任重

摘 要：GIS為地理信息系統(tǒng)，包含的功能有采集信息、存儲并管理，分析后應(yīng)用，其在氣象領(lǐng)域中的應(yīng)用，是負(fù)責(zé)所有氣象資料的管理，根據(jù)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)實時跟蹤，機型預(yù)測，給出分析結(jié)果，這些結(jié)果會為氣象分析提供準(zhǔn)確的信息，為氣象業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)提供基本數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞：GIS技術(shù)；氣象領(lǐng)域；資料管理

中圖分類號：S16 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20180631056

引言

GIS技術(shù)的作用是可以處理海量的信息，把所有信息轉(zhuǎn)化為編碼儲存在系統(tǒng)內(nèi)，由分析人員分析，并按照需求檢索。從其最初出現(xiàn)至今，已經(jīng)建立了完善的信息系統(tǒng)，融入到多方面的信息系統(tǒng)建設(shè)中。其在氣象領(lǐng)域的運用，是利用GIS技術(shù)的功能，為氣象各方面的分析提供信息支持。

1 GIS技術(shù)

GIS技術(shù)是綜合采集、存儲、管理等功能的技術(shù)，從地理學(xué)與測繪學(xué)引申而來，把計算機技術(shù)作為主要運用的技術(shù)。這項技術(shù)在長時間的發(fā)展中，已逐步完善，得到多個完善的理論。對其的分析會從技術(shù)與綜合交叉兩方面分析。

從技術(shù)的角度分析，是它會隨科技的發(fā)展而發(fā)展，并不斷提升系統(tǒng)使用的水平。即GIS技術(shù)從單機變?yōu)榻K端，可在移動網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境中使用，實現(xiàn)了技術(shù)的的大眾化發(fā)展，而各類軟件、技術(shù)的使用，也加快了GIS組件化的發(fā)展，用戶使用中可根據(jù)自己的需求，把多個部分重組，實現(xiàn)系統(tǒng)的集成。而從綜合學(xué)科交叉的角度分析，是GIS會與多個技術(shù)融合，為特定學(xué)科的發(fā)展提供服務(wù)，讓其有了新的發(fā)展方向，比如虛擬GIS、多系統(tǒng)的集成，完成大眾化的轉(zhuǎn)變[1]。

2 GIS技術(shù)的應(yīng)用

隨著GIS技術(shù)在氣象領(lǐng)域應(yīng)用的深入，其逐漸得到了社會的廣泛關(guān)注，具體內(nèi)容有資料管理、跟蹤氣候變化、預(yù)測大氣環(huán)境變化等。具體應(yīng)用如下。

2.1 資料管理

GIS技術(shù)內(nèi)部有多個空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，讓所有無序的順序按照一定的順序排列，用某種格式存儲在系統(tǒng)內(nèi)，借由操作，展示出不同數(shù)據(jù)之間的邏輯關(guān)系，體現(xiàn)出聯(lián)通、有效的規(guī)則。在GIS內(nèi)部空間建立大量數(shù)據(jù)庫，這些數(shù)據(jù)庫會儲存海量的信息，所以，在空間內(nèi)建立數(shù)據(jù)庫，是基于原有的程序，把程序變?yōu)榭臻g數(shù)據(jù)模型，簡化了系統(tǒng)建設(shè)所需的程序，并進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)。空間數(shù)據(jù)庫建立后，主要的用途是氣象監(jiān)測站點、氣象的實時數(shù)據(jù)、空氣污染等。

2.2 用Web GIS技術(shù)發(fā)布?xì)庀蠓?wù)信息

這項操作是利用Internet的信息網(wǎng)絡(luò)，使用特定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，構(gòu)建Web GIS信息系統(tǒng)，簡化信息共享的操作，用戶若想得到信息，可直接用瀏覽器登錄，得到氣象服務(wù)。GIS是Internet為社會提供服務(wù)的基本方式，并已經(jīng)衍生出數(shù)個服務(wù)產(chǎn)品，具體使用中，較為常用的是Arc IM S，該產(chǎn)品的特點是，運用協(xié)議及時向外發(fā)布信息，用服務(wù)器軟件查看交互式地圖，可海量發(fā)布數(shù)據(jù)，而基于GIS內(nèi)數(shù)據(jù)庫建立信息發(fā)布平臺，是由客戶機發(fā)出請求，服務(wù)器接收后處理，最后把結(jié)果傳輸回客戶機，同時，管理人員也會定期查看數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫維護(hù)，具體操作是在GIS客戶端內(nèi)，用戶會連接接口，處理邏輯，把客戶的要求發(fā)送給接收器，隨后，服務(wù)器會先把結(jié)果進(jìn)行格式化處理，把它傳輸給客戶。

2.3 跟蹤氣候狀態(tài)

GIS技術(shù)的功能之一是跟蹤，并對得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行觀察，從中分析出結(jié)果。借由這一功能，可以觀察實際數(shù)據(jù)，了解分析要素隨著時間變化的軌跡，或者是某個時間段內(nèi)數(shù)值的變化，為復(fù)雜的跟蹤體提供技術(shù)支持，同時，這也會讓跟蹤可視化。比如以臺風(fēng)的跟蹤為例，用GIS技術(shù)跟蹤后，可以畫出臺風(fēng)行進(jìn)的軌跡，以及風(fēng)力等級隨著行進(jìn)的等級變化。即用GIS技術(shù)跟蹤氣候狀態(tài)，是全程記錄某一氣候的變化，準(zhǔn)確記錄變化中的各類數(shù)據(jù)，體現(xiàn)了較高的應(yīng)用價值[2]。

2.4 劃分農(nóng)業(yè)氣候區(qū)

劃分農(nóng)業(yè)氣候區(qū)是利用GIS的空間分析模塊，完成建模并進(jìn)行實際分析，把內(nèi)部的矢量、柵格數(shù)據(jù)切換。即GIS技術(shù)的運用，是基于現(xiàn)有的數(shù)據(jù)制圖，并提供簡單查詢的服務(wù)，同時也根據(jù)空間的屬性、數(shù)據(jù)的屬性，把所有數(shù)據(jù)按序疊加，完成緩沖區(qū)的分析后，從分析中重新得到信息，這些信息的給出，會為相關(guān)部門科學(xué)決策的制定提供參考。目前，GIS技術(shù)在農(nóng)業(yè)研究與分析的使用已經(jīng)逐步成熟，特別農(nóng)業(yè)氣候區(qū)的規(guī)劃上，體現(xiàn)了GIS技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢，即其實現(xiàn)了技術(shù)多源，完成不同規(guī)格、尺度農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的分析，構(gòu)建模型，完成模型分析，而把所有數(shù)據(jù)疊加后，可為農(nóng)業(yè)資源的分布、空間結(jié)構(gòu)的分布等提供信息，優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的規(guī)劃。

2.5 評估氣象災(zāi)害的影響

現(xiàn)在，GIS技術(shù)已經(jīng)在各類氣象災(zāi)害的預(yù)測中廣泛使用，比如干旱、暴雨、雷電等，這些災(zāi)害的特點是，出現(xiàn)的次數(shù)頻繁，分布區(qū)域較廣，而如果出現(xiàn)重大災(zāi)害，會給災(zāi)害發(fā)生地的經(jīng)濟、農(nóng)業(yè)造成不利影響。所以用GIS技術(shù)處理，分析重大災(zāi)害的發(fā)生，并預(yù)測災(zāi)情的大小，是基于得到的數(shù)據(jù)，構(gòu)建損失評估模型，對其進(jìn)行定量分析，而在定量分析后，可對災(zāi)害情況的發(fā)生有基本的預(yù)估，為災(zāi)害預(yù)防提供科學(xué)依據(jù)。評估災(zāi)害時，會利用GIS內(nèi)現(xiàn)有的多個數(shù)據(jù)，包括地理、社會等，按需查詢、統(tǒng)計，顯示屬性數(shù)據(jù)，并基于這些數(shù)據(jù)建立平臺，模擬災(zāi)害的演變過程，從中提取災(zāi)情數(shù)據(jù)，把災(zāi)情用可視的方式呈現(xiàn)出來。

用它也可以完成大氣成分的預(yù)測。GIS技術(shù)地理統(tǒng)計的操作，是構(gòu)建三維空間，在空間內(nèi)放入多個離散點，讓所有離散點變?yōu)檫B續(xù)的表面，把這一表面作為統(tǒng)計使用的工具，從中統(tǒng)計信息，分析出具體變化的趨勢，預(yù)測表面圖形的走向。即其在大氣成分變化中的應(yīng)用，是根據(jù)大氣空間分布，監(jiān)測數(shù)據(jù)，把所有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為多個離散點，以此預(yù)測大氣環(huán)境的變化。同時，GIS技術(shù)分析中，也會計算誤差，用目前實際采樣的內(nèi)容，構(gòu)建預(yù)測模型，具體操作中，會加入地理統(tǒng)計模塊，該模塊的運用，是使用多種方法，制作預(yù)測表面圖，對某區(qū)域的大氣情況進(jìn)行分析。

2.6 GIS技術(shù)在氣象領(lǐng)域應(yīng)用的發(fā)展

基于上述應(yīng)用的分析，可以得出其未來應(yīng)用的方向是，構(gòu)建決策氣象服務(wù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)的設(shè)計，是為專業(yè)的氣象人員服務(wù)，其使用的技術(shù)有GIS、數(shù)據(jù)庫、WEB等，運行后可整合多個服務(wù)產(chǎn)品，讓它們綜合集成，并完成統(tǒng)計分析，按照需求把產(chǎn)品分發(fā)[3]。

決策氣象服務(wù)系統(tǒng)的功能框架有3層，最底層是數(shù)據(jù)管理，包括各項基礎(chǔ)地理信息的處理、文件服務(wù)器等，中間層是應(yīng)用支撐，即把所有數(shù)據(jù)整理后傳輸?shù)街虚g層，經(jīng)過中間件，完成系統(tǒng)管理等操作，最上層是應(yīng)用，完成數(shù)據(jù)、預(yù)測臺風(fēng)等自然災(zāi)害的分析與判斷。系統(tǒng)運行中，主要借用的技術(shù)是GIS技術(shù)，即其在空間數(shù)據(jù)分析中，分析數(shù)據(jù)，隨后在第2層中，會用借助多個通用功能，與最底層GIS技術(shù)的支持，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的二次利用。它實施后的效果是，借助軟件、數(shù)據(jù)等，保證了制圖的準(zhǔn)確與效率，用可視化的方式直接看到不同步驟的操作，最終實現(xiàn)優(yōu)化制圖，繪制出氣象圖，現(xiàn)已經(jīng)為中國天氣網(wǎng)、中央氣象臺等，提供圖像服務(wù)。

3 結(jié)語

GIS技術(shù)在氣象領(lǐng)域中的應(yīng)用，是基于GIS技術(shù)的基本闡述，從資料管理、發(fā)布?xì)庀蠓?wù)信息、跟蹤氣候狀態(tài)、劃分農(nóng)業(yè)氣候區(qū)等方式，突出GIS技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢，即GIS技術(shù)的使用，可為氣象研究提供信息與技術(shù)支持，預(yù)測各類氣候的變化，讓氣象部門及時進(jìn)行災(zāi)害預(yù)警。同時，其也有明確的發(fā)展方向，實現(xiàn)GIS技術(shù)的深入應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]李望，顏祺，韓超.GIS技術(shù)在氣象探測中的應(yīng)用分析[J].建材與裝飾，2017（31）：206-207.

[2]魯靜.GIS技術(shù)在交通氣象服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)中的應(yīng)用[J].信息系統(tǒng)工程，2014（08）：46.

[3]郭俊龍，張建新.基于GIS技術(shù)的決策服務(wù)系統(tǒng)在省市氣象業(yè)務(wù)中的應(yīng)用探討[J].科技與創(chuàng)新，2014（16）：148-150.