未来技术与气象信息化
未来技术与气象信息化
2016-09-29 11:16:09 来源：CIO时代网
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2016-09-29 11:16:09 来源：CIO时代网
摘要：一旦一个星球上诞生了生命，这颗星球上便必然会诞生技术。因为通过技术来扩大生命体的生理能力，对其生存而言是非常奏效的。
关键词：
信息化
3.3 前景：梦想还是乌托邦
对以数值模拟做为学科研究和业务工作最为重要的手段之一的现代气象学科而言，高性能计算是其不可或缺的基础性资源，也是始终困扰学科及业务发展的稀缺性资源。量子计算机如果能够正式面世并适用于以大规模紧耦合数值积分为基本特征的气象数值模式运算，那将是气象学科的莫大幸事，因为这将彻底解决气象数值预报发展进程中的高性能计算资源短缺问题，使得气象数值模式的时空分辨率可按需自由调整，各种极耗计算资源的算法可以不必再被参数化所替代，各种具有行业、属地以及专业特征的专业化数值模式可以因之而发展，不必受到计算资源短缺的限制，从而使得数值预报更加精准、及时以及更具专业化和特色化，进而推动气象服务在各行各业的泛在、深入、专业化、精细化和个性化，促进气象学科的稳步发展。
然而就目前情况看，要达到上述目标，还有很长的路要走。
首先，真正意义上的量子计算机何时面世，尚不知晓。前文已述，D-Wave推出的量子计算机并不完全具备经典意义上量子计算机的基本特征，其科学计算经典测试综合峰值尚不得知，且业界对其颇有微词。事实上，真正意义上的可用于普适计算的量子计算机目前并未问世，其研制进度因各种技术原因而一再延宕，一些悲观人士甚至预言，它的问世可能需要数十年甚至近百年的时间。
其次，适用于数值积分的量子算法何时形成以及其效率如何。以量子算法论，量子计算机的神奇速度缘于量子比特的叠加、相干以及纠缠等特性。如何将数值积分的初值和边界值与量子比特的这些特性有机结合，并与积分步长同步，使得其并行运算（转换）的特性得以充分发挥，这是一个令人望而却步的世界性难题。而如果算法问题不予彻底解决，那么量子计算机的特性就无法在运算气象数值预报中充分发挥出来，从而使得在这一领域量子计算机与普通的电子计算机并无本质差别。
除量子计算外，目前尚在实验室里的新计算技术还有光子计算、分子计算、立体晶体计算以及纳米碳管计算等，然而据专家评估，这些技术较之量子计算而言，其成熟度更低。
综上所述，以笔者观察，通过量子计算机为代表的新型计算资源的普及和应用，彻底解决气象数值模式领域的高性能计算资源短缺问题，这一愿望在十年内很难实现。因此未来很长一段时间，气象部门数值模式的主要计算资源，仍将是目前的电子计算机。
4、虚拟/增强现实（VR/AR）
4.1 虚拟现实（VR）
虚拟现实（Virtual Reality，英文缩写VR）技术，是利用电脑模拟产生一个三度空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、无限制地观察三度空间内的事物。使用者进行位置移动时，电脑可以立即进行复杂的运算，将精确的3D世界影像回传给使用者，使其产生逼真的临场感，把人的意识代入到一个虚拟的世界。
虚拟现实是多种技术的综合，包括实时三维计算机图形技术，广角（宽视野）立体显示技术，对观察者头、眼和手的跟踪技术，以及触觉/力觉反馈、立体声、网络传输、语音输入输出技术等。
虚拟现实技术在医学、军事航天、工业仿真、船舶制造、轨道交通设计、道路桥梁规划、生物力学、地理景象再现、水文地质模型模拟展现、文物古迹仿真展示、室内设计、应急推演、教育培训、核心设备或系统维修预演、房产开发、Web3D以及娱乐游戏等领域均有广泛深入的应用。
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