WebGIS技术在交互式天气预报三维可视化系统中的应用

发布时间：2020-08-08 21:45

【摘要】：针对现有的天气预报Web应用或手机APP大多采用文字、数字和二维静态图形的形式来展示天气信息并且不具备交互性,用户只能了解未来的天气,无法获取到历史的天气信息,本论文研发了一种基于WebGIS的交互式天气预报的三维可视化系统,旨在满足公众对天气预报应用不断提升的体验需求和气象业务对具有交互功能的天气预报三维可视化展示应用系统的迫切需要,使公众更直观的、快速的获取天气预报信息,从而更好的做出决策。所研发的系统结合了WebGIS强大的空间数据展示能力,采用目前最流行的免费开源跨平台地图框架Mapbox,利用HTML5和WebGL技术在三维图形可视化渲染上的优势以及Ajax技术方便、快速的动态交互能力,还利用了Echarts和Mapbox强大的数据三维可视化功能,实现了从地图框架的设计、发布与接入到数据获取、处理、可视化、交互展示的应用,本论文的主要工作和系统特色如下:1.基于WebGIS和HTML5等技术开展了系统地图底图数据可视化处理的研究,包括设计与实现了地图底图的设计和发布、地图底图的数据切片、瓦片地图的发布和接入、瓦片地图数据的调度显示机制、瓦片地图的显示处理、矢量地图数据的显示处理等技术,为天气数据可视化构建了地图框架。2.基于Echarts和Mapbox的可视化技术和WebGL的三维可视化能力,开展了天气预报数据的三维可视化关键技术的研究,设计与实现了对天气预报要素数据,包括天气状况、降水、气温、空气质量指数四个要素分别以symbol、3D柱状图、3D散点图、3D气泡图进行三维可视化展示,并利用动画功能进行时间序列动态展示。3.采用三层体系结构进行了基于WebGIS的交互式天气预报三维可视化系统的设计与实现,包括数据访问层、业务逻辑层、表示层的设计与实现过程。4.基于Ajax的Web异步动态交互技术,开展了交互式天气预报研究,设计与实现了按时间对过去天气信息和未来天气预报的按需获取三维效果的展示,实现了用户与天气数据、用户与地图的交互。基于WebGIS的交互式天气预报的三维可视化系统不仅扩展了目前在气象业务领域和气象服务领域的可视化技术,而且大大提升了用户体验感,满足气象业务部门及公众对天气预报展示效果的需求。论文最后给出了系统开发的工作总结和存在的问题,以及下一步工作的主要方向。
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP393.09;P45
【图文】：

地图,气象数据,天气服务,气象服务

了 COST719 计划，由 18 个欧洲国家参加研究，其目，建立 GIS 与气象数据的接口，对气象数据的实用性励 GIS 技术在气象研究中的应用，使国家气象服务机密切联系[13]。天气服务中心（NWS）将 GIS 技术用于天气服务，14]。印度中尺度预报国家中心将中尺度预报模式结合进行可视化和空间分析。Daly 利用 GIS 技术集成 DE候分析系统，气候分析和描述能力得到了显著的提高也利用气象数据开发出个性化的气象可视化产品，由 Adam Grossman 和 Jack Turner 创办，打开 Dark Sk的地图上浏览未来 15 分钟天气的变化。除此之外还有欧洲最大的私营气象公司，同时为 23 个欧洲电视台提O（Met Office，英国气象局），它为提供的气象服务模版、实时的 3D 图像等，BBC 天气里的所有数据、。图 1.1 展示的是 DarkSky 天气网。

中国天气,技术,气信息

GIS 上展示卫星云图、雷达拼图等实况要技术将地理参考信息结合闪电位置图，他还将雷达探测到的降雨地区融入闪电的分布，是闪电定位技术结合 GIS 技术技术在各个领域被广泛应用，各种可视高的同时也在发生转变，许多发布气象气信息也越来越详细，然而大多数天气形式来预报天气，缺乏交互和动态展示少，无法满足用户获取丰富、直观、详于专业，例如：雷达图，不便普通用户的在线天气预报，图 1.3 是 AccuWeath

天气预报,手机

图 1.3AccuWeather 手机天气预报 APP现有的天气预报网站以及手机 APP 气象数据步空间，普遍存在的问题总结如下：气预报数据展示形式单一。目前，大多数的天数字、折线图等二维图形的形式来展现气象线图来了解目前或未来天气的情况，视觉效户多样化的信息获取需要。过去真实数据和将来预测数据的展示。目前未来的天气，不能直观地了解到从过去到现在互操作。个性化时代，用户需要在平台上进据需要选择展示内容，因此迫切需要提升气象务的力度。现阶段，各类气象信息平台的交互象数据产品的专业性太强，可视化表达过于需的信息。

【参考文献】