李丹

摘 要：地理信息系統(tǒng)即GIS具有數(shù)據(jù)分析、圖形制作、預(yù)測(cè)等多方面的功能，在氣象領(lǐng)域當(dāng)中能夠?qū)庀髷?shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集-處理，從而為氣象數(shù)據(jù)庫提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。接下來，本文圍繞GIS技術(shù)在氣象領(lǐng)域應(yīng)用進(jìn)行論述，望具有一定的可參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：GIS技術(shù) 氣象 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：P41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）08（c）-0026-02

伴隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展人們對(duì)地理信息系統(tǒng)的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)在網(wǎng)頁上進(jìn)行氣象的發(fā)布逐漸演變?yōu)樯鐣?huì)發(fā)展的主流，人們可運(yùn)用空間數(shù)據(jù)進(jìn)行天氣情況的查詢和系統(tǒng)性的淺析，運(yùn)用模型為氣象服務(wù)供應(yīng)行之有效地氣象依據(jù)。

1 GIS介紹

GIS系統(tǒng)是將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)作為基礎(chǔ)，針對(duì)大量的地理信息做出具體淺析及相關(guān)處理。通常情況下，GIS系統(tǒng)包含硬件、軟件、地理數(shù)據(jù)及管理工作人員，GIS技術(shù)可在氣象資料管理、氣象情況跟蹤、氣象災(zāi)害評(píng)估、農(nóng)業(yè)氣候規(guī)劃等方面得到有效地運(yùn)用。從氣象決策的層面來看，GIS在中北亞中起到了更為顯著的作用，氣象工作人員逐漸地意識(shí)到GIS技術(shù)所具有的顯著利用價(jià)值。從GIS技術(shù)的使用性能方面來看，通常將其劃分為工具型和應(yīng)用型兩大方面。其中，工具型GIS屬于開發(fā)平臺(tái)，并無任何真實(shí)的地理空間實(shí)體；應(yīng)用型GIS能夠?yàn)閺V大用戶供應(yīng)二次開發(fā)空間，用戶可以按照自身的實(shí)際需求進(jìn)行二次開發(fā)，從而解決好現(xiàn)實(shí)中潛存的一系列問題。在整個(gè)氣象資料空間數(shù)據(jù)庫當(dāng)中包含著大量的數(shù)據(jù)信息，其具備強(qiáng)大的存儲(chǔ)性能，并且整個(gè)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出拓?fù)涞拿黠@特征。

2 GIS現(xiàn)狀分析及發(fā)展

GIS作為一門集采集-存儲(chǔ)-管理-分析-應(yīng)用為一體的地理信息技術(shù)，其基本概念和基礎(chǔ)來源都是從地理學(xué)和測(cè)繪學(xué)中得以形成的，其中，計(jì)算機(jī)技術(shù)作為主要的技術(shù)要素，在歷經(jīng)這些年的發(fā)展與進(jìn)步之后，GIS技術(shù)逐漸形成由地籍?dāng)?shù)據(jù)庫和土地信息系統(tǒng)互相融合的空間信息體系，開始形成具有一定發(fā)展規(guī)模的現(xiàn)代化信息系統(tǒng)，由最初的在地理環(huán)境、國土資源等領(lǐng)域的運(yùn)用逐漸拓展到其他的土地資源規(guī)劃、電力電信、森林防火等其他領(lǐng)域當(dāng)中，實(shí)際運(yùn)用范圍不斷地?cái)U(kuò)大，由此可見，GIS技術(shù)的作用開始凸顯出來。站在綜合學(xué)科交叉發(fā)展的層面進(jìn)行分析，目前GIS技術(shù)開始實(shí)現(xiàn)了與其他科學(xué)技術(shù)的有效結(jié)合，并且開始向特定學(xué)科的方向不斷發(fā)展。作為“數(shù)字地球”（DE）的基礎(chǔ)核心技術(shù)，3D GIS以及時(shí)態(tài)GIS（或稱為4D GIS系統(tǒng)）現(xiàn)已演變成GIS理論和應(yīng)用探究的熱點(diǎn)話題。虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality）技術(shù)的不斷發(fā)展促使虛擬GIS技術(shù)的探究得到了顯著的進(jìn)步，具體方法為把GIS技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有效的融合在一起，把虛擬環(huán)境帶入到GIS當(dāng)中，促使GIS廣大用戶能夠在電腦當(dāng)中對(duì)客觀世界的情況實(shí)施系統(tǒng)化的管理，對(duì)空間存在的實(shí)體數(shù)據(jù)進(jìn)行具體淺析，體現(xiàn)多媒體化帶來的巨大成效。

總的來講，目前GIS技術(shù)開始向網(wǎng)絡(luò)化、多維化、集成化、大眾化等多方向不斷演變。

3 GIS技術(shù)在氣象領(lǐng)域的應(yīng)用

3.1 氣象領(lǐng)域的特點(diǎn)

氣象領(lǐng)域作為一大特殊領(lǐng)域，要求氣象信息具有一定的實(shí)時(shí)性特征，氣象觀測(cè)站在我國各個(gè)地區(qū)都能夠看到，其在相同時(shí)間段對(duì)天氣數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，平均每個(gè)半個(gè)小時(shí)氣象站就會(huì)接收到來自世界各個(gè)地區(qū)的氣象數(shù)據(jù)信息，我國各級(jí)氣象臺(tái)每日都會(huì)對(duì)氣象狀況發(fā)布天氣預(yù)報(bào)，為此則需氣象臺(tái)對(duì)衛(wèi)星云圖、遙感圖像等觀測(cè)資料在第一時(shí)間做好相應(yīng)的處理。

3.2 GIS技術(shù)在氣象領(lǐng)域的應(yīng)用

氣象臺(tái)中GIS技術(shù)的運(yùn)用方式是存在一定差異的，一般情況下會(huì)運(yùn)用數(shù)學(xué)方式對(duì)氣象觀測(cè)站進(jìn)行數(shù)據(jù)資源的系統(tǒng)化整合，從而獲得有助于日常運(yùn)用的氣象數(shù)據(jù)信息。創(chuàng)建數(shù)學(xué)方程組，計(jì)算地理數(shù)據(jù)、預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)等，進(jìn)行氣象資料的搜集與計(jì)算，從而得出氣象GIS數(shù)據(jù)，最后進(jìn)行氣象GIS信息圖像的制作，此時(shí)刻借助GIS技術(shù)的數(shù)據(jù)分析-查詢及地圖制作功能可順利實(shí)現(xiàn)。

譬如，從氣象數(shù)據(jù)方面來看，氣象部門需要永久保存的數(shù)據(jù)目前約有4PB～5PB，年增量約1PB。在體積上，氣象數(shù)據(jù)剛剛達(dá)到大數(shù)據(jù)的準(zhǔn)入門檻。目前，在所有氣象資料中，地面觀測(cè)、氣象衛(wèi)星遙感、天氣雷達(dá)和數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品四類數(shù)據(jù)占數(shù)據(jù)總量的90%以上，堪稱“四大金剛”。相對(duì)而言，氣象數(shù)據(jù)較上述數(shù)據(jù)大戶至少低3個(gè)數(shù)量級(jí)。

3.3 GIS技術(shù)應(yīng)用于氣候預(yù)測(cè)

目前，GIS技術(shù)在農(nóng)業(yè)氣候劃分、天氣預(yù)報(bào)等氣象服務(wù)領(lǐng)域當(dāng)中的廣泛運(yùn)用獲得了非常樂觀的成績?？墒?，氣象領(lǐng)域當(dāng)中短期氣象預(yù)報(bào)是非常關(guān)鍵的內(nèi)容，但是GIS技術(shù)的運(yùn)用概率是比較低的。在每日的固定時(shí)間天氣預(yù)報(bào)會(huì)向社會(huì)大眾發(fā)送具體天氣變化，預(yù)報(bào)中的數(shù)據(jù)包含了一些實(shí)時(shí)觀測(cè)的離散數(shù)據(jù)、一些是網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)值數(shù)據(jù)。這里的GIS技術(shù)是指把單點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)系統(tǒng)化，按照實(shí)際需求對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)做出相應(yīng)的處理，最后通過GIS加工處理，制作數(shù)字化的多媒體天氣預(yù)報(bào)圖像。氣象業(yè)務(wù)和GIS技術(shù)的有效融合可促使天氣預(yù)報(bào)向可視化的方向不斷發(fā)展。不僅能夠使得社會(huì)大眾能夠非常直觀的了解具體天氣狀況，同時(shí)促使天氣預(yù)報(bào)講解員能夠更好地進(jìn)行天氣狀況的解說。GIS技術(shù)能夠?qū)嵤┨鞖忸A(yù)測(cè)，從各地區(qū)的實(shí)際狀況入手創(chuàng)建方程組，通過數(shù)學(xué)方式開展相關(guān)計(jì)算，從而得出預(yù)設(shè)范圍內(nèi)具體的天氣情況，從而促使天氣預(yù)測(cè)效率大大提升。在農(nóng)業(yè)氣候劃分范圍內(nèi)GIS技術(shù)可通過氣候資料、行政邊界等信息創(chuàng)建起氣候地理模型，從而獲得農(nóng)業(yè)氣象數(shù)據(jù)，同時(shí)制作成相關(guān)數(shù)據(jù)資料庫。

3.4 氣候區(qū)劃應(yīng)用

將第三次全國農(nóng)業(yè)氣候區(qū)域劃分作為發(fā)展機(jī)遇，GIS技術(shù)在農(nóng)業(yè)氣候區(qū)域內(nèi)獲得了廣泛化得應(yīng)用。農(nóng)業(yè)氣候劃分區(qū)域的大體程序?yàn)榇_定區(qū)域目標(biāo)-明確標(biāo)準(zhǔn)-創(chuàng)建區(qū)域模型進(jìn)行氣候資源推算，從而制作氣象圖。在整個(gè)過程當(dāng)中，GIS能夠管理空間中存在的離散點(diǎn)等氣候資料，其中涵蓋了水分條件、熱量條件、光照條件等等，可對(duì)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，此外，GIS技術(shù)能夠通過各種不同方式由離散點(diǎn)到格點(diǎn)的插值方法，GIS技術(shù)供應(yīng)了多種不同的方式進(jìn)行制圖，促使氣候產(chǎn)品日益豐富化。

3.5 人工影響天氣應(yīng)用

人工影響天氣屬于綜合性的一門學(xué)科，其中涵蓋了氣象、遙感、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等各種不同的學(xué)科信息，這是以往傳統(tǒng)的信息管理系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)的。在GIS信息集成技術(shù)的基本前提下可順利地實(shí)現(xiàn)對(duì)大量地理信息數(shù)據(jù)的系統(tǒng)化管理，從而促使多源數(shù)據(jù)的疊加-呈現(xiàn)-查詢-計(jì)算機(jī)分析等性能的順利實(shí)現(xiàn)，從而創(chuàng)建起適用于飛機(jī)、火箭人工降雨的科學(xué)決策、實(shí)時(shí)監(jiān)控、信息查詢等人工影響天氣平臺(tái)。

4 結(jié)語

伴隨著氣象科學(xué)技術(shù)、GIS技術(shù)的迅速發(fā)展，氣象領(lǐng)域和地理數(shù)據(jù)的有效性融合，促使氣象臺(tái)GIS技術(shù)獲得了突飛猛進(jìn)地發(fā)展，從而為氣象臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、氣候預(yù)測(cè)、農(nóng)業(yè)氣候區(qū)域的劃分等技術(shù)工作的開展發(fā)生了翻天覆地的變化，不斷強(qiáng)化GIS技術(shù)在氣象領(lǐng)域的廣泛化應(yīng)用，及時(shí)地供應(yīng)精準(zhǔn)的氣象產(chǎn)品，從而為我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的未來發(fā)展做好充分的氣象服務(wù)。

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