【ArcGIS风暴】气象台站气温（降水）矢量数据插值成栅格气温（降水）空间数据

最新推荐文章于 2025-07-09 14:44:44 发布
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分类专栏： 《GIS/ArcGIS风暴》 文章标签： 气象台站 气温 降水 栅格插值 空间分布图
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本文介绍了如何利用ArcGIS将气象台站的气温和降水数据，通过栅格插值和裁剪，生成空间分布的气温和降水栅格数据。主要步骤包括数据准备、插值、裁剪和空间分布图制作。最终效果展示了气象空间分布的对比。

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关于文本格式的气象数据生成Shapefile矢量数据的过程，可以参照文章《ArcGIS 10.2导入Excel数据X、Y坐标（经纬度、平面坐标），生成Shapefile点数据图层》。本文在前面生成的具有气温和降水属性的气象台站矢量数据的基础上，通过栅格插值，栅格裁剪等过程生成空间分布的气温和降水数据，效果图如下所示（左图为气象台站，右图为气象空间分布数据）：

  

目  录

一、气象台站数据准备

二、气温、降水数据栅格插值

三、研究区范围裁剪插值结果

四、气温、降水空间分布图制作

 一、气象台站数据准备

气象数据

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<think>我们正在讨论表面模型和场分析在GIS中的应用。根据用户的要求，我们需要结合地形建模或气候分析的案例进行简单解释。引用[1]提到表面分析包括等高线生成、坡度坡向计算、流域分析等，基于DEM数据。引用[3]提到可以通过航测、遥感图像解析测量生成DEM，并实现三维地形模型的动态显示。引用[4]提到多源数据语义整合，包括空间数据（GIS矢量、遥感影像）等，并提到三维可视化引擎。表面模型（SurfaceModel）通常用于表示连续的地理现象，如地形、气温、降水等。在GIS中，表面模型主要分为两种：栅格表面（如DEM）和TIN（不规则三角网）。场分析（FieldAnalysis）则是基于场模型（将地理空间视为连续的场）的分析方法，例如计算坡度、坡向、等值线生成、可视域分析等。实际意义：1.地形建模：通过DEM数据，可以生成等高线、坡度图、坡向图、山体阴影图等，用于地形分析、洪水模拟、选址分析等。2.气候分析：将气温、降水等气候数据作为连续场，进行空间插值（如克里金插值）、等值线绘制、变化趋势分析等。案例：1.地形建模：引用[3]提到，利用DEM生成网格立体图、立体阴影图，并叠加影像数据实现三维地形模型的动态显示。例如，在森林防火信息系统中，引用[2]提到利用可视域分析确定瞭望台的可视范围，这需要基于表面模型（地形）进行视线分析。2.气候分析：例如，利用气象站点的气温数据，通过空间插值生成连续的气温表面，进而分析区域气温分布，识别高温和低温中心（热点分析），为农业规划或灾害预警提供依据。实现方法：-地形建模：通常使用DEM数据，通过GIS软件（如ArcGIS）的表面分析工具集，进行坡度、坡向、等高线、山体阴影、可视域等计算。引用[2]中提到的可视域分析就是表面分析的一种应用。-气候分析：首先收集离散点的气候数据，然后通过空间插值方法（如反距离加权、克里金插值）生成连续的表面，再进行等值线绘制或变化趋势分析。简化解释：表面模型就是将地理现象（如地形）表示为一个连续的表面，场分析就是对这个连续表面进行各种计算和分析，以揭示其空间分布规律。根据用户要求，我们需要生成相关问题，并且注意数学表达式的格式。现在，我们按照要求写一段话，并生成相关问题。</think>### 表面模型与场分析在GIS中的应用 表面模型（如DEM数字高程模型）通过规则网格或TIN三角网表示连续地理现象（如地形起伏），而场分析则基于该模型量化空间梯度变化。以地形建模为例： 1. **实现方法**： - 通过航测/遥感生成$10m×10m$网格DEM[^3] - 基于$z=f(x,y)$函数计算坡度($S=\arctan\sqrt{f_x^2+f_y^2}$)与坡向 - 叠加遥感影像实现三维动态可视化[^3] 2. **气候分析案例**： 利用气象站观测值构建气温场表面，通过克里金插值$$Z(s_0)=\sum\lambda_i Z(s_i)$$生成区域温度分布图，识别城市热岛效应[^4]。 3. **实际意义**： - 地形建模支持洪水淹没模拟（坡度决定径流方向） - 气候场分析揭示污染扩散路径（温度梯度驱动大气运动） - 为灾害预警（如滑坡风险评估[^1]）和生态规划提供量化依据 ```mermaid graph TB A[原始数据] -->|航测/遥感| B[DEM表面模型] B --> C[场分析操作] C --> D1[坡度计算] C --> D2[等值线生成] C --> D3[可视域分析] D1 --> E[洪水模拟] D2 --> F[气候分区] D3 --> G[瞭望台选址[^2]] ```
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