气象要素的等值线绘制技术

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1、第!"卷第#期江西气象科技%&’(!")&(#!$$!年!月*+,(!$$!气象要素的等值线绘制技术章毅之，辜晓青#江西省气象科研所，江西南昌!!""$%&摘要：介绍了’()*+)和,)-./0个等值线绘制软件系统，并结合业务需要，对这0个绘图软件分别进行了探索和比较。关键词：气象要素等值线技术中图分类号：1$"2：1$%3文献标识码：4文章编号：5""672"!!#0""0&"57""!"7"$等值线图是气象工作者常用的气象要素图形显示方法，它能较直观地给出气象要素的分布情况，让气象工作者一目了然，因此目前在许多业务系统中都涉及到如何生成气象要

2、素等值线的问题。在业务系统开发过程中，等值线的生成要么由程序员编程设计完成，要么利用己有的成熟商用软件。由于计算机生成等值线的算法较为复杂，自己开发等值线绘制程序势必耗费大量的时间，而借助成熟的商用软件能较快地制作出美观的等值线图。本文结合业务需要，介绍0种商用软件在等值线图制作方面的使用方法。5’89:;9绘图软件’()*+)软件是,<=.+>’<*?@-)+公司研制的基于AB>.<@/系列操作系统的插值绘图软件，是一个十分流行的小型软件。该软件可处理离散点资料、格点资料，可以绘制等值线图、三维立体图等，也可添加研究区域的部分地理信息、在资料点

3、上显示标注等；提供了传统的AB>.<@/界面，操作简单，同时它还可通过C4等编程语言将其强大的功能嵌入到用户开发的系统中。5D5资料数据格式资料数据的格式一般为文本格式，它包含的数据项有资料点的位置坐标（如经纬度）及属性项（如年均降水量）。其中属性项可以有多项，但资料点的位置坐标是唯一的。具体的数据格式如下：55$DE3F02D"!F5%5E55$D!3F03DE!F5E"5D3⋯⋯55$D%"F06D$"F5%E6D5其中第一列为经度，第二列为纬度，第三、四⋯列为要素值。将该文件准备好，我们就可以对资料数据进行空间插值处理。5D0离散数据的空间

4、插值要绘制要素的等值线图，关键的工作之一便是将离散点资料插值成规则的网格点资料。’()*+)软件提供,)B.功能完成插值过程。,)B.提供了许多数学插值模型，如距离倒数加权法、最小曲率法、三角网线性插值法、克里格法、多元回归法等。利用这些数学模型，可以很方便地进行插值计算。其中较为精确的插值方法是克立格法。克立格法是以法国GD,DH)BI+的名字命名的一种最优内插法。克立格法分为0步：#5&对空间场进行结构分析。也就是说，在充分了解场的性质的前提下，提出变差函数模型；#0&在该模型的基础上进行收稿日期：!""!年"#月!#日第一作者简介：章毅之$

5、#%&’()，男，工程师，硕士，主要从事*+,与气候资源开发与研究工作-·!"·!""!年第#期江西气象科技$%&’!()%’#克立格计算。按照空间场是否存在漂移（#$%&’）可将克立格插值分为普通克立格和泛克立格。其中普通克立格（($#%)*$+,$%-%)-简称(,法）常称作局部最优线性无偏估计。克立格法以空间结构分析为基础进行估值，因此该方法充分利用了数据空间场的性质，在插值过程中可以反映空间场的各向异性，并且充分利用数据点之间的空间相关性；可以自动识别样品点的空间分布，如果若干个样品距离较近而且在同一方向，那么离待估点较近的点的权值较大，

6、而其他点的权值较小，这就消除了由于采样不均带来的误差，这种现象在克立格插值中称为“屏蔽效应”；可以产生超出估计点的最大和最小值范围，甚至出现负值，因此在某些情况下更加符合实际。用离散点资料进行网格插值，还要注意的一个重要问题是网格分辨率的大小。网格过密，附近网格分析值连续性好，虽能增加线条的平滑度，但会导致绘图失真，如降水量分析中出现不合理的负降水量；网格过稀则会导致漏掉一些高低值中心，线条相对粗糙。经反复试验，在处理我省的站点资料时采用./.0123./.012的网格较为合适。将站点资料转换为网格点资料后，根据站点资料的信息，在其附近的网格点都

7、可得到分析值。这样，如果站点离省界很近，那么在省界以外的格点上相应也有分析值，从而造成绘制等值线时线条超出省界，影响美观。45$&6$软件提供的78*)9功能，可切掉省界以外的网格点分析值。利用地理信息系统软件从我省"：01....的地理数据中提取出省界的经纬度数据，并转换成45$&6$软件的边界文件格式。经过45$&6$软件的处理，可切掉边界外的网格点资料值。"/!等值线图形的绘制将站点资料处理成格点资料以后，利用45$&6$软件的:;)’;5$功能便可进行等值线图的绘制。系统可自动设置等值线的间隔并绘制等值线，用户也可以根据自己的需要设计等值

8、线间隔，决定是否填充等值线等。45$&6$软件兼容部分地理信息软件的数据格式，如<$=>%6?等，并可与地理信息系统相结合，从而把部分地