第八章 空间数据输出及制图

8.3 电子地图
1、电子地图的概念 、 电子地图的特点 1）交互性； ）交互性； 2）无级缩放性； ）无级缩放性； 3）无缝性； ）无缝性； 4）共享性； 共享性； 5）具有基本的计算和统计能力； ）具有基本的计算和统计能力；
2、电子地图的发展 、
1）第一阶段 80年代以前 ） 年代以前 技术为支撑， 以CAD技术为支撑，强调图的数字化； 技术为支撑 强调图的数字化； 2）第二阶段 80年代以后 ） 年代以后 技术为支撑， 以GIS技术为支撑，强调用数据管理存储； 技术为支撑 强调用数据管理存储；
5、电子地图的供应商 、
随着信息社会的带来，在社会生活中将大量实用电子地图， 随着信息社会的带来，在社会生活中将大量实用电子地图，因此 其发展及为迅速，引起商家的重视， 其发展及为迅速，引起商家的重视，从而在国际上出现了电子地图 生产开发商， 生产开发商，如 美国的ESRI公司； 公司； DELORME公司； 公司； 美国的 公司 公司 欧洲的FELSTRA公司等。 公司等。 欧洲的 公司等 国内国家测绘局在这方面作了大量工作。 国内国家测绘局在这方面作了大量工作。
8.4 地图是地图的语言，它通过尺寸、 地图的符号是地图的语言，它通过尺寸、形状和颜色来表示事物 空间的位置、形状、质量和数量特征， 空间的位置、形状、质量和数量特征，是表达地理现象与发展的 基本手段。目前GIS都建立地图符号库。 都建立地图符号库。 基本手段。目前 都建立地图符号库 地图符号库是将地图符号以数据库的形式存到计算机中实现数据 库管理功能，实现符号信息的存储和查询。 库管理功能，实现符号信息的存储和查询。 地图符号库中的符号其结构统一，便于扩充和修改。 地图符号库中的符号其结构统一，便于扩充和修改。
四、 GIS可视化研究的发展过程 可视化研究的发展过程 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、 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 图形输出打印等。 计、图形输出打印等。 2、2.5维图形的可视化 、 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， 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。 投影到二维屏幕上，显示之。其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。无法表示三维物体的体特征。 变换、隐藏线隐藏面消除、光照模型。无法表示三维物体的体特征。 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 年代以来三维物体的体特征的可视化研究成了热点 必须指出，为提高 可视化的实用性， 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 可视化的实用性 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、 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
3、电子地图的制作 、
数据收集
数字化
属性化
质量控制
图和属性的链接
电子地图
资料更新
4、电子地图的应用 、
1）导航和智能运输系统（车载系统） ）导航和智能运输系统（车载系统） 2）电子地图资料库 ） 3）提供网络地图 ） 随着信息社会的到来，将大量使用电子地图， 随着信息社会的到来，将大量使用电子地图，电子地图生产已成为 一热门行业，因此，在国外已出现著名的电子地图供应商。 一热门行业，因此，在国外已出现著名的电子地图供应商。
8.2 GIS中图形的输出 中图形的输出
GIS中图形的输出用来表示地理实体的空间特性和属性特性。 中图形的输出用来表示地理实体的空间特性和属性特性。 中图形的输出用来表示地理实体的空间特性和属性特性 1）地图 ） GIS中图形的输出的主要形式，是空间实体的符号化模型。 中图形的输出的主要形式，是空间实体的符号化模型。 中图形的输出的主要形式 2）图象 ） GIS中图形的输出的另一种形式，它也是空间实体的一种模型，但不用符号化 中图形的输出的另一种形式，它也是空间实体的一种模型， 中图形的输出的另一种形式 方式，而是采用人的直观视觉变量如色、灰度、 方式，而是采用人的直观视觉变量如色、灰度、模式表示空间实体的质量特 通常将空间划分为规则的单元，并赋予视觉变量。 性。通常将空间划分为规则的单元，并赋予视觉变量。 3）统计图表 ） 统计图表用以表示非空间信息。 统计图表用以表示非空间信息。 统计图与地图综合使用，形成以统计符号表示的专题图。 统计图与地图综合使用，形成以统计符号表示的专题图。 4）其它 ）
黑
白
黄
2）HLS表示 ） H（Hue)色度，反映颜色的分类，如纯红、品红； （ 色度，反映颜色的分类，如纯红、品红； 色度 L (Light)亮度，反映颜色黑的程度，如白色的亮度比黑色的亮度高 亮度， 亮度 反映颜色黑的程度， S (Saturation)饱和度，反映颜色的纯度，如纯红的饱和度比粉红的饱和度高。 饱和度， 饱和度 反映颜色的纯度，如纯红的饱和度比粉红的饱和度高。 表示后， 显示。 用HLS表示后，最后还是转成 表示后 最后还是转成RGB显示。 显示
的发展历程中， 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 的发展历程中 一开始就十分重视利用计算机技术， 间数据的图形显示和分析。 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。因此，从某种意义上说GIS的可视化研究早于科学计算可视 结果。因此，从某种意义上说 的可视化研究早于科学计算可视 化的研究。 化的研究。 可视化技术包含交流和认知分析，它通常需要模型的支持。 可视化技术包含交流和认知分析，它通常需要模型的支持。如对地 图的可视化形成了虚拟地图、动态地图、交互式地图、 图的可视化形成了虚拟地图、动态地图、交互式地图、及超地图等 概念。 概念。
1、地图的符号及分类 、 地图的符号可分解为点状符号、线状符号、 地图的符号可分解为点状符号、线状符号、面状符号三种基本图 形元素。注记可看作一种特殊的符号。 形元素。注记可看作一种特殊的符号。 点状符号图形固定（不随位置变化）；有确定的定位点和方向； ）；有确定的定位点和方向 点状符号图形固定（不随位置变化）；有确定的定位点和方向； 通常图形较规则。 通常图形较规则。 线状符号具有定位线， 线状符号具有定位线，可进一步分解成具有单一特征的线状符号 面状符号具有封闭的轮角线， 面状符号具有封闭的轮角线，通常在封闭的轮角线内配置点状符 阴影线或颜色。 号、阴影线或颜色。
2、地图的注记 、 1）注记的分类 ） 名称注记； 名称注记； 说明注记； 说明注记； 数字注记； 数字注记； 地图注记中对制图说明内容通常不存库，地图内容注记存库。 地图注记中对制图说明内容通常不存库，地图内容注记存库。 2）注记的方式 ） 单点注记 ； 双点注记 ； 布点注记 ； 参考线注记； 参考线注记；
二、颜色模型和颜色空间 地图的表示用颜色、符号、注记等方法。 地图的表示用颜色、符号、注记等方法。 R 1、颜色的表示方法 、
1）RGB表示，三基色定理 ） 表示， 表示 白色（ 白色（R G B）= （100， 100 ，100） ） ， ） 黑色（ 黑色（R G B）=（0，0，0） ） （ ， ， ） R G B组成的立方体是非线性的， 组成的立方体是非线性的， B 组成的立方体是非线性的 即两种颜色相近的程度不能简单地用欧氏距离来表示
第八章 空间数据输出及制图 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 概述 GIS中图形的输出 中图形的输出 电子地图 地图符号 专题信息和专题图
8.1 概述
1、 可视化（visualization) 可视化（
指利用计算机图形图象技术，将复杂的科学现象， 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，其目的是便于人们理解现象， 些抽象的概念图形化的过程，其目的是便于人们理解现象，发现规 律和传播知识。总之，可视化是对人脑印象构造过程的一种仿真， 律和传播知识。总之，可视化是对人脑印象构造过程的一种仿真， 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。 以支持用户的判断和理解。 可视化的概念首先在1987年有美国国家自然科学基金会员会图形 年有美国国家自然科学基金会员会图形 可视化的概念首先在 图象专题组提出了科学计算可视化（ 图象专题组提出了科学计算可视化（visualization in scientific computing)，它研究如何将科学计算过程中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。 据转换成图形或图像信息，并可进行交互式分析。 在计算机环境下， 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。 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。 从而提高对二维或三维空间关系和空间问题的理解。 空间问题的理解 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。 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。
2、仿真技术 （simulation ,imitation)
可视化的技术的基础上，发展了仿真技术和虚拟技术。 可视化的技术的基础上，发展了仿真技术和虚拟技术。 仿真技术和虚拟技术 “虚拟现实”是仿真技术的一种特殊形式 虚拟现实”
3、虚拟现实（virtual reality) 、虚拟现实（
虚拟现实（ 虚拟现实（Virtual Reality, VR）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、 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、 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。 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。 技术的发展带动了虚拟现实技术的进步。 VR 具 有 三 个 最 突 出 的 特 征 ， 即 交 互 性 (Interactivity) 、 想 象 性 (Imagination)和沉浸感 和沉浸感(Immersion)，称三“I”特征。以此区分相邻 特征。 和沉浸感 ，称三“ 特征 技术，如多媒体技术、科学计算可视化技术。 技术，如多媒体技术、科学计算可视化技术。 交互性指参与者用专门设备， 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 例如用户可用手直接抓取模拟环境中的物体，且有接触感， 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。 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 与设计者并行操作， 想象性是 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， 极大地依赖于人类的想象力，。 沉浸感，即投入感， 沉浸感，即投入感，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， 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” “沉浸感”。