苹果收买的抢手气候App有多特别用AI精准猜测气候还能制造风暴动画

编者按：本文来自微信大众号“智东西”（ID:zhidxcom），作者 温淑，36氪经授权发布。

智东西4月8日音讯，近期，CNN等多家新闻媒体报导了苹果公司对气候运用Dark Sky的收买，称苹果计划在7月前把该款App从安卓平台下架。这是苹果初次收买第三方气候运用。

大略计算，仅与iOS13体系兼容的气候App就有100多个，苹果自家也有气候运用。在这种前提下，Dark Sky凭仗什么优势得到科技巨子苹果的喜爱？被归入到iOS闭环生态之中？

传统气候预告播报未来24小时气候，不行精确也已过期，而在开源的艰苦里，播报未来10分钟的气候改变并不是难题。

Dark Sky正是一款以分钟等级精确猜测用户所在地未来一小时降雨情况的运用。随时随地，只需用户翻开运用，它会敏捷依据用户定位播报气候。比方，当时区域5分钟后有强降雨、将继续15分钟等。

正如其所标榜的那样，Dark Sky是现在“最精确的超本地化气候信息来历”App。

风趣的是，Dark Sky并不是依据气候学办法做出气候猜测，而是独出机杼地只采用了大数据分析模型。

Dark Sky的主创团队也非常“特别”。三位开创人中，Adam Grossman是物理学身世，Jay LaPorte和Jack Turner研讨计算机科学。团队其他成员则是网络开发人员和后端工程师。换句话说，整个团队都没有气候学布景。

悬殊这样一群半路出家的“气候工作者”，做出了这款倍受好评的气候运用。

▲Dark Sky联合开创人：Jay LaPorte（左），Adam Grossman（中），Jack Turner（右）

大数据分析：剥离搅扰信息，精确插值猜测

据Dark Sky联合开创人亚当·格罗斯曼（Adam Grossman）介绍，Dark Sky运用的雷达数据均来自美国国家海洋和大气管理局（NOAA）。

NOAA运营着一个掩盖面极广的气候监控网络。该网络由超越140个雷达组成，对美国全境和一些其他地方形成了掩盖。法律规定美国公民可以免费获取这些雷达数据。

Dark Sky团队以二进制格局下载这些数据，之后再进行必要的四步处理。

1、FANN别离噪声和非噪声

除了有用的气候数据，雷达网络还会收集到一些噪声，比方地上反射波、虫鸟的迁徙活动和一些人类活动等。这些信息有或许被误以为是降水信号。因而，第一步要对雷达数据进行挑选。

据悉，噪声大部分由低强度数据组成（即图中浅蓝色区域）。Dark Sky团队会先将一切低强度数据不加区分地删去。可是，除了噪声数据以外，这一步操作也移除了风暴前缘和后缘的有价值数据。而这部分丢掉的数据关于猜测降雨情况至关重要。

为了补偿这部分数据的丢掉，Dark Sky团队引入了AI技能，运用快速人工神经网络库（FANN）树立模型。

研讨人员发现，噪声数据不仅是低强度的，并且具有一种可辨认的“纹路”。通过很多的数据练习后，FANN模型可以精确地辨认出这种“纹路”，进而将数以千计的雷达数据分为两类：噪声和非噪声。

研讨人员称练习进程需求继续一段时刻，但终究得到了一个简练、快速的程序。该模型可以辨认90~95%的噪音，几乎没有误报。

▲数据别离成果

2、CV算法，提取风暴速度

气候体系是典型的非线性动力体系，非常紊乱杂乱。在进行气候猜测时，要考虑到许多要素，比方杂乱的流体动力学原理、地球的旋转视点、地形的不平坦情况、注入体系的太阳能等等。

这也是一个世纪以来，气候学家买卖出了各种杂乱模型，但仍无法供给精确气候猜测的原因。

可是，Dark Sky团队注意到，气候体系的改变在更小的时刻尺度上会趋于线性。例如，在天空飘动的积云会更倾向于以相对直线运动。

当把时刻尺度缩小时，降水带也会愈加连接，甚至在几分钟的时刻间隔内表现为线性改变。有一些情况下，这个线性进程可以继续一个小时或更久。

为了量化这样的一个进程，研讨人员引入了计算机视觉（CV）模型。使用开源计算机视觉库OpenCV中的光流与方针盯梢算法，研讨团队对多个雷达图画帧进行了比较，创立出了一个速度分布图。

为了使成果愈加直观，研讨人员用色彩替换箭头，制造出一张三通道图画。图画中，赤色代表x方向的速度，蓝色代表y方向的速度，绿色代表风暴强度的改变。

3、GPU完结猜测和动画制造

研讨人员会将速度图画输入iPhone或iPad上的GPU，风暴猜测进程和动画制造进程都在GPU中完结。

研讨人员指出，柔弱不同风暴的特征差异、地理环境的不平等，猜测成果会有所收支。例如，假设风暴更连接和安稳，可以猜测的时刻就会更长。

▲动画作用

4、误码监测

为了可以更好的确保猜测的精确性，Dark Sky团队会对每一次猜测进行误码监测。

据介绍，研讨人员会用猜测成果与实践气候情况做比照，然后确认猜测的差错有多大。此外，研讨人员还会对每个雷达站进行实时查看，然后确保猜测成果的精确性。

依据ForcastWatch4月份报导，上一年一年DarkSky在美国加利福尼亚州圣荷西的预告精确率到达了80.91%，本年三月份到达87.93%。

集成GPS定位，进行微气候调整

除了精确的猜测，Dark Sky的另一大卖点是“超本地化（Hyper-local）”。为了完成超本地化的功用，Dark Sky需求获取用户的精确认位信息。

依据外媒FastCompany报导，Dark Sky会依据地球上某个点的物理参数，对雷达图画的猜测成果做调整。这些参数包含用户所在地的海拔、斜度、到最近水域的间隔、热岛效应情况等。

进行微气候调整后，猜测成果会愈加精准。例如，假设GPS信号显现用户正在湖边，猜测的气温或许就会稍微升高，更契合用户的体感温度。

主旨：向用户出现一切或许性

研讨团队以为，大数据分析供给了一种进步气候预告精确性的手法，可是人类永久不或许100%地精确猜测气候。为了向用户传达这种观念，Dark Sky中的猜测成果总是以百分比方法显现。

Dark Sky联合开创人格罗斯曼以为这种显现方法供给了必定的透明度。“（以往的）气候预告短少的最重要的东西是差错和不确认性。”他提到。

结语：Dark Sky指明气候预告新思路

Dark Sky依照大数据分析而非气候学办法来做气候猜测，还集成了GPS定位功用，完成了在较短时刻内的精准猜测，由此招引了大批受众，被称为最精确的气候预告App。

可是，研讨团队也指出Dark Sky的短板是无法进行较长时刻规模的猜测，正如开创人格罗斯曼所说：“咱们的体系无法猜测未来6个小时内的情况。”

有相关人士指出，苹果正是看中了Dark Sky在短时刻内的精准猜测才能，或将把Dark Sky整合到自己的气候运用中。现在苹果未就这种说法宣布谈论，但品牌战略家、运用者实在的体会买卖师Parker Ortolani据此买卖出了一版概念图。

参阅信源：CNN，FastCompany，phoneArena，iMore，ForcastWatch