第5章 空间数据可视化表达ljt04

1、1第五章空间数据的可视化表达2n可视化，也称作科学计算可视化可视化，也称作科学计算可视化n可视化是一种计算方法，它将符号或数据可视化是一种计算方法，它将符号或数据转换为直观的几何图形，便于研究人员观转换为直观的几何图形，便于研究人员观察和模拟其计算过程。察和模拟其计算过程。n可视化是用来解释输入到计算机中的图像可视化是用来解释输入到计算机中的图像数据，并从复杂的多维数据中生成图像的数据，并从复杂的多维数据中生成图像的一种工具。是地图数据的屏幕显示。一种工具。是地图数据的屏幕显示。3n地理空间信息要被计算机所接受处理就必地理空间信息要被计算机所接受处理就必须转换为数字信息存入计算机中。这些数须转

2、换为数字信息存入计算机中。这些数字信息对于计算机来说是可识别的，但对字信息对于计算机来说是可识别的，但对于人的肉眼来说是不可识别的，必须将这于人的肉眼来说是不可识别的，必须将这些些数字信息转换为人可识别的地图图形数字信息转换为人可识别的地图图形才才具有实用的价值。这一转换过程即为地理具有实用的价值。这一转换过程即为地理信息的可视化过程，其内容表现在如下几信息的可视化过程，其内容表现在如下几个方面：个方面：4n其最基本的含义是地图数据的屏幕显示。我们可以根据数字地图数据分类、分级特点，选择相应的视觉变量(如形状、尺寸、颜色等)，制作全要素或分要素表示的可阅读的地图，如屏幕地图、纸质地图或印刷胶片

3、等等。5n 是利用各种数学模型，把各类统计数据、实验数据、观察数据、地理调查资料等进行分级处理，然后选择适当的视觉变量以专题地图的形式表示出来，如分级统计图、分区统计图、直方图等。这种类型的可视化体现了科学计算可视化的初始含义。6n 地理信息系统的一个很重要的功能就是空间分析，包括网络分析、缓冲区分析、叠加分析等，分析的结果往往以专题地图的形式来描述。n本章介绍的空间数据可视化表达主要包括地图数据和地理信息的可视化表示。7第五章空间数据的可视化表达n5.1 数据的符号化数据的符号化5.1.1 矢量数据符号化矢量数据符号化5.1.2 栅格数据符号化栅格数据符号化n5.2 专题地图编制专题地图编制

4、5.2.1 版面设计版面设计5.2.2 制图数据操作制图数据操作5.2.3 地图标注地图标注5.2.4 地图整饰地图整饰5.2.5 地图输出地图输出8第五章空间数据的可视化表达n5.1 数据的符号化数据的符号化5.1.1 矢量数据符号化矢量数据符号化5.1.2 栅格数据符号化栅格数据符号化n5.2 专题地图编制专题地图编制5.2.1 版面设计版面设计5.2.2 制图数据操作制图数据操作5.2.3 地图标注地图标注5.2.4 地图整饰地图整饰5.2.5 地图输出地图输出9n 根据数据的属性特征、地图的用途、制图比例尺等因素确定地图要素的表示方法，称为地图数据的符号化。10符号化有两个含义n在地图

5、设计中，地图数据的符号化是指利在地图设计中，地图数据的符号化是指利用符号将连续的数据进行分类分级、概括用符号将连续的数据进行分类分级、概括化、抽象化的过程。化、抽象化的过程。n在数字地图转换为模拟地图过程中，地图在数字地图转换为模拟地图过程中，地图的符号化指的是将已处理好的地图数据恢的符号化指的是将已处理好的地图数据恢复成连续图形，并附之以不同符号表示的复成连续图形，并附之以不同符号表示的过程。过程。11 通过点状符号的形状、色彩、大小等表示不同的类型或不同的等级；12n 通过线状符号的线划类型、粗细、色彩等表示不同的类型或不同的等级；13n通过不同的面状图案或色彩，包括色彩的色度、亮度、饱和

6、度的差别，来表示不同的类型或不同的等级。14n 无论点状、线状、还是面状要素都可以无论点状、线状、还是面状要素都可以根据要素的属性特征根据要素的属性特征采取单一符号采取单一符号(Single Symbol) 、分类符号、分类符号(Unique Symbol)、分、分级符号级符号(Graduated Symbol) 、分级色彩、分级色彩(Graduated Color)、比率符号、比率符号(Proportion Symbol)、组合符号、组合符号(Multivariate Symbol)、统计图形统计图形(Statistical Charts)等多种表示方等多种表示方法实现数据的符号化，编制符合

7、用户需要法实现数据的符号化，编制符合用户需要的各种地图。的各种地图。5.1.1 矢量数据符号化155.1.1 矢量数据符号化n1、单一符号、单一符号n2、分类符号、分类符号n3、分级色彩、分级色彩n4、分级符号、分级符号n5、比率符号、比率符号n6、点值符号、点值符号n7、统计符号、统计符号n8、设置符号组合、设置符号组合16n采用大小、形状、颜色都统一的点状，线状或者面状符号来表达制图要素。n特点：单一符号设置方法忽略了要素在数量，大小等方面的差异，只能反映制图要素的地理位置而不能反映要素的定量差异。1718192021n注意：这里只保存显示效果，下次打开文件时仍然是默认显示（将文件移除后重

8、新添加查看效果），所以在作图时要将文件作为ArcMap文档的一部分保存；22n根据数据层要素属性值来设置地图符号的方式；属性值相同的采用相同的符号，属性值不同的采用不同的符号。n利用不同形状，大小，颜色，不仅能反映空间位置，还能反映出地图要素的数量或者质量的差异，对地理信息的决策作用提供了支持。 23 分类表示方法常用于表示分类地图，分类表示方法常用于表示分类地图，如土地利用图、行政区划图和城镇类型图如土地利用图、行政区划图和城镇类型图等。可见这种表示方法等。可见这种表示方法有利于反映地图要有利于反映地图要素的数量或质量差异素的数量或质量差异，尤其是不同的类别。，尤其是不同的类别。所以当需要完

9、成某项行动计划时，分类地所以当需要完成某项行动计划时，分类地图有助于提供决策支持信息。图有助于提供决策支持信息。 2425n双击红框中的线符号改变线类型；n单击类型红框中的名称改变标注名称；n查看符号化后的公路，以及内容列表中的变化；26n将要素属性数值按照一定的分级方法分成若干级别之后，用不同的颜色来表示不同级别。每个级别用来表示数值的一个范围，从而可以明确反映制图要素的定量差异。2728n分级属性中默认要素的分级方案是分级属性中默认要素的分级方案是Natual Breaks，它是在分级数确定的情况下，通，它是在分级数确定的情况下，通过聚类分析将相似性最大的数据分在同一过聚类分析将相似性最大

10、的数据分在同一级，差异性大的分在不同级，这种方法可级，差异性大的分在不同级，这种方法可以保持较好数据的统计特性，但分级界限以保持较好数据的统计特性，但分级界限往往是任意数，不符合常规制图需要。往往是任意数，不符合常规制图需要。29n选择分类方法为手动；n在中断值中依次输入数值50,100,200,400,700,1500,9500n查看符号化后的地图。3031n类似于分级色彩设置方法，设置分级符号是将要素属性数值按照一定的分级方法分成若干级别，然后用不同的符号表示不同的级别。n符号的形状往往是根据制图要素的特征来确定的，而符号的大小取决于分级数值的大小或是级别的高低。分级符号表示方法一般用于表

11、示点状和线状要素，诸如城镇人口分级图、商业销售分级图以及道路等级图分布图等。n优点是可以直观地表达制图要素的数值差异。32333435352022-2-436362022-2-437372022-2-438382022-2-439404142在默认状态下，分级符号的大小是一定的，不随地图在屏幕上的缩放而变化。如果需要在屏幕缩放时分级符号发生相应的变化，可以通过单击菜单的Set Reference Scale菜单命令实现。如果想恢复原来的状态，只要选择Clear Reference Scale菜单命令就可以了。43n比率符号表示方法是按照一定的比率关系，来确定与制图要素属性数值对应的符号大小，一

12、个属性数值就对应了一个符号大小，这种一一对应的关系使得符号设置表现得更细致，不仅反应不同级别的差异，也能反映同级别之间微小的差异。n如果属性数值过大，则不适合采用此种方法，因为比率符号过大会严重影响地图的整体视觉效果。 444546n点值符号表示法，就是使用一定大小的点状符号来表示一定数量的制图要素，表现出一个区域范围内的密度数值，数值较大的区域点较多，数值小的地区点较小。是一种用点的密度来表现要素空间分布的方法。4748n用于表示制图要素的多项属性。常用的统计图有饼状图，柱状图，累计柱状图等。饼图主要用于表示制图要素的整体属性与组成部分之间的比例关系柱状图常用于表示制图要素的两项可比较的属性

13、或者是变化趋势累计柱状图既可以表示相互关系与比例，也可以表示相互比较与趋势。 495051实际应用中，几乎每个地图要素都会包含若干项相关的属性，如城镇数据层中既有反映城镇规模的城镇人口，还有城镇国民经济生产总值等。如果要在反映城镇人口规模的同时，还需要反映城镇的行政等级，就可以选择组合符号表示方法，通过符号的大小表示人口规模，同时利用符号颜色表示行政等级。符号组合表示法其实就是利用不同的符号表示方法表示同一地图要素的不同属性信息。 52535.1.2栅格数据的符号化1）分类栅格符号设置2）分级栅格符号设置3）栅格影像地图设置541）分类栅格符号设置n分类栅格符号表示法是表达专题栅格数据分类栅格

14、符号表示法是表达专题栅格数据的一种常用方法，类似于分类色彩符号法，的一种常用方法，类似于分类色彩符号法，是利用不同的颜色来表示不同的专题类别。是利用不同的颜色来表示不同的专题类别。551）分类栅格符号设置561）分类栅格符号设置572）分级栅格符号设置n分级栅格符号表示法不同于分类栅格符号分级栅格符号表示法不同于分类栅格符号表示法，它是表示栅格数据类型的分级图，表示法，它是表示栅格数据类型的分级图，多用于制作地势图，植被指数图，地下水多用于制作地势图，植被指数图，地下水位图等。位图等。582）分级栅格符号设置592）分级栅格符号设置603）栅格影像地图设置n栅格影像是栅格数据中的主要类型，组成

15、影像的栅格影像是栅格数据中的主要类型，组成影像的像元属性值一般是在像元属性值一般是在 0255 之间连续变化，对于之间连续变化，对于单波段图像，影像的灰度反映像元的属性值，对单波段图像，影像的灰度反映像元的属性值，对于多波段图像，影像的色彩同时取决于红，绿，于多波段图像，影像的色彩同时取决于红，绿，蓝三个波段的综合作用。所以栅格影像地图的设蓝三个波段的综合作用。所以栅格影像地图的设置工作主要是像元属性值的灰度或者彩色表达。置工作主要是像元属性值的灰度或者彩色表达。 n多波段影像色彩设置可以通过随时调整波段的组多波段影像色彩设置可以通过随时调整波段的组合来达到理想的效果。合来达到理想的效果。61

16、3）栅格影像地图设置623）栅格影像地图设置63第五章空间数据的可视化表达n5.1 数据的符号化数据的符号化5.1.1 矢量数据符号化矢量数据符号化5.1.2 栅格数据符号化栅格数据符号化n5.2 专题地图编制专题地图编制5.2.1 版面设计版面设计5.2.2 制图数据操作制图数据操作5.2.3 地图标注地图标注5.2.4 地图整饰地图整饰5.2.5 地图输出地图输出64nArcMap是是ArcGIS Desktop中一个主要的应用程中一个主要的应用程序，具有基于地图的所有功能，是一个用于编辑、序，具有基于地图的所有功能，是一个用于编辑、显示、查询和分析地图数据的以地图为核心的模显示、查询和分

17、析地图数据的以地图为核心的模块，包含一个复杂的专业制图和编辑系统。块，包含一个复杂的专业制图和编辑系统。nArcMap提供两种类型的地图视图：地理数据视提供两种类型的地图视图：地理数据视图（图（Data View）和地图布局视图（）和地图布局视图（Layout View)两种浏览数据的方法。两种浏览数据的方法。65n在数据视图中，用户无须关心指北针等地图要素在数据视图中，用户无须关心指北针等地图要素就可以与地图进行交互，对地理图层进行符号化就可以与地图进行交互，对地理图层进行符号化显示、分析和编辑显示、分析和编辑GIS数据集；数据集；n地图布局视图是一个包含制图要素的虚拟页，包地图布局视图是一

18、个包含制图要素的虚拟页，包含地理数据视图和其他地图元素，如比例尺、图含地理数据视图和其他地图元素，如比例尺、图例、指北针和参照地图等，它显示数据窗口中的例、指北针和参照地图等，它显示数据窗口中的所有数据。几乎所有能在数据视图中对数据进行所有数据。几乎所有能在数据视图中对数据进行的操作都可以在地图布局视图中完成。的操作都可以在地图布局视图中完成。665.2.1 版面设计n1. 地图模板操作地图模板操作675.2.1 版面设计n2. 图面尺寸设置图面尺寸设置685.2.1 版面设计n3. 图框与底色设置图框与底色设置695.2.2 制图数据操作n1. 复制地图数据组复制地图数据组n2. 设置总图数

19、据组设置总图数据组n3. 旋转制图数据组旋转制图数据组打开打开Data Frame Tool工具栏工具栏n4. 绘制坐标格网绘制坐标格网705.2.2 制图数据操作n4. 绘制坐标格网绘制坐标格网（1） 地理坐标格网设置（2） 地图公里格网设置 （3） 索引参考格网设置 715.2.3 地图标注n地图上说明图面要素的名称、质量与数量地图上说明图面要素的名称、质量与数量特征的文字或数字，统称为特征的文字或数字，统称为地图注记地图注记。在。在地图上只有将表示要素和现象的图形符号地图上只有将表示要素和现象的图形符号与说明这些要与说明这些要素的名称、质量、数量特征素的名称、质量、数量特征的文字和数字符

20、号结合起来，形成一个有的文字和数字符号结合起来，形成一个有机整体，即地图的符号系统，这样才能使机整体，即地图的符号系统，这样才能使地图更加有效的进行信息传输。地图更加有效的进行信息传输。725.2.3 地图标注n地图上的注记分为地图上的注记分为名称注记、说明注记和数字注名称注记、说明注记和数字注记记三种。三种。n名称注记用于说明各种事物的专有名称，如山脉名称注记用于说明各种事物的专有名称，如山脉名称，江、河、湖、海名称，居民地名称，地区、名称，江、河、湖、海名称，居民地名称，地区、国家、大洲、大陆、岛屿名称等。国家、大洲、大陆、岛屿名称等。n说明注记用于说明各种事物种类、性质或特征，说明注记用

21、于说明各种事物种类、性质或特征，它是用以补充图形符号的不足，常用简注形式表它是用以补充图形符号的不足，常用简注形式表示。示。n数字注记用于说明事物的数量特征，例如地形高数字注记用于说明事物的数量特征，例如地形高程、比高、路宽、水深、流速、承载压力等。程、比高、路宽、水深、流速、承载压力等。735.2.3 地图标注n使用交互式标注的前提是需要标注的图形较少，或需要标使用交互式标注的前提是需要标注的图形较少，或需要标注的内容没有包含在数据层的属性表中，或需要对部分图注的内容没有包含在数据层的属性表中，或需要对部分图形要素进行特别说明。在这种情况下，可以应用交互式标形要素进行特别说明。在这种情况下，

22、可以应用交互式标注方式来放置地图注记。注方式来放置地图注记。 （Drawing工具条）工具条）n大多数情况下，使用的是自动式标注方法，它的前提是标大多数情况下，使用的是自动式标注方法，它的前提是标注的内容包含在属性表中，且需要标注的内容布满整个图注的内容包含在属性表中，且需要标注的内容布满整个图层，甚至分布在若干数据层，在这样的情况下，可以应用层，甚至分布在若干数据层，在这样的情况下，可以应用自动标注方式来放置地图注记。可以根据属性表中的一项自动标注方式来放置地图注记。可以根据属性表中的一项属性内容标注于图，也可以按照条件选择其中一个子集进属性内容标注于图，也可以按照条件选择其中一个子集进行标

23、注。行标注。 745.2.3 地图标注n自动式标注自动式标注 755.2.4 地图整饰n所谓所谓地图整饰地图整饰，就是地图表现形式、表示方法和地图图型，就是地图表现形式、表示方法和地图图型的总称。是地图生产过程的一个重要坏节。包括地图色彩的总称。是地图生产过程的一个重要坏节。包括地图色彩与地图符号设计，线划和注记的刻绘，地形的立体表示，与地图符号设计，线划和注记的刻绘，地形的立体表示，图面配置与图外装饰设计，地图集的图幅编排和装帧。图面配置与图外装饰设计，地图集的图幅编排和装帧。n整饰目的整饰目的：根据地图性质和用途，正确选择表示方法和表现形式，恰当根据地图性质和用途，正确选择表示方法和表现形

24、式，恰当处理图上各种表示方法的相互关系，以充分表现地图主题及处理图上各种表示方法的相互关系，以充分表现地图主题及制图对象的特点，达到地图形式同内容的统一；制图对象的特点，达到地图形式同内容的统一；以地图感受论为基础，充分应用艺术法则，保证地图清晰易以地图感受论为基础，充分应用艺术法则，保证地图清晰易读，层次分明，富有美感，实现地图科学性与艺术性的结合；读，层次分明，富有美感，实现地图科学性与艺术性的结合；符合地图制版印刷的要求和技术条件，有利于降低地图生产符合地图制版印刷的要求和技术条件，有利于降低地图生产成本成本。765.2.4 地图整饰n1. 图名的放置与修改图名的放置与修改：Insert-Titlen2. 图例的放置与修改图例的放置与修改：Insert-Legendn3. 比例尺的放置与修改比例尺的放置与修改：Insert-ScaleBar/ScaleTextn4. 指北针的设置与放置指北针的设置与放置：Insert-North Arrown5. 图形要素的设置图形要素的设置（1） 图形要素的放置图形要素的放置：如画个矩形作为背景：如画个矩形作为背