【3S新闻周刊】GIS与气象起舞探戈

  从98年特大洪水灾害,到08年的冰冻雨雪灾害;再从去年西南地区的干旱,到北京7.21暴雨。这些频发的气象灾害一次又一次的震动着人们的神经。人们从来没有像今天这样关注天气,关注气象变化! 
  
  3月23日是世界气象日,在国家气象中心大楼前,观众排起了参观的长队。这一天,全国各地的气象服务部门会举办不同形式的开放日活动,让普通人有机会可以近距离走进气象,走近气象服务,体验天气预报是如何产生的,看看气象科学神秘面纱下真实的面容。

  走进中国气象局宽敞明亮的科普厅,铺满一整面墙壁的显示屏上显示着人们已然十分熟悉的各种天气符号在地图上的演变。从遍布全国各地的观测站里,每分每秒都有数据传回,海量般的数据如何变成我们能够看得懂的图片用于显示呢,要经过一个怎样的转化过程,又是如何实现的,带着疑问我们走访了中国气象局。

  看得见的天气预报

  国家气象中心的科普厅有一个可触摸的显示屏幕,那个可以触摸放大缩小的正是我们居住的地球,而那些流动的白色表示云团在移动,标有太阳图标的地方表示会是晴天,标有下雨的图标所在地方将会下雨。这些直观的图像让他们的好奇心得到了满足。此刻,在认识中总是那么神秘的天气预报服务变得触手可及。每个参观的人都能近距离观看到天气变化的过程,感受到原来天气变化是能够看得见的。

  据中国气象局相关负责人介绍,GIS应用于气候服务展示了其强大的空间分析能力,产生可视化的结果,能够提供更多展现形式更加丰富的产品。

  据介绍,早在2010年上海世博会期间气象馆主题活动日中参观的人们就已经看到了这种可触摸的气象展示系统。这是由超图软件与国家气象中心合作研发的气象触摸展示系统,基于多点触摸技术和三维GIS技术,可在三维地球上查询浏览气象预报预警信息,叠加展示各类气象数据,并可对雨、雪、台风等天气现象进行真实模拟,可广泛应用于气象宣传、气象科普、气象会商等场景。

  据了解,气象数据天然具有地理空间属性,任何一个观测数据都具备空间性,也因此,在气象服务中应用地理信息技术成为近年来气象服务技术发展的重点。

  GIS与气象的共舞

  应用了多种展示手段的演示大厅引发了大家一阵阵的惊叹声。“天气预报是怎么制作出来的,怎么就能知道要下雨了呢?”,面对一张张看得懂的天气预报结果图,很多人提出了自己的疑问。

  这就不得不说一说天气预报的整个工作流程了。遍布在全国各地的气象观测站,以及飞行于太空的气象卫星,就仿佛是许许多多的眼睛,他们把观测到的数据通过各种有线或无线传输手段传输到信息中心进行数据处理和存储,然后通过专业的天气预报分析系统进行数据分析,最后形成了天气预报的结果,并通过各种途径向公众服务。

  由此可以看出,天气预报的基石是收集和处理大量的气象信息。由于气象信息中的风速、温度、降水、气压等关键信息都是相对于具体的空间和时间而言的,因此气象信息天然具有地理信息的本质。由于这个渊源,GIS近年来在气象信息化建设中得到了越来越多的重视。

  尽管源远流长,但由于气象领域的专业性、数据的复杂性等众多原因,GIS真正融入气象业务系统中开展应用的过程中仍存在许多亟待解决的难题。其中最主要的问题是,GIS与气象专业软件的数据格式不兼容、数据模型不匹配、显示和制图表达方式不一致等。为了解决这些问题,超图软件和国家气象中心合作建设了气象地理信息系统平台(MeteoGIS)项目,力求实现“充分利用国内自主创新的通用GIS平台技术,针对气象行业的GIS应用和发展的需要,实现通用GIS平台技术与气象领域行业应用模型的融合,研发和扩展标准化的气象专业数据模型、数据处理和分析模型以及气象数据可视化模型,集成通用GIS的功能和气象相关的专业功能,开发由GIS数据引擎、组件、桌面软件及网络开发平台构成的、具有自主知识产权的气象GIS平台”的建设目标。

  经过合作双方共同的努力,这一目标已经变成了现实。目前,MeteoGIS平台已经基本研发完成,并正在全国气象部门内进行推广应用。

  合舞的技艺提升

  气象GIS的诞生打开了GIS在气象领域广泛应用的大门。由于GIS技术的优势不仅可以可视化地表达各种空间信息,而且还可以对海量空间信息进行存储、管理、分析和处理。因此GIS在气象领域的应用不仅仅是直观地表达天气预报的结果,而且还可以利用GIS强大的空间分析功能,对气象信息与其它地理空间信息进行综合的空间叠加分析,从而为决策服务提供科学依据。

  GIS作为一种空间信息管理技术,在气象信息化建设中有着非常广阔的应用前景,能够为海量气象数据管理与共享、气象数据分析展示、精细化气象预测预报、公共气象服务、气象灾害应急指挥等各应用领域提供基础科技支撑和决策支持,促进气象信息资源的综合开发利用,从而不断提升我国气象防灾减灾整体实力,提升气象信息化服务的水平。

  目前,超图软件在与国家气象中心合作研制的气象GIS平台软件的基础上,还承担了干旱预测预警平台、地质灾害气象预警服务平台、火险天气气象服务系统、交通气象灾害保障服务系统、公共卫生气象灾害气象保障服务系统等一系列气象灾害预警工程项目,GIS正在气象服务中发挥更大的作用,取得更好的应用效果。

  气象部门属于公共服务性质的部门,为社会公众提供及时准确的天气预报和灾害预警服务是气象部门的主要职责。随着计算机和互联网技术的飞速发展,公众对气象服务的质量和表现形式要求越来越高,结合WEB技术和GIS技术的直观便捷的展示方式已经成为气象信息服务的发展趋势。充分利用GIS最新的三维技术、富客户端开发技术等为用户提供更加直观生动、更加方便快捷的在线气象信息服务,是当前气象部门对外服务的一个重要趋势。

  气象防灾减灾是涉及农林、交通、水利、环保、地质、国土等诸多领域的综合性课题,能够对我国国民经济和社会发展建设产生重要影响,意义非常重大。气象防灾减灾建设离不开跨部门、多领域的合作与资源共享,离不开各部门的互联互通建设,因此气象信息化对GIS应用也有着强烈的需求,这也为推动GIS深入气象信息化建设底层,迎接广阔的发展前景提供了充分的条件。

  气象业务与地理数据的密切联系,决定了气象业务对GIS系统有着广泛的应用需求。虽然 GIS系统在气象部门已有一定的应用,但随着气象科技的进步,GIS系统将在气象领域的各个方面具有更深入的应用。现有的应用成果也需要不断更新和优化,很多应用空白还有待填补。总之,伴随GIS系统在气象领域的广泛、深入应用,各级气象服务部门将提供更加及时、准确的决策支持服务产品,气象部门对国民经济的贡献必将更加巨大。

  对于GIS在气象领域中的未来发展规划,超图软件气象与海洋事业部运营总监方亚华这样描述:“提炼创新成果,打造GIS在气象行业中的应用平台产品,提供全方位的解决方案和优质的服务。”我们相信,超图软件正在研发的现代公共气象服务平台、精细化气象预警预报平台、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,将在气象服务方面发挥更大的作用。