关于气象图形的计算机显示方法分析

黄玥

摘 要：探讨气象图形的计算机显示方法，有助于形成气象数据分析的良好基础，对科学预警气象灾害，具有重要帮助。本文在对气象图形的计算机显示原理进行综合阐述的基础上，分析了气象图形的计算机显示需求，并论述了气象图形的计算机显示方法，希望能够为相关人士提供借鉴和参考。

关键词：气象图形；计算机显示；灾害预警

前言：在气象相关业务的研究过程中，通常需要获取科学的气象数据资料，并通过气象图形的形式进行显示。因此，科研人员纷纷将探索气象图形的计算机显示方法作为热门研究话题，以实现对气象数据信息的有效获取。尽管现阶段我国的气象图形显示系统已较为完善，但仍不可避免的存在诸多问题，限制了气象预报准确性的提升。因此，分析气象图形的计算机显示方法，具有十分重要的现实意义。

一、气象图形的计算机显示原理

现阶段，在我国气象图形显示系统中，通常MICAPS系统为主，同时辅助以Origin和surfer等绘图软件，由于系统的兼容性存在差异，这也使得在气象图形显示过程中存在这样那样的问题，加剧了气象图形数据的处理难度，例如，Grads系统具有较强的兼容性，能够实现对不同类型气象图形数据的处理，但是，对气象数据的操作环境却提出了较高的要求。因此，科研人员在处理气象数据的过程中，需要基于命令和脚本条件下对程序进行编写，不利于促进气象图形显示系统的进一步完善。随着科学技术的不断发展进步，我国的气象图形显示技术已经与国际社会接轨，但仍不能实现与气象图形显示系统的有机结合。同时，我国现有的气象图形显示系统并不能根据具体的气象显示需求，对气象数据和图形进行具体呈现，降低了气象图形显示的有效性。因此，科研人员应结合计算机网络技术以及多媒体成像技术等为气象图形显示系统设计提供指导思路，从而促进气象图形显示价值的充分发挥。

伴随着信息网络的迅速发展，社会民众对气象信息的关注度日渐提升，日常生产生活和工作都不能与气象信息割裂开来。信息技术在气象图形显示过程中的作用愈发强大。有学者认为，在未来气象图形显示过程中，对信息化技术的应用将成为一大发展趋势，有助于促进气象显示业务的综合化和数字化，且通过对大数据技术的充分运用，有助于实现对气象图形信息深度和外延的有效拓展，为科研人员利用气象图形数据提供方便，有助于提升气象预报的准确性。基于这一层面来看，分析气象图形显示的有效方法，对提升气象监测的准确性，确保气象站的稳定运行具有十分重要的作用。

笔者通过调研发现，气象图形的计算机显示原理在于：气象图形通常以像素为单位在计算机上进行显示，若将计算机屏幕比作网格，那么气象图形就是网格上的一个点，计算机屏幕的分辨率与气象图形的大小具有十分密切的关系，例如，若计算机屏幕的分辨率为800×600，那么，气象图形在计算机上会呈现一个横向800像素、纵向600像素的网格。气象图形经过不断变化，能够形成多个大小不一的点阵构成的网格，网格点与计算机屏幕之间呈现一一对应的关系，

二、气象图形的显示需求分析

（一）气象数据采集

气象站在采集气象图形数据信息的过程中，通常由气象站管理员发出气象数据采集的请求，并向上级系统提交数据采集任务，在通过申请后，气象站管理员应根据气象图形显示需求，对采集任务参数进行合理设置，科学选择气象数据采集方式。在数据采集任务完成后，系统管理员应对采集的气象图形数据进行解析和存储，从而为气象图形显示提供方便。在此过程中能够发现，气象数据采集的过程包含了数据采集任务构建、数据采集、参数设置以及数据采集方式选择等环节。在构建数据采集任务的过程中，需要制定完善的气象数据采集规划，对气象数据采集的时间与空间密度进行合理设置，为实时动态监测某一地区的气象变化提供科学的参考依据，并为管理气象站提供数据指导。

第一，通常情况下，气象站一般将气象图形数据监测的时间密度设置为1min--60min之间，以充分确保能够提升数据信息采集的精度。第二，在设置气象数据采集参数的过程中，管理人员应结合自身的实践经验，对于气象数据采集参数进行校正，形成气象数据采集精确性的有力保障。第三，在选择数据采集方式的过程中，相关人员要充分认识气象图形数据采集精确性对气象监测的重要意义，将本地串口通信和专业总线作为平台，基于无线网络数据传输环境下，对气象数据进行自动监测和处理，实现对气象图形数据采集方式的拓展。

（二）气象数据分析

气象数据在获取气象图形数据后，应通过对无线网络传输作用的充分发挥，将其上报给上级部门，由上级部门依据相关标准对气象数据进行处理。气象图形数据的分析主要包含原始数据分析、数据分析、结果总结、数据存储以及数据检索等环节。针对原始数据的分析。气象部门应结合气象站的运营状态以及区域性气象变化特点，为气象图形数据分析提供指导。针对气象图形数据存储，相关人员应在获取原始数据后，对数据进行整理和分析，将处理结果存储至服务器。针对气象图形数据的检索，相关人员应在处理和存储数据后，将其录入气象图形显示系统，以便为相关人士查找和翻看气象图形数据提供方便。

（三）灾害预警

在气象站的日常运营过程中，获取气象数据的终极目标是为了给气象预报提供科学的参考依据，以实现对各种气象灾害的有效预测，防止气象灾害导致的巨大经济损失，防范气象灾害的进一步蔓延。气象站对气象图形显示的根本需求在于实现对气象灾害的科学预警。因此，气象部门应将灾害预警作为日常运营的着眼点，气象图形显示的灾害预警流程具体如下：管理人员应对气象图形显示系统的各项参数进行合理设置，编制明确的灾害预警规则，基于对气象图形数据进行获取分析和处理的基础上，实现对灾害的预警分析，并将运行结果存储于系统中，一旦气象图形数据处于异常状态，系统会自动发出预警信息，这也为灾难防护工作提供了有利的前提条件，在气象灾害预警过程中，气象图形显示主要需要满足以下两方面需求：第一，应制定完善的现在害监测标准，气象图形数据监测应实现对温度、湿度、降雨、风力和风向等数据的显示，并依托于对数据图形的分析，实现对气象数据是否超出灾害防范标准的科学评判，以此为据进行预警管理，从而促进气象图形显示价值的充分发挥。第二，气象图形显示应具备气象災害预警规则、气象灾害预警分析功能、气象灾害预警结果存储以及气象灾害预警信息发送等流程，为了确保气象灾害管理的有效性，管理人员应采用手动分析数据的方式对计算图形显示的数据信息进行处理，并将处理结果发送至气象灾害防护人员处，以充分降低气象灾害所造成的经济损失。

三、气象图形的计算机显示方法分析

（一）气象图形的地图投影法

1.方法

在地图投影过程中，通过将经度和纬度作为主要定位方式，能够实现对任意区域气象图形信息的获取。与计算机屏幕所显示的坐标不同，气象图形的地图投影经纬度恒定不变，即便是江河湖泊，仍具备精确的测量定位，因此，采用适当方法促进经纬度定位法向网格坐标转换，建立起计算机评估与气象图形的有机联系，具有较强的科学性。

2.具体要求

众所周知，地球以椭圆形球体的形式存在，若将地球表面以计算机屏幕的形式进行显示，具有一定的难度。通过在计算机中绘制平面直角坐标系，尽管能够实现对特定区域气象图形的显示，但由于不同区域的形状和面积具有明显不同，因此，也导致了地图投影显示效力的进一步降低。

正形、正向和等面积投影是地图投影的三个先决条件，其中，正形投影是指将地图的比例尺作为参考依据，在确保地形不变的基础上，实现对某一区域的地图投影。等面积投影是指对所有区域的比例尺进行统一，选取与地球表面具有正比例关系的某一区域进行投影，在此过程中不能够保证投影区域与地球表面形状的一致性。正向投影是指投影在计算机屏幕上的某一区域的图形具有正交的特征。在地图投影过程中，通常将正形和正向为主要前提，在确保特定区域风向和气压系统形状一致的前提下，即可完成气象图形在计算机屏幕上的显示工作。

（二）气象图形的基本坐标变换法

尽管地图投影方法在气象图形的显示过程中极为常见，能够建立起计算机屏幕坐标点与地球球面经纬度之间的关联，但由于计算机屏幕的坐标和氣象图形的网格坐标还具有差异性，因此，需要采用基本坐标变换法对气象图形进行转化，以实现对气象图形数据信息的精准显示。

在基本坐标转换的过程中，通常需要用到坐标平移、旋转以及放大三种方法，基于特定的显示需求，对以上三种方法进行综合利用，能够实现对任意气象元素的转换，促使其在计算机屏幕中显示。

（三）气象图形的基本处理方法

将气象图形显示需求作为指导依据，予以气象图形相应的转换措施，能够实现对气象图形显示方式的丰富，经由转换的气象图形与实际气象图形具备明显差异，考虑原因与坐标变换法不同有关。因此，相关人员应将合理选择坐标变换法作为促进气象图形在计算机上的正确显示的关键筹码，应结合气象图形计算机显示的具体要求对地图投影以及坐标变换法进行合理选择，若以气象图形的地理位置为线索，应采取地图投影法显示气象图形信息。例如，针对低纬度地区的气象图形显示，尽量选择正形和正向投影方式。同时，相关人员应充分认识到，任何气象图形投影与实际地球球面都存在显著差异，应尽量科学选择投影方法，最大程度确保显示信息的精确性。同时，相关人员应以气象图形的投影作为在计算机中构建坐标系的主要参考依据，以充分确保气象图形与计算机网格的对应性。此外，相关人员应对气象图形投影所产生的误差进行科学分析，尽量提升气象图形显示的准确性。

结论：综上所述，气象图形的计算机显示具有复杂性的特点，因此，相关人员应通过对地图投影法和基本坐标转换法的充分利用，促进气象图形在计算机上的精准显示，防止出现误差。

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