[发明专利]一种陆面过程模型模拟、同化及评估的云方案及系统

说明书

本发明涉及一种陆面过程模型模拟、同化及评估的云方案及系统，步骤包括：1)陆表数据云集成及云处理，集成各种陆表数据源及提供云处理；2)人类活动数据云集成及云处理，集成人类活动各方面数据；3)自然变化数据云集成及云处理，集成自然变化各指标数据；4)陆面过程模型云集成及云模拟，集成各种陆面过程模型并利用云端集成数据进行模拟；5)同化算法云集成及云同化，集成各种数据同化算法并利用云端数据进行同化；6)陆面过程模型云评估，集成各种评估方法并用云端观测进行评估；7)数据云查询，导出查询结果。本发明降低了PC机上运行陆面过程模型下载和处理数据的工作量，促进地球大数据在陆地表层演化、陆气交互等方面深度利用。

技术领域

本发明涉及分布式云数据库管理技术、遥感大数据处理技术、观测数据集成技术、地理信息系统技术、陆面过程模型技术、数据同化技术、数据产品展示技术，具体而言，就是使用分布式云数据库管理技术、遥感大数据处理技术、观测数据集成技术、地理信息系统技术进行陆面过程模型模拟、同化及评估并根据用户需求输出模拟结果。

背景技术

陆面过程模型是研究大气圈、水圈、生物圈、陆地表层中物理过程和生化过程机制及相互之间能量和物质传递规律的重要方法，在模拟气候系统能量分配、生态系统物质循环、地表地下径流、土壤湿度演变等方面发挥着不可替代的重要作用，对于陆气通量、陆面水文过程、陆面生态过程、土壤冻融过程模型等陆面过程各分量建模及参数化意义重大，在生态环境、土壤物理学、水文学及全球变化等领域有着重要应用。

陆面过程模型模拟需要大气强迫数据、土壤及植被属性数据、土地利用数据、人类活动数据、地表参数数据等多方面的数据，一方面这些数据当前分布于各个网站，另一方面所需数据量较大和数据种类较为繁杂，当模拟不同区域时需要下载大量相关数据，给陆面过程模型模拟造成很大不便，更为重要的是缺乏不同陆面过程模型模拟结果之间有效评估平台，严重限制了陆面过程模型的发展和应用，因此亟需发展一种集陆面过程模型模拟及评估的综合平台。

当前，各种各样的云平台为指数型增长的海量地球大数据的计算、网络和存储提供了极大便利，用户可在不下载原始数据的前提下即可完成复杂计算和建模，为地球系统科学研究提供了强大工具。借助云平台的地球观测数据，通过陆面数据同化方法有机结合地面观测产品和陆面模型模拟各自的优势，为有效提高陆面过程模型模拟精度奠定了方法基础。但是，当前还没有在云平台运行的陆面过程模型，严重滞后于快速发展的云平台，这对于地球大数据的有效利用，对于陆面过程模型应用潜力的充分发挥，对于陆面过程模型相互之间的综合评估，对于气候变化下地球系统科学的整体研究都非常不利。

为了提高陆面过程模型云端计算、建模及验证的综合性能，利用云平台互联技术发明了一种陆面过程模型模拟、同化及评估的云方案及系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供了一种有关陆面过程模型输入、模拟、同化、评价及输出的集成技术方法和系统，综合使用云端服务器互联技术、遥感数据处理技术、观测数据集成技术、陆面过程模型技术和数据同化技术进行陆地表层的模拟、预报及分析。

本发明的基本思路为：首先将分散于各云平台的陆面过程模型输入数据、参数数据及地面观测数据互联互通成多源数据库管理云平台，然后使用适用云平台程序语言将陆面过程模型内嵌到云平台并在多源数据库管理云平台支持下实现模拟和同化，进而设计陆面过程模型模拟结果的展示形式完成陆面过程模型模拟结果的输出及相互之间性能比较和评估，其中整个过程需要多源地球信息系统云互联技术为其提供畅通的数据流和信息处理。

本发明实现的一种陆面过程模型模拟、同化及评估的云方案，具体包含如下步骤：

S1：陆表数据云集成及云处理：通过云平台集中管理各种开源陆表数据集并提供云处理；

S2：人类活动数据云集成及云处理：将人类活动各方面的开源数据集借助云平台导入；

S3：自然变化数据云集成及云处理：将自然变化各个指标的开源数据通过云平台导入；