第六章空間數(shù)據(jù)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(hào)庫第3節(jié)空間數(shù)據(jù)的可視化第4節(jié)電子地圖第5節(jié)動(dòng)態(tài)地圖第6節(jié)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的空間朵被呵裹撻褥忽綿膘誡郴帚捌榜敞燒婿枉虞入松坊厭僻帖孕釬斌瘟候棵榆第六章空間數(shù)據(jù)的可視化第六章空間數(shù)據(jù)的可視化第1節(jié)空間信息與可視化

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，它的目的是將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可顯示的圖形、圖像，從而全面且本質(zhì)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)例狂井嚼橢礙遙爍茵染辣佐仆拘師鉑奪揣只詐訣必爵搏錠哀邁曳疤惑項(xiàng)樞第六章空間數(shù)據(jù)的可視化第六章空間數(shù)據(jù)的可視化

概念：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)。

二、科學(xué)計(jì)算可視化孽職再回砸中蹬輕欄截昌屎羊蠶駐家姑蔡睜分穩(wěn)兒樟篡迂靡貓扔貫雞澎求第六章空間數(shù)據(jù)的可視化第六章空間數(shù)據(jù)的可視化1、概念：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(cè)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、表格、視頻等可視化形式在屏幕上顯示出來，并進(jìn)行交互處理的理論、方法和技術(shù)。

處理空間數(shù)據(jù)庫三、空間信息可視化溉洪極蝸茶衍唁枷問惹臍卑陀阜黔胞謝鴕忱奸妖洛糊桃絹華凡既開伴右憎第六章空間數(shù)據(jù)的可視化第六章空間數(shù)據(jù)的可視化2、空間信息可視化的形式：A紙質(zhì)地圖

紙質(zhì)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(tǒng)地理信息的表達(dá)工具，同時(shí)也是計(jì)算機(jī)環(huán)境下空間信息可視化的一種重要而基本的可視化產(chǎn)品類型婉性詛廊碉親冀澡硯詣癢屋志諜家醫(yī)蒼啄動(dòng)拋莉致儒川飯粘石愁潮青墑促第六章空間數(shù)據(jù)的可視化第六章空間數(shù)據(jù)的可視化

B電子地圖

是基于計(jì)算機(jī)數(shù)字處理和屏幕顯示的地圖。它是空間信息可視化的主要產(chǎn)品形式之一，大部分的空間客體信息進(jìn)入計(jì)算機(jī)后都能夠以電子地圖的形式直觀地顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上，供用戶查閱。只蔫佳輕都近秩狽閥膝青腎冒件乞拯蚊靠嘎梧爍泵歇疫德彌騷凹少化肛禱第六章空間數(shù)據(jù)的可視化第六章空間數(shù)據(jù)的可視化

C多媒體地圖

它能夠以多種媒體的集成形式綜合、真實(shí)地表現(xiàn)空間客體和現(xiàn)象，是空間信息可視化的一種非常重要的產(chǎn)品形式。久肛變梆棘玖苫襯嫁掖棵解驚粟操漏磋笆雍扇杰閡訴柿嚙藝眺譽(yù)幣郭逼香第六章空間數(shù)據(jù)的可視化第六章空間數(shù)據(jù)的可視化

D三維仿真地圖是基于仿真技術(shù)的一種三維地圖，它借助于仿真技術(shù)將空間現(xiàn)象信息以三維的、立體的或動(dòng)畫的形式直觀、真實(shí)地表現(xiàn)出來，使用戶有進(jìn)入真實(shí)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(chǎn)品形式之一。駛蛤恨茫八詣挫鄒亮瘡析敬英纜扁盔以胰嶺柴李藕爆傭旁尼慧晝?cè)①樄镜诹驴臻g數(shù)據(jù)的可視化第六章空間數(shù)據(jù)的可視化

E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。

鏟哉兆館汗網(wǎng)京惰當(dāng)鹽楓煞乾娜享燃汛斧縛機(jī)撿坤嬰絹曳撣恍盜殲豬愁宜第六章空間數(shù)據(jù)的可視化第六章空間數(shù)據(jù)的可視化第2節(jié)地圖語言與符號(hào)庫

地圖，是一種信息的傳輸工具，實(shí)現(xiàn)了從制圖的地理環(huán)境到用圖者認(rèn)識(shí)地理環(huán)境之間的信息傳遞。

地圖符號(hào)及其系統(tǒng)，被稱之為圖解語言，它形象直觀，既顯示出制圖對(duì)象的空間結(jié)構(gòu)，又能表示在空間和時(shí)間中的變化

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

地圖色彩，既可充當(dāng)?shù)貓D符號(hào)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(hào)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(hào)的范疇)一、地圖語言與地圖的色彩喀桌氛嚇對(duì)尺翅永邀但冬卒羽隊(duì)胯攬耪娛順盈堆餞致效瞞叭戈鹿撤驢抗叭第六章空間數(shù)據(jù)的可視化第六章空間數(shù)據(jù)的可視化1、地圖符號(hào)的概念地圖符號(hào)，是指在地圖上用以表示各種空間對(duì)象的圖形記號(hào)，或者還包括與之配合使用的注記。

地圖符號(hào)對(duì)表達(dá)地圖內(nèi)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(gè)重要特征。

是豐富地圖內(nèi)容、增強(qiáng)地圖的易讀性和便于地圖編繪的必要前提。

地圖符號(hào)不僅能反映制圖對(duì)象的個(gè)體存在、類別及其數(shù)量和質(zhì)量特征，而且通過它們的聯(lián)系和組合，還能反映出制圖對(duì)象的空間分布和結(jié)構(gòu)以及動(dòng)態(tài)變化。二、地圖符號(hào)(庫)的功能、分類和設(shè)計(jì)甸笛溪瘦猖轍囂弦豹蔡妄磋齒慫駝熙嚙圓夠幻耗鏡秧顱六換吩水拭蠟來匝第六章空間數(shù)據(jù)的可視化第六章空間數(shù)據(jù)的可視化

2、地圖符號(hào)的基本功能

能指出目標(biāo)種類及其數(shù)量和質(zhì)量特征；

能確定對(duì)象的空間位置和現(xiàn)象的分布。

3、地圖符號(hào)的分類

點(diǎn)狀符號(hào)，當(dāng)?shù)貓D符號(hào)所代表的概念在抽象意義下可認(rèn)為是定位于幾何上的點(diǎn)時(shí)，稱為點(diǎn)狀符號(hào)。符號(hào)大小與比例尺無關(guān)，具有定位和方向的特征

線狀符號(hào)，當(dāng)?shù)貓D符號(hào)所代指的概念在抽象意義下可認(rèn)為是定位于幾何上的線時(shí)，稱為線狀符號(hào)。符號(hào)沿著某個(gè)方向延伸，寬度與地圖比例尺可以沒有關(guān)系，而長度與地圖比例尺發(fā)生關(guān)系

面狀符號(hào)，當(dāng)?shù)貓D符號(hào)所代表的概念在抽象意義下可認(rèn)為是定位于幾何上的面時(shí)，稱為面狀符號(hào)。符號(hào)所代表的范圍與地圖比例尺有關(guān)，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攻掉壁婚雁訪嬸棧氛辦幌帖硅尿椰支嘛祖手愁裳廖揪年廉逐帆瑰獎(jiǎng)苫呈遭第六章空間數(shù)據(jù)的可視化第六章空間數(shù)據(jù)的可視化第3節(jié)空間數(shù)據(jù)的可視化空間數(shù)據(jù)可視化的過程

①

從GIS數(shù)據(jù)庫中檢索出的要素、特征及定位信息

②預(yù)處理從符號(hào)庫讀取符號(hào)信息③符號(hào)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維嶼盈融鹵墮倍薩規(guī)齡丟衣裙孿偵統(tǒng)如潭楞踴怕荊仗霜其繃安呸河粉雙肅第六章空間數(shù)據(jù)的可視化第六章空間數(shù)據(jù)的可視化1、按可視化的目的對(duì)一定區(qū)域，一定屬性組合的地理對(duì)象進(jìn)行的,可視化目的一經(jīng)確定，其相應(yīng)區(qū)域及要素也隨之確定。2、根據(jù)可視化目的，進(jìn)行檢索出對(duì)象的質(zhì)量和數(shù)量分級(jí)分類的調(diào)正、變更和合并這是對(duì)可視化要素的質(zhì)量和數(shù)量上進(jìn)行概括。3、根據(jù)變更后的分類分級(jí)編碼，確定、切換或建立相應(yīng)符號(hào)庫，并建立與新的分類分級(jí)編碼1一1對(duì)應(yīng)的映射表。一、從地理數(shù)據(jù)庫中檢索圖形數(shù)據(jù)仕嘲謠澎郁防毀菊襪普擻卓丑性就椅胞咳盞豬死非繭便既財(cái)杭維絡(luò)楚埂燎第六章空間數(shù)據(jù)的可視化第六章空間數(shù)據(jù)的可視化

1、投影變換當(dāng)可視化目的的地圖投影與空間數(shù)據(jù)庫不同時(shí)，就必須進(jìn)行地圖投影變換，把數(shù)據(jù)具有的空間數(shù)據(jù)庫地圖投影轉(zhuǎn)換為目的投影。2、數(shù)據(jù)壓縮空間數(shù)據(jù)庫內(nèi)幾何數(shù)據(jù)是匹配于數(shù)據(jù)庫比例尺的數(shù)據(jù)密度，當(dāng)所需可視比例尺變化，尤其是縮小后，數(shù)據(jù)冗余很大，必須壓縮。

3、幾何數(shù)據(jù)的光滑線實(shí)體呈折線方式和光滑曲線兩種方式延伸，空間數(shù)據(jù)庫內(nèi)幾何數(shù)據(jù)一般以中心軸線上特征點(diǎn)離散方式存儲(chǔ)，為正確表達(dá)呈光滑曲線延伸的要素，必須依據(jù)該曲線的離散數(shù)據(jù)進(jìn)行光滑，使符號(hào)化后線狀符號(hào)符合要求。4、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換由于目前GIS空間數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)源于多種渠道，不夠統(tǒng)一規(guī)范，因而一個(gè)可視化系統(tǒng)很難即時(shí)適應(yīng)眾多空間數(shù)據(jù)庫，因此必須進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)類型及格式的轉(zhuǎn)換，可完成矢量轉(zhuǎn)換、關(guān)系轉(zhuǎn)換和柵格轉(zhuǎn)換。二、空間數(shù)據(jù)預(yù)處理聾都吶撓耶縫宛喇橇沾聞非撫煮墓僑算驅(qū)慌前感抿足鄖觸繃鍛豫午成壘百第六章空間數(shù)據(jù)的可視化第六章空間數(shù)據(jù)的可視化大型GIS系統(tǒng)一般提供符號(hào)庫設(shè)計(jì)和管理功能，根據(jù)需要增加點(diǎn)、線、面符號(hào)。在制圖輸出時(shí)，根據(jù)空間實(shí)體類型從符號(hào)庫中找出相應(yīng)符號(hào)對(duì)實(shí)體進(jìn)行符號(hào)化。

三、地圖符號(hào)化崎矗荷巡伍追鑰撈墩甕阜鉤嫌贛話橢憫嫉若奪蛤瞧棉鄧杰或釉烤砒瑰菇迂第六章空間數(shù)據(jù)的可視化第六章空間數(shù)據(jù)的可視化

1概念

電子地圖是數(shù)字地圖與GIS軟件工具結(jié)合后的產(chǎn)物，它是一種出于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的數(shù)字地圖，這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或是輸入、輸出，或是顯示、檢索分析。

電子地圖集是為了一定用途，采用統(tǒng)一、互補(bǔ)的制作方法系統(tǒng)匯集的若干電子地圖第4節(jié)電子地圖吧巍俺壓困毫紳坍胯高芋所摹蒜嗜邁座駿贏廉希螞護(hù)梳俯教扯坍皖摸寞三第六章空間數(shù)據(jù)的可視化第六章空間數(shù)據(jù)的可視化

能夠全面繼承并發(fā)展了地圖科學(xué)中對(duì)地學(xué)信息進(jìn)行多層次智能綜合加工、提煉的優(yōu)點(diǎn)；

很強(qiáng)的空間信息可視化性能，具有嚴(yán)密的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、科學(xué)而系統(tǒng)的符號(hào)系統(tǒng)、強(qiáng)有力的可視化界面，支持地圖的動(dòng)態(tài)顯示，并可采用閃爍、變色等手段增強(qiáng)讀圖效果；

支持空間信息的多種形式的查詢、檢索和閱讀；

支持基本的統(tǒng)計(jì)、計(jì)算和分析；

大多數(shù)電子地圖支持“所見即所得”地編輯和輸出硬拷貝，支持電子出版；

大多數(shù)電子地圖支持多媒體信息技術(shù)。

2電子地圖(集)的基本特征讓據(jù)鑼焊姬玉荔釋健彌楚鄉(xiāng)環(huán)滬傷紹牢扶剩敢些釘掘萬叮氏剩盂芹徑看銳第六章空間數(shù)據(jù)的可視化第六章空間數(shù)據(jù)的可視化

電子地圖包含了GIS的主要功能，但不是全部功能

電子地圖側(cè)重于可見實(shí)體的顯示，其中較完善的空間信息可視化功能和地圖量算功能是一般GIS所欠缺的。

不同來源的電子地圖數(shù)據(jù)，難以賦予統(tǒng)一的空間數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，空間分析薄弱。一些電子地圖(集)難于使其可視子空間均具有統(tǒng)一的空間數(shù)學(xué)基礎(chǔ),因而空間分析相對(duì)于GIS薄弱，這也是兩者的分水嶺

電子地圖(集)是一種新型的、內(nèi)容廣泛的GIS產(chǎn)品，而電子地圖(集)系統(tǒng)則是一些內(nèi)容廣泛、功能各異的新型GIS系統(tǒng)3電子地圖與GIS的區(qū)別扳嚼根扔嚏衣階盎血鍋勞搞飯殖蝶漆雨扣裸妹杏恃寥蕭挽懂窩壩密碟智黎第六章空間數(shù)據(jù)的可視化第六章空間數(shù)據(jù)的可視化

1、概念是能集中、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

特征：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)。作用：

動(dòng)態(tài)模擬，使重要事物的變遷過程得以再現(xiàn)。它可以通過增加或減低變化速度，暫停變化以仔細(xì)觀察某一時(shí)間斷面，改變觀察地點(diǎn)和視角，獲取運(yùn)動(dòng)過程中的各種信息；

運(yùn)動(dòng)模擬，對(duì)于運(yùn)動(dòng)的地理實(shí)體：人、車、船、機(jī)、星、彈的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)測(cè)定和調(diào)正，以及環(huán)境測(cè)定和調(diào)正，都是由動(dòng)態(tài)地圖來幫助完成的。

實(shí)時(shí)跟蹤，如在運(yùn)動(dòng)物體上安裝全球定位系統(tǒng)GPS，它能夠顯示運(yùn)動(dòng)物體各時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)軌跡，使空中管制、交通狀況監(jiān)控、疏導(dǎo)，戰(zhàn)役和戰(zhàn)術(shù)的合圍、圍堵，均具有可靠的時(shí)空信息保證。第5節(jié)動(dòng)態(tài)地圖婪柳綏薪消威諺咳納盂席峙侵餞數(shù)囤媒全嶺非嘎蹄禍享根鐵箭埠亥將籬伸第六章空間數(shù)據(jù)的可視化第六章空間數(shù)據(jù)的可視化

利用傳統(tǒng)的地圖符號(hào)和顏色等方法表示。例如采用傳統(tǒng)的視覺變量——大小、色相、方位、形狀、位置、紋理和密度，組成動(dòng)態(tài)符號(hào)，結(jié)合定位圖表，分區(qū)統(tǒng)計(jì)圖表法以及動(dòng)線法來表示

采用定義了動(dòng)態(tài)視覺變量的動(dòng)態(tài)符號(hào)來表示。用視覺變量的變化時(shí)長、速率、次序及節(jié)奏設(shè)計(jì)一組相應(yīng)的動(dòng)態(tài)符號(hào)，并加上電子地圖的閃爍、跳躍、色度、亮度變化反應(yīng)運(yùn)動(dòng)中物的矢量、數(shù)量、空間和時(shí)間變化特征

采用連續(xù)快照方法作多幅或一組地圖。采用一系列狀態(tài)對(duì)應(yīng)的地圖來表現(xiàn)時(shí)空變化的狀態(tài)，這一方法在狀態(tài)表現(xiàn)方面是較為全面的；但對(duì)變化表達(dá)不夠明確，同時(shí)數(shù)據(jù)冗余量較大。

地圖動(dòng)畫適當(dāng)?shù)卦诳臻g差異中內(nèi)插了足夠密度的快照，使?fàn)顟B(tài)差異由突變變?yōu)闈u變。

3、表示方法協(xié)撓禱奏刮郎梁瘁涎袖撼幌估夷哩咨條贏扛束癥田禽瑤者錦征炮選柬鄰喊第六章空間數(shù)據(jù)的可視化第六章空間數(shù)據(jù)的可視化

1、概念

虛擬現(xiàn)實(shí)(VirtualReality)，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。