GIS在气象中的应用(三)
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。
气象学中的数学应用问题
气象学中的数学应用问题气象学中的数学应用一、气象预测分析1、数学模型：为了预测气象状况，科学家利用复杂的数学模型来进行计算，他们根据目前的情况预测未来的气象趋势。
2、均值分布：气象学家利用均值分布（例如高斯分布）来度量会有多种可能的情况。
3、统计分析：利用气象数据和统计分析来检验气象学家的预测结果是否准确。
二、气象数据可视化1、图形模型：气象学家使用不同的图形模型（例如海拔图，形状图）来表示气象数据。
2、碎片数据可视化：由于大量的气象观测和数据处理设备，现在大量的气象数据是分散的，气象学家利用可视化技术来把这些碎片数据组合起来。
3、地理信息系统：气象学家利用地理信息系统（GIS）把大量的气象数据结合在一起，为气象模拟和预测提供基础数据。
三、实验过程中的数学模拟1、模拟冲击：气象研究者可以利用空气动力学模型来模拟力学物理和化学反应等冲击效果，预测不同环境下气象状况的变化。
2、尺度模型：气象学家可以利用尺度模型，通过研究气象系统的特征以及宏尺度和微尺度的相互作用，来研究大范围和小范围气象系统中的过程。
3、地形模型：气象学家可以利用三维地形模型来解释气象状况的变化，帮助他们更好地理解气象环境。
四、气象影响评估1、统计模型：气象影响评估利用统计模型来估算不同气象条件下的潜在风险，并根据其中可能存在的极端气象来评估气象影响。
2、数值模拟：使用数值模拟方法，气象影响评估可以分析气象事件潜在的影响，并通过模拟技术对它们进行计算，以更准确地了解气象事件的影响。
3、灾害模拟：利用数学模型来模拟极端性气象事件所释放出的灾害，帮助气象影响评估更准确地预测灾害的发生。
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。
GIS技术在决策气象服务系统建设中的应用
１ 系 统 总 体 框 架
务 系统采 用 了层 次化 的设 计 思路 ， 系统 总体 框 架 由 ３
部分组 成 ： 据层 、 用核 心 ＧＩ 象 应用 组 件层 以 数 通 Ｓ气
展， 建设 新一 代 国家级 决 策 气 象 服 务 系 统 显 得 尤 为
重要 。
及业 务服务平 台。应用 系统的总体框架 如图 １ 所示 。
以海 量管 理和 查 询 气 象 信 息 ， 以对 地 理 空 间 数 据 可
引 言
气象 服 务是所 有气 象业 务产 品 向社 会 提供 服 务
的 出 口， 是气 象工 作 的出发 点和 归 宿 ， 中包括 决 策 其 气 象服 务 、 众 气 象 服 务 、 业 气 象 服 务 和 科 技 服 公 专 务 Ｌ 。决策 气象 服 务 是 指 专 门 为 党 中 央 、 １ Ｊ 国务 院 及 同级 或 以上 相 关综 合 部 门提 供 气 象 服 务 ， 求 服 务 要 产 品具 有针 对 性 、 动性 、 时 性 和 准 确 性 。 目前 ， 主 及 气象 部 门 建 设 的 决 策 服 务 系 统 大 多 基 于 ＭＩ Ａ Ｓ Ｃ Ｐ
务系 统 的基础 开发 平 台。
（ 象信息 综合 处理 系统 ） 务 系 统 ， ＭＩ Ａ Ｓ系 气 业 但 Ｃ Ｐ
统是 面 向预报 员 的业 务操 作 ， 产 品 交互 制 作 能力 其 远 远不能 满足 决策 服务 的需要 。完善 和 规 范决 策气 象 服务 产 品 ， 进决 策 服 务 向直 接 提 供 决 策 建议 转 推 变， 具有 重要 意义 。 因此 ， 为了适 应 决策 气 象业 务 发 为 了保证 系 统 的可 重用 性 、 共享 性 和 扩 展性 ， 业
地理信息系统原理方法和应用
地理信息系统原理方法和应用地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种结合地理数据、地理信息展示和空间分析的技术系统。
通过采集、存储、管理和分析地理空间数据，GIS能够提供基础地理信息，支持决策制定和资源管理，促进各行业的发展。
一、GIS的原理GIS的原理基于地理空间数据的获取、存储、处理和分析。
它包括以下核心要素：1. 地理空间数据：GIS以地理对象和属性数据为基础，通过地理空间数据的采集和整理建立地理数据库。
这些数据可以是点、线、面等，描述了地理要素在空间中的位置、属性和拓扑关系。
2. 地理数据建模：通过对地理空间数据进行建模，将实际地理要素与其数字表达相对应。
这些模型包括点、线、面等地理对象，以及拓扑、关系和属性数据。
3. GIS分析：GIS具备空间和属性分析能力，可以进行空间拓扑分析、空间查询、空间统计等，帮助用户获取更多的地理信息和洞察。
4. 地图制图：GIS能够将地理数据可视化展现在地图上，通过各种符号、颜色和渐变等方式直观地传达地理信息。
二、GIS的方法GIS的应用离不开一系列的方法。
以下是几种常见的方法：1. 数据采集：通过GPS、遥感、测绘等手段获取地理空间数据，包括地形、地貌、土地利用、气象等信息。
2. 数据管理：建立地理数据库，包括数据的存储和更新，以及数据的索引和分类。
3. 空间分析：运用空间统计、缓冲区分析、网络分析等方法，探索地理要素之间的空间关系和空间分布规律。
4. 决策支持：利用GIS技术进行空间模拟、场景分析等，为决策制定提供科学依据。
5. 地图制图：通过地图制图技术，将地理数据可视化展示在纸质或电子地图上，方便用户获取地理信息。
三、GIS的应用领域GIS在各个领域都得到了广泛的应用。
以下是几个主要的应用领域：1. 城市规划：GIS可以用于城市的土地利用规划、交通路网规划、交通拥堵分析等，帮助城市合理发展。
2. 自然资源管理：GIS可以对森林、水资源、土地等进行监测和管理，帮助实现可持续利用。
Gis在气象行业的发展
Gis在气象行业的发展作者：尹杰等来源：《商品与质量·学术观察》2014年第02期摘要：地理信息系统（Geographic Information System，GIS）作为一种空间信息管理技术，在气象预报、气象灾害监测预报预警、公共气象服务、短期气候预测、应对气候变化、气象预报预测等方面都有着非常广阔的应用空间，能够为海量气象数据管理与共享、气象数据分析展现、精细化气象预测预报、公共气象服务、气象应急指挥等各应用领域提供基础科技支撑和决策支持。
当前，中国气象局正在实施一系列重大气象信息化工程，GIS在其中都扮演着重要的角色。
关键词：GIS，气象服务数据缓存压缩提高效率资源优化一、前言随着社会经济的发展和人民生活水平的不断提高，气象与人们的生产生活有着越来越密切的关系。
科学技术的不断革新，使气象行业向着信息化、精准化不断迈进，更快更好地服务于人民大众。
地理信息系统（Geographic Information System，GIS）作为一种空间信息管理技术，在气象预报、气象灾害监测预报预警、公共气象服务、短期气候预测、应对气候变化、气象预报预测等方面都有着非常广阔的应用空间，能够为海量气象数据管理与共享、气象数据分析展现、精细化气象预测预报、公共气象服务、气象应急指挥等各应用领域提供基础科技支撑和决策支持。
当前，中国气象局正在实施一系列重大气象信息化工程，GIS在其中都扮演着重要的角色。
二、GIS技术简介GIS（Geographic Information Systems，地理信息系统）是多种学科交叉的产物，它以地理空间为基础，采用地理模型分析方法，实施提供多种空间和动态的地理信息，是一种为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。
其基本功能是将表格型数据（无论它来自数据库，电子表格文件或直接在程序中输入）转换为地理图形显示，然后对显示结果浏览，操作和分析。
其显示范围可以从洲际地图到非常详细的街区地图，现实对象包括人口，销售情况，运输线路以及其他内容。
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。
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Байду номын сангаас
数据
入库方案 1、Oracle、access、Sql Server 2、Spatial Geodatabase
数据
数据库结构（气象） 1、站点观测数据 站号 时间 观测值 2、栅格数据 名称 路径 时间 产品类型 3、要素数据 要数编号 值
数据
空间数据库 基础地理数据 栅格数据集（Raster Catalog）
1、海量气象数据
•大规模地面
•探空资料数据
•气象卫星资料数据 2、GIS核心功能 •空间尺度的大跨度 •高频次、高速度实时信息处理 •多维空间数据处理
★近期应用展望
社会统计 信息
气象卫星 数据 GIS 综 合 分 析 平 台 气 象
近期应用展望
气象信息管理
气象信息可视化
服务产品制作
天气预报分析
GIS
高空气 象探测 数据 气象地面 观测数据
分 应用方向 气候变化分析 析 模 气象灾害监测与评估 型
生态环境监测评价 ……
基础地理 信息
中长远期应用展望
★ 三维向五维发展
★ 区域向全球分析
★ 仿真三维立体悬浮透视模拟
中科院长春光机所研制的一种 单源光路的三维图像多方位悬浮显 示装置显示出新一代3D显示技术未 来发展的端倪。该装置不需借助任 何助视仪器，即可使多人同时围绕 显示区域多角度地观看三维图像。
系统设计
系统描述：采用Delphi+ArcEngine来 实现。地理数据（矢量数据）采用 GeoDataBase存储管理。信息发布采 用.net +ArcGIS Server。定点观测资 料、人文、社会、经济信息采用关系性数 据库管理，建立水文气象数据库，以便于 地理信息系统接口和数据的存储管理。
GIS的应用
项目
淮河流域暴雨洪水预报业务系统 安徽省人工影响天气业务指挥系统 华东地区海洋业务系统 潍坊市灾害评估系统 台州市农业农业地理信息系统
数据
气象数据种类繁多、格式繁多 气象数据数据量大 气象数据数据时效性
数据
表现形式 1、色斑图 2、标注 3、画要素
数据
归纳 1、离散数据 2、格网数据 3、要素数据
系统设计
后台处理 前台显示
系统设计
涉及的气象数据： 雷达、站点（常规和加密）数据、墒情数据、 云物理场数据、卫星影像、预报数据、其 他的图片数据
人工影响天气
人工影响天气
人工影响天气
人工影响天气
人工影响天气
台州农业GIS系统
★近期应用展望
气象GIS技术特点
数据
解决方案 1、离散数据 入库-插值 2、格网数据 规定格式： 建议采用ArcGIS中的ASCII格式存放，以TXT为扩展名，ASCII格式 如下： ncols 480 （列个数） nrows 450 （行个数） xllcorner 378923 （左下角X坐标） yllcorner 4072345 （左下角Y坐标） cellsize 30 （网格间距） nodata_value -32768 （非法数据的表达方式） 43 2 45 7 3 56 2 5 23 65 34 6 32 54 57 34 2 2 54 6 值 35 45 65 34 2 6 78 4 2 6 89 3 2 7 45 23 5 8 4 1 62 ... 3、要素数据入库
三维图像悬浮显示装置的 原理样机显示出拖拉机悬 浮立体图像
三维图像悬浮显示装置的 原理样机显示出地球悬浮 立体图像