GIS技術在氣象領域應用綜述

李丹

摘 要：地理信息系統即GIS具有數據分析、圖形制作、預測等多方面的功能，在氣象領域當中能夠對氣象數據進行實時采集-處理，從而為氣象數據庫提供強有力的技術支持。接下來，本文圍繞GIS技術在氣象領域應用進行論述，望具有一定的可參考價值。

關鍵詞：GIS技術 氣象 應用

中圖分類號：P41 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）08（c）-0026-02

伴隨著計算機科學技術的迅速發展人們對地理信息系統的進一步認識，運用互聯網在網頁上進行氣象的發布逐漸演變為社會發展的主流，人們可運用空間數據進行天氣情況的查詢和系統性的淺析，運用模型為氣象服務供應行之有效地氣象依據。

1 GIS介紹

GIS系統是將計算機系統作為基礎，針對大量的地理信息做出具體淺析及相關處理。通常情況下，GIS系統包含硬件、軟件、地理數據及管理工作人員，GIS技術可在氣象資料管理、氣象情況跟蹤、氣象災害評估、農業氣候規劃等方面得到有效地運用。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到GIS技術所具有的顯著利用價值。從GIS技術的使用性能方面來看，通常將其劃分為工具型和應用型兩大方面。其中，工具型GIS屬于開發平臺，并無任何真實的地理空間實體；應用型GIS能夠為廣大用戶供應二次開發空間，用戶可以按照自身的實際需求進行二次開發，從而解決好現實中潛存的一系列問題。在整個氣象資料空間數據庫當中包含著大量的數據信息，其具備強大的存儲性能，并且整個空間數據結構呈現出拓撲的明顯特征。

2 GIS現狀分析及發展

GIS作為一門集采集-存儲-管理-分析-應用為一體的地理信息技術，其基本概念和基礎來源都是從地理學和測繪學中得以形成的，其中，計算機技術作為主要的技術要素，在歷經這些年的發展與進步之后，GIS技術逐漸形成由地籍數據庫和土地信息系統互相融合的空間信息體系，開始形成具有一定發展規模的現代化信息系統，由最初的在地理環境、國土資源等領域的運用逐漸拓展到其他的土地資源規劃、電力電信、森林防火等其他領域當中，實際運用范圍不斷地擴大，由此可見，GIS技術的作用開始凸顯出來。站在綜合學科交叉發展的層面進行分析，目前GIS技術開始實現了與其他科學技術的有效結合，并且開始向特定學科的方向不斷發展。作為“數字地球”（DE）的基礎核心技術，3D GIS以及時態GIS（或稱為4D GIS系統）現已演變成GIS理論和應用探究的熱點話題。虛擬現實（Virtual Reality）技術的不斷發展促使虛擬GIS技術的探究得到了顯著的進步，具體方法為把GIS技術和虛擬現實技術有效的融合在一起，把虛擬環境帶入到GIS當中，促使GIS廣大用戶能夠在電腦當中對客觀世界的情況實施系統化的管理，對空間存在的實體數據進行具體淺析，體現多媒體化帶來的巨大成效。

總的來講，目前GIS技術開始向網絡化、多維化、集成化、大眾化等多方向不斷演變。

3 GIS技術在氣象領域的應用

3.1 氣象領域的特點

氣象領域作為一大特殊領域，要求氣象信息具有一定的實時性特征，氣象觀測站在我國各個地區都能夠看到，其在相同時間段對天氣數據進行采集，平均每個半個小時氣象站就會接收到來自世界各個地區的氣象數據信息，我國各級氣象臺每日都會對氣象狀況發布天氣預報，為此則需氣象臺對衛星云圖、遙感圖像等觀測資料在第一時間做好相應的處理。

3.2 GIS技術在氣象領域的應用

氣象臺中GIS技術的運用方式是存在一定差異的，一般情況下會運用數學方式對氣象觀測站進行數據資源的系統化整合，從而獲得有助于日常運用的氣象數據信息。創建數學方程組，計算地理數據、預報數據等，進行氣象資料的搜集與計算，從而得出氣象GIS數據，最后進行氣象GIS信息圖像的制作，此時刻借助GIS技術的數據分析-查詢及地圖制作功能可順利實現。

譬如，從氣象數據方面來看，氣象部門需要永久保存的數據目前約有4PB～5PB，年增量約1PB。在體積上，氣象數據剛剛達到大數據的準入門檻。目前，在所有氣象資料中，地面觀測、氣象衛星遙感、天氣雷達和數值預報產品四類數據占數據總量的90%以上，堪稱“四大金剛”。相對而言，氣象數據較上述數據大戶至少低3個數量級。

3.3 GIS技術應用于氣候預測

目前，GIS技術在農業氣候劃分、天氣預報等氣象服務領域當中的廣泛運用獲得了非常樂觀的成績?？墒?，氣象領域當中短期氣象預報是非常關鍵的內容，但是GIS技術的運用概率是比較低的。在每日的固定時間天氣預報會向社會大眾發送具體天氣變化，預報中的數據包含了一些實時觀測的離散數據、一些是網絡化的數值數據。這里的GIS技術是指把單點的實時數據系統化，按照實際需求對相關數據做出相應的處理，最后通過GIS加工處理，制作數字化的多媒體天氣預報圖像。氣象業務和GIS技術的有效融合可促使天氣預報向可視化的方向不斷發展。不僅能夠使得社會大眾能夠非常直觀的了解具體天氣狀況，同時促使天氣預報講解員能夠更好地進行天氣狀況的解說。GIS技術能夠實施天氣預測，從各地區的實際狀況入手創建方程組，通過數學方式開展相關計算，從而得出預設范圍內具體的天氣情況，從而促使天氣預測效率大大提升。在農業氣候劃分范圍內GIS技術可通過氣候資料、行政邊界等信息創建起氣候地理模型，從而獲得農業氣象數據，同時制作成相關數據資料庫。

3.4 氣候區劃應用

將第三次全國農業氣候區域劃分作為發展機遇，GIS技術在農業氣候區域內獲得了廣泛化得應用。農業氣候劃分區域的大體程序為確定區域目標-明確標準-創建區域模型進行氣候資源推算，從而制作氣象圖。在整個過程當中，GIS能夠管理空間中存在的離散點等氣候資料，其中涵蓋了水分條件、熱量條件、光照條件等等，可對基礎地理數據進行管理，此外，GIS技術能夠通過各種不同方式由離散點到格點的插值方法，GIS技術供應了多種不同的方式進行制圖，促使氣候產品日益豐富化。

3.5 人工影響天氣應用

人工影響天氣屬于綜合性的一門學科，其中涵蓋了氣象、遙感、社會經濟等各種不同的學科信息，這是以往傳統的信息管理系統無法實現的。在GIS信息集成技術的基本前提下可順利地實現對大量地理信息數據的系統化管理，從而促使多源數據的疊加-呈現-查詢-計算機分析等性能的順利實現，從而創建起適用于飛機、火箭人工降雨的科學決策、實時監控、信息查詢等人工影響天氣平臺。

4 結語

伴隨著氣象科學技術、GIS技術的迅速發展，氣象領域和地理數據的有效性融合，促使氣象臺GIS技術獲得了突飛猛進地發展，從而為氣象臺進行數據分析、氣候預測、農業氣候區域的劃分等技術工作的開展發生了翻天覆地的變化，不斷強化GIS技術在氣象領域的廣泛化應用，及時地供應精準的氣象產品，從而為我國社會經濟的未來發展做好充分的氣象服務。

參考文獻

[1] 李本綱，陶澍，林健枝，等.地理信息系統與主成分分析在多年氣象觀測數據處理中的應用[J].地球科學進展，2000，l5（5）：509-515.

[2] 馬曉群，王效瑞，徐敏，等.GIS在農業氣候區劃中的應用[J].安徽農業大學學報，2003，30（1）：105-108.

[3] 何婉文，石小英，梁苑苑，等.基于網絡地理信息系統的常規氣象資料共享系統[J].廣東氣象，2006（5）：50-52.endprint