气象数据的应用领域

２０１４年３月 广西师范学院学报:自然科学版Mar．２０１４

第３１卷第１期 JournalofGuangxiTeachersEducationUniversity:NaturalScienceEditionVol．３１No．１

文章编号:１００２Ｇ８７４３(２０１４)０１Ｇ００６７Ｇ０６

GIS技术在气象领域应用综述∗

杨桂菊１,２,石伟伟２,３,黄　骞３

(１．广西师范学院,广西南宁５３０００１;

２．气象GIS应用联合实验室,广西南宁５３０００１;３．北京超图软件股份有限公司,北京１０００８５)

摘　要:GIS凭借强大的空间数据采集、储存、管理、分析、显示能力已在气象领域中得到广泛应用.该文综述了国内外学者对GIS技术在气象行业应用及GIS关键技术在气象领域中的时空一体化的海量气象数据管理、气象数据展示分析、气象数据发布与共享、空间分析及辅助决策的应用,得出了GIS技术在气象领域中在海量多源实时数据管理能力、深层次分析决策能力及三维GIS气象应用中面临的强大的机遇与挑战,为GIS技术在气象行业的应用提供了科学参考.关键词:GIS;气象;应用

中图分类号:P２０８ 文献标识码:A

２０世纪６０年代末,RogerTomlinson和加拿大国土调查部门共同完成首个加拿大地理信息系统(CGIS)并提出地理信息系统(GeographicInformationSystem,GIS),该系统也是世界上第一个地理信

息系统,用于自然资源的管理和规划[１].在计算机、虚拟现实等技术的发展推动下,GIS技术在４０多年

中得到了迅猛发展,凭借着它强大的海量数据管理能力和空间分析能力,在国土、水文、林业、农业、旅

游、交通、房地产等行业得到广泛的应用.近几年GIS技术在气象领域的也应用越来越广泛,气象工作

者开始认识到地理信息技术的使用价值,已将其广泛应用于历史气象资料的管理、显示、查询、自动制

图、统计分析以及农业气候资源区划、气候建模分析评价等方面.

气象数据包括

气象数据一直是一个价值较高的数据，它被广泛用于各个领域的研究当中。气象数据包括有气温、气压、相对湿度、降水、蒸发、风向风速、日照等多种指标，但是包含了这些全部指标的气象数据却较难获取，即使获取到了也不能随意分享。

降水量是一定时间内，降落到水平面上，假定无渗漏，不流失，也不蒸发，累积起来的水的深度，是衡量一个地区降水多少的数据。一个月降下来的雨雪统统融化为水称为月降水量。

地理遥感生态网通过获取地面气象台站逐日的降水量资料，在2000国家大地坐标系下（CGCS2000）基于克里金插值方法，同时结合高程对温度的影响，对气象站点数据进行空间插值，得到逐月的月降水量分布数据，这样就将离散的气象站点资料转换为规则的网格序列，可有效地反映降水要素的空间信息。

太阳以电磁波的形式向外传递能量，称太阳辐射(solarradiation)，是指太阳向宇宙空间发射的电磁波和粒子流。地球所接受到的太阳辐射能量仅为太阳向宇宙空间放射的总辐射能量的二十二亿分之一，但却是地球大气运动的主要能量源泉，也是地球光热能的主要来源。

本产品为地理遥感生态网平台计算出我国1981年至2022年40年1至12月份的月平均辐射量，即先计算1981至2022年逐月的平均日辐射量，再对40年的每月数据对应求平均值。该数据产品地理坐标系为WGS84，单位为Wm-2。 高精度10m/30米NPP净初级生产力分布数据是在Sentinel和landsat相关系列产品的基础上进行数据的预处理和计算得到的，单位为gc/m²,数据格式为栅格类型，空间分辨率为10m/30m米，空间范围覆盖全国。

第４７卷第３期２０１９年６月气　象　科　技ＭＥＴＥＯＲＯＬＯＧＩＣＡＬ　ＳＣＩＥＮＣＥ　ＡＮＤ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＶｏｌ．４７，Ｎｏ．３Ｊｕｎ．２０１９

虚拟现实技术在气象领域的应用

沈晔１　徐志刚１　李永才２

（１解放军９５８７１部队，衡阳４２１００２；２解放军９５５７７部队，曲靖６５５６００）

摘要　将虚拟现实与气象应用相结合，能有效解决气象领域中传统模式存在的局限性问题，是虚拟现实技术的一

个主要研究方向。首先介绍了虚拟现实技术的定义与组成，将其发展分为萌芽、初步应用以及全面发展３个阶段，

并综述了各阶段的代表性成果，随后，详细论述了虚拟现实技术在天气现象、天气系统和数值预报产品等气象领域

的理论研究成果。此外，分析归纳了气象领域中维修培训、影视宣传和气象科普等方面应用虚拟现实技术的典型

案例。最后，从虚拟现实产业本身以及其与气象应用相结合两个方面，探讨了虚拟现实技术在气象应用上所面临

的问题，并展望了可能的研究方向以及未来前景。

关键词　虚拟现实；气象应用；预报业务；气象服务

中图分类号：Ｐ４０９　ＤＯＩ：１０．１９５１７／ｊ．１６７１－６３４５．２０１８０３１２　文献标识码：Ａ

ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｑｘｋｊ．ｎｅｔ．ｃｎ气象科技

国家自然科学基金（ＮＯ：６１３７１１１９）资助

作者简介：沈晔，男，１９８５年生，博士，工程师，主要从事高空气象探测和模拟训练工作，Ｅｍａｉｌ：ｓｈｅｎｙｅ２００７０８＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ收稿日期：２０１８年６月４日；定稿日期：２０１８年９月２７日引言

气象涉及到人类生产生活的方方面面，从１６世

纪中叶气象萌芽时期开始，人类就不停地进行着气

象的观探测和预报，然而应用在气象领域的传统方

法方式存在局限性，如在天气现象观测的教学中，受

地域和气候影响，无法实现全部天气现象的实景教

学；进行天气预报类节目播报时，因涉及到一系列气

象专业术语及数字，节目单调枯燥且观众缺乏感性

认识；宣传气象科普知识时，通过图文展示、实物展

总676期第十四期2019年5月河南科技HenanScienceandTechnology

GIS技术在气象领域的应用王豫燕（新乡市气象局，河南新乡453000）摘要：GIS是一种基于计算机的工具，可以对空间信息进行分析和处理。目前，GIS技术已被广泛应用于气象领域。本文主要对GIS技术在气象灾害风险区划、农业气候区划、天气预报以及人工影响天气中的应用进行归纳分析，通过探讨GIS技术在气象领域中的相关应用，为气象业务的发展提供参考。关键词：GIS技术；气象；气象灾害风险区划；农业气候区划；天气预报中图分类号：P409文献标识码：A文章编号：1003-5168（2019）14-0150-03TheApplicationofGISTechnologyintheMeteorologyFieldWANGYuyan（XinxiangMeteorologicalBureau，XinxiangHenan453000）Abstract:GISisacomputer-basedtoolthatcananalyzeandprocessspatialinformation.Atpresent,GIStechnologyhasbeenwidelyusedinmeteorologicalfield.ThispapermainlysummarizedandanalysedtheapplicationofGIStech⁃nologyinmeteorologicaldisasterriskzoning,agroclimaticzoning,weatherforecastandweathermodification.Bydis⁃cussingtherelatedapplicationofGIStechnologyinmeteorologicalfield,itcanprovidereferenceforthedevelopmentofmeteorologicalbusiness.Keywords:GIStechnology；meteorology；meteorologicaldisasterriskzoning；agroclimaticzoning；weatherforecast1研究背景随着全球化、网络化和知识经济的快速发展，地理信息系统（GeographicInformationSystem，GIS）作为一门综合性学科，结合地理科学、地图学、遥感科学以及计算机科学等学科，被广泛应用于不同领域。地理信息系统（GIS）是在计算机硬件与软件系统的支持下，对地球表层空间的相关地理要素信息数据进行采集、存储、管理、计算、分析、显示和描述的技术系统。GIS技术凭借其强大的数据管理和空间分析功能，在国土、林业、农业、旅游、交通等多种行业得到广泛应用。近年来，GIS技术在气象领域的应用也越来越广泛，气象工作者将其应用于气象历史资料管理、气象灾害风险区划、农业气候区划、天气预报及人工影响天气等方面。在国内外研究中，GIS技术现已被广泛应用于气象领域。国外气象部门与专业GIS开发公司合作，开发出专业的气象GIS模块，使GIS平台能满足气象科研的需求。NCAR（美国国家大气研究中心）不断研究GIS技术，实现了应用GIS技术从简单的气象数据共享发展为较复杂的空间分析功能，对空间数据分析功能、空间信息基础设施建设功能、气象要素插值方法等模式进行二次开发，最终取得了一系列的成果；NCAR还与ESRI公司（美国环境系统研究所公司）合作建立了气象数据模型，多种气象专业分析模型和应用系统就建立在这样的GIS平台上［1］。国外许多学者还对GIS技术的空间分析方法进行了研究，并将其应用到气象领域。例如，GergelovaM等学者通过改进IDW（InverseDistanceWeighted）空间插值法形成了一种新的方法，并将其命名为梯度加反距离平方法。该方法能有效消除地形、坡度和海拔的影响，通过对区域气候数据生成的表面温度、压强等气象要素的比较，进一步加强分析的准确性。国内也对GIS技术与气象的结合进行了多方面研究，研究主要集中在气象数据管理、气象灾害风险区划、农业气候区划、天气预报和人工影响天气等多个方面。接下来，主要从这几个方面研究GIS技术在气象领域中的应用。2GIS技术在气象领域的应用2.1GIS技术在气象数据管理中的应用近年来，气象部门利用GIS技术实现了气象数据的收稿日期：2019-04-15作者简介：王豫燕（1990—），女，硕士，助理工程师，研究方向：综合气象业务。地球与环境