和产业变革大背景下,数据存储管理能力和算力呈爆炸性增长,为培育新质生产力奠定了坚实基础。大数据、人工智能、云计算等新技术加快赋能千行百业,开辟了新赛道。推进风云气象卫星数据服务现代化,直面问题和挑战,积极把握机遇,就要在利用新技术构建新的数据服务体系、进一步完善体制机制上下功夫。
推进新时代风云气象卫星数据服务,就要坚持需求牵引,深化风云气象卫星数据服务供给侧结构性改革,突出体制机制创新和科技创新,促进更高水平供需动态平衡。坚持多方协同、统筹集约,持续优化资源配置,推动共建共享,汇聚发展合力。坚持法治保障、标准先行,加强标准化、规范化建设,寓管理于服务。
1.构建新一代风云气象卫星数据服务体系
加快推进风云气象卫星数据服务能力现代化,就要坚持创新驱动、多方协同、统筹集约,紧扣“三个高质效”推进。把“大服务观”贯穿始终,以促进风云气象卫星数据作为数据要素的高效率配置、高水平应用能力提升为主线,强化场景需求牵引,建设共建共享平台,汇聚发展合力,推动气象数据与高影响行业企业数据深度融合。直面挑战,抓住机遇,深化风云气象卫星数据服务供给侧改革,着力构建与体制机制相配套的风云气象卫星数据服务新体系。实现从传统数据管理向知识管理转变,从数据服务向知识服务转变,从被动服务向主动服务转变。
(1)构建数算一体化中心
充分运用云计算、大数据技术,推进数算一体化中心建设,打造“数据治理中心、数据开发加工中心、数据归集中心、数据供给中心”集合体,有效减少数据流转环节,让数据与用户的距离近一点,让数据使用便利性实现质的跃升。实现风云气象卫星数据在“测、产、存、管、算、用”全生命周期的高效管理。打造数据即服务、桌面即服务模式,以场景为引、数据为核、算力为要、应用为本,持续“风云地球”谱系化建设,打造新一代数据服务门户,为防灾减灾、智慧农业、交通运输、金融服务、绿色生态等应用场景持续提供高效数据供给。
(2)建设高质量风云气象卫星数据集生产服务能力
紧密围绕核心业务,建立人工智能数据集研制大模型,探索数据集智能生产。在产品质量和稳定度上下功夫,完善数据集质量评估体系、数据集制作标准体系。胸怀“两个大局”,以更宽的视野、更大的格局、更广的胸怀开展工作,推动形成以全社会力量共同推动风云气象卫星数据集建设的开放局面。从数据使用者中发掘数据生产力量,以算聚数、以数促算、以算育产、汇企生数,充分调动社会生产积极性,不断丰富风云气象卫星数据集种类。提升支撑防灾减灾、气候检测预测、应对气象变化、生态文明和新能源应用的能力。
(3)探索风云气象卫星数据知识化管理,开启数据智能纪元
探索改变既有数据组织管理方式,实现从数据管理、信息管理到知识管理的转换。以风云气象卫星数据及相关信息为基础,借力新技术,进行系统化、组织化的识别、获取、存储、共享,建立风云气象卫星知识综合体,提升价值创造能力。进一步细化用户信息管理,梳理形成更加准确的用户画像,开展基于舆情热点气象事件的智能主动推荐服务,不断提高用户对风云气象卫星数据、信息的认知水平和应用能力,降低风云气象卫星数据使用门槛,扩大风云气象卫星的知悉范围、应用广度和深度。
2.建立健全协同治理机制,提升数据供给能级
推进新时代风云气象卫星数据服务,就要推动气象部门国省两级及部门内外“主动互动联动”常态化、机制化,深入开展部际、局校合作,有效破除阻碍数据供给、流通、使用的障碍。建立完善气象基础设施和业务运行系统升级迭代及运行维持机制;建立气象数据规范管理和安全使用等制度;促进数据整合互通和互操作。
(1)深化与市场相结合的开发利用机制,丰富数据价值创造模式
做到管好和放活有机结合,既充分发挥气象部门有序引导和规范发展的作用,又充分发挥市场配置资源的作用。通过制定实施标准规范或管理细则,更好推动风云气象卫星数据生态持续健康发展。贯彻落实《“气象数据要素×”三年行动实施方案(2024—2026年)》的通知要求,强化场景需求牵引,充分激活数据价值潜能。推动跨地域、跨部门的风云气象卫星数据产品汇聚融合、共享交换和开发应用,提升数据的整体流通效能和经济社会价值。强化高质量数据资源供给,提高精细化服务水平。根据《数据二十条》确定的“谁投入、谁贡献、谁受益”原则,强化基于数据价值创造的激励导向,引导科研院所、高校、企业积极参与风云气象卫星数据产品和算法研制,做到关键核心技术自主可控。建立数据要素市场化配置和按价值贡献参与分配渠道,保障数据创新、流通相关主体合法权益。
(2)深化国际合作机制,为人类社会可持续发展贡献“中国星”力量
做强全球服务,继续为国际用户发挥风云气象卫星防灾减灾应急保障机制作用,强化国际防灾减灾应急响应、气候变化影响与风险评估等过程中的数据服务能力。深化风云气象卫星数据应用国际调研,积极参与世界气象组织、国际气象卫星协调组织、地球观测组织等国际组织的交流活动,同时加强与其他气象卫星运营方之间的国际合作。搭建以风云气象卫星数据为主的国际卫星应用交流平台,利用风云气象卫星国际用户大会、多边机制和双边机制等平台推广风云气象卫星数据在国外的应用。参与气象卫星数据相关标准国际化,积极参与世界气象组织多灾种早期预警、温室气体监测、人工智能应用等领域气象卫星数据相关标准制定。
数据服务是决定风云气象卫星效益能否充分发挥的关键一环。本文分析了风云气象卫星数据服务面临的问题和挑战,围绕气象科技能力现代化和社会服务现代化,聚焦释放风云气象卫星数据潜能助力新质生产力发展,提出了相应的思考和建议。随着气象卫星事业发展,服务现代化水平不断提高,数据使用将更加友好,气象卫星效益发挥也将更加充分。