2024年“数据要素×”大赛优秀项目案例集——绿色低碳案例之五 | 多源异构数据融合空气质量精准预报与溯源系统

发布时间：2025-04-16

来源：国家数据局

“十四五”以来，国家对大气污染防治提出严格要求，先后在各项规划和文件中明确指出巩固“国家-区域-省-市”四级空气质量预报体系。中科三清科技有限公司聚焦大气污染精准预报与溯源关键技术，构建了从原始创新、技术突破、产业成果转化到业务应用的全链条创新体系，研制区域空气质量多模式集合预报业务系统。

一是广泛采集多维数据。通过互联网采集、用户提供等方式，汇聚气象、污染、排放等18类多空间维度、多物种维度、多时间维度数据。同时，基于空天地多维气象观测数据及不同时间尺度的全球气象预报结果、多维度多要素的污染观测数据、动静结合的多尺度大气污染排放数据，应用数据同化、反演评估、数值模拟、机器学习、集合优化、溯源模拟等算法，实现空气质量精准预报与溯源，为大气污染防治提供科学、精准支撑。

二是以全国产化替代实现数据安全。系统包含多项自主创新研发成果，包括数值模型软件NAQPMS、同化修订技术、IMES排放清单系统、XAIR机器学习智能预报、LSAT精准溯源、LAVA业务集成框架等，实现了硬件、输入数据、核心模型等的全流程国产化替代，完成了国产处理器、国产操作系统、国产数据库、国产中间件等兼容性适配，使用天机、GRAPES数据代替美国GFS数据。自主研发的NAQPMS空气质量模型，摆脱对国外CMAQ等模型的依赖，确保数据安全。

三是助力实现空气质量精准预报。主要用户包括国家环境质量预报中心、长三角区域预报中心、各级生态环境监测部门、各地生态环境局、环境科学研究院、电力科学研究院、疾病预防控制中心、化工园区、气象局等。目前，已为国家、区域、省、市级共65个业务平台提供核心预报工具。2015至2023年间京津冀及其周边区域100次颗粒物重污染过程全部预报成功，重污染影响程度预测准确率接近80%，支撑了2022年北京冬奥会和冬残奥会等10余次重大活动保障目标的实现。

四是通过技术开发和数据服务实现盈利。一方面，面向各级、各地的生态环境监测及管理部门，结合高精度数据及具体业务需求建设具有本地特色的空气质量预报与溯源分析系统，经费来自中央财政及本地财政。另一方面，自建覆盖全国的高精度空气质量预报与溯源系统，向智慧城市、智慧环保等信息化系统服务商，电力、旅游、保险等行业以及工业园区等需要空气质量预报与溯源结果的组织收取数据服务费用。

总体架构图

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