空间信息的可视化与自动制图

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5.空间信息可视化的常用形式
电子地图 多媒体地图 三维仿真图 四维时空图 交互式可视化界面
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6.空间信息可视化的方法
传统的及新型的制图软件 空间信息系统 仿真系统 虚拟现实
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7.空间信息可视化的发展
在GIS的发展历程中，一开始就十分重视利用计算机技术实现空 间数据的图形显示和分析，以充分直观的表示空间数据处理分析 的结果。 GIS可视化的发展过程： 1）二维数据的可视化 主要研究二维图形的显示算法，如画线、符号库和符号化、颜色 设计、图形输出打印等。
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2）2.5维图形的可视化 ➢ 2.5维图形的可视化以地形分析为核心，研究用二
维数据表示三维数据，即将三维数据投影到二维屏 幕上，显示之。 ➢ 2.5维图形可视化的实质是研究三维到二维数据的 坐标变换、隐藏线隐藏面消除、光照模型。 ➢ 2.5维图形无法表示三维物体的体特征。
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3）真三维数据的可视化 ➢ 90年代以来，三维物体的体特征的可视化研究成了
热点。 ➢ 从发展看GIS可视化研究着重于技术层次上，如数据
模型、图形图象显示、图形图象的实时动态处理等。 ➢ 必须指出，为提高GIS可视化的实用性，在GIS可视
化研究中一直十分注意在地形图上显示地物要素，研 究点、线、面要素在三维景观上的叠加算法。
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8.虚拟现实（VR）
➢ 虚拟现实是一门涉及众多学科的新的实用技术，它集先进的 计算机技术、传感与测量技术、仿真技术、微电子技术于一 体。在计算机技术中，它又特别依赖于计算机图形学、人工 智能、网络技术、人机接口技术及计算机仿真技术。这些相 关技术的发展带动了虚拟现实技术的进步。
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8.虚拟地理环境
➢ 虚拟现实技术、网络环境和地学结合产生了虚 拟地理环境。
➢ 在虚拟地理环境中，可按个人的知识、意愿、 假定设计分析模型，进行交互，使在网络环境 下产生身临其境的感觉。
➢ 在虚拟地理环境中，利用地学分析模型可以实 现虚拟模拟，从而加速相关理论的发展。
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在计算机环境下，可视化的中心问题是科学家能够快 速生成一系列相同或相关信息的图像。计算机屏幕上 显示的影像有助于信息处理，从而提高对二维或三维 空间关系和空间问题的理解。
➢ 交互性指参与者用专门设备，能实现对模拟环境的考察与操作 程度，例如用户可用手直接抓取模拟环境中的物体，且有接触 感，有重量感，视场中被抓起的物体也应随着手的移动而移动。
➢ 想象性是VR与设计者并行操作，为发挥它们的创造性而设计的， 这极大地依赖于人类的想象力，。
➢ 沉浸感即投入感，其目的是力图使用户在计算机所创建的三维 虚拟环境中处于一种全身心投入的感觉状态，有身临其境的感 觉，即所谓“沉浸感”。6源自3.空间信息可视化特点 交互性
通过交互性，使用户进入事件的发展之中，并得 到可视化结果。 信息载体的多维性 实现空间信息的可视化需要用多媒体表达方式。 信息表达的动态性 实现空间信息的可视化可以描述空间信息的动态 变化。
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4.空间信息可视化的应用 空间位置的表示 如表达空间物体的分布； 空间分析的可视化描述，如缓冲区 动态制图，如动态仿真图； 空间信息的可视化查询，实现对空间信息的查询； 面向实体的模型化显示，如DTM模型。
第六章 空间信息的可视化与自动制图
6.1 空间信息可视化 6.2 空间实体的符号化 6.3 专题地图制图 6.4 空间数据的多尺度特征与制图综合 6.5 电子地图
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7.1 概述 6.1 空间信息可视化（visualization)
✓ 可视化是指利用计算机图形图象技术，将复杂的科 学现象，自然景观及一些抽象的概念图形化的过程。
➢ 科学计算可视化是研究如何将科学计算过程及计算结果所 产生的数据转换成图形或图像信息，并可进行交互式分析。
➢ 1997年国际地图学会成立了可视化委员会，提出将科学计 算可视化和地图可视化的连接与交流。
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2.空间信息可视化
➢ 可视化能迅速、形象地表示空间信息，空间信息离 不开可视化。
➢ 因此，科学计算可视化之后，地学专家对可视化在 地学中的地位和作用进行了许多研究，提出了地图 可视化、地理可视化、GIS可视化、地学多维图解、 地理信息的多维可视化、虚拟地理环境等概念。
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2.空间信息可视化
➢ 空间信息可视化是指利用地图学、计算机图形图象技 术，将地学信息输入、处理、查询、分析数据，采用 图形、图像，结合图表、文字、报表，以可视化形式， 实现交互处理和显示的理论、技术和方法。
➢所以，空间信息可视化是科学计算可视化在地学领域 中的体现。
空间信息可视化和科学计算可视化不同之处是空间信 息可视化过程更强调数字化和符号化的概念，而且空 间信息可视化描述的是地理空间内的事物，可视化过 程实际上是对地理空间信息的提取和综合
目前，可视化技术成为信息爆炸时代人类分析和驾 驭信息的有力工具。在可视化技术的基础上，发展了 仿真技术（simulation ,imitation)和虚拟技术。“虚拟现 实”是仿真技术的一种特殊形式。
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6.2 空间实体的符号化
➢ GIS与制图的关系
✓ 从GIS发展看，GIS行业起步于计算机制图和地籍处理； ✓ 从GIS的数据源看，地图既是GIS的输入数据又是 GIS数据的主要输出
✓ 可视化目的是便于人们理解现象，发现规律和传播 知识。
✓ 可视化技术通常需要模型的支持，包含交流和认知 分析，是对人脑印象构造过程的一种仿真，以支持 用户的判断和理解。
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1.科学计算可视化
➢ 可视化的概念首先有美国国家自然科学基金会员会图形图 象专题组在1987年提出了科学计算可视化（visualization in scientific computing)。
➢ 虚拟现实是空间信息可视化进一步发展的新方式，它使人们 好像进入真实地理空间环境，并与之进行交互作用。
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虚拟现实的三个特征 ➢ VR具有三个最突出的特征，即交互性(Interactivity)、想象性
(Imagination)和沉浸感(Immersion)，称 “3I” 特征。以此区分 与其相邻技术，如多媒体技术、科学计算可视化技术。