第六章空间数据的可视化

第六章空间信息的可视化第1节空间信息与可视化第2节地图语言与符号库第3节空间数据的可视化第4节电子地图第5节动态地图第6节虚拟现实技术的空间第1节空间信息与可视化可视化是将符号或数据转化为直观的图形、图像的技术，它的过程是一种转换，它的目的是将原始数据转化为可显示的图形、图像，从而全面且本质地把握住地理空间信息的基本特征，便于最迅速、形象地传递和接收它们。一、可视化(Visualization)

概念：是指运用计算机图形学和图像处理技术，将计算过程中产生的数据及计算结果转换为图形和图像显示出来，并进行交互处理的理论、方法和技术。

二、科学计算可视化1、概念：是指运用地图学、计算机图形学和图像处理技术，将地学信息输入、处理、查询、分析以及预测的数据及结果采用图形符号、图形、图像，并结合图表、文字、表格、视频等可视化形式在屏幕上显示出来，并进行交互处理的理论、方法和技术。处理空间数据库三、空间信息可视化2、空间信息可视化的形式：A纸质地图纸质地图包括地形图(普通地图)、专题地图及特种地图，它们既是传统地理信息的表达工具，同时也是计算机环境下空间信息可视化的一种重要而基本的可视化产品类型

B电子地图

是基于计算机数字处理和屏幕显示的地图。它是空间信息可视化的主要产品形式之一，大部分的空间客体信息进入计算机后都能够以电子地图的形式直观地显示在计算机屏幕上，供用户查阅。

C多媒体地图

它能够以多种媒体的集成形式综合、真实地表现空间客体和现象，是空间信息可视化的一种非常重要的产品形式。

D三维仿真地图是基于仿真技术的一种三维地图，它借助于仿真技术将空间现象信息以三维的、立体的或动画的形式直观、真实地表现出来，使用户有进入真实环境之感，因而它也是空间信息可视化的一种主要和具有发展潜力的产品形式之一。

E虚拟现实

它是由计算机和其它设备组成的高级人机交互系统，以视觉为主，结合听、触、嗅甚至味觉来感知的环境，并与之交互作用。

第2节地图语言与符号库

地图，是一种信息的传输工具，实现了从制图的地理环境到用图者认识地理环境之间的信息传递。

地图符号及其系统，被称之为图解语言，它形象直观，既显示出制图对象的空间结构，又能表示在空间和时间中的变化

地图注记，借用自然语言和文字形式来加强地图语言的表现效果，完成空间信息的传递(属于地图符号的范畴)

地图色彩，既可充当地图符号的重要角色，还有装饰美化地图的功能

地图的影像，是空间信息特征的空间框架(不属于地图符号的范畴)

装饰图案，多用于地图的图边装饰，可以增加地图的美感，并且可以烘托地图的主题(不属于地图符号的范畴)一、地图语言与地图的色彩1、地图符号的概念地图符号，是指在地图上用以表示各种空间对象的图形记号，或者还包括与之配合使用的注记。

地图符号对表达地图内容具有重要的作用：

是地图区别于其他表示地理环境之图像的一个重要特征。

是丰富地图内容、增强地图的易读性和便于地图编绘的必要前提。

地图符号不仅能反映制图对象的个体存在、类别及其数量和质量特征，而且通过它们的联系和组合，还能反映出制图对象的空间分布和结构以及动态变化。二、地图符号(库)的功能、分类和设计

2、地图符号的基本功能

能指出目标种类及其数量和质量特征；

能确定对象的空间位置和现象的分布。

3、地图符号的分类

点状符号，当地图符号所代表的概念在抽象意义下可认为是定位于几何上的点时，称为点状符号。符号大小与比例尺无关，具有定位和方向的特征

线状符号，当地图符号所代指的概念在抽象意义下可认为是定位于几何上的线时，称为线状符号。符号沿着某个方向延伸，宽度与地图比例尺可以没有关系，而长度与地图比例尺发生关系

面状符号，当地图符号所代表的概念在抽象意义下可认为是定位于几何上的面时，称为面状符号。符号所代表的范围与地图比例尺有关，且不论这种范围是明显的还是隐喻的，是精确的还是模糊的第3节空间数据的可视化空间数据可视化的过程

①

从GIS数据库中检索出的要素、特征及定位信息

②预处理从符号库读取符号信息③符号化从字符库读取汉字及字符信息④地图输出从色彩库读取色彩信息1、按可视化的目的对一定区域，一定属性组合的地理对象进行的,可视化目的一经确定，其相应区域及要素也随之确定。2、根据可视化目的，进行检索出对象的质量和数量分级分类的调正、变更和合并这是对可视化要素的质量和数量上进行概括。3、根据变更后的分类分级编码，确定、切换或建立相应符号库，并建立与新的分类分级编码1一1对应的映射表。一、从地理数据库中检索图形数据

1、投影变换当可视化目的的地图投影与空间数据库不同时，就必须进行地图投影变换，把数据具有的空间数据库地图投影转换为目的投影。2、数据压缩空间数据库内几何数据是匹配于数据库比例尺的数据密度，当所需可视比例尺变化，尤其是缩小后，数据冗余很大，必须压缩。

3、几何数据的光滑线实体呈折线方式和光滑曲线两种方式延伸，空间数据库内几何数据一般以中心轴线上特征点离散方式存储，为正确表达呈光滑曲线延伸的要素，必须依据该曲线的离散数据进行光滑，使符号化后线状符号符合要求。4、数据转换由于目前GIS空间数据库的数据源于多种渠道，不够统一规范，因而一个可视化系统很难即时适应众多空间数据库，因此必须进行必要的数据类型及格式的转换，可完成矢量转换、关系转换和栅格转换。二、空间数据预处理大型GI植S系统惭一般稳提供导符号潜库设浙计和幕管理荒功能形，根票据需佣要增楼加点迅、线晚、面客符号稀。在与制图认输出冈时，饭根据梁空间悉实体缴类型嫁从符猪号库非中找粗出相颜应符场号对闭实体津进行源符号克化。三、迁地图袭符号画化1概念电子琴地图是数帜字地吧图与GI皂S软件矩工具圣结合汽后的绳产物滋，它胡是一迫种出理于运西动状滑态的带数字狠地图帅，这柴种运寒动状纽奉态或钢是输贸入、击输出潜，或碰是显搁示、拦检索经分析盛。电子干地图传集是为添了一膛定用祖途，脚采用盟统一洞、互鸦补的滥制作阀方法卡系统意汇集宰的若太干电归子地筹图第4节荐电子洽地图能够晨全面控继承垦并发呢展了翁地图寇科学停中对咏地学招信息鞠进行伍多层某次智愚能综秀合加酬工、律提炼品的优汤点；很强岩的空皱间信裙息可皱视化弓性能堡，具舞有严兵密的兄数学乎基础告、科英学而活系统势的符策号系筛统、培强有虽力的汤可视稀化界大面，葛支持替地图包的动僵态显藏示，今并可堤采用倒闪烁料、变解色等灶手段继增强晴读图暑效果望；支持扶空间竭信息冒的多袭种形熄式的核查询师、检丘索和乘阅读刻；支持识基本韵的统增计、腾计算中和分姑析；大多起数电膛子地津图支鼻持“所见逗即所塞得”地编望辑和番输出煮硬拷必贝，带支持电子绢出版馋；大多勺数电峡子地煎图支梁持多叶媒体纹信息手技术粱。2电子拳地图(集)的基镰本特鞠征电子禾地图包含海了GI壶S的主咳要功驴能，杏但不局是全诊部功明能电子耀地图侧重于可怠见实杜体的显示源，其迅中较优完善的的空烂间信券息可瓣视化胞功能咱和地合图量梯算功湾能是黑一般GI被S所欠悦缺的雕。不同升来源摊的电科子地肺图数趴据，难以赋予裳统一荷的空间宜数学答基础廉，空亲间分析薄弱扑。一些麻电子孕地图(集)难于祸使其吼可视贡子空洪间均军具有泡统一羊的空抄间数室学基消础,因而卵空间邪分析安相对绳于GI培S薄弱应，这箭也是系两者师的分梁水岭电子斤地图(集)是一方种新酱型的店、内纸容广功泛的GI叹S产品衫，而岗电子辣地图(集)系统丝式则是絮一些熄内容以广泛颈、功否能各堵异的悔新型GI江S系统3电子钢地图超与GI骑S的区呼别1、概弃念是能具集中染、形值象地箭表示业空间治信息建的时残空变舞化状拴态和战过程渠的电询子地阁图。它产屡生和净发展项是时扣空GI缴S的发梁展的奴必要陡基础网和前烘提。2、特须征和作用特征邻：可以菊直观五而又观逼真良地显锐示地糠理实蛾体运被动变瓶化的撕规律溪和特尘点。作用乱：动态劝模拟拾，使渡重要酒事物宿的变耗迁过仁程得低以再台现。升它可袭以通狗过增肚加或剥减低府变化唱速度删，暂刻停变荷化以殿仔细骑观察笋某一饱时间陆断面峰，改巷变观粗察地些点和盲视角胃，获喷取运俩动过捡程中完的各泳种信鹅息；运动婚模拟箩，对勺于运索动的钳地理瘦实体蚀：人苍、车窗、船烧、机绘、星情、弹户的运垮动状版态测践定和锹调正袋，以雁及环导境测梅定和添调正叫，都集是由株动态刻地图帖来帮四助完齐成的遣。实时刚跟踪积，如屯在运冒动物掩体上奖安装政全球被定位晕系统GP缺S，它讽能够印显示商运动绑物体片各时兔刻的亦运动包轨迹混，使测空中差管制河、交瓶通状船况监猫控、铸疏导损，战恐役和生战术寒的合袖围、跟围堵袭，均惹具有怠可靠够的时托空信居息保好证。第5节婚动态蛙地图利用歪传统嫂的地威图符钻号和申颜色痒等方地法表腥示。例如伯采用徒传统盗的视熔觉变改量——大小孕、色滨相、方位检、形街状、民位置肥、纹醉理和骨密度僚，组盲成动连态符号，仔结合铃定位虾图表字，分痕区统潮计图倦表法风以及竞动线法来饲表示采用烛定义旨了动修态视神觉变民量的先动态芦符号刚来表交示。用视颂觉变雕量的间变化慈时长镰、速权率、盖次序兴及节倚奏设佛计一组井相应慕的动雾态符甲号，日并加晃上电危子地意图的陡闪烁呆、跳悟跃、扣色度遣、亮度轮变化扩反应廉运动块中物定的矢践量、比数量灿、空酷间和阁时间租变化寄特征采用俘连续薄快照掏方法麻作多岗幅或扮一组湿地图藏。采用猴一系荣列状乳态对吴应的标地图认来表侄现时炸空变展化的嚼状态炕，这册一方筐法在骆状态棒表现拦方面是较挎为全护面的填；但欧对变子化表楚达不仆够明女确，诵同时辨数据馅冗余葛量较猛大。地图神动画适当宗地在括空间页差异遭中内讯插了内足够滩密度魔的快陪照，耗使状翻态差筝异由蜜突变发变为房诚渐变大。3、表涂示方垮法1、概忙念虚拟现实(V迎ir芳tu减al倒R默ea岗li川ty支)，是她一种处最有黄效地高模拟蒸人在慎自然斑环境美中视奏