GIS技术在气象领域中的应用
目前GIS在气象上面有哪些应用
一.目前GIS在气象上面有哪些应用。
(适当归纳和总结)答:目前地理信息系统在气象领域的应用越来越普及,无论是在气象资料管理、气象制图、气象区划应用、人工影响天气、地址灾害气象预报、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等,地理信息系统都发挥着不可替代的作用。
✧GIS:地理信息系统既是管理和分析空间数据的应用工程技术,又是跨越地球科学、信息科学和空间科学的应用基础学科。
其技术系统由计算机硬件、软件和相关的方法过程所组成,用以支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示,以便解决复杂的规划和管理问题。
✧GIS作为气象资料空间数据库。
GIS空间数据库具有海量数据存储功能。
GIS空间数据库中,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。
气象数据有以下特点:海量数据、数据编码复杂、有自己的文件格式、数据更新复杂等等。
GIS空间数据库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;(3)气象卫星影像数据;(4)空间质量评价等级;(5)空气质量标准及法规和条例;(6)决策项目和边界条件数据;(7)空气污染预测数据。
✧GIS在气象上的应用还表现在数据的分析和处理方法上。
大多GIS系统都提供了各种各样空间统计分析工具,尤其是ArcGIS提供的地理统计分析扩展模块、网络分析扩展模块、空间分析扩展模块等都能很好满足气象要素的统计分析等工作,例如产生专题地图从而为制定科学决策提供依据。
✧GIS在气象数据的可视化方面应用也越来越成熟。
一方面,WebGIS是一大亮点,WebGIS是基于Internet提供空间信息网络发布的信息系统,其优点在于使用B/S(Browser/Server)网络结构, GIS与Web的结合使得气象服务信息的发布与共享更加简单。
常用的WebGIS产品有ArcIMS,其优点有①利用互联网协议实时发布气象数据、交互式地图和元数据的服务器软件;②支持发布海量数据;③支持大量并发,不限客户端的用户数量;④支持负载均衡。
gis在气象领域的应用案例
gis在气象领域的应用案例GIS(地理信息系统)在气象领域具有广泛的应用。
下面列举了10个GIS在气象领域的应用案例:1. 气象灾害监测与预警:利用GIS技术可以对气象灾害,如台风、暴雨等进行实时监测和预警。
通过分析气象数据、地理信息和人口分布等数据,可以绘制出灾害预警区域,为相关部门和公众提供预警信息,帮助减少灾害损失。
2. 气象预报与预测:GIS可以将地理信息与气象数据结合起来,利用空间分析技术对气象变量进行空间插值,生成高分辨率的气象预报和预测结果。
这些预报结果可以帮助农业、交通、航空等行业做出决策,提高生产效率和安全性。
3. 气象观测站布局优化:通过GIS技术可以分析地形、气象条件、交通等因素,优化气象观测站的布局。
合理的观测站布局可以提高气象数据的覆盖范围和准确性,为气象预报和气候研究提供可靠的数据支持。
4. 气象数据管理与共享:GIS可以用于气象数据的管理和共享。
通过建立气象数据的空间数据库,可以方便地存储、查询和共享各种气象数据,为科研、教学和决策提供数据支持。
5. 气象气候变化研究:GIS可以将气象数据与其他环境数据(如地形、土壤、植被等)进行集成分析,帮助研究人员深入理解气象气候变化的驱动机制和影响因素。
这对于气候变化预测、生态环境保护等方面具有重要意义。
6. 气象灾害风险评估:利用GIS技术可以对气象灾害的风险进行评估。
通过分析气象数据、地理信息和社会经济数据,可以确定不同地区的灾害风险程度,并制定相应的防灾减灾措施,提高社会的抗灾能力。
7. 气象资源评估与规划:利用GIS技术可以对气象资源进行评估和规划。
通过分析气象数据、地理信息和能源需求等数据,可以确定适宜的风能、太阳能等气象资源开发区域,为可再生能源规划和建设提供科学依据。
8. 气象信息可视化:利用GIS技术可以将气象数据以图形、图表等形式进行可视化展示。
通过动态地图、图像处理和数据可视化技术,可以直观地展示气象现象、气候变化等信息,提高公众对气象的认识和理解。
地理信息系统知识:GIS在气象学中的应用
地理信息系统知识:GIS在气象学中的应用地理信息系统(GIS)是一种技术,它将地理空间数据与非空间数据相结合,提供全面的地理空间信息。
GIS在许多领域都有广泛的应用,如城市规划、环境保护和资源管理等。
在气象学领域,GIS也有重要作用。
本文将探讨GIS在气象学中的应用。
一、GIS在气象学中的基本应用GIS在气象学中的基本应用主要是将气象数据进行管理、处理、分析和展示。
这包括气象数据的输入、存储、处理、分析和输出等过程。
1.气象数据的输入气象数据的输入是指将各种气象数据源的数据输入到GIS中,以供后续处理和分析。
气象数据源包括卫星图像、空气质量监测站、气象站、雷达和卫星数据等。
2.气象数据的存储在GIS中,气象数据将以图层的形式存储。
不同类型的气象数据将存储在不同的图层中,以便进行更好的管理和分析。
3.气象数据的处理GIS可用于对气象数据进行处理和分析,以提取有用的信息。
例如,通过多传感器数据融合,可以生成高分辨率的气象图像。
还可以利用GIS分析气象数据,如温度、湿度、降雨量等,预测气象趋势和天气预报。
4.气象数据的输出GIS可以将分析后的数据输出为各种形式,如图表、统计数据、报告等,以在气象行业中进行应用。
二、GIS在气象学中的具体应用除了基本的应用以外,GIS在气象学领域还有许多具体应用。
以下是几个例子:1.山洪灾害分析GIS可以用于山洪灾害分析,通过分析地形、降雨和水文数据等多种数据,预测可能出现的山洪灾害情况。
此外,GIS还可以进行山洪灾害预警和监测,以及协调救援等工作。
2.城市空气质量监测GIS可以用于城市空气质量监测。
通过GIS将空气质量监测站的数据进行集成,可以建立城市的空气污染的动态监测和预测模型。
还可以利用GIS进行空气污染的分析,以评估可能的风险和提供治理方案。
3.气象站监测GIS可用于气象站的监测。
将气象站信息以图层的形式存储在GIS 中,GIS可以监测气象站的状态、数据质量和变化等,及时发现异常。
地理信息系统在气象灾害防范中的应用
地理信息系统在气象灾害防范中的应用地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)是一种能够进行地理空间数据处理、管理和分析的技术工具。
它在气象灾害防范中发挥着重要的作用。
本文将从气象灾害的特点和GIS技术的应用两方面来探讨地理信息系统在气象灾害防范中的应用。
首先,了解气象灾害的特点对于GIS的应用至关重要。
气象灾害是指由气象要素的异常变化所引发的一系列灾害,如龙卷风、暴雨、暴雪等。
气象灾害的发生通常具有短暂性、规模性和空间性的特点。
因此,我们需要使用地理信息系统来进行气象要素的空间分布和变化的预测和分析。
通过将气象要素的观测数据和地理数据进行高效的整合,可以及时预警和预测灾害的发生,为灾害防范提供科学依据。
其次,地理信息系统在气象灾害防范中的应用主要有以下几个方面。
首先,GIS可以用于气象灾害的风险评估。
通过收集和整理历史气象灾害的数据,结合地理数据,可以建立灾害风险评估模型,对未来潜在的灾害风险进行评估和预测。
这能够帮助政府和相关部门明确地区的灾害脆弱性,合理规划和布局,减少灾害对人民生命财产的损失。
其次,GIS可以用于气象灾害的监测和预警。
通过实时采集和整合气象观测数据、卫星遥感数据和地理数据,地理信息系统可以生成实时的气象灾害监测图层。
在灾害发生前,系统可以根据气象指标的异常变化发出预警信号,以便政府和民众及时采取应对措施。
在灾害发生后,可以通过GIS技术实时地收集和反馈灾情信息,帮助灾区进行灾后救援和恢复工作。
第三,GIS可以用于气象灾害的空间分析和模拟。
通过对气象观测数据和地理数据的融合,地理信息系统可以进行多种气象要素的空间分析和模拟。
例如,可以根据历史数据和地理条件,模拟龙卷风路径的可能性,为灾后重建和人员疏散提供参考。
这种空间分析和模拟的结果对于灾害防范和减灾工作具有重要的参考价值。
最后,GIS还可以用于气象灾害的教育和宣传。
通过将地理信息系统与教学资源相结合,可以开发出一系列的气象灾害教育和宣传工具。
空间信息与数字技术在气象中的应用
空间信息与数字技术在气象中的应用气象对于我们的日常生活、农业生产、交通运输以及许多其他领域都有着至关重要的影响。
随着科技的不断进步,空间信息与数字技术在气象领域的应用越来越广泛,为气象监测、预报和研究带来了革命性的变化。
空间信息主要包括卫星遥感、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)等技术。
卫星遥感技术通过卫星搭载的各种传感器,能够获取大范围的气象数据,如云层分布、地表温度、海表温度等。
这些数据对于监测天气系统的形成和发展、了解气候变化趋势具有重要意义。
例如,气象卫星可以观测到台风的生成、发展和移动路径,为提前预警和防范台风灾害提供关键信息。
地理信息系统(GIS)则将气象数据与地理空间数据相结合,实现对气象信息的可视化和分析。
通过 GIS,我们可以将气象站点的观测数据、气象模型的输出结果等以地图的形式展示出来,直观地了解气象要素在空间上的分布和变化规律。
同时,GIS 还可以用于分析气象灾害的风险区域,为制定防灾减灾策略提供依据。
全球定位系统(GPS)在气象中的应用主要体现在水汽监测方面。
GPS 信号在穿过大气层时会受到水汽的影响,通过对 GPS 信号的测量和分析,可以反演得到大气中的水汽含量。
这对于提高天气预报的准确性,尤其是对暴雨等强对流天气的预报具有重要作用。
数字技术在气象领域的应用也十分广泛。
数值天气预报是其中的一个重要方面。
数值天气预报基于大气物理学和数学模型,通过计算机对大气的运动和变化进行模拟和预测。
随着计算机性能的不断提高和数值模型的不断改进,数值天气预报的精度和时效都有了显著提升。
大数据技术的出现为气象研究和业务带来了新的机遇。
气象部门每天都会收集大量的观测数据、卫星数据、雷达数据等。
通过大数据技术,可以对这些海量数据进行快速处理和分析,挖掘出有价值的信息。
例如,利用大数据分析历史气象数据,可以发现气候的长期变化趋势和规律;对实时气象数据进行分析,可以及时发现异常天气现象,提高灾害预警的及时性。
gis在大气方面的应用实例
gis在大气方面的应用实例GIS在大气方面的应用实例一、大气污染监测GIS技术可以用于大气污染的监测和分析。
通过设置大气污染监测点,收集空气质量数据,并利用GIS进行数据的空间分析和可视化展示。
例如,可以利用GIS技术将收集到的空气质量数据绘制成热力图,以直观地显示不同地区的污染程度。
同时,GIS还可以结合其他数据,如气象数据、交通数据等,进行综合分析,找出大气污染的主要来源和传输路径,为环境保护部门提供科学依据,制定相应的治理措施。
二、大气环境评估GIS在大气环境评估中也发挥着重要作用。
例如,在城市规划中,利用GIS技术可以对不同区域的大气环境进行评估,包括评估某一区域的空气质量、噪声水平等。
通过采集数据、建立模型和分析结果,可以为城市规划者提供决策支持,合理规划城市的发展方向,减少对大气环境的不良影响。
三、大气气候模拟GIS技术可以与大气气候模拟模型相结合,用于预测和模拟气候变化对大气环境的影响。
通过建立空间分布模型,可以模拟不同区域的气象参数,如温度、湿度、风速等,进而预测大气污染物的扩散和传输。
这对于制定应对气候变化的措施、减少大气污染物排放具有重要意义。
四、大气污染源溯源利用GIS技术,可以对大气污染源进行溯源分析。
通过收集大气污染物排放数据、气象数据等,结合GIS的空间分析功能,可以确定不同污染源的位置、排放强度和扩散范围。
这对于环境监管部门来说非常重要,可以通过溯源分析追踪和管理大气污染源,制定相应的减排政策。
五、大气灾害风险评估利用GIS技术,可以进行大气灾害风险评估。
通过整合气象数据、地形数据、人口密度数据等,建立相应的模型,可以对不同地区的大气灾害风险进行定量评估。
例如,可以利用GIS技术分析气象数据,预测飓风、暴雨、台风等大气灾害的可能发生区域和影响范围,帮助相关部门制定灾害防范和应急管理措施。
六、大气质量监测网络优化通过GIS技术,可以对大气质量监测网络进行优化。
利用空间分析工具,可以评估现有监测点的覆盖范围和密度是否合理,如果发现某些地区监测点不足,可以通过GIS技术确定新的监测点位置,并优化监测网络布局。
GIS技术在气象领域中的应用
GIS技术在气象领域中的应用GIS技术在气象领域中的应用GIS技术(地理信息系统技术)是一种通过对地理空间数据进行采集、存储、管理、分析和显示的综合技术。
它将地理信息与数学、统计学和计算机科学相结合,用于分析和解释地球上的各种现象和过程。
在气象领域中,GIS技术的应用已经显示出巨大的潜力和优势。
本文将探讨GIS技术在气象领域中的应用,并着重介绍其在气候变化研究、灾害管理和农业气象方面的应用。
首先,GIS技术在气候变化研究中具有重要作用。
气候变化对地球上的生态系统、农业生产和人类社会产生了深远的影响,因此了解和预测气候变化对人类社会的发展具有重要意义。
GIS技术通过空间数据的采集和分析,可以帮助研究人员获取气象数据,并生成相应的气候变化模型。
通过分析这些模型,研究人员能够预测未来的气候变化趋势,并提供相应的应对策略。
此外,GIS技术还可以帮助研究人员将不同地区的气候数据进行比较和对比,从而更好地理解气候变化的空间分布特征。
其次,GIS技术在灾害管理方面也具有广泛的应用。
自然灾害如干旱、洪水、风暴和地震等对人类社会造成了巨大的损失,因此及时有效地进行灾害管理是非常重要的。
GIS技术可以用于灾害风险评估和灾害预警系统的建立。
通过获取不同地区的地理空间数据,包括地形、土壤类型和植被覆盖等,可以分析灾害发生的潜在风险。
同时,GIS技术还可以将这些数据与气象数据进行集成,以便更好地预测和监测灾害的发生和发展。
基于这些分析结果,决策者可以及时采取相应的灾害应对措施,减少灾害对人类社会的影响。
此外,GIS技术在农业气象方面也有重要的应用。
农业对气象因素的敏感度很高,气象因素如降水量、温度和日照时间等直接影响农作物的生长和收成。
因此,了解气象因素对农作物的影响是提高农业生产效率的关键。
GIS技术可以帮助农业专家获取不同地区的气象数据,并将这些数据与土地利用、土壤类型和农作物种植等信息进行分析和比较。
通过这些分析,农业专家可以推测出农作物生长的最佳时机和地点,从而优化种植方案,提高农作物的产量和质量。
空间信息技术在气象预报中的应用
空间信息技术在气象预报中的应用气象预报对于人们的日常生活、农业生产、交通运输以及防灾减灾等方面都具有极其重要的意义。
随着科技的不断进步,空间信息技术的出现为气象预报带来了革命性的变革。
空间信息技术主要包括卫星遥感技术、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)等,这些技术的应用极大地提高了气象预报的准确性和时效性。
卫星遥感技术是空间信息技术在气象预报中的重要组成部分。
卫星能够从太空对地球的大气进行观测,获取大量的气象数据。
通过搭载在卫星上的各种传感器,如可见光、红外和微波传感器等,可以监测大气中的云层分布、温度、湿度、风速等关键气象参数。
例如,红外传感器可以测量大气的温度分布,帮助气象学家了解大气的热力结构和环流情况。
而微波传感器则能够穿透云层,获取云层内部的水汽含量和降水信息。
这些丰富的数据为气象预报模型提供了重要的初始条件和边界条件,使得预报结果更加准确可靠。
此外,卫星遥感技术还能够实现对大范围区域的同步观测,这是传统地面观测手段难以做到的。
它可以捕捉到台风、暴雨等灾害性天气系统的形成和发展过程,为提前预警和应对提供了宝贵的时间。
地理信息系统(GIS)在气象预报中也发挥着不可或缺的作用。
GIS 可以将气象数据与地理空间数据进行整合和分析,为气象预报提供更加直观和全面的信息展示。
通过 GIS,气象数据可以与地形、地貌、土地利用等地理信息相结合。
比如,在山区,地形对气流的阻挡和抬升作用会显著影响降水的分布。
GIS 能够帮助气象工作者分析地形因素对气象要素的影响,从而更加准确地预测山区的降水情况。
同时,GIS 还可以用于制作气象风险地图。
例如,根据历史气象数据和地理信息,绘制出洪涝、干旱、滑坡等气象灾害的风险区域,为相关部门制定防灾减灾策略提供科学依据。
全球定位系统(GPS)在气象预报中的应用也日益广泛。
GPS 信号在穿越大气层时会受到大气折射的影响,通过对这种影响的测量和分析,可以反演得到大气中的水汽含量。
地理信息技术专业地理信息技术在气象中的应用
地理信息技术专业地理信息技术在气象中的应用地理信息技术(Geographic Information Technology,简称GIT)是近年来迅速发展起来的一门新兴学科,它将地理学、测绘学、计算机科学等多个学科融合在一起,通过空间数据的采集、存储、管理、分析和可视化等手段,为人类提供了一种全新的地理空间认知和决策支持方式。
地理信息技术的应用广泛,其中在气象领域的应用尤为突出。
气象是研究大气现象的一门学科,而地理信息技术则为气象研究提供了强大的技术支持和数据分析能力。
首先,地理信息技术通过帮助气象学家获取大量的气象数据,为他们提供了丰富的研究对象。
地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)能够对气象相关的数据进行采集、存储和管理,包括实时的气温、湿度、风速、降雨量等气象观测数据,以及气象雷达、卫星遥感等遥感数据。
这些数据的采集和管理使得气象学家能够更加全面地了解和分析气象现象,为气象预测和研究提供了坚实的数据基础。
其次,地理信息技术在气象预测和模拟中起到了不可或缺的作用。
气象预测是近年来气象学研究的重点之一,而地理信息技术可以通过对大气动力学、热力学、湍流等气象变量的模拟和分析,为气象学家提供准确的天气预测模型。
地理信息系统能够将大量的观测数据与地理空间信息进行关联和分析,从而准确地预测出气象变化的趋势和规律。
通过地理信息技术的应用,气象预测的准确性得到了大幅提升,为社会的安全、农业生产、交通运输等提供了有力的支持。
此外,地理信息技术在气象灾害监测和风险评估中也起到了积极的作用。
气象灾害是指由自然气象因素引发的,对人类和社会造成不良影响的自然灾害,如台风、暴雨、干旱等。
地理信息系统和遥感技术能够对气象灾害的发生和演变进行实时监测和分析,通过对气象灾害的空间分布、强度和持续时间等信息的提取和分析,及时预警和准确评估气象灾害对人类的潜在影响,为社会的灾害防治和应急管理提供重要的科学依据。
测绘技术在气象预报和气候变化研究中的应用
测绘技术在气象预报和气候变化研究中的应用气象预报和气候变化研究对人类社会的发展和生活有着重要的影响。
在这一领域中,测绘技术的应用发挥着至关重要的作用。
测绘技术通过获取相关数据、进行数据分析和建立模型等手段,能够为气象预报和气候变化研究提供关键的支持和帮助。
本文将从地面观测、遥感技术、地理信息系统等方面探讨测绘技术在气象预报和气候变化研究中的应用。
在气象预报中,地面观测是至关重要的一环。
测绘技术通过建立并维护气象观测站网络,收集大量的气象数据。
这些数据可以包括气温、湿度、降水量、风向等信息。
测绘技术的应用使得气象观测数据的采集和处理更加准确和高效。
通过分析这些数据,可以建立气象模型,进而预测未来一段时间内的天气状况。
准确的气象预报可以为人们的日常生活、农业和交通管理等提供重要的参考和决策依据。
随着技术的不断发展,遥感技术在气象预报和气候变化研究中的应用日益广泛。
遥感技术通过卫星、飞机等载具获取地球表面的图像和数据。
测绘技术通过分析这些数据,可以获取大范围的气象信息,如大气温度、云量、海洋表面温度等。
这些数据对于气象预报和气候变化研究有着重要的作用。
例如,通过遥感技术可以监测和研究海洋表面温度的变化,从而推断出海洋环流和气候变化之间的关系。
此外,遥感技术还可以通过监测云量和云型来分析天气状况和预测降水情况。
测绘技术的应用使得遥感数据的获取和处理更加精确和便捷,为气象预报和气候变化研究提供了有力的支持。
地理信息系统(GIS)是一种结合地理空间信息和数据库技术的综合系统。
在气象预报和气候变化研究中,GIS的应用也日益重要。
测绘技术通过将气象数据与地理信息相结合,可以建立气象信息的空间化分析模型。
通过GIS技术,可以实时获取地理位置的气象数据,并进行分析和展示。
这样的应用有助于全面了解气象信息的时空分布特征,帮助决策者更好地预测和控制天气变化对人类社会的影响。
此外,GIS还可以与其他数据集集成,进行气候变化的空间模拟和预测。
空间信息技术在气象预测中的应用研究
空间信息技术在气象预测中的应用研究气象预测对于人们的日常生活、农业生产、交通运输以及防灾减灾等方面都具有极其重要的意义。
随着科学技术的不断发展,空间信息技术在气象预测领域的应用日益广泛和深入,为提高气象预测的准确性和及时性提供了强大的支持。
空间信息技术主要包括卫星遥感技术、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)等。
这些技术能够从不同角度获取地球大气的信息,并进行综合分析和处理,从而为气象预测提供更全面、更准确的数据和模型。
卫星遥感技术是空间信息技术在气象预测中的重要应用之一。
通过卫星搭载的各种传感器,可以对大气中的温度、湿度、云层分布、水汽含量等参数进行观测。
这些观测数据具有覆盖范围广、时空分辨率高的特点,能够有效地弥补传统地面观测站点分布不均和观测范围有限的不足。
例如,气象卫星可以拍摄到大范围的云图,通过对云图的分析,可以了解云层的发展趋势和移动方向,从而为预测降雨、台风等天气现象提供重要依据。
同时,卫星遥感还能够监测大气中的气溶胶、温室气体等成分的分布和变化,对于研究气候变化和大气环境质量具有重要意义。
地理信息系统(GIS)在气象预测中也发挥着重要作用。
GIS 可以将气象数据与地理空间数据进行整合和分析,实现气象信息的可视化和空间分析。
通过 GIS,气象工作者可以直观地了解气象要素在不同地理区域的分布情况和变化规律,为制定更加精细化的气象预测模型提供支持。
例如,在进行暴雨灾害预测时,可以将降雨量数据与地形、河流、城市等地理信息结合起来,分析哪些地区容易发生洪涝灾害,从而提前采取防范措施。
此外,GIS 还可以用于评估气象灾害的影响范围和损失程度,为灾害救援和恢复工作提供决策依据。
全球定位系统(GPS)在气象预测中的应用主要体现在水汽监测方面。
GPS 信号在穿越大气层时会受到大气折射的影响,通过对 GPS 信号的测量和分析,可以反演出大气中的水汽含量。
这种方法具有高精度、高时空分辨率的特点,能够为气象预测模型提供更加准确的水汽初始场,从而提高气象预测的准确性。
简述GIS技术于气象领域中的应用
简述GIS技术于气象领域中的应用作者:严克丽来源:《科学与财富》2018年第12期摘要:GIS有着十分强大的空间数据采集和储存,管理和分析,以及显示能力,因此GIS 已经在气象领域中得到比较广泛的应用。
本文对GIS在国内气象领域当中的应用现状进行了简要的分析和阐述,并对未来GIS在气象领域的发展做出了展望并提出了建议。
关键词:GIS 气象领域应用平台1.前言GIS系统即Geographic Information System 的简称,中文全称为地理信息系统。
CGIS系统是世界上的第一个地理信息系统,并应用于自然资源的科学管理和合理规划。
在现代快速发展起来的虚拟现实以及计算机等新型高科技的科学技术的发展带动和推动力的驱使下,地理信息系统技术在最近四十多年的社会发展当中得到了突飞猛进的发展和技术的提升。
地理信息系统技术多年来凭借着其独具的十分强大的功能得到了广泛的应用,其处理并且分析海量的信息数据的能力以及对大量数据信息的管理能力和对数据信息的空间分析能力都是独一无二的。
地理信息系统的应用在许许多多领域都得到了充分的应用:如在国土领域、水文领域以及林业领域都有许多的应用。
在农业领域和景观旅游领域也时时存在着地理信息技术的应用身影,同时,在我们每日都接触的交通管理以及导航系统,以及在房地产等行业都得到了十分广泛的应用。
最近几年以来,地理信息系统(GIS)技术在气象领域的应用也逐渐变得越来越广泛起来,我国的气象工作学家已经开始逐渐并深入的了认识到地理信息技术的在气象领域的巨大的使用价值以及应用潜力,并且已经将GIS技术广泛的应用于关于历史气象资料的相关管理工作,以及气象信息的显示工作和查询工作当中,同时,地理信息系统也能够用于气象信息的自动制图技术当中,并且能够为气象数据的统计分析以及农业气候资源区划工作作出相应的贡献,也可以与数学技术相结合,进行气候建模的分析评价等等多种方面。
2.简述国内GIS技术在气象领域应用现状从现有的统计以及资料的分析情况可知,地理信息系统GIS技术在我国的气象行业当中的应用已经初步取得了实践性的具体的效果,该技术的主要应用方面主要包括了以下几种:首先是对时空一体化的海量气象数据进行管理,其次是对气象数据进行展示以及分析,然后是针对气象数据的发布和数据的共享进行具体工作,最后还包括对气象数据的空间分析和辅助决策这四个主要的方面。
地理信息系统在气象学中的应用探讨
地理信息系统在气象学中的应用探讨气象学是一门研究大气现象和过程的科学,旨在了解和预测天气、气候及其对人类活动和自然环境的影响。
在当今数字化和信息化的时代,地理信息系统(GIS)作为一种强大的技术工具,为气象学的发展和应用带来了新的机遇和突破。
地理信息系统是一种用于采集、存储、管理、分析和展示地理空间数据的技术系统。
它将地理空间信息与属性数据相结合,通过强大的数据分析和可视化功能,为各领域的决策提供支持。
在气象学中,GIS 的应用范围广泛,涵盖了天气监测与预报、气候变化研究、气象灾害评估与管理等多个方面。
在天气监测与预报中,GIS 发挥着至关重要的作用。
通过与气象观测站、卫星、雷达等数据采集设备的集成,GIS 能够将大量的气象数据整合到统一的地理空间框架中。
这些数据包括气温、气压、湿度、风速、风向、降雨量等。
利用 GIS 的空间分析功能,气象学家可以对这些数据进行插值、平滑等处理,生成高精度的气象要素空间分布地图。
这不仅有助于直观地了解天气现象的空间分布特征,还能为数值天气预报模型提供更准确的初始场和边界条件,从而提高天气预报的准确性和精细化程度。
例如,在暴雨天气的监测和预报中,GIS 可以结合雷达回波数据和地形信息,分析暴雨的移动路径、影响范围和可能的降水强度。
通过将降水数据与河流、水库、城市排水系统等地理要素叠加,还能评估暴雨可能引发的洪涝灾害风险,为相关部门及时采取防范措施提供决策依据。
在气候变化研究方面,GIS 也是不可或缺的工具。
随着全球气候变化问题日益严峻,深入了解气候变化的规律和影响成为当务之急。
GIS 可以整合长时间序列的气象观测数据、土地利用数据、人口分布数据等,分析气候变化对不同地区的气温、降水、海平面上升等方面的影响。
同时,通过将气候模型的输出结果与地理信息相结合,能够评估气候变化对生态系统、农业生产、水资源等领域的潜在影响,为制定适应和减缓气候变化的策略提供科学依据。
例如,研究人员可以利用 GIS 分析不同地区过去几十年的气温变化趋势,并与植被分布、土地覆盖变化等因素进行关联分析,揭示气候变化与生态系统之间的相互作用机制。
地理信息系统在气象灾害预警中的应用
地理信息系统在气象灾害预警中的应用近年来,气象灾害频繁发生,给人们的生命财产安全带来了巨大威胁。
然而,随着科技的发展,地理信息系统(GIS)成为了气象灾害预警的强有力工具。
GIS以其独特的空间数据分析和可视化能力,为气象灾害预警提供了新的解决方案。
首先,GIS可以帮助气象部门更好地收集和管理气象数据。
天气预报的准确性对于灾害预警至关重要。
通过GIS,气象部门能够收集大量的气象数据,包括温度、湿度、压力、风速等,同时也能够获取卫星图片和雷达数据。
这些数据可以实时更新和整合,为气象预报提供准确的基础。
其次,GIS还可以帮助气象部门进行灾害风险评估。
气象灾害往往具有一定的空间特征,例如台风、洪水等。
通过GIS的空间分析功能,可以将地理数据与气象数据结合起来,识别出灾害的潜在影响区域。
这样一来,气象部门可以提前预测和评估灾害的可能性和严重性,为地方政府和居民提供合理的预警和应对方案。
此外,GIS还可以协助灾害应急响应工作。
一旦气象灾害发生,救援人员需要迅速行动,准确了解被灾地区的实时情况是必不可少的。
通过GIS,可以实时获取被灾地区的地理信息,包括道路、建筑、水源等等。
这样,救援人员可以根据这些信息制定最佳的救援路线和行动计划,提高应急响应效率。
再者,GIS还可以为决策者提供有力的支持。
在气象灾害应对中,各级政府需要根据实际情况做出决策,以保障人民生命财产安全。
GIS可以帮助决策者更清晰地了解灾害影响范围、易受灾区域等关键信息,从而更好地制定灾害防控策略和资源调配计划。
最后,GIS还可以为公众提供气象灾害预警服务。
在智能手机和互联网的普及下,越来越多的人依赖移动应用和网站获取天气信息。
利用GIS技术,可以将气象灾害预警信息以图形的方式呈现在手机或电脑屏幕上,提高公众对气象灾害的认知和应对能力。
综上所述,地理信息系统在气象灾害预警中有着广泛而重要的应用。
它不仅可以提高气象预报的准确性,也可以帮助评估灾害风险、指导救援工作、辅助决策和服务公众。
《GIS在气象中的应用》教学思考
第 2 期 7
Байду номын сангаас
S IN E&T C N L G F R TO CE C E H O O Y N O MA I N I
o高校讲坛。
科技信息
(I G S在气象中的应用》 教学思考
王 勇 丁 园 圆 ( 京信 息 工程大 学遥 感学 院 江 苏 南京 南
2 0 4 1 4) 0
【 要】 摘 随着计算机技术的 日新月异 ,I 在气象服务 中将有 着更广 阔的应用前景。近年 来《 I在 气象中的应用》 的开设 , 学中 GS Gs 课程 在教
存在 着难 以选择合适的教材 、 教学 内容针 对性不强和 内容跟不上技术发展等不足, 出 了 提 编写合适教材、 据需求调整教 学内容和适应新技术 根 发展 三方面的教 学改进 建议 , 以期提高学生的学 习和科研 兴趣 , 拓宽地理信息 系统专业学生的就业面 , 增强大气科 学专业 学生从事 气象行业的 业务能力。
【 词】 关键 地理信 息 系 ; 统 气象; 学 教
时空 GS 五大飞跃 ”将 引领 GS I“ . I 软件 技术 进入一 个全 新的发 展时 代 。然而 , 到在实际本课程的教学 中, 注意 往往过于注重现行 的教学 随着全球化 、 网络化和知识经济 的 日 益发展 , 地理信息 系统 ( 简称 大纲 . 沿用基 于 A c I 老版本 的软件教材 和功 能, rGS 而一些 最新 的软件 GS作为 与国民经济 、 I) 人们 日常生活息息相关 的-f学科 , -l 其应用 范 功能不能及 时跟进 , 受到忽视 , 使学生们学 习陈旧知识 。 围已遍及社会各个领域 . 其作用愈来愈受到全社会的认同与重视。 I GS 是 上世 纪 6 年代发展起来 的-f融计算机技术 、 0 -l 测绘科学 、 遥感 、 应 2 教学 内容 的改革 用数学 、 信息科学 、 地球科学于一身的综合 和集成 的信 息技 术 , 这一技 21 编写合适 教材 . 术 自问世以来 . 得到了迅速发展和广泛应用 GS I 作为应用领 域的工 教材是向学 生传授知识 、 技能的工具 。 它助力学生成长 , 好教材成 程 技术 和跨越信息科学 、 地球 科学和空 间科 学的应用基础科学 , 多 更 为学生轻盈有力的成长之翼 。 教材 的内容要做到科学性 、 实用性 、 系统 的气象 工作者 开始认识到 GS I 技术的使用价值 . 是对历史气象资 无论 性、 条理性 、 针对性与 可读性 。学院里 已经组 织老 师们编写< Z 在气 < S G 料的管理 、 查询 、 制作专题 图 、 统计分析 , 还是在气象监测资料 的实时 象 中的应用》 教材 , 充分考虑 了气象和地理信息系统专业的特点 , 做到 显示 、 精细化天气预报 、 象建模分析 、 象灾害风 险评估 、 气 气 大气环境 概念准确 , 知识体系完整 : 并将科研成果转化为教材内容 , 做到数据可 影响评价 、农业气候资源 区划及提供辅助决策等方 面 , I 都 发挥着 GS 靠, 理论联 系实际 : 根据教学实际 出发 , 编写适合教学 , 足教学要求 满 不可替代的作 用_ 因此 . 1 _ 。 在高等学校培养具有一定的 G S I 基础知识和 的教材 : 本教材做到条理 分明, 层次清楚 , 结构严谨 . 修辞得 当, 逻辑严 应用能力的学生. 具有重要 的意义 密。 使学生不但能学 习到知识 . 同时也有利 于提高学生科研素质。 在教 ( I 在气象中的应用》 GS 课程是大气科学专业 、 理信息系统专业 地 材中突 出科研的地位 . 要的是激发 了学生对科学研究的兴趣 。这 更重 课程体系中一门重要 的专业选修课 . 旨在提高学生运用地理信息系统 对 于提高大学生 的综合素质 .帮助大学生树立科研意识和创新意识 。 知识 、 气象知识的能力 . 门跨度很大的课程有机的结合在一起 。 把两 如 培养大学生 的科研能力是非常有益 的 何开设这 门课 . 高这门课的教学质量 . 提 成为地理信 息系统 专业教师 2 根据需求调整教学内容 . 2 思考的问题 . 本文结合南 京信息工程大学地理信息系统专业与滨江学 气 象部门 的快速发展对 南京信息工程 大学 培养 G S I 人才提 出了 院大气科学专业近几年< t在气象 中的应用 》 <s c 课程教学 的经验 . 对本 新的标准 和要求 针对新形势 . 校 GS 我 I人才培养 的 目 标和策 略不应 课程教学提出了几点认 识和思考 再是传统 的单一型 的培养方式 . 而应着 眼于气象部 门对人才 的需求状 况, 顺应气象事业 的发展格局。根 据气象事业和学科发展 的需要形成 1 《 S在气 象中的应 用》 GI 教学存在的 问题 以下各具特色 的人才培养策略。 一是科研型人才。 在强调地理知识 、 空 1 难以选择合适 的教材 . 1 间信息技术与气象理论的基础上 . 重点强调空 间分析能力 的培养 . 目 《 I 在气象 中的应用》 Gs 是- f 近年来才 开的新课 , l 主要是针对 大 标是培养地理信息 系统气象应用研究型人才 。 二是开发型人才 。 在强 气科学 专业 和地理信息系统 专业 . 它涉及交叉学科 . 一时很难找到 合 调地理知识 、 空间信息技术 与气象理论 的基础 上 . 重点强调计算机 开 适 的教材 .以地理信息系统专 业的教材给大气科学专业 的学生 上课 . 发能力的培养 .目 标是培养地理信息系统气象业务 系统 开发型人才。 由于专业性太强 . 大气专业的学生及 时难 以掌握 : 反之 同理 。因此 , 我 这两种人才重点强调地理信息系统在气象领域应用 能力 的培养 . 目标 们要 寻找一本适合两专业 的教材 . 难度适 当 . 两专业学生都 能准 确 使 是培养地理信息系统复合型应用人才 . 为地理信息系统在气象领域的 掌握对方专业 的内容 , 而且要有丰富的案 例。 于上 机实习, 便 真正做到 应用服务 这样学 生学 习起来不仅有 了明确的 目 , 标 学到 了一技之长 . 理论 和实践结合 . 让两专业 的毕业生到气象业务 单位后 . 不需要 重新 而且在找工作的时候也 比较有针对性 . 更易找到合适 的单位 培训 , 能从事 GS 直接 I相关的气象业务工作
GIS在气象服务方面应用初探
GIS在气象服务方面应用初探摘要:气象服务在各行业的发展中具有重要的影响作用。
传统的气象报告仅仅针对一些局部的地区,而与现如今生产对于气象的精准需求则存在较大的矛盾。
因此,为满足大众的不同需求,提出精准的气象服务技术是重要的。
GIS技术指的是地理信息系统技术,因这项技术与传统气象技术的联用,使气象服务水平有了较高的提升。
本文将对GIS在气象服务方面的应用进行分析。
关键词:GIS;气象服务;应用探索引言:传统的气象技术主要针对大众出行以及农作物生长生产建议等少数几方面,而随着生产、生活与现代气象科技的联系越发紧密。
如何提升气象服务水平,满足不同行业对气象服务的要求,变得格外重要。
GIS技术是当前气象服务中常常利用的高新技术,这一技术与传统的地质勘测、遥感技术等直接相关,将其与历史以及实时气象服务技术相连,使得气象服务工作更加精准。
本文主要从GIS技术在气象服务中的应用角度出发,对气象服务的发展前景进行了深入讨论。
一、GIS技术的主要内涵GIS技术属于地理科学技术。
其本质是多种学科技术交叉形成的计算机技术。
GIS技术的主要形成是利用地理模型分析方法,将平面的地理环境转变为更为直观的3D地理环境。
相较于传统的地理信息技术而言,GIS技术可以将传统的表格形式转变为地理图形的形式进行显示,其在精准度以及清晰度方面都有了较大的提升,从最小的街区到最大范围的洲际,通过该项技术都已可以有详细精确的表达【1】。
GIS技术研究初期仅仅局限于地理学科中,如一些地质勘探、地理环境考察等。
久而久之,随着该项技术的发展,已经形成了多种GIS技术的联用技术,对大众的生活生产提供了相应的便利,其中以GIS技术在气象服务方面的应用最为典型。
二、GIS技术在气象服务方面的应用分析1、实时气象资料与GIS的应用实时气象资料与当前常见实时气象播报相似。
以传统的气象预报为例,气象预报往往包括省、市(地)、县(区)等一天24小时内的气象状况,而目前的实时气象预报精准到各地区每一小时甚至更短时间内的气象预报。
GIS在气象领域的应用
气象数据的处理方法:数据清洗、 数据融合、数据压缩等
添加标题
添加标题
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气象数据的采集方式:实时采集、 历史数据采集、模拟数据生成等
气象数据的应用:天气预报、气 候预测、灾害预警等
气象数据的存储与查询
数据类型:包 括温度、湿度、 风速、风向等
气象数据
数据来源:气 象站、卫星、 雷达等观测设
备
数据存储:采 用GIS数据库 进行存储便于 管理和查询
数据查询:通 过GIS软件进 行查询可以快 速获取所需气
象数据
气象数据的可视化与表达
GIS技术:将气象 数据与地理信息 相结合实现数据 的可视化
气象数据:、 动画等方式展示 气象数据
技术挑战:如 何将GIS技术 与气象数据有 效结合提高气 象预测的准确
性
应用前景: GIS技术在气 象领域的应用 前景广阔如灾 害预警、气候
监测等
创新方向: GIS技术在气 象领域的创新 方向包括数据 融合、模型优 化、可视化等
发展趋势: GIS技术在气 象领域的发展 趋势是智能化、 实时化、精细
化。
GIS在气象领域的应用广泛包括气象监测、气象预报、气象灾害预警等 GIS技术可以提高气象数据的准确性和实时性为气象预报提供更准确的数据支持 GIS技术可以提供更直观的气象信息展示方便公众理解和使用 GIS技术在气象领域的应用还有待进一步推广和普及提高气象服务的质量和效率
气象数据的采集与处理
气象数据的来源:包括地面观测 站、卫星遥感、雷达等
1990年代:GIS技术的普及阶段开始应用于各行 各业包括气象领域
2000年代:GIS技术的创新阶段开始应用于大 数据、云计算等领域为气象领域提供更准确的 预测和预警服务
地理信息系统在气象灾害监测中的应用
地理信息系统在气象灾害监测中的应用气象灾害是指由于气象因素引发的自然灾害,如台风、地震、洪涝等。
这些灾害给人们的生命、财产和环境带来了巨大的威胁。
为了及时监测、预警和减少气象灾害对人们的影响,地理信息系统(GIS)技术被广泛应用于气象灾害监测。
GIS技术是一种整合了地理空间信息、数据处理和分析的系统性工具,可帮助我们对气象灾害进行全面的监测和预测。
在气象灾害监测中,GIS可以用于构建基于空间的气象数据模型。
这些模型可以帮助我们更好地理解灾害发生的机制以及影响的范围和程度。
通过GIS技术,我们可以将气象数据与地理空间信息相结合,形成可视化的地图。
利用这些地图,我们可以直观地看到气象灾害的分布情况和趋势。
这为我们提供了更准确、及时的信息,以便我们采取及时的措施来降低灾害的风险。
同时,GIS还可以用于气象灾害的预警系统。
通过整合各种数据,如气象、地形、土地利用等,GIS可以帮助我们分析气象灾害的潜在风险区域。
当潜在风险区域达到一定阈值时,GIS将发出警报,提醒相关部门和民众采取必要的预防措施。
此外,GIS还可以用于灾后救援和恢复工作。
当灾害发生后,GIS可以用于对受灾地区进行评估和分析。
通过对受灾地区进行深入的地理空间分析,我们可以快速获取有关受灾区域的详细信息,如损失程度、交通状况等。
这有助于指导救援队伍的部署和资源的调配,使救援工作更加有序和高效。
除了在应对气象灾害方面,GIS还可以用于气象灾害风险评估和规划。
通过GIS技术,我们可以对潜在气象灾害风险进行定量评估,并制定相应的风险规划和管理策略。
例如,在城市规划中,我们可以利用GIS技术来确定最佳的建筑和基础设施布局,以降低气象灾害对城市的影响。
然而,GIS技术在气象灾害监测中也存在一些挑战。
首先,获取准确和实时的气象数据是一个难题。
气象数据的获取涉及到气象观测站、卫星、雷达等多个数据源,这些数据的质量和及时性都会对GIS的应用产生影响。
其次,GIS技术要求高水平的专业知识和技能。
GIS技术在气象领域中的应用
GIS技术在气象领域中的应用GIS技术在气象领域中的应用1. 引言气象是研究大气运动、气象要素和现象的科学,是人们生活和生产中重要的环境因素。
准确的气象数据与信息对于农业、交通、航空、建筑、海洋、环境保护等许多领域的规划和决策至关重要。
GIS(地理信息系统)技术是一种整合空间数据、管理和分析地理信息的技术系统。
本文将详细探讨GIS技术在气象领域中的应用。
2. GIS技术在气象数据采集中的应用气象数据是研究和分析气象现象的基础,GIS技术可以应用在气象数据采集的各个环节。
首先,GIS技术能够帮助气象部门建立气象观测站点的数据库,记录站点的经纬度、海拔高度等关键信息。
其次,GIS技术可以实现对气候观测数据的集成和管理,利用空间数据库的优势,统一存储并管理多种气象数据类型,例如温度、湿度、降水量等。
此外,GIS技术还可以应用在气象雷达和卫星数据的获取和处理中,实现对气象现象的实时监测和预警。
3. GIS技术在气象分析与预测中的应用GIS技术在气象数据分析和预测模型构建中具有重要的应用价值。
首先,GIS技术可以将空间数据和气象数据进行关联分析,提取出空间数据中的气象要素,如气温、湿度等,从而建立空间数据与气候变量之间的关系模型。
其次,GIS技术可以应用在气象影响评估中,通过建立基于空间数据的气象影响评估模型,评估气象现象对于人类活动和环境的影响程度。
此外,GIS技术还可以应用在气象数据的插值和空间分布预测中,通过插值算法和空间分布模型,实现对气象要素在空间上的预测和分析。
4. GIS技术在气象应急响应中的应用GIS技术在气象应急响应中发挥着非常重要的作用。
首先,GIS技术可以用于气象灾害风险评估和防灾规划。
通过建立大规模的空间数据库,收集历史气象数据和灾害案例数据,并结合其他环境和社会经济数据,实现对气象灾害潜在风险区域的评估和划定。
其次,GIS技术可以应用在气象灾害应急指挥中,通过空间数据的实时采集和处理,进行灾害现场情况的监测和预警,辅助决策者进行紧急响应和救援工作的部署。
气象学在地理信息系统和遥感中的应用
气象学在地理信息系统和遥感中的应用地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)和遥感技术(Remote Sensing)在现代科学和社会发展中扮演着重要的角色。
而气象学则是研究大气现象、天气变化和气候特征的学科。
将气象学与GIS和遥感结合,不仅能提供更准确、详尽的气象数据,还能为气象监测、天气预报以及气候研究等方面提供更有力的支持。
本文将重点探讨气象学在GIS和遥感中的应用。
一、气象数据获取与分析GIS通过采集、存储、处理和分析地理信息,为决策者提供高质量的空间数据。
而气象观测站和气象卫星则是获取气象数据的重要手段。
通过将气象数据输入GIS系统中,可以生成直观、精确的地理气象信息。
例如,通过将温度、湿度、风力等气象要素与GIS地图相结合,可以制作出全面、直观的温度分布图、湿度分布图和风力分布图等。
这不仅有助于了解气候变化的趋势,还可以为农业生产、灾害防范等提供数据参考。
遥感技术则通过卫星或飞机等平台获取地球表面的相关信息。
结合气象学,可以获得各种气象要素的遥感数据,如云量、降水量、气温等。
通过对这些数据的分析和处理,可以追踪和预测气候变化,还可以监测和预警天气灾害,如台风、龙卷风等。
此外,遥感技术还可以监测城市化进程中的气候和环境变化,提供科学依据以指导城市规划和生态保护。
二、气象预报与灾害防控气象预报是气象学的一个重要领域,也是GIS和遥感技术的应用重点之一。
通过获取和分析大量的气象数据,结合空间分析和模型预测,可以实现对天气的长期、短期和即时预测。
而GIS和遥感技术作为数据支撑和决策分析工具,可以将气象预报结果以空间方式呈现,提供高分辨率的气象预报图像。
这些预报图像不仅可以帮助决策者了解天气变化趋势,还可以辅助各行各业进行灾害防控和资源调配。
在灾害防控方面,气象学在GIS和遥感中的应用也尤为重要。
例如,通过对洪水、干旱、地质灾害等天气灾害发生的环境背景进行遥感监测和分析,可以提早发现并预警可能的灾害风险。
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[南京信息工程大学
[公共气象服务] 论文[GIS技术在气象领域中的应用]
姓名: [王星]
学号: [20091332004]
指导教师: [张丽杰]
2013年4月5日
GIS技术在气象领域中的应用
作者:王星
专业:人力资源管理
学号:20091332004
摘要:地理信息系统(GIS)作为一门重要的信息技术,近年来在气象气候领域内引起了广泛的关注并得到了初步应用。
作者从国内外学术研究、技术应用等方面综合分析了GIS 在气象、气候的研究和应用现状,并从GIS技术发展的角度对GIS应用的一些基本问题进行了深入讨论。
结合GIS功能特点,就GIS应用于气象信息系统建设的一般方法进行了分析。
最后给出了结论,以期GIS这门信息技术引起广泛的重视,并能得到更深入的应用。
关键词:GIS趋势,数据共享,空间分析,应用模型,气象信息系统,GIS应用方法
引言
地理信息技术(GIS)由20世纪60年代的加拿大测量学家罗杰·汤姆林森首先提出,其基本思想是将纸质地图变成数字形式地图,以便于计算机进一步处理与分析,它在最近30多年内取得了迅速发展,最终成为一门描述、存储、分析和输出空间信息的新兴交叉学科,是分析、模拟和再现各种具有空间特征现象和过程的通用技术。
调查统计,现实生活中将近80 %的数据与空间位置相关,处理空间信息的GIS技术自然发展成为了一门重要的应用技术,广泛应用于资源调查、环境评估、区域发展规划、公共设施管理、交通安全等领域。
2004年1月“Nature”杂志发表文章“Map Opportunities”指出,以GIS技术为主导的空间信息技术、纳米技术和生物技术一起成为当今最为新兴重要和最具发展前景的三大技术领域,将对21世纪人类生活产生深远影响。
而2006年2月“Nature”又再次刊登了文章“The Web-Wide World”讨论了Google Earth以及GIS的未来发展。
目前GIS这一门综合信息技术在气象领域也得到了一定的关注,国内外气象工作者正在积极探讨GIS技术服务于气象行业的科学研究与技术应用问题。
本文综合分析了GIS技术近年来在气象(气候)领域的国内外应用与研究现状,并讨论了该技术在气象领域研究的基本问题与一般方法,以期GIS 这门信息技术能够在该领域引起足够的重视,并能得到广泛深入的应用。
1GIS的现状与发展
GIS是一门采集、存储、管理、分析、显示与应用地理信息的综合性技术,它的概念和基础来源于地理学和测绘学,其技术支撑是计算机技术,经过短短几十年的发展,GIS技术从它的雏形———地籍数据库与土地信息系统到逐渐形成了比较成熟的空间信息系统。
从地理信息系统(GI System)扩展到了地理信息科学(GI Science)以及目前的地理信息服务(GI Service)【1】。
从具有一整套的较为成熟的理论,到逐渐形成产业规模的应用,从最初的地理、环境、国土资源
等领域,到后来的规划与管理、电力电信、森林防火等众多领域都得到了广泛的应用,并发挥了越来越重要的作用。
从技术的角度来看,GIS一直在随着计算机技术的发展而不断的发展,也一直影响着领域用户使用GIS技术的方式与水平。
GIS已经从原来的单机单用户即终端式GIS过渡到网络GIS,特别是已经从WebGIS(浏览型或简单查询型)发展到了网络服务GIS(Web Service GIS),即以服务为主导的分布式计算GIS,从而使用户能够完成复杂的、基于网络的GIS应用系统;同时出现的移动GIS(Moblie GIS)技术,允许用户在移动计算环境、有限处理能力的移动终端条件下,接受移动中的、分布式的、随遇性的移动地理信息服务,这种具有移动性、客户端多样性、服务实时性、数据资源分散、多样性等特点,进一步推进了大众化GIS的发展与应用;面向对象技术以及软件设计模式的引入,促进了GIS软件开发方法朝着组件化GIS发展,使得用户在获取GIS相关组件的基础上可以进行自由、灵活地重组,构建高效无缝的面向应用领域的集成系统。
从综合学科交叉发展的角度来看,GIS已经与其他技术相互融合形成了面向特定学科发展的GIS研究热点。
作为“数字地球”(DE)的基础核心技术,3D GIS以及时态GIS(或称为4D GIS系统)已经成为GIS理论和应用研究热点;虚拟现实(Virtual Reality)技术的发展促进了虚拟GIS的研究,其方法就是将GIS与虚拟现实技术结合,将虚拟环境带入GIS,使得GIS用户可以在计算机上就能够处理客观世界的虚拟环境并能更有效地管理、分析空间实体数据,体验到多媒体化效果。
多S集成系统则是以GIS技术为主导的信息集成系统,如GIS与专家信息系统(EIS),GIS与信息管理系统(MIS)、GIS与决策支持系统(DSS)、GIS、RS以及GPS集成系统、GIS与空间数据仓系统(SDW)。
总之,当前GIS已经朝着网络化、组件化、多维化、集成化、领域应用专业化、社会应用大众化方向发展。
2气象业务中的GIS应用
GIS作为一门重要的信息技术,已经在如天气预报应用、气候区划应用、人工影响天气、地质灾害气象预报、气象灾害评估、台风信息分析、气象资料管理与站点选址分析以及综合气象服务系统等气象业务方面,并表现出了良好的应用前景,下面分别介绍。
2.5.1天气预报应用
GIS在数值天气预报(NWP)业务中开始发挥越来越多的作用。
首先可以先将单点实时观测数据进行网格化,并根据不同的应用需求,建立不同的模式方程,同时,在方程中将地理数据、气象数据等数据源作为自变量进行空间分析与计算,从而得出不同的预报要素,最后通过GIS的加工、处理及显示功能,制作出数字化的多媒体天气预报图件或图表。
利用GIS技术的绘制、分析、可视化能力,还可以进一步帮助气象专家解释天气数据与天气形势,得出更加准确的天气预报[2]。
2.5.2气候区划应用
以第三次全国农业气候区域划分为契机,GIS技术在农业气候区划领域得到较好应用。
农业气候区划的基本流程是首先确定区划对象、确定区划指标、然后建立区划模型,进行气候资源小网格推算,最后进行分析制图。
在整个流程中,GIS可以管理空间上离散点(气象监测站)的基本气候资料,包括热量条件、水分条件、光照条件、辐射条件等,可以管理基本地理资料,包括各站点的地理位置、地区的区界、以及高程、坡度、坡向等数据;GIS可以提供多种方式的从离散点到格点的插值方法;GIS还提供了多种方式制图输出能力来丰富气候区划产品[3 4]。
2.5.3人工影响天气应用
人工影响天气是一门综合性科学,它涉及到气象、遥感、地理背景、社会经济等多种学科信息,而传统信息管理系统很难管理如此种类繁多、类型复杂、格式多样的信息资料。
基于GIS的信息集成技术,则可以很好地管理海量地理数据,实现多源数据的叠加、显示、查询、运算、分析等功能,最终建立适合于飞机、高炮、火箭人工增雨作业的科学决策、实时监控、信息查询、效益评估的人工影响天气平台。
国家气象中心、中国气象科学研究院、北京市人影办、河南、山东、陕西等省气象局人工影响天气部门均采用GIS技术建立了相应的应用集成系统[5 6]。
结语
通过对GIS在气象气候领域的学术团体、气象组织、公司企业、教育领域、以及业务系统建设等方面的综述与分析,可以看出GIS这门重要的信息技术在气象领域已经得到了初步应用,并形成了一系列的应用成果。
GIS一体化的空间数据管理与集成能力、丰富的空
间分析能力、以及高质量的可视化能力等特性为气象业务系统建设发挥了重要作用,较好地提升了气象信息系统建设的水平。
但与此同时也可以看到,GIS通用的数据模型还远远不能够很好地支持多动态气象数据的存储与管理,部分空间分析能力对于气象复杂的应用模型的支持力度还不够,GIS可视化技术与气象信息科学可视化总体要求还存在一定的差距,这些问题都一定程度上阻碍了GIS深度应用于气象气候的水平。
放眼未来几年,随着GIS技术在气象领域的不断深入应用,GIS技术本身也将得到不断发展,特别是近年来网络GIS、虚拟GIS、开放式GIS、真三维和时空四维数据结构等这些GIS技术研究成果的推出和不断完善,相信GIS技术应用于气象气候领域将会走得更深更远。
参考文献
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