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1、气象预报智能系统集成化问题的研究林孔元黄瑞祥刘正光周远晖,(天津大学自动化系天津300072)提要,气象预测预报是人类的一种复杂的认知行为气象智能系统的集成和任务分配应当以预测预报行为的认知进程为依据。在气象预报智能系统的集成过程中,具有天气过程理解能力的集成平台的设计是一个关健性的步骤。:关键词数据熔合过程理解智能系统集成引言据到初级信息形态(智能数据[lj)的转换。在,、智能数据的概念及智能数据库体系的确这一过程中人们对观测数据进行鉴别修正,立推动了气象智能预报系统的综合化和集并将它们置于特定的大气环境中进行识别和一3。,[l二成化研究的进展智能系统结构的集
2、成聚类从而形成一些有特定信息涵义的数据化应如何设计才能有效地支持综合化功能的团。,。实现这是当前面临的一个重要课题阶段2状态及过程综合过程,气象智能系统的集成应以人类专家的这个过程完成从初级信息形态到结构明预测预报行为的认知进程为依据。事实证明,晰的高级信息形态(知识)的转换。在这一过,,机器还远不能重现人类的全部认知行为所程中人们将上述的数据团和所观测的整个,,,以任何大型智能系统的组织和运行都应当空间相联系形成天气系统状态的完整描述,,采取兼收并蓄多种技术手段并求助人的协并按时间的顺序联系起来形成对天气过程助的综合策略闭。的具体化的认识。,3在系统集成化中集
3、成平台的设计是重阶段预测预报过程要的。集成平台是系统结构的核心,也是系统这是知识运用过程。在这一过程中,人们的通讯中枢和运行调度的中心。一个高度智将感知阶段所获取的天气状态和过程知识,能化的集成平台是智能系统运行品质的保置于气象专门知识和专家经验的背景中进行证。深层次的处理,形成对天气系统未来状态及本文论述以上的观点并提出气象智能系演变进程的规律性的认识。统集成框架设计。从所需背景知识的数量及知识运用的深,,1气象预报行为的认知过程分析度来看阶段1是认知过程的初级阶段阶段,,。按照认知心理学的观点对天气过程复2是中级阶段阶段3是高级阶段图1是上杂时空关系的思索过
4、程包含知识的形成(感述认知过程的图示模型。在我们的研究中,这,知过程)和知识的运用(思维过程)两个层次个认知模型被直接用于指导智能系统集成化3:。我们把它分解为个阶段设计阶段1数据熔合过程2气象智能预报系统的集成框架·5(datafusion〕数据熔合户过程完成从数气象智能预报系统是一种大型的机器智气象第20卷第6期完成从云图和天气图中提取关于特定天气子预测预报阶段3知识处理层;系统的状态和特征信息2.1.3模式识别环节。它借助统计的、结构,状态综合的和模糊的方法完成数据熔合的过程;阶「长信息处理层..一214智能数据库环节。它以静态存贮的方皿过程至鱿荞合、式存
5、储称之为智能数据的经熔合后具有初,{级框架结构的数据团[lj并在库管理系统的阶段1敌狱处理)、数据铭含支持下完成数据的维护管理以及和上层系统的通讯。数{l认原智能数据库系统的研究在国内已经取得,图1顶测预报行为的认知模型很大的进展这为系统集成化的实现打下了单线箭。头和双线箭头分别表示坚实的基础此过程协调指令流向和信息流向2.2过程理解系统各类专家系统处于中间层上的这个系统完成从信息到。层次3这是一个各种初级的信息形态知识的转换预测预报系统一,在大气环境中的深度熔合过程它实质上是节点或通讯联系一个信息形态在特定环境中的释义过程。这层次2个过程与Al的自然语言理解中
6、语词和语句集成平分(黑板系统)碑天以程理解系统,在语用环境中的释义过程相类似所以我们把它称为天气过程的理解。我们从过程理解智能数据库介教据流的角度来组织这一层系统的另一方面的考,层次盈虑是要求该系统所生成的天气系统状态和智能数据库系统,,图形和图象处理过程描述具有明确的天气学上的涵义使之介数据流,更接近气象专家的思维方式便于上层各类数据协调专家系统运用。,云图数据天气图数据其他观测数据作为系统的集成平台过程理解系统还图2气象智能预报系统的集成框架肩负集成系统的层间及人一机通讯和运行调。“”,,度的职能这种职能是由一种称为黑板的能系统根据我们在引言中所阐明的观点这
7、,,个系统应分成3个层次来组织以分别完成动态数据库形式加以实现的我们也可以把“”。3(参见图。整个过程理解系统看成是一个黑板系统个阶段认知过程的机器实现2)这“”,“天气过程理解系统是气象智能系统的核3个层次分别称为智能数据库系统天气,,”和“预测预报系统”。心目前关于它的研究工作尚不多见所以应过程理解系统。2.1智能数据库系统当予以特别的关注我们将在本文的第4节中对它作进一步的论述。智能数据库系统完成从数据到信息的转.,。23预测预报系统换它的运行方式以数据处理为主要特征在智能数据库系统中综合运用了多项技术。该在这一层上集聚了多种类型的气象预报,系统包括如下几
8、个环节。专家系统其中也包
