Gis在气象行业的发展.doc

1、Gis 在气象行业的发展摘要：地理信息系统（Geographic Information System，GIS）作为一种空间信息管理技术，在气象预报、气象灾害监测预报预警、公共气象服务、短期气候预测、应对气候变化、气象预报预测等方面都有着非常广阔的应用空间，能够为海量气象数据管理与共享、气象数据分析展现、精细化气象预测预报、公共气象服务、气象应急指挥等各应用领域提供基础科技支撑和决策支持。当前，中国气象局正在实施一系列重大气象信息化工程，GIS 在其中都扮演着重要的角色。 关键词：GIS，气象服务 数据缓存压缩 提高效率 资源优化 一、前言 随着社会经济的发展和人民生活水平的不断提高，气象与人

2、们的生产生活有着越来越密切的关系。科学技术的不断革新，使气象行业向着信息化、精准化不断迈进，更快更好地服务于人民大众。 地理信息系统（Geographic Information System，GIS）作为一种空间信息管理技术，在气象预报、气象灾害监测预报预警、公共气象服务、短期气候预测、应对气候变化、气象预报预测等方面都有着非常广阔的应用空间，能够为海量气象数据管理与共享、气象数据分析展现、精细化气象预测预报、公共气象服务、气象应急指挥等各应用领域提供基础科技支撑和决策支持。当前，中国气象局正在实施一系列重大气象信息化工程，GIS 在其中都扮演着重要的角色。 二、GIS 技术简介 GIS（G

3、eographic Information Systems，地理信息系统）是多种学科交叉的产物，它以地理空间为基础，采用地理模型分析方法，实施提供多种空间和动态的地理信息，是一种为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。其基本功能是将表格型数据（无论它来自数据库，电子表格文件或直接在程序中输入）转换为地理图形显示，然后对显示结果浏览，操作和分析。其显示范围可以从洲际地图到非常详细的街区地图，现实对象包括人口，销售情况，运输线路以及其他内容。 三、行业应用 总结地质灾害的种类及危害，分析地质环境背景及地质灾害发育现状，对地质灾害易发区进行划分；通过气象条件与地质灾害发生的关系，分区建立地质灾害与

4、气象因素的关系；通过地质灾害与降水量的关系分析，分区总结诱发地质灾害的临界雨量（雨强） ；结合 MM5 中尺度数值预报模式，开发有限区域中尺度数值模式业务系统，达到了精细化降水预报效果；通过山洪地质灾害与气象因素的关系研究，确定山洪地质灾害气象预报预警方法；建立山洪地质灾害灾情情报背景资料数据库；构建山洪地质灾害预报预警信息的发布与灾情情报收集上报服务平台；将地质灾害预报结果与地理信息系统相结合，实现了 GIS 在地质灾害预报中的应用。 四、Gis 气象行业解决方案 GIS 在地质灾害、交通气象、森林草原火险、台风等灾害性天气的事前预报预警、人工影响天气作业、防汛抗旱等事中处置以及事后的灾害评

5、估方面都有广泛的应用。利用 GIS 提供的地形地貌、人口、经济等详实信息及 GIS 的空间分析功能，可以为事前预警、事中处置和事后评估提供强大支持。 整个系统总体框架由五部分组成： 数据库层：主要由基础空间数据库、元数据库、机构人员数据库三大部分组成，基础空间数据库主要提供各种基础地理数据的存储和管理，该数据库是 GIS 应用的核心。元数据库主要提供对整个数据库的描述以及空间数据的说明信息，并保存对 GIS 应用集成框架的配置信息；机构人员数据库主要提供各部门、人员的详细情况，并将这些信息提供给 GIS应用集成框架进行人员、机构设置及其权限分配。 数据访问层：主要提供空间数据和非空间数据的数据

6、访问，空间数据访问主要通过空间数据访问引擎来完成。非空间数据访问一般可采用ADO/ADO.Net、JDBC 等来访问。 GIS 应用集成框架：该框架为一个可扩展、可定制的应用系统框架，该框架提供了插件开发机制，用户可根据需要随时扩充所需要的 GIS 功能。考虑到气象 GIS 应用对制图和分析的功能要求比较强，因此，该集成框架设计为一个 C/S 架构的客户端。在该框架中，各种功能都是通过“组件”插入到系统中的，组件的开发可采用常见的开发工具来进行开发，开发完成后，通过框架提供的组件注册和使用机制将其添加到整个系统中。 气象 GIS 组件：由公共气象 GIS 组件和专业气象 GIS 组件组成。公共

7、气象 GIS 组件主要提供开发各种专业气象 GIS 组件的功能模块组成。如 GIS 的显示浏览、制图、编辑等功能。公共 GIS 组件提供了调用接口，可被专业 GIS 组件集成调用。 气象信息 WebGIS 发布系统：该系统主要采用 WebGIS 平台，将各种可视化的信息以地图为载体在 Internet 和 Intranet 上进行发布。考虑到系统的安全性，基于 Internet 的气象信息发布属于外网范畴，与内网之间采用物理隔离方式，数据交换采用文件拷贝方式。 五、GIS 关键技术应用与特点 数据缓存是为均衡网络和服务器负载、提高应用整体性能而提供的智能分布式存储方案。开启文件缓存选项后，应用

8、程序在访问存储在空间数据库中的数据时，会首先检查本地缓存库中是否已经有相应数据的最新版本，如果没有相应的缓存数据或是缓存数据不是最新版本，则从服务器端读取数据并更新本地缓存数据，这样下次访问的时候就可以直接读取本地缓存数据；如果本地缓存中已经有了相应数据的最新版本，则不必通过网络向服务器请求数据，而是直接读取本地缓存数据来完成显示或分析的功能。通过这种解决方案，可以大幅降低数据库服务器负载和网络负载，从而大幅提高应用程序的整体性能。 对数据进行压缩，有利于节省存储空间和网络带宽，提高数据传输速率，另外，数据压缩后有利于实现保密通讯，提高数据的安全性和系统整体的可靠性。为了获得更大的压缩比率，提

9、供了面向矢量数据和栅格数据的有损压缩技术，有损压缩方法可以实现比无损压缩方法大得多的压缩率，它在压缩的过程中允许损失少量的信息，虽然在解压时不能完全恢复原始数据，但损失的部分对精度的影响很小，所以绝大多数的GIS 项目中都可以得到应用 六、GIS 在气象行业应用前景及展望 云计算的精髓是利用有效的技术手段和技术组合，最大限度提高基础设施、平台和软件的使用效率，彻底降低信息化工作的准入代价，释放社会、行业、部门和单位内因代价高昂而被长期束缚的信息化潜能。云计算的理念、方法在气象部门的适度引入和有效普及应用，将有可能极大地简化基层气象单位的业务工作环境，真正实现资源的优化组合和业务布局的专业化，完

10、成气象部门信息系统架构的最优化调整和合理配置，彻底摆脱一直存在的无序、混乱、低水平重复建设等负面现象；极大地降低创造性工作和日常信息化工作的初期成本和过程成本，释放出被高昂代价所压制的宝贵的创造力和生产力。 需要研发公共气象服务平台、精细化预报平台、基础地理信息共享服务平台将成为 GIS 在气象领域的重要支撑平台，将在气象防灾减灾方面发挥更大的作用。 七、结束语 本文讨论了基于地理信息技术的气象服务系统建设的总体框架以及主要功能，并对应用的 GIS 关键技术问题进行了探讨。系统建设表明，基于 GIS 技术能够实现高效灵活的气象制图功能，提高服务产品的可视化水平；结合 GIS 的空间分析能力，能

11、够实现气象信息的综合查询与检索；结合 GIS 的空间建模能力，能够对灾害性天气作深入分析起到辅助决策作用。该系统的建设，将为气象决策部门解决“应对日常服务，紧急服务情况，开展灵活的决策气象服务”等重大问题提供一个非常有效的工具平台，这也为进一步开发全国综合性决策服务系统提供了一个良好的建设思路。 参考文献： 1德阿.赫特纳（王兰生译） ，地理学它的历史、性质和方法，1997，北京：商务印书馆 2俄K.A. 萨里谢夫（李道义译） ，地图制图学概论，1982，北京：测绘出版社 3美A. H. 罗宾逊，R. D.塞尔，J.L.莫里逊，P.C.墨尔克（李道义、刘耀珍译） ，地图学原理，1989，北京：测绘出版社 4 陈俊、宫鹏，实用地理信息系统成功地理信息系统的建设与管理，1998，北京：科学出版社 5 科技部国家遥感中心，地理信息系统与管理决策，2000，北京：北京大学出版社