gis技术在决策气象服务系统建设中的应用

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1、GIS技术在决策气象服务系统建设中的应用摘 要GIS作为一门重要的空间信息技术，在越来越多的气象信息系统建设中发挥了重要作用。本文介绍了基于组件式GIS技术的决策气象服务系统建设的总体框架，并阐述了系统的建设内容，主要包括电子地图建设、气象制图输出、实时与历史资料检索、灾情分析、台风预警与损失评估、以及参数化制图等功能。同时对GIS应用于决策气象服务系统的若干关键技术问题进行了深入讨论与分析，如数据共享与转换、气象要素插值算法、空间信息检索方法、基于插件技术的模型评估方法、三维可视化技术。最后给出了相关结论，并指出该系统将为全国综合性决策服务系统提供一个良好的建设思路。关键词：GIS;

2、气象制图;气象要素查询;灾情分析;三维可视化1前言   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，其中包括决策气象服务、公众气象服务、专业气象服务和科技服务[1]。决策气象服务是指专门为党中央、国务院及同级或以上相关综合部门提供气象服务，要求服务产品具有针对性、主动性、及时性和准确性。目前，气象部门建设的决策服务系统大多基于MICAPS（气象信息综合处理系统）业务系统，但MICAPS系统是面向预报员的业务操作，其产品交互制作能力远远不能满足决策服务的需要。中国气象局在业务技术体制改革总体方案中明确指出，完善和规范决策服务产品，推进决策服务向直接提供决策建

3、议转变，具有重要意义。因此，为了适应新的需求和决策气象的业务发展，建设新一代国家级决策气象服务系统显得尤为重要。   地理信息系统（GIS），作为一门重要的空间信息技术，在越来越多的信息系统建设中发挥了重要作用。决策气象服务系统的基石是各类海量信息，这些信息既包括空间地理信息，又包括大量与空间密不可分的气象属性信息。气象数据本质上也是地理信息，因为气象中的风速、温度、气压等都是相对于具体的空间域和时间域而言，没有地理位置的气象要素是没有任何意义的[2,3]。GIS技术优势在于可以海量管理和查询气象信息，可以对地理空间数据进行分析处理，与数值模型计算相结合，还可以形象直观的可视化表达模型

4、计算结果；GIS空间分析能力还可以与气象信息技术相结合，提供空间和动态的地理信息，并采用一定模型为决策服务提供科学依据[4]。笔者调研发现，国内气象部门决策服务系统的建设基本上是以信息共享再配合MICAPS一些功能而实现，还没有充分利用GIS技术的优势来真正构建决策气象服务系统[5-8]。因此，作者选择了GIS技术作为业务系统的基础开发平台。本文首先阐述了系统总体框架，然后介绍了系统主要功能，最后分析讨论了GIS应用于系统建设的一些关键技术问题。2系统总体框架  为了保证系统的可重用性、共享性和扩展性，业务系统采用了层次化的设计思路，系统总体框架由三部分组成：数据层、通用核心GIS气象

5、应用组件层、以及业务服务平台。应用系统的总体框架如图1所示。 图1应用系统的总体框架   数据层：指现有的数据共享环境，主要存储了决策气象服务所涉及的三类数据：气象业务数据库（如实时观测资料，服务产品等）、基础地理信息数据（即空间数据）以及社会经济、人口数据。所有的数据均采用Oracle大型数据库进行统一存储和管理，其中空间数据库的存储则采用了ESRI公司的空间数据引擎（ArcSDE），而社会经济、人口等数据则直接与基础地理信息进行了空间一体化关联存储。通用核心GIS气象应用组件主要提供了地图管理、查询操作、专题制图、气象要素空间插值、影响区域分析等主要功能，它为业务服务平台提供了GI

6、S的底层支持。组件层的建设采用了技术成熟的ArcGISEngine嵌入式开发平台，并采用C++进行二次开发和组件封装，一定程度上提供了气象应用组件的可重用能力。业务服务平台是面向决策用户的客户端，直接为决策气象服务提供服务产品制作、决策动态模拟、分析评价等服务。3系统功能介绍   系统的主要功能如图2所示。 图2 系统主要功能示意图   3.1基础电子地图   在空间数据库的基础上，制作了以1:25万比例尺为基础的电子地图，主要包括了省、市、县、乡行政区、五级河流、数字高程模型（DEM）、土地利用等数据。由于1:25万数据量较大，因此电子地图做成了分级显示，当用户缩放到一定比例时，更详

7、细的信息才进行显示。利用DEM数据还制作提供了三维晕渲图来进一步增强地图的可视化效果。电子地图中省区以及县行政区图层上关联存储了经济、人口等重要信息，而北京、上海等地区则提供了更详细的大比例尺数据。   系统提供电子地图的多种查询方式，如点击查询，区域查询，属性到图形的查询等。用户将查询获取的基础信息与气象信息将作进一步综合分析，供决策服务使用。   3.2地图显示与气象制图   地图以水平分层、垂直分幅的方式进行管理，并以工程文件形式进行存储