GIS 空间数据的可视化

第3节 空间数据的可视化过程
(guòchéng)
空间数据可视化的过程(guòchéng)
从符号库读
取符号信息
①
从GIS数据库中检
索出的要素、特
征及定位信息
②
预
处
理
③ 符号化
从色彩库读
取色彩信息
④ 地图输出
从字符库读取汉
字及字符信息
No
Image
第二十二页，共41页。
第3节 空间数据的可视化过程
(guòchéng)
对象进行形象化、直观化的查询操作
四维动态地图等
借助于可视化技术，可将表面模
型化与动画制作技术相结合，实
现面向对象的模型化，其进一
步
D、空间信息的可视化查询
的发展就是虚拟现实
第六页，共41页。
第1 节
shù)
空间信息可视化概述(ɡài
三、空间信息可视化
概念：
是指运用地图学、计算机图形学和图像
处理技术，将地学信息输入、
A、空间位置的直观(zhíguān)表示
利用可视化技术，借助图形、图像等多种
利用可视化技术，可将地理现象的空间分析过程和结果直观、形象地表现
形式形象直观地表达空间物体的分布状况
出来，随空间或时间变化的现象，如迁移、运输或区域经济发展等，
是可视化技术在地图中的主要应用之一，利用三维模型及动画和仿真等
B、空间分析的可视化描述
第四页，共41页。
第1 节 空间信息可视化概述
(ɡài shù)
二、科学计算可视化
功能：
(1)客观现象数据质量与结构的控制；
(2)科学数据可视化计算与分析；
A、人机协同(xiétóng)处理
(3)计算机图形制作与显示；
(1)制作直观化的科学图像，以阐明科学研究中的各种现象；
(4)图像数据的计算机处理(chǔlǐ)；
强地图的感受力；
No
Image
运用色彩还可简化地图符号的图形差别和减少符号
第十六页，共41页。
第2 节 地图语言与符号库
二、地图符号(库)的功能、分类和设计
1、地图符号的概念
地图符号，是指在地图上用以表示各种空间对象的图形记
号，或者还包括
与之配合(pèihé)使用的注记。
地图符号对表达地图内容具有重要的作用：
第七章 空间信息的可视化
教学(jiāo
第 1节
概述
第 2节
地图语言与符号库
第3节
空间数据的可视化过程(guòchéng)
xué)重点
第 4节
电子地图、动态地图和VR技术
教学(jiāo
xué)要求
教学(jiāo
xué)活动
作
第一页，共41页。
业
教学要求 1. 掌握空间信息可视化的形式和过程(guòchéng)
处理、查询、分析以及预测(yùcè)的数
据及结果采用图形符号、图形、图
空间
处理
像，并结合图表、文字、表格、视频等
数据库
可视化形式在屏幕上显示
出来，并进行交互处理的理论、方法和
技术。
第七页，共41页。
第1 节 空间信息可视化概述
(ɡài shù)
三、空间信息可视化
空间信息可视化的特征：
是空间信息可视化技术向用户提供灵活、有效地控制和使用信息的主要手段
一、从地理数据库中检索图形数据
1、按可视化的目的对一定区域，一定属性组合的地理对象进行
的检索
相应的必须组织属性检索、区域检索、拓朴检索和各种特
定检索、组合检索
得到全部应表达的地理对象
这种检索最好能在可视化界面下进行，使观察(guānchá)
全面，易于查错、编辑及修改
2、根据可视化目的，进行检索出对象的质量和数量分级分类的
第1 节 空间信息可视化概述(ɡài
shù)
一、可视化(Visualization)
将客观现实构成人脑意象的方法(fāngfǎ)和过程，
或对不可直接察觉的某种东西进行直观表示。
第三页，共41页。
第1 节
shù)
空间信息可视化概述(ɡài
二、科学计算可视化
概念： 是指运用计算机图形学和图像处理(chǔlǐ)技术，
有益于标准化、
规范化；
新设计符号应遵循图案化及整个符号系统逻辑性、统一性
、准确性、
No
Image
对比性，色彩象征性，
制图和印刷可能性等
第二十页，共41页。
第2 节 地图语言与符号库
二、地图符号(库)的功能、分类(fēn lèi)和设计
6、矢量符号库和栅格符号库
自学
No
Image
第二十一页，共41页。
使用户有进入真实环境之感，因而它也是空
间信息可视化的一种主要和具有发展潜力的
产品形式之一。
第十二页，共41页。
第1 节
shù)
空间信息可视化概述(ɡài
三、空间信息可视化
空间信息可视化的形式(xíngshì)：
A 纸质地图
它是由计算机和其它设备组成的高
C 多媒体地图
图
级人机交互系统，以视觉为主，结
D 媒体信息的集成性
(1)系统界面的交互性
(2)信息检索的交互性
(3)系统交互性
整体，从而以多形式、多视角、多层次、综合地表现空间环境信息
(2)借助于动态地图和时间序列地图表达瞬间或某一时段内某种现象的移
动、变迁过程
(3)借助于视频图像真实地表现某一环境现象的实地状况
第八页，共41页。
第1 节
shù)
将计算过程中产生的数据及计算结果转
换为图形和图像显示出来，并进行交互
处理(chǔlǐ)的理论、方法和技术。
1986年NSF特别专家会议提出，
1987年发表了正式的ViS(Visualization in
Scientific Computing)报告，给出定义
地学研究领域的关注：
LawrieE等学者提出
大型GIS 系统(xìtǒng)一般提供符号库设计和管理功能，根据需要增加点、
线、面符号。
在制图输出时，根据空间实体类型从符号库中找出相应符号对实体进行符号
化。

符号的信息表示
信息块法是目前计算机制图常用的符号构造方法。
和方法，是空间信息系统推广应用的重要前提。
借助于交互性，系统用户可以自由地操纵和使用空间信息，主动地找出
自己所需要的现象(xiànxiàng)或事件，甚至可以介入到某一事件的发展过程中。
A 交互性
是指表达空间环境信息具有多种媒体形式，不再局限于数值、文本、图形，而是扩
B 信息载体(zàitǐ)的多维性
点状符号 ，当地图符号所代表的概念在抽象意义下可认为是定
位于几何上的点
时，称为点状符号。符号大小与比例尺无关，
具有定位和方向的特征
线状符号，当地图符号所代指的概念在抽象意义下可认为是定
位于几何上的线时，
称为线状符号。符号沿着某个方向延伸，宽度
No
Image
与地图比例尺可以(kěyǐ)没有
关系，而长度与地图比例尺发生关系
虚拟现实
第十四页，共41页。
第2 节 地图语言与符号库
一、地图语言与地图的色彩
1、地图语言
地图，是一种信息的传输工具，实现了从制图的地理环境
到用图者认识(rèn shi)
地理环境之间的信息传递。在地图语言中，
地图符号及其系统，被称之为图解语言，它形象直观，既
显示出制图对象的空
间结构，又能表示在空间和时间
均可方便地用二维或三维动画技术
可视化技术，既可以制作二维的
通过可视化的查询语言，实现对数据库
进行描述和表达，而且还能够模拟
地理现象分布图，也可以制作
目前的GIS一般只具有表面模型化
内容及与之相关的图形或媒体
空间变化的过程。
随时间而变化的三维地图和
C、动态制图
(Surface
Modeling)，如DTM功能，
No
调正、变更和合并
Image
这是对可视化要素的质量和数量上进行概括
第二十三页，共41页。
第3节 空间数据的可视化过程
(guòchéng)
二、空间数据预处理
1、投影变换
当可视化目的的地图投影与空间数据库不同时(tóngshí)，就
必须进行地图投影变换，
把数据具有的空间数据库地图投影转换为目的投影。
是地图区别于其他表示地理环境之图像的一个重要特征
是丰富地图内容、增强地图的易读性和便于地图编绘的
必要前提
No
Image
第十七页，共41页。
第2 节 地图语言与符号库
二、地图符号(库)的功能、分类和设计
2、地图符号的基本功能
能指出目标种类及其数量和质量特征；
能确定对象的空间位置和现象的分布。
3、地图符号的分类
第九页，共41页。
第1 节 空间信息可视化概述
(ɡài shù)
三、空间信息可视化
空间信息可视化的形式：
A
B
C
D
纸质地图(dìtú)
是基于计算机数字处理和屏幕显示的地图。
电子地图(dìtú)
它是空间信息可视化的主要产品形式之一，
多媒体地图(dìtú)
大部分的空间客体信息进入计算机后都能
够以电子地图的形式直观地显示在计算机
D 三维仿真地图
第十一页，共41页。
第1 节
shù)
空间信息可视化概述(ɡài
三、空间信息可视化
空间信息可视化的形式：
A 纸质地图(dìtú)
B 电子地图(dìtú)
C 多媒体地图(dìtú)
是基于仿真技术的一种三维地图，
它借助于仿真技术将空间现象信息以三维的、
D 三维仿真地图(dìtú)
立体的或动画的形式直观、真实地表现出来，
2、数据压缩
空间数据库内几何数据是匹配于数据库比例尺的数据密度，当
所需可视比例尺变化，
尤其是缩小后，数据冗余很大，必须压缩。
3、几何数据的光滑
No
Image
线实体呈折线方式和光滑曲线两种方式延伸，空间数据库内几
何数据一般以中心
第二十四页，共41页。
第3节 空间数据的可视化过程
(guòchéng)
三、地图符号化
(2)科学研究过程的模拟；
(5)四维时空现象的模拟；
(3)复杂数据的可视化处理；
B、科学研究成果的信息表达
(6)人机交互的可视化界面设计。
(4)研究成果的可视化表达。
第五页，共41页。
第1 节 空间信息可视化概述
(ɡài shù)
二、科学计算可视化
科学计算可视化在GIS中的应用：
空间位置可以用平面直角坐标(或地理坐标)给予精确描述
合 听、触、嗅甚至味觉来感知的环
境，并与之交互作用。
E 虚拟现实
第十三页，共41页。
B 电子地图பைடு நூலகம்
D 三维仿真地
第1 节 空间信息可视化概述(ɡài
shù)
三、空间信息可视化
空间信息可视化的基本工具：

A
B
C
D
E
传统地图制图(zhì tú)软件
三维模型制图(zhì tú)软件
地理信息系统软件
多媒体地图系统
图符号理论
称之为地图符号的三个基本要素。
按符号的生成方式地图符号分为：矢量符号和栅格符号
No
Image
第十九页，共41页。
第2 节 地图语言与符号库
二、地图符号(库)的功能、分类和设计
5、地图符号库设计的基本原则
必须符合国家规定的地图图式（图形(túxíng)、颜色、符
号含义、适用比例尺）；
专题地图部分，尽可能采用国家及行业部门的符号标准，
展到数值、文本、图形、图像、声音、动画、视频图像、三维仿真乃至虚拟现实
动态性主要是由于数据库中时间维的引入而产生的，通过对时间维的描述，并借助于
C 信息表达的动态性
可视化方法可以直观地表达空间信息的动态变化。
文本、图形、图像、色彩、动画、声音和视频图像等被有机地结合并连接成一个
(1)信息检索、表示的动态性
2. 了解地图语言的特征及符号的功能、分类、
分级
3.掌握电子地图、动态地图和VR技术等概念
教学重点 1. 空间信息的可视化过程(guòchéng)
2. 地图符号的设计及矢、栅地图符号库的建
立
教学活动 在网络上，检索地理信息可视化的相关内容,
了解空间信息可视化的新进展。
第二页，共41页。
返回(fǎnhuí)上一页
三维仿真地图(dìtú)
屏幕上，供用户查阅
第十页，共41页。
第1 节 空间信息可视化概述
(ɡài shù)
三、空间信息可视化
空间信息可视化的形式(xíngshì)：
A 纸质地图
B 电子地图
它能够以多种媒体的集成形式综合、真实
地表现空间客体和现象，是空间信息可视
C 多媒体地图
化的一种非常重要的产品形式。
第十八页，共41页。
第2 节 地图语言与符号库
二、地图符号(库)的功能、分类和设计
4、地图符号的设计
设计地图符号，除优先考虑地图内容各要素的分类、分级
的要求外，还应
着重顾及构成地图符号的6个图形变量
(biànliàng)，即：
形状、 尺寸、 方向、 亮度、 密度、 色彩
其中，尤以图形的形状、尺寸和色彩最为重要，被传统的地
空间信息可视化概述(ɡài
三、空间信息可视化
空间信息可视化的形式：
A 纸质地图(dìtú)
纸质地图包括地形图(普通地图)、专题地图及特种
B 电子地图(dìtú)
地图，它们既是传统地理信息的表达工具，同时
也是计算机环境下空间信息可视化的一种重要而
C 多媒体地图(dìtú)
基本的可视化产品类型
D 三维仿真地图(dìtú)
中的变化
地图注记，借用自然语言和文字形式来加强地图语言的表
现效果，完成空间信息
第十五页，共41页。
第2 节 地图语言与符号库
一、地图语言与地图的色彩
2、地图的色彩
色彩是地图语言的重要内容
地图上运用色彩可增强地图各要素分类、分级的概
念，反映制图对象的
质量与数量的多种变化；
利用(lìyòng)色彩与自然地物景色的象征性，可增