空間信息可視化課件

1、2022/9/141空間信息可視化22022/9/14目錄基本概念空間信息可視化的形式空間數(shù)據(jù)可視化過程電子地圖動(dòng)態(tài)地圖虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)32022/9/14基本概念1、可視化： 是將符號(hào)或數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為直觀的圖形、圖像的技術(shù)，它的過程是一種轉(zhuǎn)換42022/9/14基本概念2、科學(xué)計(jì)算可視化：是指運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)，將計(jì)算過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)換為圖形和圖像顯示出來，并進(jìn)行交互處理的理論、方法和技術(shù)52022/9/14基本概念3、空間信息的可視化：是指運(yùn)用地圖學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)，將地學(xué)信息輸入、處理、查詢、分析以及預(yù)測的數(shù)據(jù)及結(jié)果采用圖形符號(hào)、圖形、圖像，并結(jié)合圖表、文字、

2、表格、視頻等可視化形式顯示，并進(jìn)行交互處理的理論、方法和技術(shù)62022/9/14空間信息可視化的形式1、地圖：硬拷貝：紙質(zhì)或其它介質(zhì)地圖 軟拷貝：屏幕上的電子地圖72022/9/14空間信息可視化的形式2、多媒體地學(xué)信息表現(xiàn)空間信息所使用的文本、表格、聲音、圖像、圖形、動(dòng)畫、 音頻、視頻各種形式邏輯地聯(lián)接并集成為一個(gè)整體概念。82022/9/14空間信息可視化的形式3、三維仿真地圖 92022/9/14空間信息可視化的形式4、虛擬現(xiàn)實(shí)：它是由計(jì)算機(jī)和其它設(shè)備組成的高級(jí)人機(jī)交互系統(tǒng)，以視覺為主，結(jié)合聽、 觸、嗅甚至味覺來感知的環(huán)境，并與之交互作用。102022/9/14空間數(shù)據(jù)可視化過程1120

3、22/9/14地圖符號(hào)庫符號(hào)庫設(shè)計(jì)的一般原則(1) 地圖符號(hào)庫中存貯的主要是地圖符號(hào)的顏色碼和圖形信息，每個(gè)符號(hào)組成一個(gè)信息塊。(2) 在國家基本比例尺地圖符號(hào)庫中，符號(hào)信息塊表示的圖形、顏色、符號(hào)含義以及適用的比例尺等，應(yīng)盡量符合國家規(guī)定的地圖圖示。(3) 在專題地圖制圖或其它需要新設(shè)計(jì)地圖符號(hào)的情況下，在設(shè)計(jì)符號(hào)時(shí)也應(yīng)遵循： 圖案化、精確性、邏輯性、對(duì)比性、統(tǒng)一性、色彩象征性、制圖與印刷可能性等一般原則。122022/9/14地圖符號(hào)庫符號(hào)信息塊的構(gòu)成有兩種方法：(1) 直接信息法信息塊中存貯符號(hào)圖形的矢量數(shù)據(jù)(圖形特征點(diǎn)坐標(biāo))或柵格數(shù)據(jù)(足夠分解力的點(diǎn)陣數(shù)據(jù))，直接表示符號(hào)圖形的每個(gè)局部

4、。這種信息塊占用存貯空間大，但有可能使繪圖程序統(tǒng)一算法。(2) 間接信息法信息塊中只存貯符號(hào)圖形的幾何參數(shù)(如圖形的長、寬、間隔、半徑、夾角等)，其余數(shù)據(jù)都由計(jì)算機(jī)相應(yīng)繪圖程序的算法解算出來。這種方法程序量大，圖形差異大的符號(hào)都需各編繪圖程序，但信息塊要求的外存空間都較小。 132022/9/14直接信息法與間接信息法比較直接信息法：（0，0） （0，50） （100，50） （100，0）間接信息法：長：100 寬：50142022/9/14矢量符號(hào)庫1、點(diǎn)狀符號(hào)信息塊信息塊采用以符號(hào)定位點(diǎn)為原點(diǎn)的局部坐標(biāo)系，其中記錄圖形特征點(diǎn)坐標(biāo)、圖形的顏色碼及其圖形類型等信息。如圖所示。繪圖時(shí)，讀出信息

5、塊，按圖上指定位置和方向?qū)π畔K中坐標(biāo)數(shù)據(jù)先后進(jìn)行平移、旋轉(zhuǎn)和比例變換，然后調(diào)用基本繪圖語句直接連線繪出。 152022/9/14矢量符號(hào)庫(2) 線狀符號(hào)信息塊地圖上各類線狀符號(hào)往往是由某一圖案(線狀符號(hào)的基本單元，亦稱重復(fù)元)沿線狀要素的中軸線串接而成。圖案坐標(biāo)系的X軸與線狀要素中軸線重合，在轉(zhuǎn)彎處亦隨著彎曲變形。繪圖時(shí)由程序完成圖案的定位，彎曲處理和串接等工作。圖案坐標(biāo)系的原點(diǎn)在圖案的首端。圖案示例見圖 162022/9/14矢量符號(hào)庫(3) 面狀符號(hào)信息塊面狀符號(hào)由填充符號(hào)在面域內(nèi)按一定方式配置組合而成。多數(shù)情況下，填充符號(hào)在面域內(nèi)是按一定方向、一定間隔(行距)逐行配置的。暈線是面狀符

6、號(hào)形式之一。其它各種面狀符號(hào)亦可象計(jì)算暈線端點(diǎn)那樣事先算出各行與輪廓邊的交點(diǎn)(如圖)，然后在每對(duì)交點(diǎn)間配置相應(yīng)的填充符號(hào)。 172022/9/14漢字庫 點(diǎn)陣字庫：依靠一定大小區(qū)域內(nèi)點(diǎn)陣中各個(gè)點(diǎn)的明暗來顯示文字，如手機(jī)中的字。已從24點(diǎn)陣發(fā)展到128點(diǎn)陣，即每個(gè)字符含有128個(gè)二進(jìn)制位，可見點(diǎn)陣漢字占用了大量的存貯空間。矢量字庫輪廓字庫182022/9/14顏色庫地圖上的色彩，尤其是面域色的設(shè)計(jì)與色層版的制作是地圖編輯與制版一體化系統(tǒng)中的重要組成部分，為了實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)工作的自動(dòng)化過程，必須首先找到地圖色彩的數(shù)字表達(dá)方法并建立地圖色彩數(shù)據(jù)庫。 RGBCMYK192022/9/14電子地圖1、概念：1

7、）電子地圖，又稱“屏幕地圖”、“瞬時(shí)地圖”。 2）電子地圖集。202022/9/14電子地圖2、電子地圖與GIS的區(qū)別： 1）電子地圖包含了GIS的主要功能，但不是全部功能。 2）側(cè)重于可見實(shí)體的顯示。 3）難以賦予統(tǒng)一的空間數(shù)學(xué)基礎(chǔ), 空間分析薄弱。212022/9/14動(dòng)態(tài)地圖1、概念：動(dòng)態(tài)地圖是能集中、形象地表示空間信息的時(shí)空變化狀態(tài) 和過程的電子地圖。它產(chǎn)生和發(fā)展是時(shí)空GIS的發(fā)展的必要 基礎(chǔ)和前提。 2、特征和作用：可以直觀而又逼真地顯示地理實(shí)體運(yùn)動(dòng)變化的規(guī)律和特點(diǎn)。 222022/9/14動(dòng)態(tài)地圖3、表示方法1）利用傳統(tǒng)的地圖符號(hào)和顏色等表示方法 2）采用定義了動(dòng)態(tài)視覺變量的動(dòng)態(tài)符

8、號(hào)來表示 3）采用連續(xù)快照方法作多幅或一組地圖 4）地圖動(dòng)畫232022/9/14242022/9/14虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)1、概念： 虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality）是一種最有效地模擬人在自然環(huán)境中視、聽、動(dòng)等行為的高級(jí)人機(jī)交互技術(shù)，是當(dāng)代信息技術(shù)高速發(fā)展和集成的產(chǎn)物。252022/9/14虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)2、VR應(yīng)用 262022/9/14272022/9/14虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)3、VR GIS 開發(fā)虛擬GIS已成為GIS發(fā)展的一大趨勢。282022/9/14虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)4、實(shí)現(xiàn)技術(shù) 以通過GIS軟件支持的DEM功能、3DMAX，AutoCAD中的三維實(shí)體建模，以及VRML，OPENGL或Direct