基于GIS技术的内蒙古气象基础业务系统开发应用
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摘要
气象数据具有空间特征、时间特征以及属性特征,是一种典型的空间数据。本课题通过系统调研、需求分析,给出了气象数据处理及空间分析的设计目标,提出了基于GIS技术的总体设计和解决方案,并且实现了该系统。
本系统以Microsoft.NET为框架,应用Visual C#编程语言,采用国际上先进的ArcGIS Engine9.3二次开发技术为GIS功能支撑,将气象领域所常用的多种数据进行了集成与应用。系统的主要功能包括如下几个部分：第一,建立了内蒙古气象业务信息数据库；第二,建立了内蒙古气象历史资料统计分析子系统；第三,建立了全区三级基于GIS气象服务综合应用子系统。其中,内蒙古气象历史资料统计分析子系统基于全区所有气象台站各要素的逐时实时资料数据和逐日资料数据以及相应的管理信息数据实现了历史数据的查询、统计和分析,包括数据查询、常规数据统计、主要气候状况、历史上的今天、气候数据统计、专业数据统计、台站信息和特征值7个主要功能。全区三级基于GIS气象服务综合应用子系统以地理信息数据、气象数据为基础,GIS技术为支撑,气象服务需求为导向,实现了气象监测信息、预测预报预警信息的实时显示与分析,在GIS功能支持下与气象实况、气象预报预测产品叠加分析查询,任意区域社会经济信息、农牧业生产信息空间统计分析查询以及绘制图表、制作各类定量化服务产品等功能。
通过构建内蒙古气象基础业务系统,将基础地理信息数据、正射遥感影像、数字高程模型等已有数据集应用到气象业务与服务工作中去,并且应用地理信息系统技术实现了气象信息的再生产,提高了气象服务的针对性,明确了服务的区域特点,具有很高的实用价值。
Meteorological data which has space characteristics, time characteristics and attribute characteristics is a kind of typical spatial data. Through the system research, needs analysis, this topic gave the design goal of the meteorological data processing and spatial analysis, and put forward overall design and solutions which were based on GIS technology, and realized the system.
Using the Microsoft.net framework and Visual C#programming language, and providing the international advanced ArcGIS Engine9.3second development technology as support of GIS function, this system integrated and applied many kinds of commonly used data in the meteorological field. The main functions of the system including the following several parts:First, it has established the Inner Mongolia meteorological basic information database; Second, it has set up the Inner Mongolia agriculture meteorological data statistics system; Third, it has set up meteorological service comprehensive application subsystem which is based on GIS for the autonomous region level3.Among them, the Inner Mongolia meteorological historical data statistics system realized the function of the inquiry, statistics and analysis with the historical data based on the following data:All meteorological stations'hourly real-time data of each element and daily information data, and the corresponding management information data. While Agricultural meteorological data statistics system mainly includes the seven major functions such as data query, normal data statistics, the main climate condition, on the history of today, climate data statistics, professional data statistics, station information and characteristic value, etc. and based on the GIS technology for support, and oriented by the weather service demand, meteorological service comprehensive application subsystem which is based on GIS for the autonomous region level3realized the following functions such as weather monitoring information, real-time display and analysis of prediction and warning information, analysis and inquires with meteorological live information and weather forecast predict products based on GIS, any regional social economic information, space statistics and analysis of farming and animal husbandry production information, draw diagrams, production of various types of quantitative service products, etc.
By constructing the Inner Mongolia fundamental geographic information platform, we have applicated the existing data sets such as the fundamental geographic information data, normal incidence remote sensing image, and digital elevation model to meteorological operations and service work. The fundamental geographic information data, normal incidence remote sensing image, digital elevation model, and by application geographic information system technology we have realized the reproduction of the meteorological information, and improved the aim of weather service, and had explicit area service characteristic, this system has higher practical value.
本系统以Microsoft.NET为框架,应用Visual C#编程语言,采用国际上先进的ArcGIS Engine9.3二次开发技术为GIS功能支撑,将气象领域所常用的多种数据进行了集成与应用。系统的主要功能包括如下几个部分：第一,建立了内蒙古气象业务信息数据库；第二,建立了内蒙古气象历史资料统计分析子系统；第三,建立了全区三级基于GIS气象服务综合应用子系统。其中,内蒙古气象历史资料统计分析子系统基于全区所有气象台站各要素的逐时实时资料数据和逐日资料数据以及相应的管理信息数据实现了历史数据的查询、统计和分析,包括数据查询、常规数据统计、主要气候状况、历史上的今天、气候数据统计、专业数据统计、台站信息和特征值7个主要功能。全区三级基于GIS气象服务综合应用子系统以地理信息数据、气象数据为基础,GIS技术为支撑,气象服务需求为导向,实现了气象监测信息、预测预报预警信息的实时显示与分析,在GIS功能支持下与气象实况、气象预报预测产品叠加分析查询,任意区域社会经济信息、农牧业生产信息空间统计分析查询以及绘制图表、制作各类定量化服务产品等功能。
通过构建内蒙古气象基础业务系统,将基础地理信息数据、正射遥感影像、数字高程模型等已有数据集应用到气象业务与服务工作中去,并且应用地理信息系统技术实现了气象信息的再生产,提高了气象服务的针对性,明确了服务的区域特点,具有很高的实用价值。
Meteorological data which has space characteristics, time characteristics and attribute characteristics is a kind of typical spatial data. Through the system research, needs analysis, this topic gave the design goal of the meteorological data processing and spatial analysis, and put forward overall design and solutions which were based on GIS technology, and realized the system.
Using the Microsoft.net framework and Visual C#programming language, and providing the international advanced ArcGIS Engine9.3second development technology as support of GIS function, this system integrated and applied many kinds of commonly used data in the meteorological field. The main functions of the system including the following several parts:First, it has established the Inner Mongolia meteorological basic information database; Second, it has set up the Inner Mongolia agriculture meteorological data statistics system; Third, it has set up meteorological service comprehensive application subsystem which is based on GIS for the autonomous region level3.Among them, the Inner Mongolia meteorological historical data statistics system realized the function of the inquiry, statistics and analysis with the historical data based on the following data:All meteorological stations'hourly real-time data of each element and daily information data, and the corresponding management information data. While Agricultural meteorological data statistics system mainly includes the seven major functions such as data query, normal data statistics, the main climate condition, on the history of today, climate data statistics, professional data statistics, station information and characteristic value, etc. and based on the GIS technology for support, and oriented by the weather service demand, meteorological service comprehensive application subsystem which is based on GIS for the autonomous region level3realized the following functions such as weather monitoring information, real-time display and analysis of prediction and warning information, analysis and inquires with meteorological live information and weather forecast predict products based on GIS, any regional social economic information, space statistics and analysis of farming and animal husbandry production information, draw diagrams, production of various types of quantitative service products, etc.
By constructing the Inner Mongolia fundamental geographic information platform, we have applicated the existing data sets such as the fundamental geographic information data, normal incidence remote sensing image, and digital elevation model to meteorological operations and service work. The fundamental geographic information data, normal incidence remote sensing image, digital elevation model, and by application geographic information system technology we have realized the reproduction of the meteorological information, and improved the aim of weather service, and had explicit area service characteristic, this system has higher practical value.
引文
[1]罗英伟.基于Agent的分布式地理信息系统研究[D].北京：北京大学,1999,6.
[2]向一鸣.基于GIS的气象服务决策系统的关键技术研究[D].北京：北京交通大学,2009,1.
[3]李严满.地理信息可视化查询初步研究[J].南京大学学报,1999,2：111-113.
[4]党安荣,吴宏岐,王新庄.论地理信息系统及发展机理与发展趋势[J].陕西师范大学学报(自然科学版),1996,24(3)：100-103.
[5]陆守一,唐小明,于国胜.地理信息系统实用教程[M].北京：中国林业出版社,1998.
[6]Patterson W. Integrating Arc View and the Spatial Analyst Extension with the PRISM Climate Expert System [A]. ESRI 1997 International Users Conference. Environmental Systems Research Institute[C].San Diego, California,1997.
[7]Shipley,S.T.& I.A.Graffman.ArcView GIS is a Weather Processing System [A].ESRI International User Conference, Environmental Systems Research Institute[C].San Diego, California,1998.
[8]Vander,W.F.J.M. Introducing GIS Technology at the Royal Netherlands Meteorological Institute [A].ESRI International User Conference, Environmental Systems Research Institute[C].San Diego, California,1997.
[9]樊建勇,张建萍,黄娟等.GIS在气象领域中的应用前景分析[J].科技广场,2007,5：176-178.
[10]冯锐,余凌翔,张玉书等.基于GIS的农业气象灾害监测系统[J].干旱环境监测,2006,20(2)：83-86.
[11]田红,陆维松,吴必文.基于GIS的气象灾害监测与评估集成系统[J].气象科学,2002,22(4)：482-489.
[12]贾珺,吴岚,钟志农.基于GIS的闪电定位数据的分析方法[J].兵工自动化,2007,26(8)：92-93.
[13]吴焕萍,罗平,曹莉.地理信息服务及基于服务的气象业务系统框架探讨[J].应用气象学报,2006,17(B08)：135-140.
[14]Yeung, L.H.Y.E.S.T.& L.S.K.S.Chiu. Lightning Initiation and Intensity Now casting based on Isothermal Radar Reflectivity -a Conceptual Model[C]. The 33rd International Conference on Radar Meteorology.6-10 August 2007,Cairns, Australia.
[15]Albers,S.& J.McGinley & D.Birkenheuer, et al. The Local Analysis and Prediction System (LAPS):Analyses of clouds, precipitation, and temperature [J]. Weather and Forecasting,1996,11:273-287.
[16]GL.Austina & E.J.Stansburya. The location of lightning and its relation to precipitation detected by radar [J]. Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics. 1971,33 (5):841-842.
[17]范广平,李连银.雷达与闪电定位资料在高炮人工防雹中的应用[J].气象,2002,28(4)：40-41.
[18]李集明,熊安元.气象科学数据共享系统研究总述[J].应用气象学报,2004,15(增刊)：1-8.
[19]王青勇.基于Web的综合气象信息分析系统研发[D].重庆：重庆大学,2007,3.
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[24]张爱民,杨太明,马晓群等.安徽省农业气象业务系统研制[J].安徽气象,1999,(3)：38-40.
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[28]王瑞利.基于GIS技术的内蒙古农牧业科技服务信息化平台开发与应用[D]内蒙古：内蒙古师范大学,2010,4.
[29]刘欣.基于GIS技术的农业气候空间数据处理[D].山东：山东大学,2008,4.
[30]张超.基于GIS干旱风险评估与区划方法研究[D].河北：河北师范大学,2009,5.
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[39]郭瑞隆.基于ArcEngine的三维居民信息系统的建立[D].西安：西安科技大学,2011,4.
[40]郭新成.拓扑地图模型与图库一体化研究[D].陕西：长安大学,2010,5.
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[45]叶青,陈冰廉Web GIS技术及其在气象领域的应用[J].广西气象,2004,25(3)：40-43.
[46]Micaps系统开发组Micaps3.0使用手册.北京：中国气象局华云公司,2008,6.
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[59]魏大鹏.基于ArcGIS的矿山开采沉陷区变形规律预计的探讨[D].西安：西安科技大学,2009,5.
[60]范强.插件式GIS在地质灾害信息管理系统中的应用[D].四川：成都理工大学,2010,4.
[61]任利民.基于ArcGIS Engine的理县病虫害监测与预警地理信息系统的研究与实现[D].重庆：西南大学,2010,4.
[62]邱洪钢,张青莲等ArcGIS Engine开发从入门到精通[M].北京：人民邮电出版社,2010.
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