基于GIS的南海台风风浪预报系统.pdfVIP

第 27卷 第 6期 海 洋 通 报 V0．1．27，NO．6 2008年 12月 MARINESCIENCEBULLETNI Dec．2008 基于 GIS的南海台风风浪预报系统 尹毅 一，王静。，毛庆文 ，齐义泉 (1．中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境动力学实验室，广东 广州 510301；2．中国科学院研究生院，北京 100049 3．中山大学地理科学与规划学院，广东 广州 5102751 摘 要 ：探索了以组件式 GIS为平台集成风场与海浪数值模型的关键技术研究及其实现过程，成功构建了南海台风风浪预报系统。 该系统实现了数值模型计算所有阶段，即模型前处理、模型计算、模型后处理以及模型计算结果与 GIS的无缝集成，大大提高了模 型应用的可操作性和决策效率。经半年以上时间的使用，取得了良好 的运行效果。 关键词 ：地理信息系统 (GIS)；VisualBasic Fortram COM；数值模型 中图分类号 ：P732；P208 文献标识码：A 文章编号：1001—6932(2008)06—0076-0006 台风 f这里泛指热带气旋 )是影响我 国沿海地区的主要灾害性天气系统，台风的预警预报历来为沿 海地区防灾减灾的重要任务之一。台风的移动路径以及风浪场的预报无论是经验模型还是数值模型 目前都 已取得了很大的发展，并且在业务预报中发挥了重要的作用。但不足之处是，应用过程中多数预报主要侧 重于理论推导而忽视 了数据的表达 ，数据输入往往是采用 DOS系统时代的操作方式，而输 出结果则大多 是一些数据文件或由这些文件绘制成的静态 图片。 地理信息系统 (GIS)是一门利用计算机技术管理空间地理数据及与之相关联的属性数据的技术，它 是在计算机软件和硬件的支持下，以一定的格式输入、存储、检索、显示和综合分析应用的技术系统 】。 它具有以下几个基本功能：数据的输入与预处理：数据的管理；空间查询与分析，以及可视化表达输出等。 GIS的研究起始于 20世纪 60年代，作为传统学科 (地理学、地图学和测量学等 )与现代科学技术 (遥感技术、全球定位系统、计算机科学等 )相结合的一 门综合应用系统，经过 40多年 的发展，其应用 领域不断扩大，但应用于海洋方面的工作在我国还处于理论研究和摸索阶段。本文试图建立台风风场、海 浪数值模型与 GIS功能有机集成，使模型分析的所有阶段，包括计算网格的划分、模型参数的选择和设 置、模型的计算以及最终计算结果的可视化等都集成到同一环境下完成，提高模型应用的可操作性和决策 效率 。 1 系统总体设计 1．1 目标与原则 系统建立的目标是将地理信息系统的优势与台风风浪的预报工作有效地结合起来，建立起一套面向业 务部 门的应用系统，以便更好地做好台风的预报管理工作 。 系统的建立依照以下几个原则： a) 规范性：尽可能地按照软件工程建设的相关规范要求来构建系统。 b) 科学性：各模块的组织及接口设计的合理、科学，同时还要易于系统的扩展和升级。 C) 可靠性：保证程序数据的准确可靠，同时具有一定的容错性与健壮性。 d) 易操作性：界面简洁，流程清晰，易于操作 。 收稿 日期：2007．12．17；收修改稿 日期：2008—04—16 基金项 目：国家科技支撑项 目 (2006BAB19B01)；中国科学院知识创新工程项 目 (kzcx2-yw一201)；“863”计划 (2006AA09A109)资助 6期 尹毅 等：基于 GIS的南海台风风浪预报系统 77 1-2 总体框架 系统除包括 GIS的基本操作外，重点解决数值模型与 GIS的集成问题。从结构上分为数据访 问层、 业务逻辑层和界面表示层。数据访 问层直接作用于数据库，负责记录数据的存、取以及更改等操作。业务 规则层是系统实现的重点，包括数值模型的计算及其前、后处理过程 以及与计算结果相关的查询、分析和 演示过程等。外观表示层负责与用户的交互，包括各输入参数的选取、输出结果的显示以及与 GIS相关 的可视化操作等。图 1给出了系统的总体框架示意图。