基于地理信息的气象数据可视化平台设计研究

毕天龙

摘要：为了更好的加强气象数据处理工作的水平与质量，以此来推动我国气象行业的全面繁荣发展。本文将以地理信息为出发点，对气象数据可视化平台的设计研究进行分析与研讨，本文首先对当前的地理信息系统的含义进行简单的阐述，其次对基于地理信息的气象数据可视化平台设计研究进行分析与研讨，以供有关人员参考与借鉴。

关键词;地理信息;气象数据;可视化平台;设计研究

引言：随着经济的发展与科技的进步，我国正逐步迈进信息化时代。我国的气象数据可视化建设工作也在随之不断的展开，气象数据作为我国气象服务的基础，当前人民群众的生活与生产都离不开气象服务，因此，气象中心每一天都会产生海量的气象数据，海量磅礴的气象数据同时也在一定程度上不断的推动着气象数据可视化技术与可视化平台建设的不断发展与完善。

一、地理信息处理系统的简述

地理信息处理系统是指由计算机系统、地理数据以及用户共同组建起来的一个系统的可伸缩的有机体，通常情况下也被称为GIS，最早起源于上个世纪，被开发的初期，GIS技术只是为了有效的解决地理问题，以此来对地理空间数据处理资源库进行完善。随着经济的发展与科技的进步，地理信息系统也逐渐被其他学科所借鉴与参考，例如，测绘学、信息学、环境科学以及图像处理学等。由此地理信息就已经变成了一项综合性的学科，而不是单纯的地理学科。

与以往的GIS技术相比较，当前的地理信息不但可以呈现区域内部的地理环境要素，而且还能通过教学模板，将检测到的气象数据依托有效的视觉图形以多样化的形式来进行表达，并且将地理信息数据转化成为矢量地图，用来对区域内部的资源变化趋势、事物空间位置等要素进行描述，进而为当前的气象数据可视化平台建设提供强有力的理论与技术的支持。

二、基于地理信息的气象数据可视化平台设计分析

没有地理信息作为基础的气象数据其实质就是一组简单的数字而已，并不能作为气象服务的基础。反之，基于地理信息的气象数据可以通过可视化技术来将简短的数据转化成为具有视觉冲击的图形或是动态图片。当前我国的气象数据收集渠道十分广泛，时空分布特征各有不同。进而导致以往气象数据处理模式已经无法满足当前气象数据可视化平台的设计要求。GIS技术作为气象数据可视化平台建设的主要地理信息支持，为当前的可视化平台构建提供了强有力的区域以及地域背景信息。因此，在气象数据可视化平台建设中，有关技术人员要切实发挥好GIS技术优势，不断的提升可视化平台建设水平[1]。

（一）气温数据的空间可视化

气象数据作为气象服务的基础，借助地理信息则可以有效的对区域内部的空间进行表达。其具体环节如下：地理信息的获取，地理信息的预处理，映射，绘制，可视化显示，可视化平台的搭建。早于GIS.9之前的系统版本是不能兼容Python的有效应用的，面对数据的处理只能利用工具来进行操作，在根本上是无法有效调动GIS开发的，所以在ESRI中添加了Python语言，并同时研发出饿了诸多GIS数据处理函数库，在Python的介入下完成了与GIS系统的有效集成。Python不仅可以满足第三方资源库的合理调用，同时也可以利用第三方资源困来对GIS技术进行处理。并且，arcpy模板还可以提供制图、处理、分析以及统计等其他功能，以此来有效的构建起完善的气象数据可视化平台，不断的提升当前气象数据处理的水平与质量。

（二）PM2.5浓度数据的空间可视化

同一省份内的气温数据一般不会存在过大的温差，因此在矢量地图中，有关技术人员无法使用颜色来对同一省份内的城市进行气象数据的区分。进而导致气象数据无法呈现出鲜明的视觉感受，若还是以上述Python模板为例，可以将同一省份内的所有城市以不同的颜色标记清楚，标记颜色则是作为该城市的空间位置，并对其省份内的PM2.5浓度进行可视化处理，以此来更好完善气象数据可视化平台的发展与建设工作。在地理信息的有力支持下，加之空间位置上的颜色区分，进而使得区域性得到了显著的突出，极大的提升了对于气象数据的综合处理水平以效率。同时GIS技术与Python模板都有着较强的“人机交互”能力，在编制气象数据可视化动态图形中，起着不可替代的作用。同时将制作好的动态可视化平台数据在计算机上进行呈现时，有关技术人员可以通过拖动鼠标，来更为直观的观测到当前区域内部的PM2.5浓度，进而有效的提升当前气象数据可视化平台的建设水平与效率。气象数据可视化平台与传统的图形以及图表相比较，可视化平台可以针对该区域内部所反馈的气象数据，来对其数据内后所隐藏的信息进行分析，例如某一城市的PM2.5浓度过高，气象数据可视化平台会对该城市的空气质量较差的原因进行分析，并制定出一系列的解决措施。

（三）卫星遥感技术的有效融合

卫星遥感技术具有覆盖范围广、可全天候监测等特点，在对气象数据可视化平台建设的过程中，有关技术人员可以借助卫星遥感技术以及地理信息，来不断地提升建设水平。通过地理信息的矢量地图加之卫星遥感技术，使单一的遥感图形转变成为可视化的遥感图像。具体操作如下：将地理信息中的矢量地图作为可视化图像的底部图层，将遥感图像作为可视化图像的顶部图层，并根据图层的显示要求来对不同的图层进行透明度的设置，进而完成矢量地图与遥感图像的有机结合，以此来确保动态图形的可视化[2]。

在地理信息的有力支持下，对PM2.5浓度数据、云量数据、气温数据以及卫星遥感图形进行可视化分析，加之使用Python以及GIS技术来对气象数据进行叠加与融合，以此有效的实现了以地理信息为基础的气象数据可视化平台建设，不断地提升气象数据的自我展现能力，突破了傳统气象数据处理模式的限制，提高了当前人民对于气象数据的空间认知水平，推动了我国气象服务的快速发展。

结论：综上所述，加强基于地理信息的气象数据可视化平台设计水平，不仅是当前人民群众对于我国气象行业发展所提出的全新要求，同时也是我国气象行业发展与完善的首要任务。因此，需要有关技术人员加强对云量数据的空间可视化建设，做好卫星遥感图像的有效结合，以及对气温数据的空间可视化工作的建设水平。以此来不断的提升当前气象数据可视化平台建设水平，从而不断地推动我国气象事业的全面繁荣发展。

参考文献：

[1]全力，杜景林，杨迎新.WRF模式气象数据可视化平台设计与实现[J].现代电子技术，2021，44（18）：87-91.

[2]杨明奇. 基于WebGL的地理信息大数据可视化平台设计与实现[D].中国科学院大学（中国科学院沈阳计算技术研究所），2021.