气象数据具有多源、异构、海量和空间的特征,如何以更加全面直观的可视化方法表达各种气象数据是当前气象数据应用中面临的重要科学问题,以便为科学预报决策服务提供重要的可视化气象信息。地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)是一种包含采集、存储、管理、分析、显示与应用的具有地理信息功能的计算机系统,是分析和处理海量地理数据的通用技术。近年来在各个行业和领域的信息系统建设中正发挥越来越重要的作用,其中也包括气象领域的信息系统建设。气象数据从面向对象的角度看,属于地理信息的范畴,具有明显的空间特征,没有地理位置的气象要素是没有任何意义的。然而,传统的气象数据处理手段,如表格、曲线图等,不能在空间定位上精确定量地表达相关信息。因此,如何利用气象数据结合GIS解决气象科学研究和业务应用中的问题,为气象预报业务提供全面快速的决策支持信息,具有重要的科学意义和应用价值。本研究依托招标项目“嘉定区气象灾害监测预警信息发布系统(一期)”,紧密结合实际业务的具体需求,围绕多源异构的气象信息集成与可视化系统建设进行研究,研制了以C#为开发语言、SuperMap为GIS开发平台、SQL Server2008为数据库管理工具的基于GIS的气象信息集成与可视化系统。本文的主要工作和创新点如下：1、研究了多源异构的气象数据转化为GIS气象数据的方法,从而采用数据库技术建立存储GIS气象数据的空间数据库,为气象数据的空间查询和可视化表达提供数据保障。2、根据实际业务需求,集成了多源异构的气象数据,制定了功能相对全面、集成的GIS可视化系统,避免当前气象软件功能单一、种类繁多、最后导致各系统频繁切换而导致查看繁琐的使用问题。3、分析了当前气象数据在使用和表达方面的不足后,采用GIS组件技术,提出了基于GIS的气象数据转换和可视化表达的方法,实现气象数据空间特性的可视化表达。4、提出一种改进量子遗传算法,用于海量气象数据查询优化,为海量气象数据查询时系统响应时间过长的问题提供一种解决方案,从而提高数据库查询效率。基于以上创新工作,实现了基于GIS的气象信息集成与可视化技术实现的嘉定区气象GIS平台,并已在上海市嘉定区气象局气象业务中得到成功部署和投入使用,收到了良好的应用效果。这为综合有效利用各种来源广泛、信息量大的空间气象数据,进一步提高对气象数据的理解水平有了有益的探索。