Температура в реальном времени, Погода на карте
По умолчанию инструмент не имеет приоритета одного над другим, что хорошо для ваших целей. Назовите две области, в которых, вероятно, будут совсем разные температуры через три месяца. Теперь изменим символы, чтобы более теплые и холодные температуры имели разные цвета.
Этот слой охватывает весь мир, хотя и не равномерно. Каждая стрелка или точка обозначает либо метеостанцию на суше , либо метеобуй на воде. Направление на территории указывает направление ветра, а цвет означает скорость. Мы добавили много данных. Но в проекте нет слоёв, представляющих атмосферное давление и температуру — необходимые компоненты погоды и анализа погоды.
К счастью, слой скорости и направления ветра содержит данные об этих компонентах. Изучим доступные данные, скопируем слой и настроим символы для отображения соответствующего параметра.
В таблице атрибутов содержится актуальная информация о температуре воздуха и атмосферном давлении. Сделаем копию слоя для каждого из параметров.
Скопированные слои имеют такие же символы, как в исходном слое. Теперь изменим символы обоих слоёв, чтобы точками отображались только местоположения станций и буев.
Позже будем использовать более сложные стили для отображения данных, чтобы это было полезно для анализа. В настройках отображения слоя оставим только отображение местоположения. Наконец, добавим границы штатов и округов для Соединённых Штатов.
Эти слои добавят географический контекст к карте, а также будут полезны для анализа, если нужно исследовать погоду в определенной географической области. Мы создали карту с большим количеством погодных данных: осадки, ураганы, скорость и направление ветра, давление, температура и спутниковые снимки.
Эти данные автоматически обновляются датчиками и радарами по всему миру. Далее мы исследуем и узнаем более подробно о закономерностях погодных условий, которые видны на карте и попробуем спрогнозировать будущую погоду. Начнем с поиска закономерностей в данных. Очные прогнозы погоды зависят от того, какие особенности и закономерности наблюдаются сейчас.
Сначала изучим слой температур. Ранее мы обозначали этот слой так, чтобы все точки показывались одинаковым символом. Теперь изменим символы, чтобы более теплые и холодные температуры имели разные цвета. В настройках отображения слоя выберем зависимость условных знаков от температуры воздуха и выберем цвет градации. Теперь температура воздуха показывается от холодного желтого до теплого красного. В США температура напрямую зависит от широты. Чем севернее находится точка, тем холоднее воздух.
Например, Лондон находится на той же широте, что и Ванкувер. Применимы ли к Европе тенденции, которые наблюдались в Соединённых Штатах? В Европе температура зависит не только от широты, но и от удаленности от Атлантического океана.
А за счет влияния теплого течения на тех же широтах, что и в США, воздух в среднем теплее. Австралия находится в южном полушарии и температуры распределяются в обратном направлении от теплых на севере до холодных на юге. Исследуя слой температур, можно проследить, что наибольшее количество станций находятся в США, Европе и Ближнем востоке. В остальных регионах метеостанций гораздо меньше.
Вычислим статистику, что узнать диапазон температур по всему миру. Для этого откроем таблицу атрибутов и в поле Температура воздуха выберем «Статистику». Исходя из статистики самая высокая температура фиксируется на территории пустыни Сахара в Алжире, а самая холодная — на севере Канады.
Далее более внимательно изучим данные об осадках и давлении. В связке с другими слоями данных они помогут предсказывать, где в ближайшем будущем могут выпасть осадки. Сначала сравним текущее количество осадков с характером ветра, чтобы увидеть, где ветер может вызвать перемещение дождевых облаков в ближайшем будущем.
Затем узнаем, как давление может влиять на осадки, и определим области высокого и низкого давления. Перейдем на территорию США и включим слой осадков. Осадки напрямую связаны с облачностью на космическом снимке. Ранее мы отметили, что светлые облака являются холодными, а темные — теплыми. Как правило, теплые облака опускаются на землю и поглощают влагу в результате испарения. Когда они поднимаются, они становятся холоднее, и водяной пар конденсируется в жидкие капли.
Это делает облако более тяжёлым, поэтому оно падает и выпускает жидкость в виде осадков. Далее исследуем зависимость осадков и ветра. Для этого отключим слой с космическими снимками и включим слой со значениями ветра. Приблизимся к району с осадками.
Сейчас Большое количество осадков выпадает в районе Южной Дакоты, а ветер в основном направлен с запада на восток. Если этот ветер сохранится, то скоро в городе Де-Мойн штат Айова начнутся дожди. Но насколько скоро? Чтобы узнать, когда начнется дождь высчитаем расстояние от текущего места выпадения осадков до города Де-Мойн и по скорости ветра определим через сколько времени начнется дождь.
Ветер — не единственный фактор, который влияет на выпадение осадков. Давление также важно. Низкое давление заставляет воздух подниматься, охлаждаться и конденсироваться в дождевые облака. Высокое давление заставляет воздух стекать вниз и нагреваться. В северном полушарии воздух имеет тенденцию перемещаться против часовой стрелки вокруг системы низкого давления и по часовой стрелке вокруг системы высокого давления и наоборот в южном полушарии.
На основе спутниковых снимков, осадков и скорости ветра мы сможем предсказать, где давление будет высокое и где низкое. Добавим обозначение давления на карту. В качестве области высокого давления выбрана территория на западе США из-за отсутствия осадков, отсутствия облаков и общего направления ветра по часовой стрелке что соответствует области антициклона. В качестве области низкого давления выбрана область в районе Великих Озер из-за наличия осадков, низких холодных облаков и направления ветра против часовой стрелки что соответствует области циклона.
Далее проверим наши предположения с помощью слоя о давлении. Включим слой давления и настроим отображение слоя. Темный цвет соответствует области высокого давления, а светлый — низкого.
Наши предположения оказались верными, что доказывает зависимость распространения осадков, облаков и направления ветра от атмосферного давления. Мы предсказали выпадение осадков на основании информации об идущем в данный момент дожде, направлении ветра и атмосферном давлении. Но есть и другие факторы, которые влияют на выпадение дождей, в том числе высокие температура и влажность.
Количество водяного пара, которое может удерживать воздух, зависит от его температуры более горячий воздух удерживает больше. Когда в воздухе содержится максимально возможное количество водяного пара, он становится насыщенным. Водяной пар начинает конденсироваться в крошечные капельки воды, и таким образом удаляется из воздуха.
Такая конденсация может привести к выпадению осадков. Перенасыщение может случиться, если горячий воздух, содержащий много влаги, внезапно остывает. Данные о температуре содержат поле под названием «Dew Point Temperature». Температура точки росы — это температура, до которой воздух должен остыть, чтобы стать перенасыщенным.
Таким образом, температура точки росы является мерой того, сколько влаги находится в воздухе. Если температура точки росы близка к температуре воздуха, воздух имеет высокую относительную влажность и может вскоре стать насыщенным. Если разница между точкой росы и температурой воздуха велика, воздух сухой. Чтобы определить, в каких районах точка росы и температура воздуха близки, вы создадите выражение «Arcade», которое меняет стиль отображения слоя.
В настройках отображения слоя выберем «новое выражение».
Появится окно для создания нового выражения Arcade. Карта переместится к выбранной станции, которая в настоящее время оказалась самой жаркой в мире. Когда вы сортируете в порядке возрастания, первые несколько строк могут не иметь значений; что означает, что станция не записывала температуру при последнем обновлении данных.
Возможно, вам придётся прокрутить таблицу вниз, пока не найдёте самую низкую температуру. Далее вы более внимательно изучите данные об осадках и давлении. В связке с другими слоями данных они помогут предсказывать, где в ближайшем будущем могут выпасть осадки. Сначала вы сравните текущее количество осадков с характером ветра, чтобы увидеть, где ветер может вызвать перемещение дождевых облаков в ближайшем будущем. Затем вы узнаете, как давление может влиять на осадки, и определите области высокого и низкого давления.
Как правило, теплые облака опускаются на землю и поглощают влагу в результате испарения. Когда они поднимаются, они становятся холоднее, и водяной пар конденсируется в жидкие капли. Это делает облако более тяжёлым, поэтому оно падает и выпускает жидкость в виде осадков.
На нашем примере в южной части Луизианы и Миссисипи очень сильные дожди. Надписи для пространственных объектов точек замера скорости ветра указывают её в километрах в час. Хотя не все стрелки скорости ветра указывают в одном и том же направлении, общее направление — на север и восток. Если этот ветер сохранится, в городе Александрия штата Луизиана скоро может начаться дождь. Но как скоро? На примере изображения указывающая на северо-восток стрелка со скоростью ветра 17 километров в час находится на расстоянии около километров от Александрии.
При таких темпах дождю потребуется более 10 часов, чтобы добраться до города. Кроме того, на других станциях в этом районе ветер не регистрируется, более медленный или более восточный. Возможно, что осадки пройдут к югу от города. Ветер — не единственный фактор, который влияет на выпадение осадков. Давление также важно. На основе ваших спутниковых снимков, осадков и скорости ветра вы сможете предсказать, где давление высокое и низкое.
Вы будете использовать инструмент Добавить скетч для отслеживания своих прогнозов. Появится панель Скетч вместе с вертикальной строкой инструментов скетча.
На изображении в качестве примера в качестве возможной области высокого давления центральная часть Нью-Мексико была выбрана из-за отсутствия осадков, низколежащих темных облаков и, общего направления ветра по часовой стрелке хотя ветер не движется по часовой стрелке равномерно. В нашем примере в качестве возможной области низкого давления была выбрана Луизиана. Здесь не только много осадков и высокие белые облака, но и ветра движутся против часовой стрелки.
Далее вы включите слой давления, чтобы увидеть, были ли ваши прогнозы точными. Вы предсказали выпадение осадков на основании информации об идущем в данный момент дожде, направлении ветра и атмосферном давлении. Но есть и другие факторы, которые влияют на выпадение дождей, в том числе высокие температура и влажность. Количество водяного пара, которое может удерживать воздух, зависит от его температуры более горячий воздух удерживает больше.
Когда в воздухе содержится максимально возможное количество водяного пара, он становится насыщенным. Водяной пар начинает конденсироваться в крошечные капельки воды, и таким образом удаляется из воздуха.
Такая конденсация может привести к выпадению осадков. Перенасыщение может случиться, если горячий воздух, содержащий много влаги, внезапно остывает. Ваши данные о температуре содержат поле Dew Point Temperature Температура точки росы. Температура точки росы — это температура, до которой воздух должен остыть, чтобы стать перенасыщенным. Таким образом, температура точки росы является мерой того, сколько влаги находится в воздухе.
Если температура точки росы близка к температуре воздуха, воздух имеет высокую относительную влажность и может вскоре стать насыщенным. Если разница между точкой росы и температурой воздуха велика, воздух сухой. Чтобы определить, в каких районах точка росы и температура воздуха близки, вы создадите выражение Arcade, которое меняет стиль.
Вы не можете создавать выражения Arcade для подслоев, поэтому сначала надо добавить новую версию исходного слоя скорости и направления ветра, который показывает только станции, без буев.
Появится окно для создания выражения Arcade. Вы создадите очень простое выражение. Оно вычтет температуру точки росы из температуры воздуха и получит разницу между двумя значениями. Затем определит, будет ли эта разница больше или меньше 4 градусов по Фаренгейту. Если разница меньше 4, насыщение и возможно осадки близко. Если разница больше 4, насыщение маловероятно. TEMP добавится в окно Выражение. В терминологии Arcade, это относится к полю Air Temperature.
Ваше выражение теперь вычитает температуру точки росы из температуры воздуха. Затем вы уточните выражение, чтобы определить, меньше ли разница, чем 4. Выражение сохранится, и карта автоматически стилизуется на его основе. В карте два типа символов: false красный и true синий.
Созданное вами выражение возвращает «ложь», если разница между температурой воздуха и точкой росы больше 4. И «истину», если разница меньше 4. Синие точки показывают области, близкие к перенасыщению.
Примечание: Число 4 было выбрано потому, что оно невелико, но если разница составляет 6 или даже 10 градусов, область все равно может подвергаться риску перенасыщения. Чтобы выполнить дополнительную задачу, на панели Стили щелкните кнопку Dew Point Temperature Difference. Измените выражение, чтобы найти значения, где разница меньше 6 или 10 градусов, и сравните свои результаты с тем, что получилось когда разница меньше 4 градусов. Трудно сравнивать разницу температуры с точкой росы и температуру воздуха одновременно, потому что слои существенно перекрываются.
Другой способ сравнить их — подписать пространственные объекты. Вы сравните слой разницы температуры с точкой росы со слоем температуры воздуха в каждой точке. Надписи имеют десятичные разряды. Вы измените их на 0 знаков после запятой, используя Arcade.
TEMP, 0. Это выражение будет округлять поле Air Temperature до 0 десятичных знаков. В областях, где сгруппировано много точек в нашем примере на картинке, область вокруг Финикса, штат Аризона , некоторые надписи могут не отображаться. Если вы увеличите масштаб, вы увидите все надписи. Ураганы — большие штормы, которые имеют тенденцию формироваться над океанами.
Они могут обрушиться на сушу и привести к материальному ущербу и гибели людей; они характеризуются сильным ветром и часто сопровождаются осадками и низким давлением. Далее вы изучите слой ураганов и выясните, какую связь можно обнаружить между ураганами и некоторыми другими слоями данных.
Если их нет, то вы можете пропустить этот раздел. На изображении в качестве примера показан тропический шторм Chalane возле Мадагаскара. Каждая оранжевая точка представляет наблюдаемое положение шторма в каждый день его существования. Тропический шторм Chalane начинался как относительно слабая тропическая депрессия, но в конечном итоге превратился в тропический шторм.
По прогнозам, в ближайшие несколько дней он наберет силу, потенциально превратившись в ураган. В зависимости от времени года и конкретного дня, в который вы проходите этот урок, у вас может не быть снимка с четким видом урагана. Если это так, используйте пример урагана Алсид, который произошел у побережья Мадагаскара в ноябре года, чтобы ответить на следующие вопросы:. Пока что прогнозы погоды, которые вы сделали, касались определения того, какая погода будет в будущем.
Но иногда важно делать прогнозы какая сейчас погода в тех районах, где нет данных. Ваши данные о температуре, давлении и скорости ветра поступают с метеостанций по всему миру. Но сеть метеонаблюдений не охватывает весь Земной Шар. Как узнать погоду в районе, где нет метеостанции? Одним из способов является интерполяция поверхности. Интерполяция оценивает неизвестные значения в пространстве на основе их близости к известным значениям.
По сути, этот метод использует имеющиеся данные, чтобы догадаться о данных, которых нет. Вы будете интерполировать данные о температуре для определенной географической области, в которой достаточно данных, чтобы вы могли быть уверены, что ваша интерполяция точна, но с достаточным количеством пробелов, чтобы сделать ее полезной. Для этого упражнения вы выберете штат Калифорния в Соединённых Штатах. Для начала вы отфильтруете слой States , чтобы показать одну только Калифорнию.
Откроется окно Фильтр. Вы создадите простое выражение, чтобы отображались только объекты с именем California. Вы переместитесь к штату Калифорния, который теперь является единственным штатом, отображаемым в слое States. В целом количество станций, как правило, соответствует крупным населённым пунктам.
Но в восточной и северной частях штата метеостанций гораздо меньше. Используя интерполяцию, вы сможете оценить температуру в этих областях. Появится панель Интерполировать точки. Эта панель содержит опции для различных способов интерполяции. Вы также можете решить, хотите ли вы оптимизировать процесс интерполяции для скорости или для точности. По умолчанию инструмент не имеет приоритета одного над другим, что хорошо для ваших целей.
Но вы хотите изменить параметр так, чтобы интерполяция была отфильтрована по границам штата Калифорния. Поскольку вы отфильтровали слой так, чтобы он показывал только Калифорнию, интерполированная поверхность будет также обрезана по границам Калифорнии. Инструмент запустится, и слой добавится на карту.
Ваш результат будет выглядеть иначе, чем наш пример. Теперь вы прогнозировали погоду не только во времени, но и в пространстве. Из этого руководства вы узнали, как температура, осадки, давление и ветер в совокупности создают температуру, которую вы испытываете. Вы ответили на вопросы о своих данных и выполнили статистический анализ, чтобы получить более глубокие знания. Многие принципы, о которых вы узнали в этом руководстве, могут применяться к любым связанным с погодой рабочим процессам ГИС, в том числе к вашим собственным рабочим процессам, которые вы можете создать.
На какие вопросы вы можете ответить, используя данные в реальном времени, которые не были заданы в этом руководстве? Вы можете найти больше учебных пособий в галерее учебных пособий. Пожалуйста, пришлите нам свой отзыв об этом руководстве. Расскажите нам, что вам понравилось, а что нет.
Если что-то в руководстве не сработало, сообщите нам, что это было и где в руководстве вы с этим столкнулись название раздела и номер шага. Используйте эту форму, чтобы отправить нам отзыв. Рекомендуется делиться этими руководствами и повторно использовать их.
Ваши проекты никогда не будут такими как раньше, как только вы убедитесь, насколько легко создавать и публиковать красивые интерактивные веб-карты и приложения в ArcGIS Online, полноценной облачной картографической платформе. От презентаций и отчетов до историй и полевых работ - карты делают все лучше. В этом курсе вы познакомитесь с геостатистической интерполяцией и соответствующими допущениями ключевых данных.
Вы также узнаете, как определить методы, применимые к данной цели анализа. Курс изучает типы операционных панелей, особенности дизайна, варианты компоновок и методы организации и фокусировки элементов панели мониторинга для удовлетворения конкретных информационных потребностей вашей аудитории. Outline Создание карты, обновляющейся в реальном времени Добавьте на карту данные о погоде в реальном времени.
Создание карты, обновляющейся в реальном времени Для целей этого упражнения вам надо выполнить роль подрядчика, нанятого Национальной администрацией по океану и атмосфере NOAA для проведения анализа погоды. Войдите под учётной записью организации ArcGIS. Примечание: Если у вас нет учетной записи организации, см. Примечание: В зависимости от настроек организации и пользователя при открытии Map Viewer. На панели инструментов Ресурсы щелкните Слои.
Примечание: Данные реального времени периодически обновляются. Примечание: В зависимости от времени года, когда вы выполняете этот урок, активных ураганов может не быть. Примечание: Чтобы посмотреть метаданные для слоев Active Hurricanes, Cyclones and Typhoons щелкните Дополнительно для любого из слоев и выберите Показать описание элемента.
На панели инструментов Содержание щелкните Сохранить и открыть и выберите Сохранить как. Для Названия введите Real-Time Weather Map и добавьте свои инициалы, чтобы карта была уникальной внутри вашей организации. Прогноз погоды Ранее вы изучили и сохранили карту данных о погоде в режиме реального времени, собранных со спутников, радаров и метеостанций по всему миру. Исследование температуры Сначала вы будете искать закономерности в данных. В каких областях больше всего данных?
В каких их меньше всего? Назовите две области, где широта является наиболее вероятным объяснением наблюдаемой температуры. Назовите две области, в которых, вероятно, будут совсем разные температуры через три месяца. Назовите одну область, в которой, вероятно, через три месяца температура почти не изменится. Есть ли области, по причине высоты температура такова, что не объясняется широтой или сезонными колебаниями?
Какое влияние могут оказать океаны и крупные водоемы на температуру? Каковы закономерности отличий температуры в прибрежных и внутренних районах на одной широте? Как температура там где вы живете, отличается от окрестностей?
Соответствует ли зарегистрированная температура температуре, которую вы ощущаете в настоящее время? Если нет, то что могло вызвать разницу? Где находится эта станция? Почему на этой станции так жарко? Это в основном жарко из-за широты, высоты или времени года? Примечание: Когда вы сортируете в порядке возрастания, первые несколько строк могут не иметь значений; что означает, что станция не записывала температуру при последнем обновлении данных.
На панели инструментов Содержание щелкните Базовая карта и выберите Топографическая. Перейдите к закладке Континентальные штаты США. В каких районах идёт дождь? Какие закономерности вы видите в данных о дождевых осадках? Насколько тесно связаны облака на спутниковых снимках и данные о дожде, полученные радаром? Где как правило выпадают осадки — там, где облака ярко-белые холодные или темно-серые теплые? Взаимосвязаны ли скорость ветра и текущие осадки?
Если да, то какая? Назовите две пространственные закономерности, которые вы заметили, касающиеся текущих скорости и направления ветра. Как далеко от рассматриваемого вами города выпадают осадки? Сколько времени потребуется, с учётом скорости и направления ветра, чтобы дождь добрался до города? Существуют ли другие ветра, которые могут увести дождь прочь от вашего города?
В целом, насколько вероятно, что вы скажете, что в ваш город придёт дождь? Исходя из того, что вы только что узнали о давлении воздуха, как вы думаете, где в США самое высокое давление? Самое низкое? Карта обновлена.
