最新六章节空间数据可视化及制图
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六章节空间数据可视化及制 图
6.1 概述 6.2 GIS中图形的输出 6.3 地图的表示和地图符号 6.4 专题信息和专题图 6.5 电子地图
2
5、空间信息可视化产品类型
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
9
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
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。
17
6.2 GIS中图形的输出
一、GIS中图形的输出形式
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。 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。 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。 统计图与地图综合使用，形成以统计符号表示的专题图。 4）其它
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。
14
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)，称三“I” 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。
15
2）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。
16
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。
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。
13
二、虚拟现实（virtual reality)
1、 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。
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。
12
（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
地图符号系统（在GIS中的地图符号库）是具有共性的、 进行了分类分级和抽象的地图符号的集合。
地图符号系统明显地反映了表达对象的层次关系。
22
1、 GIS中的地图符号
GIS中都建立地图符号库。 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，从而，实现符号信息的存储和 查询。 在地图符号库中的符号其结构统一，便于扩充和修改。
可以说，计算机制图的发展孕育了GIS的诞生，而GIS 的发展又进一步促使了计算机制图的进步。
21
一、地图的符号和地图符号系统
地图的符号是地图的语言，是在地图上表达空间对象的图 形记号，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，是表达地理现象与发展的基本手段。
高质量的地图符号丰富了地图的内容、增加了地图的可读 性。
23
2、地图符ห้องสมุดไป่ตู้的分类
1）按定位分类 定位符号、说明符号。
2）按符号代表事物分类 点状符号、线状符号、面状符号。
10
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
20
6.3 地图的表示和地图符号
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 据的主要输出形式； 从GIS的功能看，制图是GIS的主要功能之一； 从GIS的应用看，开始以制图形式广泛被应用，但随着空间 数据库的发展，表现为空间数据可视化问题。
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二、GIS和计算机制图
GIS的发展从计算机制图和地籍管理起步。至今，制 图还是GIS的重要功能之一。 计算机制图的发展孕育了GIS的诞生，而GIS的发展又 促进了计算机制图的进一步发展。
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三、GIS环境下空间数据的多尺度显示
空间数据的多尺度显示是指将同一地区图，放在远近不同的 地区观测，以便观察到该地区不同分辨率、不同对象的图形， 即建立不同的数据模型。 空间数据的多尺度显示方法： 利用系列比例尺数据进行景观生成，以得到该地区 从宏观到 微观、从整体到局部的显示。 将同一比例尺数据简化为几个层次数据显示。
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”。
6.1 概述 6.2 GIS中图形的输出 6.3 地图的表示和地图符号 6.4 专题信息和专题图 6.5 电子地图
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5、空间信息可视化产品类型
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
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 GIS中图形的输出
一、GIS中图形的输出形式
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。 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。 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。 统计图与地图综合使用，形成以统计符号表示的专题图。 4）其它
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)，称三“I” 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。
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2）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。
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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二、虚拟现实（virtual reality)
1、 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。
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
地图符号系统（在GIS中的地图符号库）是具有共性的、 进行了分类分级和抽象的地图符号的集合。
地图符号系统明显地反映了表达对象的层次关系。
22
1、 GIS中的地图符号
GIS中都建立地图符号库。 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，从而，实现符号信息的存储和 查询。 在地图符号库中的符号其结构统一，便于扩充和修改。
可以说，计算机制图的发展孕育了GIS的诞生，而GIS 的发展又进一步促使了计算机制图的进步。
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一、地图的符号和地图符号系统
地图的符号是地图的语言，是在地图上表达空间对象的图 形记号，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，是表达地理现象与发展的基本手段。
高质量的地图符号丰富了地图的内容、增加了地图的可读 性。
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2、地图符ห้องสมุดไป่ตู้的分类
1）按定位分类 定位符号、说明符号。
2）按符号代表事物分类 点状符号、线状符号、面状符号。
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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
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6.3 地图的表示和地图符号
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 据的主要输出形式； 从GIS的功能看，制图是GIS的主要功能之一； 从GIS的应用看，开始以制图形式广泛被应用，但随着空间 数据库的发展，表现为空间数据可视化问题。
18
二、GIS和计算机制图
GIS的发展从计算机制图和地籍管理起步。至今，制 图还是GIS的重要功能之一。 计算机制图的发展孕育了GIS的诞生，而GIS的发展又 促进了计算机制图的进一步发展。
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三、GIS环境下空间数据的多尺度显示
空间数据的多尺度显示是指将同一地区图，放在远近不同的 地区观测，以便观察到该地区不同分辨率、不同对象的图形， 即建立不同的数据模型。 空间数据的多尺度显示方法： 利用系列比例尺数据进行景观生成，以得到该地区 从宏观到 微观、从整体到局部的显示。 将同一比例尺数据简化为几个层次数据显示。
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”。