gis技术在气象领域应用综述

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1、文章编号：１００２－８７４３（２０１４）０１－００６７－０６ＧＩＳ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

2、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：Ａ２０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

3、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。１国外ＧＩＳ技术在气象领域应用现状在国外，特别是美国和欧洲地区，ＧＩＳ技术已经广泛应用于天气和气候领域。从直观的以地图的方式查看天气预报，浏览气象观测站点资料，到专业的气象分析预报、气象专家系统，气象信息与空间信息的结合已经密不可分。国外气象部门

4、已和专业的ＧＩＳ公司合作研制了专业的气象ＧＩＳ模块，以解决能用ＧＩＳ平台不能很好满足气象应用的需求。如美国国家大气研究中心ＮＣＡＲ（ＮａｔｉｏｎａｌＣｅｎｔｅｒｆｏｒＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＲｅ－ｓｅａｒｃｈ）对于ＧＩＳ技术不断的研究与发展，２００１年至今实现了应用ＧＩＳ技术从最初的数据共享发展的更高的空间分析等气象应用的研究；２００１年成立的ＣＯＳＴ－７１９分别对空间数据互操作、空间信息基础设施、气象要素差值方法和应用模式进行了研究并取得了一系列的成果；ＮＣＡＲ与ＥＳＲＩ公司合作建立了气象数据模型（ＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＤａｔａＭｏｄｅｌ），很

5、多气象专业分析模型和应用系统就建立在这样的ＧＩＳ平台上［２］。国外不少学者还研究了针对气象行业的空间分析方法。在气象数据分析中，ＧｅｒｇｅｌｏｖａＭ等学者［３］通过改进ＩＤＷ方法形成一种命名为梯度加反距离平方（ｇｉｄ）方法，该方法能够进一步消除地形坡度和海拔的影响，提高了对选定区域气候数据生成的表面温度、压强的比较和分析的准确性。Ｙａｖｕｚ＊收稿日期：２０１３－１２－１２基金项目：中国科学院重点部署项目“新一代ＧＩＳ的综合应用示范（ＫＺＺＤ－ＥＷ－０７－０１－００１）资助作者简介：石伟伟（１９７６－），男，河南济源人，高级工程师，博士，主要从

6、事智慧城市和国土、房产、统计等行业应用项目的设计和建设工作．·６８·广西师范学院学报：自然科学版第３１卷Ｈ，ＥｒｄｏｇˇａｎＳ［４］应用了普通克里格法、反距离加权和完全正则样条插补三种ＧＩＳ环境地质统计技术空间内插方法对土耳其的年降水量进行插值，得出年度和月度降雨量分布趋势并证实了普通克里格法最为适合，为水资源管理提供了重要的科学依据。基于ＧＩＳ开发气象应用系统也是一个重要方面。ＢａｉＹ，ＫａｎｅｋｏＩ，ＫｏｂａｙａｓｈｉＨ［５］等学者以日本东京为例，开发一个基于ＧＩＳ的高效经济的数据管理工具，用于管理气象观测数据和投影转换数据。该工具能够提供

7、专门的气候变化信息，为非专业型政府机构提供决策支持。ＳｔｅｆａｎｅｓｃｕＶ［６］、ＡＫｌｎｃｌＨ，ＥｒｄｏｇˇａｎＳ［７］等基于ＧＩＳ技术开发了洪水预报决策系统，借助ＧＩＳ空间分析、显示、ＷｅｂＧＩＳ技术实现了洪水信息的实时更新、发布和共享，为气象灾害监测预警提供信息支撑。２国内ＧＩＳ技术在气象领域应用现状从现有情况来看，ＧＩＳ在气象行业应用已取得实践性的成果，主要应用主要包括时空一体化的海量气象数据管理、气象数据展示分析、气象数据发布和共享、空间分析和辅助决策四个方面。２．１２．１ＧＩＳ技术在气象领域应用实践国内ＧＩＳ与气象结合的研究和应用起

8、步稍晚，但也已进行了一些积极的探索。１９９７—２０００年，中国气象局预测减灾司在开展全国第三次农业气候区划试点工作时，就曾组织力量研究ＧＩＳ在农业气候