三维气象GIS平台关键技术研究与实现-论文.pdf

《三维气象GIS平台关键技术研究与实现-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第43卷第2期气象科技Vo1．43，No．22015年4月METEoRoL0GICALSCIENCEANDTECHNOL0GYApr．2015三维气象GIS平台关键技术研究与实现张学全王伟王鹏。邢平。(1武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室，武汉430079；2武汉吉嘉伟业科技发展有限公司，武汉430079；3北京航空气象研究所，北京100085)摘要针对三维GIS的发展应用以及气象服务对于高效决策和直观可视性的要求，开发了具有自主知识产权的三维气象GIS平台。本文从体系结构、功能、数据访问及组件方面介绍了系统的设计方法，并详细论述了平台的关键实现技术，包

2、括气象数据组织、气象标绘、二维图层和三维体绘制技术。该系统能够高效加载海量的二三维气象数据，并支持气象标绘和分析等功能。该系统运行稳定，可视化效果突出，为气象数据处理、数值预报、气象模拟仿真等气象服务搭建了一个坚实的三维基础平台，具有重要的应用价值。关键词3D-MeteoGIS；体系结构设计；功能设计；数据访问设计；气象数据组织；气象标绘；气象数据绘制的直观可视性直接影响气象服务的质量和效果_6]。引言随着全球气候变暖和越来越多的气象灾害及次地理信息系统(GeographicInformationSys—生灾害，如何为政府部门提供及时高效的气象服务tern，

3、简称GIS)是一种具有采集、存储、管理、分析、决策依据，为民众提供直观可视化的气象服务内容显示与应用地理信息功能的计算机系统，是分析和是我们面临的重大问题。随着三维GIS的不断发处理海量地理数据的通用技术]。在一定程度上，展和日趋成熟，运用三维GIS技术来表现和处理地气象数据信息都是地理信息，因为气象中的风速、温理位置相关问题变得实际可行。三维GIs的优点度、气压等都是相对于具体的空间域和时间域而言在于直观可视，并且易于表达较大范围内的数据显的，没有地理位置的气象要素也是没有意义的]。示分析效果，而对于气象而言，处理的正是较大区域因此，运用GIS的方式来组织

4、气象数据，可以更好范围内的气象数据，并将相关信息直观地表现出来。的管理和显示气象信息。因此从底层设计开发面向气象的三维GIS平台近些年，国内普遍开展了将GIS技术应用于气(3D—MeteoGIS)可以解决上述问题，对于提升气象象的研究和尝试，收到了一定的成效，但是也存在一业务服务具有重要意义。本文详细论述了从底层设些问题。首先，目前利用GIS开发气象信息系统大计三维气象GIS平台的方法及其关键实现技术。多建立在对商业GIS软件的简单应用或二次开发之上]。然而基于商业GIS组件开发气象信息系1．系统设计统存在体积庞大、针对性差、价格昂贵和没有自主产1．1体系结

5、构设计权等缺点，因此应用推广受到了极大的限制。其次，3D～MeteoGIS的系统结构设计如图1所示，主目前利用GIS技术从底层开发气象信息系统大多要包括4个层次：表现层、业务层、组件层和数据层。是基于二维GIS技术_7。。]。二维GIS是对现实世界表现层主要负责系统的最终显示输出，业务层对应的抽象，虽能较好地反应区域内的地理信息特征，但系统的功能，组件层为系统的内部组件设计，而数据其损失了空间位置信息而不能完整地反映客观世层则负责系统对数据的访问调度。界，缺乏有效的三维空间可视化能力。而气象服务http：／／www．qxkj．net．cn气象科技国家863计

6、划(2013AA01A608)和国家火炬计划(2012GH722002)共同资助作者简介：张学全，男，1989年生，硕士研究生，主要从事三维地理信息系统研究，Email：1013953289@qq．com．收稿日期：2014年5月28日；定稿日期：2014年9月23日第2期张学全等：三维气象GIS平台关键技术研究与实现227示漫游。提供对气象二维数据的点图层，线绘制和面填图绘制，提供对气象三维数据的体绘制，为用户提供多种形式的可视化效果。支持对连续数据产品的动画播放。(4)气象标绘：针对气象分析和预报人员，提供气象专业的符号绘制类和标绘工具。提供对点符号、线

7、符号、面符号的标绘编辑，如台风符号、飑线符号、云区等。(5)气象编辑：支持对气象图层的图形编辑和属性编辑。图形编辑包括对气象图层要素的增加、删除、位置、大小、节点等操作。(6)气象查询分析：支持对气象数据文件的检索，对气象图层要素的查询。支持对气象数据的采样、插值、等值线生成、等值面生成、平滑、简化处理等分析功能。1．3数据访问设计气象数据是3D-MeteoGIS的核心，具有范围广、时效性强的特点。三维GIS平台处理的数据包图1体系结构设计图括地理数据和气象数据。3D—MeteoGIS的基本影1．2功能设计像和地形数据通过网络从对应的Web影像服务器从功能模

8、块来讲，GIS主要包括数据输入、数据上获取。3D—M