氣象數據可視化｜讓你更加了解氣候信息
通過上篇文章《氣象數據可視化｜在GIS中讀懂變化無常的天氣》，我們了解了在瀏覽器進行氣象數據可視化的意義、氣象數據的基本信息以及一些氣象數據的可視化實現方案。本文我們將針對天氣預警、衛星云圖等氣象信息，繼續逐一進行介紹。
氣象預警
如今，世界各地的極端天氣事件正變得越來越頻繁和強烈，我們也比以往任何時候都更容易受到極端天氣的危害及影響，僅僅通過預測天氣狀況已經不夠抵御，而告知公眾極端天氣的影響對挽救生命至關重要。
氣象預警工作主要利用空、天、地、海4級觀測設備，對風力、風向、溫度、能見度、雨雪量、濕度、雷電云等氣象要素進行全天候不間斷監測。監測設備包括：高度超過三萬千米的衛星、微米級精度的能見度儀、360度旋轉的雷達以及精確到0.1克的雨量計等。
△ 風云四號靜止氣象衛星
收集到的各類氣象觀測數據，傳輸給天氣預報員工作平臺的同時，還會傳輸進超級計算機，以便得到關于某種氣象災害發生可能性的數值。預報員根據各種數據來診斷天氣演變，如果預報員發現預報數據達到預警級別的標準臨界值條件，就會立即啟動氣象預警發布工作。
目前，我國普及了一套比較全面的氣象災害預警信號發布和傳播辦法，主要由名稱、圖標、標準和防御指南組成，涉及十四種氣象災害。根據氣象災害的發展態勢、緊急程度、危害程度等，用藍色、黃色、橙色和紅色來表示災害的不同等級，可以大致理解為藍色不太嚴重，黃色要注意，橙色有些嚴重，紅色相當嚴重。如下圖，即為藍色大風的預警圖標。
△ 藍色大風預警圖標
FreeXGIS團隊基于氣象格點數據實現了氣象預警功能。當開啟預警功能時，先獲取到全國氣象站點的最新預警信息，根據其中的預警類型、預警程度等找到對應的預警圖片，將該預警圖片添加在給定的經緯度坐標下，完成氣象預警信息的可視化加載。
△ FreeXGIS Online 氣象預警功能
衛星云圖
衛星云圖是由氣象衛星自上而下觀測到的地球上的云層覆蓋和地表面特征的圖像，接收的云圖主要有：紅外云圖、可見光云圖及水汽圖等。各種不同尺度天氣系統的云區和各種不同的地表特征，在這種圖像上都有其特定的色調、范圍大小和分布形式。利用衛星云圖可以識別不同的天氣系統，確定它們的位置，估計其強度和發展趨勢，為天氣分析和天氣預報提供依據。
通過衛星云圖圖象的形態、結構、亮度和紋理等特征，可以識別云的種、屬及降水狀況；可以識別大范圍的云系，如螺旋狀、帶狀、逗點狀、波狀、細胞狀等，并用以推斷鋒面、溫帶氣旋、熱帶風暴、高空急流等大尺度天氣系統的位置和特征。對于氣象臺站較稀少的地方——廣闊洋面、高原、荒漠和極地地區來說，衛星云圖是很珍貴的探測資料，這對提高預報準確率起了重要作用。在氣象臺站較密的地區，所給出的圖象也較為完整系統，為其它觀測方法所不能替代。
FreeXGIS產品可以顯示國家氣象科學數據中心的衛星云圖數據，并可通過時間變化更新云圖數據。
△ FreeXGIS Online 衛星云圖
臺風
臺風屬于熱帶氣旋的一種，熱帶氣旋是發生在熱帶或亞熱帶洋面上的氣壓渦旋，是一種強大而深厚的“熱帶天氣系統”。中國把西北太平洋的熱帶氣旋按其底層中心附近最大平均風力（風速）大小劃分為6個等級，其中心附近風力達12級或以上的，統稱為臺風。
臺風常帶來狂風、暴雨和風暴潮，給人類帶來災害的同時，也給人類帶來益處，臺風給人類送來了豐沛的淡水資源，對改善淡水供應和生態環境有十分重要的意義。
根據世界氣象組織的定義，中心風力一般達到十二級以上、風速達到每秒32.7米的熱帶氣旋均可稱為臺風（或颶風）。當熱帶氣旋達到熱帶風暴的強度，便給予其具體名稱。名稱由世界氣象組織臺風委員會的14個國家和地區提供，每個成員提供10個名字，形成了包括140個臺風名字的命名表，名字循環使用。
臺風預警中存在24小時警戒線和48小時警戒線，如下圖。臺風24小時警戒線的意義是，該區域的臺風在24小時內對我國有顯著影響，并可能于24小時內登陸我國。臺風進入24小時警戒線后，氣象部門會逐小時對臺風的位置、強度進行監測，并及時向公眾及各級政府通報。48小時警戒線同理。
△ 臺風24小時警戒線、48小時警戒線
臺風預警主要通過預測臺風發生的軌跡，來指導民眾避難。臺風路徑主要由顏色不同的點和線構成，其中不同顏色代表了此時的臺風等級，實線為具體的臺風路徑，虛線為在某時刻時，專家預測的臺風軌跡。
臺風預警信息的可視化實現，主要通過解析臺風數據中關鍵點的風力大小，轉換為其對應顏色，繪制出臺風路徑的點或線，從而達到渲染效果。在三維實現警戒線文字時，若采用Cesium自帶的label或billboard繪制，會導致在視口拉低時，文字始終面朝相機，無法做到貼地的效果。團隊使用貼地面加canvas繪制紋理，使得文字可以貼在地面上，從而解決了這一問題。
△ FreeXGIS Online 臺風預警信息