水系数据可视化

第一章绪论1.1研究背景我国水资源严重短缺我国水资源污染严重要用有效的技术手段支持水资源的管理水系数据的可视化1.2可视化——水系数据可视化1.2.1可视化：

人通过视觉观察并在头脑中形成客观事物影像的过程，是一个心智处理过程。是一种算法，是将符号或数据转换成为直观的几何图形以便于研究人员观察和模拟的计算过程。1.2.2空间数据可视化:

空间数据可视化其主要形式有：纸质地图，电子地图，多媒体地图，三维仿真地图，虚拟现实技术。

地图学图像处理处理查询分析预测信息输入图像图表文字表格符号空间数据生成应用1.2.3水系数据可视化

“水资源-环境-社会经济”是一个巨大的系统，其时空分布，各状态，各子系统间的相互作用关系相当复杂。传统信息管理方法技术越来越不适应现代水资源管理的需要：

庞大的空间数据(通常是三维的)难以分析应用；数据及各个子系统具有时间变化特点；时空信息定量化分析的要求（图形的多层次迭加，大规模水流污染物扩散模拟，分布参数的流域模拟等）。

地理信息系统（GIS）具有高效的空间数据的管理和处理能力，并提了供强大的数据检索功能和可视化功能，将GIS与水质标准相衔接，应用到水资源管理系统中，可以有效解决水系数据量庞大，随时间动态变化的问题，并实现时空信息的定量化分析以及预测模拟。

第二章水系空间数据可视化理论基础2.1数据的组织与处理

地理实体空间特征专题特征时间特征考虑到水系各个要素空间数据随时间变化相对较慢，可以将时间信息当作属性数据来对待。2.1.1水系属性数据的组织与管理㈠水系属性数据的特点：数据量大、结构复杂、变化速度快、与空间实体关系密切以及时间特征等。㈡水系属性数据分类与编码：

分类就是将具有共同属性和特征的事物或现象归并到一起，而把不同属性和特征的事物或现象分开的过程，是认识事物的一种方法。

编码就是指确定属性数据的代码的方法和过程，其直接产物就是代码。通过编码，可以准确的表达事物的各种属性性，从而便于进行GIS的分析，检索，可视化等各项操作。水系属性数据的分类分级

河流级别：1级，2级，3级，4级，5级，6级，7级，8级，9级

水质分类：Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ类、劣Ⅴ类水质指标：物理指标（水温、悬浮物（SS）、浊度、透明度及电导率等）

化学指标（PH值、总碱（酸）度、总硬度等）氧指标体系（溶解氧、生化需氧量、化学需氧量、总需氧量等）金属元素及其化合物指标体系（汞、镉、铅、砷、铬、锰等）微生物学指标（受致病微生物污染的细菌总数，肠菌群等）其他有害物质的指标（挥发酚、氰化物、油类、多环芳烃等）属性文件*.dbf2.1.2空间数据的组织与管理用户

水系管数理据系可统视化

空间数据库

属性数据库坐标文件*.shp索引文件*.shxESRI提供的矢量数据格式Shapefiles坐标文件*.shp索引文件*.shx属性文件*.dbfShapefiles

空间数据管理与数据库访问：2.2水系空间数据的可视化2.2.1空间数据可视化的一般过程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从字符库读取字符信息③符号化色彩库色彩信息④地图输出2.2.2空间数据可视化表达方式㈠地图可视化

①地图的自然表达：“地图是周围环境的图形表达”，该方法不适合于表达抽象的概念。②地图的符号表达：一套完整的、科学的地图符号系统，表示现实世界的典型特征.③地图的美学效果表达：想要从地图中获取可靠的信息，不单单取决于地图的图形质量而且取决于地图的美学效果。

㈡地理信息可视化

①GIS的图形表达：用不同的尺寸、色彩、纹理来区分不同属性的地理数据，达不到数据形象化的效果

。②图示表达

：依据地图图式规范，实现地理数据的符号化③GIS的地图表达：满足表达信息的准确性外还要满足地图审美特点。㈢空间分析结果的可视化。

2.2.3水系空间数据的符号化㈠符号化及其原则：在数字地图转换为模拟地图过程中，地图数据的符号化指的是将已处理好的矢量地图数据恢复成连续图形，并附之以不同符号表示的过程。

符号化形状变量，尺寸变化，颜色变化反应点状实体的某些属性信息尺寸与结构配合反应主次等级观念尺寸变化主要是粗细的变化，用以表示河流的等级面状符号反应区域性特征，不同色彩的颜色区分不同的区域分级符号分级符号㈡符号化的分类：

一般来说符号化方法可分为以下几类：单一符号、分类符号、分级符号、分级色彩、比率符号、组合符号、统计符号、彩色阴影等。单一符号：用点状、线状或者面状符号来表达制图要素。该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。分类符号：根据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。分级符号：采用不同的符号来表示不同级别的要素属性数值。符号形状取决于制图要素的特征，而符号的大小取决于分级数值的大小或者级别高低。统计符号：用于表示制图要素的多项属性。有饼状图、柱状图、累计柱状图等。第三章空间数据可视化的实现工具ArcEngine与.NET3.1ArcEngine中的ArcGIS控件介绍MapControl和PageLayoutControl

MapControl控件主要应用于地理数据的显示和分析；PageLayoutControl用于地图的修饰和整理，可以用于生成一副成品地图。

二TOCControl和ToolbarControl

TOCControl和ToolbarControl控件分别对应于ArcMap中的“TableofContents”和各种工具条，这两个控件都要与一个“伙伴控件”协同工作。ToolbarContr