可视化沙盘模型在气象业务中的应用浅析
摘 要：可视化沙盘模型是为气象部门开展气象防灾减灾决策服务提供的一个直观三维基础平台，为健全气象灾害预防的可视化现代业务体系，及时、高效应对气象灾害，开展气象电子显示屏服务，以及为农业安全生产保驾护航、合理开发气候资源等方面具有重大意义。
关键词：可视化；沙盘模型；气象灾害；气候资源
中图分类号：P409 文献标识码：A
引言
提到“沙盘”，大家最容易想到的就是战争年代的军事作战指挥沙盘和房地产开发商销售楼盘时的小区规划布局沙盘。在古代，沙盘模型最早应用在军事上，是将帅指挥战争的用具，常供研究地形、敌情、作战方案、组织协调动作和实施训练时使用。电子可视化沙盘模型，是根据地形图或者实地地形，按一定的比例尺，用泥沙、模型等各种材料，用现代化手段制作而成的现代模型。他们都清晰的模拟再现真实的地形地貌，无须亲临现场，也能对所关注的区域了然于胸，从而运筹帷幄，胸有成竹。那么，在转型时不我待、跨越迫在眉睫的今天，气象可视化沙盘也逐步走上基层气象部门发展现代气象业务的大舞台。
洪洞县境内地势东西高、中部低，可分为山地、丘陵、山前倾斜平原、河谷阶地4种地貌单元，其中山地占全县总面积的18.9%，丘陵占32.8%，山前倾斜平原占26.7%，中部河谷阶地占总面积的21.6%，平均海拔430m。洪洞县这种地形地貌分明的特征使得洪洞县气象部门可视化电子沙盘具有制作和应用的有利条件，能够更加直观的开展气象分析需求。同时，作为基层台站，笔者认为气象可视化沙盘应包括本行政区域的地理信息、气候特点、交通网络、各乡镇基本情况以及本区域内的气象灾害风险区划、农业气候区划、农业灾害风险区划、本单位及其他单位布设的气象监测网络等元素。
1 可视化沙盘系统分析
洪洞县可视化沙盘是该县开展气象防灾减灾决策服务的一个直观的三维基础平台，沙盘系统基于三维建模和遥感影像技术，能够清晰的展示出当地地形地貌、河流湖泊、城市农村等，还可模拟各类气象灾害影响情况，直观展示全县各类探测设备整体布局，实时展现各种探测数据的空间分布；而且气象预报员可据此并结合天气系统进行历史反演，对当地暴雨、台风等各类气象灾害和地形的相互作用。与传统沙盘模型相比，电子可视化沙盘集地理信息系统、三维可视化、数据库和虚拟现实技术为一体，具有精确、快速、简便等特点，且可叠加并通过动态形式显示信息，可视化沙盘将数据加载到特定的三维场景，显示出了很好的立体效果，为气象业务开展提供了实时、交互操作的虚拟现实环境。电子沙盘是由表面模型数据、地理特征矢量数据、遥感影像数据进行三维可视化处理后建立的。可视化沙盘模型表面模型及地理特征矢量数据统一坐标系为GCS_Beijing_1954，建立洪洞县电子沙盘数据库，并在ArcMap下利用Georeferencing对遥感影像数据和矢量数据进行配准和叠加。表面模型以其自身为基准高度实现三维可视化，其中道路、水系、境界及地质灾害高发点等矢量数据三维可视化将表面模型作为主题，设置Surface项为线数据三维属性基础高程值；多边形面数据则是每个多边形数据高度字段在表面主题基础上的向上延伸。遥感影像数据以表面模型为基准高度，然后叠加显示在表面模型上。
2 可视化沙盘模型在气象业务中的应用
中国气象局在当前气象事业科学发展规划中，提出并确立了气象防灾减灾和应对气候变化2大发展主题。据笔者个人认为，气象可视化沙盘模型对加快基层气象部门更加有效的应对气象灾害和开发气候资源具有较大意义。
2.1 健全了气象灾害预防的可视化现代业务体系
搭建一个可视化区域气象模型平台，将地理信息、风险区划、气候区划等尽可能多的信息通过沙盘模型表现出来，使气象可视化沙盘更加直观、具体，更加有目标性，有利于各级领导应对气象灾害和开发气候资源各项工作的开展。
2.2 及时、高效应对气象灾害
在建设可视化区域气象模型平台时，配合已经构建的自动站、区域站监测网络，以及多年来累积观测所得的气象资料，从宏观方面协助政府做好灾前评估、灾中应对、灾后救援等工作，更加有效的协助地方政府做好防灾减灾工作。同时结合可视化沙盘系统，还可开展灾害性天气相关地质灾害等预警信息发布气象服务，如强降雨天气，可针对强降水中某个预警单元点，通过最短路径搜索距离该预警单元点最近的3个乡镇的相关信息以及各个乡镇联络员（手机号码），根据不同地形信息编制对应预警短信及时发送至联络员，再由联络员进一步散播气象灾害预警信息，争取灾害信息传播的时效性，更好的为社会公众提供防灾减灾气象服务。
2.3 有利于开展气象电子显示屏服务
截至2012年11月，洪洞县16个乡镇共安装了气象电子显示屏25块，滚动显示天气预报、灾害预警、气象指数、农产品供求、价格行情以及农产品宣传展示等图片、字幕等，尤其实现了临近天气信息预报、气象灾害预警预报等为农民提供了更有针对性的直通车气象服务。可视化沙盘为地质灾害气象服务提供了实用的地形等信息，建立的地质灾害数据库应用于气象电子显示屏，可在第一时间内将最新的气象信息传递至各乡镇，拓宽了气象服务领域，提高了气象防灾减灾能力。
2.4 为我国粮食安全保驾护航
可视化区域气象模型要区分各种粮油作物的种植区域，系统的构建本行政区域内的大农业气象服务体系，在不同时段，面对不同作物，利用不同手段，有针对性地为三农搞好服务，达到增产增收的目的。
2.5 合理开发气候资源
根据可视化沙盘提供的实用的地域特点，有计划的进行风能、水能等气候资源的开发和利用，减少污染的同时，达到节能减排的目标。
参考文献
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作者简介：赵宇亮（1983-），男，汉，山西忻州原平人，本科，助理工程师，从事气象工作。