GIS技術在氣象領域中的應用分析

任重

摘 要：GIS為地理信息系統，包含的功能有采集信息、存儲并管理，分析后應用，其在氣象領域中的應用，是負責所有氣象資料的管理，根據現有的數據實時跟蹤，機型預測，給出分析結果，這些結果會為氣象分析提供準確的信息，為氣象業務系統建設提供基本數據。

關鍵詞：GIS技術；氣象領域；資料管理

中圖分類號：S16 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20180631056

引言

GIS技術的作用是可以處理海量的信息，把所有信息轉化為編碼儲存在系統內，由分析人員分析，并按照需求檢索。從其最初出現至今，已經建立了完善的信息系統，融入到多方面的信息系統建設中。其在氣象領域的運用，是利用GIS技術的功能，為氣象各方面的分析提供信息支持。

1 GIS技術

GIS技術是綜合采集、存儲、管理等功能的技術，從地理學與測繪學引申而來，把計算機技術作為主要運用的技術。這項技術在長時間的發展中，已逐步完善，得到多個完善的理論。對其的分析會從技術與綜合交叉兩方面分析。

從技術的角度分析，是它會隨科技的發展而發展，并不斷提升系統使用的水平。即GIS技術從單機變為終端，可在移動網絡的環境中使用，實現了技術的的大眾化發展，而各類軟件、技術的使用，也加快了GIS組件化的發展，用戶使用中可根據自己的需求，把多個部分重組，實現系統的集成。而從綜合學科交叉的角度分析，是GIS會與多個技術融合，為特定學科的發展提供服務，讓其有了新的發展方向，比如虛擬GIS、多系統的集成，完成大眾化的轉變[1]。

2 GIS技術的應用

隨著GIS技術在氣象領域應用的深入，其逐漸得到了社會的廣泛關注，具體內容有資料管理、跟蹤氣候變化、預測大氣環境變化等。具體應用如下。

2.1 資料管理

GIS技術內部有多個空間數據結構，讓所有無序的順序按照一定的順序排列，用某種格式存儲在系統內，借由操作，展示出不同數據之間的邏輯關系，體現出聯通、有效的規則。在GIS內部空間建立大量數據庫，這些數據庫會儲存海量的信息，所以，在空間內建立數據庫，是基于原有的程序，把程序變為空間數據模型，簡化了系統建設所需的程序，并進行系統維護。空間數據庫建立后，主要的用途是氣象監測站點、氣象的實時數據、空氣污染等。

2.2 用Web GIS技術發布氣象服務信息

這項操作是利用Internet的信息網絡，使用特定的網絡結構，構建Web GIS信息系統，簡化信息共享的操作，用戶若想得到信息，可直接用瀏覽器登錄，得到氣象服務。GIS是Internet為社會提供服務的基本方式，并已經衍生出數個服務產品，具體使用中，較為常用的是Arc IM S，該產品的特點是，運用協議及時向外發布信息，用服務器軟件查看交互式地圖，可海量發布數據，而基于GIS內數據庫建立信息發布平臺，是由客戶機發出請求，服務器接收后處理，最后把結果傳輸回客戶機，同時，管理人員也會定期查看數據庫，進行數據庫維護，具體操作是在GIS客戶端內，用戶會連接接口，處理邏輯，把客戶的要求發送給接收器，隨后，服務器會先把結果進行格式化處理，把它傳輸給客戶。

2.3 跟蹤氣候狀態

GIS技術的功能之一是跟蹤，并對得到的數據進行觀察，從中分析出結果。借由這一功能，可以觀察實際數據，了解分析要素隨著時間變化的軌跡，或者是某個時間段內數值的變化，為復雜的跟蹤體提供技術支持，同時，這也會讓跟蹤可視化。比如以臺風的跟蹤為例，用GIS技術跟蹤后，可以畫出臺風行進的軌跡，以及風力等級隨著行進的等級變化。即用GIS技術跟蹤氣候狀態，是全程記錄某一氣候的變化，準確記錄變化中的各類數據，體現了較高的應用價值[2]。

2.4 劃分農業氣候區

劃分農業氣候區是利用GIS的空間分析模塊，完成建模并進行實際分析，把內部的矢量、柵格數據切換。即GIS技術的運用，是基于現有的數據制圖，并提供簡單查詢的服務，同時也根據空間的屬性、數據的屬性，把所有數據按序疊加，完成緩沖區的分析后，從分析中重新得到信息，這些信息的給出，會為相關部門科學決策的制定提供參考。目前，GIS技術在農業研究與分析的使用已經逐步成熟，特別農業氣候區的規劃上，體現了GIS技術應用的優勢，即其實現了技術多源，完成不同規格、尺度農業數據的分析，構建模型，完成模型分析，而把所有數據疊加后，可為農業資源的分布、空間結構的分布等提供信息，優化農業生產的規劃。

2.5 評估氣象災害的影響

現在，GIS技術已經在各類氣象災害的預測中廣泛使用，比如干旱、暴雨、雷電等，這些災害的特點是，出現的次數頻繁，分布區域較廣，而如果出現重大災害，會給災害發生地的經濟、農業造成不利影響。所以用GIS技術處理，分析重大災害的發生，并預測災情的大小，是基于得到的數據，構建損失評估模型，對其進行定量分析，而在定量分析后，可對災害情況的發生有基本的預估，為災害預防提供科學依據。評估災害時，會利用GIS內現有的多個數據，包括地理、社會等，按需查詢、統計，顯示屬性數據，并基于這些數據建立平臺，模擬災害的演變過程，從中提取災情數據，把災情用可視的方式呈現出來。

用它也可以完成大氣成分的預測。GIS技術地理統計的操作，是構建三維空間，在空間內放入多個離散點，讓所有離散點變為連續的表面，把這一表面作為統計使用的工具，從中統計信息，分析出具體變化的趨勢，預測表面圖形的走向。即其在大氣成分變化中的應用，是根據大氣空間分布，監測數據，把所有數據轉化為多個離散點，以此預測大氣環境的變化。同時，GIS技術分析中，也會計算誤差，用目前實際采樣的內容，構建預測模型，具體操作中，會加入地理統計模塊，該模塊的運用，是使用多種方法，制作預測表面圖，對某區域的大氣情況進行分析。

2.6 GIS技術在氣象領域應用的發展

基于上述應用的分析，可以得出其未來應用的方向是，構建決策氣象服務系統。該系統的設計，是為專業的氣象人員服務，其使用的技術有GIS、數據庫、WEB等，運行后可整合多個服務產品，讓它們綜合集成，并完成統計分析，按照需求把產品分發[3]。

決策氣象服務系統的功能框架有3層，最底層是數據管理，包括各項基礎地理信息的處理、文件服務器等，中間層是應用支撐，即把所有數據整理后傳輸到中間層，經過中間件，完成系統管理等操作，最上層是應用，完成數據、預測臺風等自然災害的分析與判斷。系統運行中，主要借用的技術是GIS技術，即其在空間數據分析中，分析數據，隨后在第2層中，會用借助多個通用功能，與最底層GIS技術的支持，實現數據的二次利用。它實施后的效果是，借助軟件、數據等，保證了制圖的準確與效率，用可視化的方式直接看到不同步驟的操作，最終實現優化制圖，繪制出氣象圖，現已經為中國天氣網、中央氣象臺等，提供圖像服務。

3 結語

GIS技術在氣象領域中的應用，是基于GIS技術的基本闡述，從資料管理、發布氣象服務信息、跟蹤氣候狀態、劃分農業氣候區等方式，突出GIS技術應用的優勢，即GIS技術的使用，可為氣象研究提供信息與技術支持，預測各類氣候的變化，讓氣象部門及時進行災害預警。同時，其也有明確的發展方向，實現GIS技術的深入應用。

參考文獻

[1]李望，顏祺，韓超.GIS技術在氣象探測中的應用分析[J].建材與裝飾，2017（31）：206-207.

[2]魯靜.GIS技術在交通氣象服務系統建設中的應用[J].信息系統工程，2014（08）：46.

[3]郭俊龍，張建新.基于GIS技術的決策服務系統在省市氣象業務中的應用探討[J].科技與創新，2014（16）：148-150.