GIS技术在气象领域应用综述

GIS技术在气象领域应用综述

作者：李丹

来源：《科技资讯》2017年第24期

摘 要：地理信息系统即GIS具有数据分析、图形制作、预测等多方面的功能，在气象领域当中能够对气象数据进行实时采集-处理，从而为气象数据库提供强有力的技术支持。接下来，本文围绕GIS技术在气象领域应用进行论述，望具有一定的可参考价值。 关键词：GIS技术 气象 应用

中图分类号：P41 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）08（c）-0026-02 伴随着计算机科学技术的迅速发展人们对地理信息系统的进一步认识，运用互联网在网页上进行气象的发布逐渐演变为社会发展的主流，人们可运用空间数据进行天气情况的查询和系统性的浅析，运用模型为气象服务供应行之有效地气象依据。 1 GIS介绍

GIS系统是将计算机系统作为基础，针对大量的地理信息做出具体浅析及相关处理。通常情况下，GIS系统包含硬件、软件、地理数据及管理工作人员，GIS技术可在气象资料管理、气象情况跟踪、气象灾害评估、农业气候规划等方面得到有效地运用。从气象决策的层面来看，GIS在中北亚中起到了更为显著的作用，气象工作人员逐渐地意识到GIS技术所具有的显著利用价值。从GIS技术的使用性能方面来看，通常将其划分为工具型和应用型两大方面。其中，工具型GIS属于开发平台，并无任何真实的地理空间实体；应用型GIS能够为广大用户供应二次开发空间，用户可以按照自身的实际需求进行二次开发，从而解决好现实中潜存的一系列问题。在整个气象资料空间数据库当中包含着大量的数据信息，其具备强大的存储性能，并且整个空间数据结构呈现出拓扑的明显特征。 2 GIS现状分析及发展

GIS作为一门集采集-存储-管理-分析-应用为一体的地理信息技术，其基本概念和基础来源都是从地理学和测绘学中得以形成的，其中，计算机技术作为主要的技术要素，在历经这些年的发展与进步之后，GIS技术逐渐形成由地籍数据库和土地信息系统互相融合的空间信息体系，开始形成具有一定发展规模的现代化信息系统，由最初的在地理环境、国土资源等领域的运用逐渐拓展到其他的土地资源规划、电力电信、森林防火等其他领域当中，实际运用范围不断地扩大，由此可见，GIS技术的作用开始凸显出来。站在综合学科交叉发展的层面进行分析，目前GIS技术开始实现了与其他科学技术的有效结合，并且开始向特定学科的方向不断发展。作为“数字地球”（DE）的基础核心技术，3D GIS以及时态GIS（或称为4D GIS系统）现已演变成GIS理论和应用探究的热点话题。虚拟现实（Virtual Reality）技术的不断发展促使虚

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拟GIS技术的探究得到了显著的进步，具体方法为把GIS技术和虚拟现实技术有效的融合在一起，把虚拟环境带入到GIS当中，促使GIS广大用户能够在电脑当中对客观世界的情况实施系统化的管理，对空间存在的实体数据进行具体浅析，体现多媒体化带来的巨大成效。 总的来讲，目前GIS技术开始向网络化、多维化、集成化、大众化等多方向不断演变。 3 GIS技术在气象领域的应用 3.1 气象领域的特点

气象领域作为一大特殊领域，要求气象信息具有一定的实时性特征，气象观测站在我国各个地区都能够看到，其在相同时间段对天气数据进行采集，平均每个半个小时气象站就会接收到来自世界各个地区的气象数据信息，我国各级气象台每日都会对气象状况发布天气预报，为此则需气象台对卫星云图、遥感图像等观测资料在第一时间做好相应的处理。 3.2 GIS技术在气象领域的应用

气象台中GIS技术的运用方式是存在一定差异的，一般情况下会运用数学方式对气象观测站进行数据资源的系统化整合，从而获得有助于日常运用的气象数据信息。创建数学方程组，计算地理数据、预报数据等，进行气象资料的搜集与计算，从而得出气象GIS数据，最后进行气象GIS信息图像的制作，此时刻借助GIS技术的数据分析-查询及地图制作功能可顺利实现。

譬如，从气象数据方面来看，气象部门需要永久保存的数据目前约有4PB～5PB，年增量约1PB。在体积上，气象数据刚刚达到大数据的准入门槛。目前，在所有气象资料中，地面观测、气象卫星遥感、天气雷达和数值预报产品四类数据占数据总量的90%以上，堪称“四大金刚”。相对而言，气象数据较上述数据大户至少低3个数量级。 3.3 GIS技术应用于气候预测

目前，GIS技术在农业气候划分、天气预报等气象服务领域当中的广泛运用获得了非常乐观的成绩。可是，气象领域当中短期气象预报是非常关键的内容，但是GIS技术的运用概率是比较低的。在每日的固定时间天气预报会向社会大众发送具体天气变化，预报中的数据包含了一些实时观测的离散数据、一些是网络化的数值数据。这里的GIS技术是指把单点的实时数据系统化，按照实际需求对相关数据做出相应的处理，最后通过GIS加工处理，制作数字化的多媒体天气预报图像。气象业务和GIS技术的有效融合可促使天气预报向可视化的方向不断发展。不仅能够使得社会大众能够非常直观的了解具体天气状况，同时促使天气预报讲解员能够更好地进行天气状况的解说。GIS技术能够实施天气预测，从各地区的实际状况入手创建方程组，通过数学方式开展相关计算，从而得出预设范围内具体的天气情况，从而促使天气预测效率大大提升。在农业气候划分范围内GIS技术可通过气候资料、行政边界等信息创建起气候地理模型，从而获得农业气象数据，同时制作成相关数据资料库。

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3.4 气候区划应用

将第三次全国农业气候区域划分作为发展机遇，GIS技术在农业气候区域内获得了广泛化得应用。农业气候划分区域的大体程序为确定区域目标-明确标准-创建区域模型进行气候资源推算，从而制作气象图。在整个过程当中，GIS能够管理空间中存在的离散点等气候资料，其中涵盖了水分条件、热量条件、光照条件等等，可对基础地理数据进行管理，此外，GIS技术能够通过各种不同方式由离散点到格点的插值方法，GIS技术供应了多种不同的方式进行制图，促使气候产品日益丰富化。 3.5 人工影响天气应用

人工影响天气属于综合性的一门学科，其中涵盖了气象、遥感、社会经济等各种不同的学科信息，这是以往传统的信息管理系统无法实现的。在GIS信息集成技术的基本前提下可顺利地实现对大量地理信息数据的系统化管理，从而促使多源数据的叠加-呈现-查询-计算机分析等性能的顺利实现，从而创建起适用于飞机、火箭人工降雨的科学决策、实时监控、信息查询等人工影响天气平台。 4 结语

伴随着气象科学技术、GIS技术的迅速发展，气象领域和地理数据的有效性融合，促使气象台GIS技术获得了突飞猛进地发展，从而为气象台进行数据分析、气候预测、农业气候区域的划分等技术工作的开展发生了翻天覆地的变化，不断强化GIS技术在气象领域的广泛化应用，及时地供应精准的气象产品，从而为我国社会经济的未来发展做好充分的气象服务。 参考文献

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