第六章空間數據的可視化

第六章空間信息的可視化第1節(jié)空間信息與可視化第2節(jié)地圖語言與符號庫第3節(jié)空間數據的可視化第4節(jié)電子地圖第5節(jié)動態(tài)地圖第6節(jié)虛擬現實技術的空間第1節(jié)空間信息與可視化可視化是將符號或數據轉化為直觀的圖形、圖像的技術，它的過程是一種轉換，它的目的是將原始數據轉化為可顯示的圖形、圖像，從而全面且本質地把握住地理空間信息的基本特征，便于最迅速、形象地傳遞和接收它們。一、可視化(Visualization)

概念：是指運用計算機圖形學和圖像處理技術，將計算過程中產生的數據及計算結果轉換為圖形和圖像顯示出來，并進行交互處理的理論、方法和技術。

二、科學計算可視化1、概念：是指運用地圖學、計算機圖形學和圖像處理技術，將地學信息輸入、處理、查詢、分析以及預測的數據及結果采用圖形符號、圖形、圖像，并結合圖表、文字、表格、視頻等可視化形式在屏幕上顯示出來，并進行交互處理的理論、方法和技術。處理空間數據庫三、空間信息可視化2、空間信息可視化的形式：A紙質地圖紙質地圖包括地形圖(普通地圖)、專題地圖及特種地圖，它們既是傳統地理信息的表達工具，同時也是計算機環(huán)境下空間信息可視化的一種重要而基本的可視化產品類型

B電子地圖

是基于計算機數字處理和屏幕顯示的地圖。它是空間信息可視化的主要產品形式之一，大部分的空間客體信息進入計算機后都能夠以電子地圖的形式直觀地顯示在計算機屏幕上，供用戶查閱。

C多媒體地圖

它能夠以多種媒體的集成形式綜合、真實地表現空間客體和現象，是空間信息可視化的一種非常重要的產品形式。

D三維仿真地圖是基于仿真技術的一種三維地圖，它借助于仿真技術將空間現象信息以三維的、立體的或動畫的形式直觀、真實地表現出來，使用戶有進入真實環(huán)境之感，因而它也是空間信息可視化的一種主要和具有發(fā)展?jié)摿Φ漠a品形式之一。

E虛擬現實

它是由計算機和其它設備組成的高級人機交互系統，以視覺為主，結合聽、觸、嗅甚至味覺來感知的環(huán)境，并與之交互作用。

第2節(jié)地圖語言與符號庫

地圖，是一種信息的傳輸工具，實現了從制圖的地理環(huán)境到用圖者認識地理環(huán)境之間的信息傳遞。

地圖符號及其系統，被稱之為圖解語言，它形象直觀，既顯示出制圖對象的空間結構，又能表示在空間和時間中的變化

地圖注記，借用自然語言和文字形式來加強地圖語言的表現效果，完成空間信息的傳遞(屬于地圖符號的范疇)

地圖色彩，既可充當地圖符號的重要角色，還有裝飾美化地圖的功能

地圖的影像，是空間信息特征的空間框架(不屬于地圖符號的范疇)

裝飾圖案，多用于地圖的圖邊裝飾，可以增加地圖的美感，并且可以烘托地圖的主題(不屬于地圖符號的范疇)一、地圖語言與地圖的色彩1、地圖符號的概念地圖符號，是指在地圖上用以表示各種空間對象的圖形記號，或者還包括與之配合使用的注記。

地圖符號對表達地圖內容具有重要的作用：

是地圖區(qū)別于其他表示地理環(huán)境之圖像的一個重要特征。

是豐富地圖內容、增強地圖的易讀性和便于地圖編繪的必要前提。

地圖符號不僅能反映制圖對象的個體存在、類別及其數量和質量特征，而且通過它們的聯系和組合，還能反映出制圖對象的空間分布和結構以及動態(tài)變化。二、地圖符號(庫)的功能、分類和設計

2、地圖符號的基本功能

能指出目標種類及其數量和質量特征；

能確定對象的空間位置和現象的分布。

3、地圖符號的分類

點狀符號，當地圖符號所代表的概念在抽象意義下可認為是定位于幾何上的點時，稱為點狀符號。符號大小與比例尺無關，具有定位和方向的特征

線狀符號，當地圖符號所代指的概念在抽象意義下可認為是定位于幾何上的線時，稱為線狀符號。符號沿著某個方向延伸，寬度與地圖比例尺可以沒有關系，而長度與地圖比例尺發(fā)生關系

面狀符號，當地圖符號所代表的概念在抽象意義下可認為是定位于幾何上的面時，稱為面狀符號。符號所代表的范圍與地圖比例尺有關，且不論這種范圍是明顯的還是隱喻的，是精確的還是模糊的第3節(jié)空間數據的可視化空間數據可視化的過程

①

從GIS數據庫中檢索出的要素、特征及定位信息

②預處理從符號庫讀取符號信息③符號化從字符庫讀取漢字及字符信息④地圖輸出從色彩庫讀取色彩信息1、按可視化的目的對一定區(qū)域，一定屬性組合的地理對象進行的,可視化目的一經確定，其相應區(qū)域及要素也隨之確定。2、根據可視化目的，進行檢索出對象的質量和數量分級分類的調正、變更和合并這是對可視化要素的質量和數量上進行概括。3、根據變更后的分類分級編碼，確定、切換或建立相應符號庫，并建立與新的分類分級編碼1一1對應的映射表。一、從地理數據庫中檢索圖形數據

1、投影變換當可視化目的的地圖投影與空間數據庫不同時，就必須進行地圖投影變換，把數據具有的空間數據庫地圖投影轉換為目的投影。2、數據壓縮空間數據庫內幾何數據是匹配于數據庫比例尺的數據密度，當所需可視比例尺變化，尤其是縮小后，數據冗余很大，必須壓縮。

3、幾何數據的光滑線實體呈折線方式和光滑曲線兩種方式延伸，空間數據庫內幾何數據一般以中心軸線上特征點離散方式存儲，為正確表達呈光滑曲線延伸的要素，必須依據該曲線的離散數據進行光滑，使符號化后線狀符號符合要求。4、數據轉換由于目前GIS空間數據庫的數據源于多種渠道，不夠統一規(guī)范，因而一個可視化系統很難即時適應眾多空間數據庫，因此必須進行必要的數據類型及格式的轉換，可完成矢量轉換、關系轉換和柵格轉換。二、空間數據預處理大型GI植S系統慚一般穩(wěn)提供導符號潛庫設浙計和幕管理荒功能形，根票據需傭要增樓加點迅、線晚、面客符號稀。在與制圖認輸出岡時，飯根據梁空間悉實體繳類型嫁從符豬號庫非中找粗出相顏應符場號對閉實體津進行源符號克化。三、遷地圖襲符號畫化1概念電子琴地圖是數幟字地吧圖與GI皂S軟件矩工具圣結合汽后的繩產物滋，它胡是一迫種出理于運西動狀滑態(tài)的帶數字狠地圖帥，這柴種運寒動狀紐奉態(tài)或鋼是輸貿入、擊輸出潛，或碰是顯擱示、攔檢索經分析盛。電子干地圖傳集是為添了一膛定用祖途，腳采用盟統一洞、互鴉補的濫制作閥方法卡系統意匯集宰的若太干電歸子地籌圖第4節(jié)薦電子洽地圖能夠晨全面控繼承墾并發(fā)呢展了翁地圖寇科學停中對詠地學招信息鞠進行伍多層某次智愚能綜秀合加酬工、律提煉品的優(yōu)湯點；很強巖的空皺間信裙息可皺視化弓性能堡，具舞有嚴兵密的兄數學乎基礎告、科英學而活系統勢的符策號系篩統、培強有雖力的湯可視稀化界大面，葛支持替地圖包的動僵態(tài)顯藏示，今并可堤采用倒閃爍料、變解色等灶手段繼增強晴讀圖暑效果望；支持扶空間竭信息冒的多襲種形熄式的核查詢師、檢丘索和乘閱讀刻；支持識基本韻的統增計、騰計算中和分姑析；大多起數電膛子地津圖支鼻持“所見逗即所塞得”地編望輯和番輸出煮硬拷必貝，帶支持電子絹出版饞；大多勺數電峽子地煎圖支梁持多葉媒體紋信息手技術粱。2電子拳地圖(集)的基鐮本特鞠征電子禾地圖包含海了GI壺S的主咳要功驢能，杏但不局是全診部功明能電子耀地圖側重于可怠見實杜體的顯示源，其迅中較優(yōu)完善的的空爛間信券息可瓣視化胞功能咱和地合圖量梯算功灣能是黑一般GI被S所欠悅缺的雕。不同升來源攤的電科子地肺圖數趴據，難以賦予裳統一荷的空間宜數學答基礎廉，空親間分析薄弱撲。一些麻電子孕地圖(集)難于禍使其吼可視貢子空洪間均軍具有泡統一羊的空抄間數室學基消礎,因而卵空間邪分析安相對繩于GI培S薄弱應，這箭也是系兩者師的分梁水嶺電子斤地圖(集)是一方種新醬型的店、內紙容廣功泛的GI嘆S產品衫，而崗電子辣地圖(集)系統絲式則是絮一些熄內容以廣泛頸、功否能各堵異的悔新型GI江S系統3電子鋼地圖超與GI騎S的區(qū)呼別1、概棄念是能具集中染、形值象地箭表示業(yè)空間治信息建的時殘空變舞化狀拴態(tài)和戰(zhàn)過程渠的電詢子地閣圖。它產屢生和凈發(fā)展項是時扣空GI繳S的發(fā)梁展的奴必要陡基礎網和前烘提。2、特須征和作用特征鄰：可以菊直觀五而又觀逼真良地顯銳示地糠理實蛾體運被動變瓶化的撕規(guī)律溪和特塵點。作用亂：動態(tài)勸模擬拾，使渡重要酒事物宿的變耗遷過仁程得低以再臺現。升它可襲以通狗過增肚加或剝減低府變化唱速度刪，暫刻停變荷化以殿仔細騎觀察筍某一飽時間陸斷面峰，改巷變觀粗察地些點和盲視角胃，獲噴取運倆動過撿程中完的各泳種信鵝息；運動婚模擬籮，對勺于運索動的鉗地理瘦實體蝕：人蒼、車窗、船燒、機繪、星情、彈戶的運垮動狀版態(tài)測踐定和鍬調正袋，以雁及環(huán)導境測梅定和添調正叫，都集是由株動態(tài)刻地圖帖來幫四助完齊成的遣。實時剛跟蹤積，如屯在運冒動物掩體上獎安裝政全球被定位暈系統GP缺S，它諷能夠印顯示商運動綁物體片各時兔刻的亦運動包軌跡混，使測空中差管制河、交瓶通狀船況監(jiān)貓控、鑄疏導損，戰(zhàn)恐役和生戰(zhàn)術寒的合袖圍、跟圍堵襲，均惹具有怠可靠夠的時托空信居息保好證。第5節(jié)婚動態(tài)蛙地圖利用歪傳統嫂的地威圖符鉆號和申顏色癢等方地法表腥示。例如伯采用徒傳統盜的視熔覺變改量——大小孕、色濱相、方位檢、形街狀、民位置肥、紋醉理和骨密度僚，組盲成動連態(tài)符號，仔結合鈴定位蝦圖表字，分痕區(qū)統潮計圖倦表法風以及競動線法來飼表示采用燭定義旨了動修態(tài)視神覺變民量的先動態(tài)蘆符號剛來表交示。用視頌覺變雕量的間變化慈時長鐮、速權率、蓋次序興及節(jié)倚奏設佛計一組井相應慕的動霧態(tài)符甲號，日并加晃上電危子地意圖的陡閃爍呆、跳悟躍、扣色度遣、亮度輪變化擴反應廉運動塊中物定的矢踐量、比數量燦、空酷間和閣時間租變化寄特征采用俘連續(xù)薄快照掏方法麻作多崗幅或扮一組濕地圖藏。采用猴一系榮列狀乳態(tài)對吳應的標地圖認來表侄現時炸空變展化的嚼狀態(tài)炕，這冊一方筐法在駱狀態(tài)棒表現攔方面是較挎為全護面的填；但歐對變子化表楚達不仆夠明女確，誦同時辨數據餡冗余葛量較猛大。地圖神動畫適當宗地在括空間頁差異遭中內訊插了內足夠灘密度魔的快陪照，耗使狀翻態(tài)差箏異由蜜突變發(fā)變?yōu)榉空\漸變大。3、表涂示方垮法1、概忙念虛擬現實(V迎ir芳tu減al倒R默ea崗li川ty支)，是她一種處最有黃效地高模擬蒸人在慎自然斑環(huán)境美中視奏