GIS在气象领域中的应用前景分析

Applicati 0nofGISTechnol09yinMeteorology 樊建勇’张建萍’黄娟1‘2殷剑敏1 FanJianyongZhangJianpingHuangJuanYinJianmin (1．江西省气象科学研究所，南昌330046；2．南京信息工程大学，南京210044) (1．Meteor0109icalResearchInstituteofJiangxiProvince，Nanchang330046； 2．NanJingUniversityofInformationScience＆Technology， NanJing210044) 摘 要：地理信息系统(GIS)具有数据存储、查询、自动制图、统计 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 、模拟、辅助决策和预测等功能，可 以实现气象信息的快速采集和处理。为气象服务提供强有力的基础信息资料支持。本文主要分析了GIS在气象资料管理、农 业气候区划、气候状况跟踪、气象灾害评估、大气成分变化趋势预测等方面的应用。 关键词：地理信息系统(GIS)：应用：气象 中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1671—4792一(2007)5一0093—03 Abstract：GeographicalInformationSystemhasthefunctioninda。Castorage，query，autoⅡlapping，statistical analyst，simulating，decision—makingandpredication．Itcanc01lectandmanageMeteorologicalinformation quicklytOsustainMeteOrolOgicalSerVicesinbasicdata．GIShaslargepOtentialinapplyingMeteor0109ical infOrrIIationmanaging，agrocli舱ticregiOnalizatiOn，trackingOfweatherstatus，assessmentOfmeteorological disaster，predicatingthechangingtrendofconstituteofatmosphere，etc． KeWvOrds：GeographicalInformationSystem；Application；Meteorology O引言 地理信息系统(GeographicInformationsystem，简 称GIs)是一种具有采集、存储、管理、分析、显示与应用 地理信息功能的计算机系统，是分析和处理海量地理数据的 通用技术⋯。地理信息系统是一种决策支持系统，与其他信 息系统的主要区别是其存储和处理的信息是经过地理编码 的，地理位置及与位置有关的地物属性信息成为信息检索的 重要部分【2】。一个完整的地理信息系统主要由计算机硬件系 统、软件系统、地理数据、系统操作人员四部分组成。 目前地理信息系统在气象领域的应用越来越普及，更多 的气象工作者开始认识到地理信息系统技术的使用价值，无 论是在气象资料管理、农业气候区划、气候状况跟踪、气象 灾害评估、大气成分变化趋势预测，以及气象建模分析评价 及提供辅助决策方面，地理信息系统都发挥着不可替代的作 用。 1气象资料空间数据库 ★基金项目： 中国气象局气象新技术推广项目 (c姒TG2006M37) GIs空间数据库具有海量数据存储功能。GIs空问数据库 中，空间数据和属性数据具有不可分割的联系，空间数据之 间具有显著的拓扑结构等特点【3]。GIs提供多种空间数据结 构，如栅格结构、矢量结构、不规则三角网(TIN)结构等， 使实际的物理数据不仅以传统的点、线、面方式存在，而且 以对象的方式存储和操作，并使对象之间形成智能的逻辑关 系和规则。每一个对象的属性不仅包括其图形特征和基本的 属性描述，而且还包括显示规则、连通性规则、连接规则、 操作规则、有效性规则以及各种逻辑关系。空问数据模型应 用逻辑被用来与大量不同格式和数据结构的数据集协同工 作，而且它也被用来实现高级的GIs数据对象，比如拓扑、 网格、栅格目录、关系和域[4】。GIs空间数据库的建立，使 许多原来用程序完成的设定由空间数据模型来完成，大大缩 短了系统建设过程，并且易于系统维护。 GIs空间数据库在气象资料管理方面主要有以下内容： ①气象监测站点； ②气象历史与实时数据； ⑦气象卫星影像数据； ④空气质量评价等级； 万方数据 ⑤空气质量标准及法规和条例； 析、缓冲区分析等重颏分析出新的信息，产生专题地图从而 ⑥决策项目和边界条件数据； 为制定科学决策提供依据㈩。例如，采用GIs的模型功能根 ⑦空气污染预测数据。 据站点的观测资料内插生成年积温分布图、年降水分布图等 坌 2基于WebGIS的气象服务信息发布 专题地图，然后对地图数据和数字高程模型(DEM)进行叠∽ webGIs是基于Internet提供空间信息网络发布的信息加分析，生成农业气候区划专题图。 在 气 系统，其优点在于使用B／s(Brows占r／server)网络结构，GIs技术是进行农业气候资源分析与区划的有效手段㈦ 象 GIs与web的结合使得气象服务信息的发布与共享更加简州，其发挥的作用有： 领 单。GIs通过Internet成为公众服务的手段和社会最基本①多源、多尺度农业气候资源的数据管理； 域 由 的信息服务之一㈣。用户可以通过标准的浏览器来访问气象 ②GIs的模型功能； 的 服务，常用的webGIs产品有ArcIMs【6】。 ⑦空间数据的叠加与综合分析。 应 ①利用互联网协议实时发布气象数据、交互式地图和元 基于GIs的农业气候区划是将GIs的空间分析功能与传 用 前 数据的服务器软件； 统的区划方法结合，分析农业气候资源和空间地理条件对农 景 ②支持发布海量数据； 作物布局的综合影响，以得到客观精细的农业气候区划成 分 ③支持大量并发，不限客户端的用户数量； 果，为当地农业生产决策提供可靠依据。 析 ④支持负载均衡。 4气候状况跟踪 基于webGIs和空间数据库建立的气象信息实时发布平 GIs跟踪分析功能为复杂的跟踪应用提供了基于时间数 台，如图一所示。 据的可视化和分析工具。此功能对历史数据库中或实时采集 的时间数据进行观察和分析，并能够随着时间变化显示追踪 要素的移动轨迹，以及某个时间段特定位置的关键值的变化 flo】。可以应用在很多领域，如：显示和分析台风轨迹及风力 变化，如图二所示。 图一基于webGIs的气象信息实时发布 (1)GIs客户端的功能 ①管理用户接口，处理应用逻辑； ②接收客户请求，并向GIs服务器发送请求，然后从GIs 服务器接受结果； 图二台风路径及风力变化图 ⑦格式化结果，并发布给用户。 5气象灾害的评估分析 (2)GIs服务器相应的功能 从国内外发展状况看，地理信息系统技术在重大自然灾 ①从客户机接受数据库请求； 害和灾情评估中有广泛的应用领域。气象灾害活动最为频 ②处理数据库请求； 繁，分布最为广泛，对全球影响较大的气象及衍生灾害主要 ⑦格式化结果，并传送给客户机； 包括：洪涝、干旱、台风、暴雨、雷电等。利用GIs技术进 ④维护数据库。 行灾害监测，建立灾害损失评估模型和进行情景分析，使灾 3农业气候区划 害损失模型的建立向定量化方向发展为防灾减灾 规划 污水管网监理规划下载职业规划大学生职业规划个人职业规划职业规划论文 和决策 GIs的空间分析模块提供了高级的栅格建模和分析功能， 的制定提供科学依据⋯】_【13】。 矢量数据和栅格数据可以互相转换。在农业气候区划中，GIs 在气象灾害评估中，GIs发挥的主要作用是： 技术不仅只限于制图和空间数据库的简单查询，而是以空间 ①基础背景数据(包括地理、社会、经济)的管理： 以及属性数据的分析操作为特征，进行空间数据的叠加分 ②空间和属性数据查询、检索、统计和显示的基础； 177 万方数据 ④灾害演进过程模拟平台； ④灾情数据的提取和分析； ⑤灾情的可视化 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 达。 6大气成分变化趋势预测 GIs中地理统计功能提供了基于空间数据的统计学工具， 用于对三维空间离散点插值生成连续表面，并进行概要统 计、趋势分析及图形显示预测表面等。可以实现预测表面的 产生，并对预测表面的结果进行误差估计。同时，也可以通 过实际采样值，对预测模型进行评价。地理统计模块可以帮 助用户掌握及使用克里格(妇iging)和其他高级的数学方 法来生成预测表面图。利用ArcGIs地理统计分析模块对03 监测数据进行建模分析，预测本地区大气中03含量的变化 趋势(如图三所示)和计算03含量超过EPA标准的概率。 图三03预测含量分布图 7结束语 本文从气象业务对GIs的需求出发，探讨了GIs技术在 气象领域应用的重要意义、技术可行性和解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。在西方 发达国家，GIs技术在气象领域已经得到广泛应用。但是我 国基础信息数据不完善，将GIs与气象结合起步稍晚，但着 眼于GIs在气象中应用的潜力，也已进行了积极的探索[15】一 【18】。随着气象事业发展战略的实施和“3s”集成技术的出 现，GIs技术在气象领域的应用必将迎来一个迅速发展的崭 新阶段。 参考文献 ⋯陈述彭．地理信息系统导论[M】．北京：科学出版社， 1999． [2】邬伦，等．地理信息系统原理、方法与应用[．Ⅵ】．北 京：科学出版社．2。01． [3】周卫．Arc／Info的新型数据模型Geodat8base及 其操作【J】．计算机与地图。200l，(5)． [4】EsRI．Geodatabaseworkbook[z】．EsRIPress． 2001． [5】施耐德电气公司技术手册，Pre哪iumPLcsTsx57／ Pcx57Pr02cessorsInstallation§悟nual[EB／oL]． http：／／catalog．schneider—electric．com．cn． 【6】EsRI．usingArcIMs【z】．EsRIPress．2001． [7]刘湘南，黄方．GIs空间分析原理与方法【M】．北京： 科学出版社．20。5． [8】马晓群，王效瑞，等．GIs在农业气候区划中的应用 【J]．安徽农业大学学报，2003，30(1)：105一】08． 【9】魏丽，殷剑敏，等．GIs支持下的江西省优质早稻种 植气候区划【J】．中国农业气象，2003，23(1)：27—31． 【lO]EsRI．usingTrackingAnalyst．EsRIPress． 2001． [11】曹丽娜，何俊仕．基于GIs的洪灾损失评估方法[J]． 中国农学通报，2005，21(6)：407—4lO． [12】李纪人，GIs在洪涝灾害监测评估中的应用[J】．地 理信息世界，2005，3(3)：26～30． 【13】赵允钟，崔金鑫，等．GIs在旱灾研究中的应用现 状与前景展望[J】．2005，26(4)：78—82． [14】EsRI．usingGeostatisticalAnalyst．EsRI Press．2001． [15]李本纲，陶澍，林健枝，等．地理信息系统与主成 分分析在多年气象观测数据处理中的应用【J】．地球科学进 展，2000，15(5)：509—515． [16】盛绍学，马晓群．基于GIs的安徽省重大农业气象 灾害测评系统【J】．南京气象学院学报，1998，21(4)：703— 708． [17】钱锦霞，张建新．基于citystar地理信息系统的 农业气候资源网格点推算[J】．中国农业气象，2003，24(1)： 47—50． 【18】张洪亮，邓自旺．基于DEM的山区气温空间模拟方 法[J】．山地学报，2002，20(3)：360一364． 作者简介 樊建勇(1980一)，男，硕士，主要从事生态遥感与GIs 应用研究。 万方数据 GIS在气象领域中的应用前景分析 作者： 樊建勇， 张建萍， 黄娟， 殷剑敏， Fan Jianyong， Zhang Jianping， Huang Juan， Yin Jianmin 作者单位： 樊建勇,张建萍,殷剑敏,Fan Jianyong,Zhang Jianping,Yin Jianmin(江西省气象科学研究 所,南昌,330046)， 黄娟,Huang Juan(江西省气象科学研究所,南昌,330046;南京信息工程 大学,南京,210044) 刊名： 科技广场 英文刊名： SCIENCE MOSAIC 年，卷(期)： 2007，""(5) 引用次数： 1次 参考文献(18条) 1.陈述彭.鲁学军.周成虎 地理信息系统导论 1999 2.邬伦 地理信息系统原理、方法与应用 2001 3.周卫 Arc/Info的新型数据模型Geodatabase及其操作 2001(05) 4.ESRI Geodatabase Workbook 2001 5.施耐德电气公司技术手册,Premium PLCs TSX 57/PCX 57 Pro2cessors Installation Manual 6.ESRI Using ArcIMS 2001 7.刘湘南.黄方 GIS空间分析原理与方法 2005 8.马晓群.王效瑞.徐敏 GIS在农业气候区划中的应用[期刊论文]-安徽农业大学学报 2003(01) 9.魏丽.殷剑敏 GIS支持下的江西省优质早稻种植气候区划[期刊论文]-中国农业气象 2003(01) 10.ESRI Using Tracking Analyst 2001 11.曹丽娜.何俊仕 基于GIS的洪灾损失评估方法[期刊论文]-中国农学通报 2005(06) 12.李纪人 GIS在洪涝灾害监测评估中的应用[期刊论文]-地理信息世界 2005(03) 13.赵允钟.崔金鑫 GIS在旱灾研究中的应用现状与前景展望[期刊论文]- 2005(04) 14.ESRI Using Geostatistical Analyst 2001 15.李本纲.陶澍.林健枝 地理信息系统与主成分分析在多年气象观测数据处理中的应用[期刊论文]-地球科学进展 2000(05) 16.盛绍学.马晓群 基于GIS的安徽省重大农业气象灾害测评系统 1998(04) 17.钱锦霞.张建新 基于City Star地理信息系统的农业气候资源网格点推算[期刊论文]-中国农业气象 2003(01) 18.张洪亮.邓自旺.邓自旺 基于DEM的山区气温空间模拟方法[期刊论文]-山地学报 2002(03) 相似文献(10条) 1.期刊论文 李虹 地理信息系统(GIS)在顺德区防汛指挥系统中的应用 -广东水利水电2004,""(5) 通过介绍基于地理信息系统(GIS)技术所构造出的的顺德区防汛指挥系统,即一个行政首长防汛决策的信息分析平台,探讨了GIS这一日渐成熟的空间 信息处理技术在水利行业防洪减灾中的应用问题,指出在以信息化带动水利现代化的战略方针指导下,GIS在水利行业的应用将越来越广. 2.学位论文 侯亚敏 地理信息系统（GIS）在汞生物地球化学研究中的应用——贵州省汞地球化学数据库的建立及 贵阳市土壤年释汞通量的估算 2004 汞污染是全球性的环境问题.从20世纪50年代日本水俣湾汞中毒事件,到最近十年来,在北美及欧洲偏远地区的湖泊中发现鱼体汞含量超标,汞污染的 研究一直受到人们的重视,是世界环境污染研究的热点之一.随着对全球汞生物地球化学循环研究工作的不断加深,对其的研究难度逐渐增加,以往单一的 研究方法已难见成效.越来越多的研究者认识到,只有将地学领域中采用不同研究方法(地质、地球物理和地球化学等方法)所得到的信息,进行综合分析研 究,才能更清楚的了解全球汞的生物地球化学循环.近年来计算机技术的发展,特别是GIS技术的出现,使得这一设想成为现实.地理信息系统(GIS),在一个 灵活的空间数据管理环境中,将从不同方面采集、存储和分析的数据提供给用户.用户利用GIS数据中的各种相关的空间或非空间信息,进行各种综合分析 研究,从而对全球汞的生物地球化学循环提出新的认识和作出科学的论断.该文偿试将地理信息系统应用在汞的生物地球化学循环研究中.论文的主要内容 包括以下两部分:1)地理信息系统的核心是空间数据库,该文建立了贵州省汞地球化学数据库.应用ArcGIS中的MapObjects控件和VB技术相结合开发的贵州 省汞地球化学数据库,既能充分发挥管理的优势,又能快速产生友好用户界面,具有快捷、方便、高效等特点.该数据库为贵州省汞地球化学循环研究提供 了空间数据管理功能,不仅可以存储大量的空间数据和属性数据,还可以进行空间数据输入、浏览、查询、删除和输出及属性表数据的查询、分析和输出 .贵州省汞地球化学数据库为政府决策部门提供了环境监测数据和决策支持系统,也有利于世界范围内汞地球化学研究数据的交流.2)应用贵州省汞地球化 学数据库中的贵阳市土壤汞含量数据图,结合贵阳市土壤一大气汞交换通量数据,用多元回归的方法对贵阳市土壤向大气年排汞量进行了估算,结果为:年 释汞通量为652 Kg,变化范围为463~919 Kg year<'-1>.单位面积的平均释汞量为193~382 g Km<'-2> year<'-1>.对比全球背景值,贵阳市土壤年释汞通量 的预测值总体偏高,主要是贵阳市的亚热带气候和土壤汞含量偏高的影响.与贵阳市燃煤年排汞量相比,贵阳市土壤释汞通量为0.652 t year<'-1>,仅为目 前燃煤排汞量的1/3.说明贵阳市大气汞的来源还是以人为污染为主,但被污染的土壤对大气汞也有不可忽视的贡献. 3.期刊论文 吕治辉 地理信息系统(GIS)在岩土工程中的应用 -中国科技信息2009,""(11) 地理信息系统(GIS)近年来大范围的应用在我国经济建设的多个方面,如矿产,规划,能源等,该系统具有良好的空间延伸和兼容特性,通过将该系统引 入岩土工程中来,对岩土工程数据进行录入,归纳、整理、分析、输出、查询,从而充分发掘前人及现在编制的岩土工程数据的价值,达到物尽其用,避免重 复建设和浪费. 4.期刊论文 陈晓沫.陈何曼 地理信息系统(GIS)在路面管理系统中的应用 -科技经济市场2006,""(8) 文章简要介绍了地理信息系统技术(GIS)、基于地理信息系统技术(GIS)开发的路面管理系统的组成、地理信息系统(GIS)功能及采用GIS的必要性和 可行性. 5.学位论文 何延波 遥感(RS)和地理信息系统(GIS)在水文模型中的应用--以普定后寨河流域为例 1998 该次工作选择位于贵州省中部的中国西南部岩溶发育的典型区域--后寨河流域做为研究对象.通过大量的野外和室内工作后,获得了以下结论:(1)总 结出了遥感应用于水文地质(水文模型)研究工作中的工作程序和应注意的方面;(2)针对遥感应用于水文地质(水文模型)研究工作中的特殊性和岩溶地区 的特殊性,提出了岩溶地区应用于水文地质(水文模型)研究工作中的遥感影像土地利用类型分类系统--KARST-LUCS分类系统;(3)按照水文地质(水文模型 )研究工作的 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 ,提出了采用KARST-LUCS分类系统进行遥感图像处理的程序和应注意的方面;(4)在总结地理信息系统应用于水文地质(水文模型)研究工 作中的工作程序时,提出了水文地质(水文模型)研究工作中子流域或相似水文单元(HSUs)的划分方法;(5)建立了普定岩溶试验场空间数据库,作为水文地 质(水文模型)研究工作中的信息管理与处理工具,这在普定岩溶试验场的研究工作中还是首次. 6.期刊论文 陈何曼 地理信息系统(GIS)及其在道路安全信息系统中的应用 -经济师2001,""(12) 地理信息系统(Geographic Information System简称GIS)是在计算机硬件、软件和网络的支持下,对地球表面及空间和地理分布有关的数据进行采集 、输入、存储、查询检索、处理、分析、显现、更新提供应用的技术系统.文章介绍了GIS的系统构成,在详细阐述道路安全评价信息系统的要求的基础上 ,论述了采用GIS的必要性和可行性. 7.期刊论文 杨娜萍.乔德军 地理信息系统(GIS)技术的发展与挑战 -大坝与安全2009,""(z1) 随着地理信息系统(GIS)技术在各个应用领域的推广使用,GIS技术与地理空间信息的表示、处理、分析和应用手段发展紧密相联,GIS应用程度和应用 范围随之深人扩大,正处于急剧变化与发展中.本文介绍了GIS的定义,分析了当前GIS的应用方向和发展状况,并着重阐述了GlS今后的发展趋势及其应用领 域. 8.期刊论文 覃芳 浅谈地理信息系统(GIS)在地质制图工作中的应用 -科技资讯2008,""(18) 目前,我国GIS地质制图技术的发展正处于初步发展阶段,在具体应用过程中会需要不断总结应用心得,以便这项新的技术蓬勃发展,推动GSI在地质事 业中更加深入和广泛的应用. 9.期刊论文 刘宝学.刘娜.王雪 浅谈地理信息系统(GIS)在物流管理教学中的应用 -中小企业管理与科技 2008,""(14) 本文介绍了地理信息系统(GIS)的功能和应用范围,就国际国内的教学形式以及教师的教学实际,对GlS应用于物流管理专业教学的必要性和可能性分 析.还给出GIS在物流管理教学中的应用案例,对GIS应用于物流管理教学可能出现的问题和困难提出了建议. 10.期刊论文 杨帆.孙水裕 地理信息系统(GIS)在环境保护中的应用 -科协论坛（下半月）2009,""(10) 本文对地理信息系统(GIS)进行了简要的分析和介绍,并着重分析了地理信息系统(GIS)在环境中的基本应用,包括:环境监测、环境影响评价、环境管 理、城乡环境规划、环境应急系统、环境质量评价.地理信息系统(GIS)的应用已在环境保护领域取得实效进展,具有借鉴的作用. 引证文献(1条) 1.贺宇 论我国农业气象服务系统发展与设计策略[期刊论文]-吉林农业 2009(12) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_kjgc200705067.aspx 下载时间：2010年6月10日