第7章_空间数据的可视化
10第7章-第1节-高维多元数据在大数据中的应用
复杂数据可视化
01 高维多元数据在大
数据中的应用
02
CONTENT
03 04
01
高维多元数据在大数据中的
应用
什么是高维多元数据
表达2018年世界各国国民健康和收入数据的思维数据的散点图可视化
1.1 空间映射法
散点图的本质是将抽象的数据对象映射到二维坐标表示的空间。 面向多元数据，散点图的概念可理解成：在二维的平面空间中，通过采用不同的空间映射 方法对高维数据进行布局，则这些数据的关联以及数据自身的属性就在空间中的位置得到了展 示，而整个数据集在空间中的分布则反映了各维度间的关系及数据集的整体特性。
行分别代表多元数据和数据的维度。
②
计算每个数据属性的均值，得到一个大小为M×1的均值向量r：ri=Fra bibliotek1 N
σjN=1
Xjj
③ 对矩阵X的每个元素减去对应行的均值得到一个新矩阵A = X − rd，其中，d是一个大小
为1×N的行向量，其每个元素都为1。
④
计算A的协方差矩阵B
=
1 N
σ
AAT。
⑤ 特征分解：B = QPQ−1，Q是由特征向量组成的方阵，P是对角矩阵。选择最大的n个特
1.1 空间映射法--散点图及散点图矩阵
展示销售额和人口数的相关关系
1.1 空间映射法--表格透镜
表格透镜可视化方法
1.1 空间映射法--平行坐标
将散点图技术与平行坐标综合使用
1.1 空间映射法--平行坐标
灵活轴线法
1.1 空间映射法--降维
PCA线性降维方法的基本计算过程如下：
① 对数据重组。将给定的N个多元数据组合成一个大小为M×N的矩阵X，X每一列和每一
地理信息系统课件第七章空间信息可视化
森林火灾扩散的可视化模拟
总结词
利用地理信息系统对洪水灾害的风险进行评估和可视化，帮助决策者更好地了解洪水灾害的风险程度和影响范围。
详细描述
洪水灾害是一种常见的自然灾害，其影响范围和程度受到多种因素的影响，如地形、降雨量、河流等。通过地理信息系统，可以对洪水灾害的风险进行评估和可视化，帮助决策者更好地了解洪水灾害的风险程度和影响范围。这种可视化评估可以帮助决策者制定更为合理的防洪规划和应急响应计划，减少洪水灾害对人类社会和经济的影响。
城市规划与管理
1
2
3
利用可视化技术对污染源进行实时监测，掌握污染排放情况，为环境治理提供数据支持。
污染源监测
将环境监测数据与地理信息结合，通过可视化方式呈现环境质量状况，为环境质量评估提供依据。
环境质量评估
通过空间信息可视化，展示生态系统的结构和功能，为生态保护和修复提供决策支持。
生态保护
环境监测与评估
基于Web技术的地图可视化工具，支持在线地图编辑和分享。
QGIS Desktop
一个开源的、跨平台的GIS系统，提供强大的地图制作和可视化功能。
QGIS的可视化工具
专注于地理空间数据处理和分析的开源软件，提供丰富的地图制作和可视化工具。
GRASS GIS
用于地图可视化的模块，支持多种地图类型和风格。
定义
直观性、交互性、动态性和多维性。空间信息可视化能够将抽象的地理信息转化为直观的图形，便于用户理解和分析；同时，用户可以通过交互操作，动态地查看不同时间和空间尺度的数据；此外，可视化技术还可以展示多维度的地理信息，帮助用户深入挖掘数据的潜在价值。
特点
定义与特点
通过可视化，用户可以快速获取地理信息的整体分布和变化趋势，为决策提供有力支持。
《数据可视化》课件
Slide 8
如何选择最适合自己的数据可视化图表类 型？
数据类型
根据数据的类型，选择合适 的图表类型，如柱状图适用 于比较不同类别的数据。
目标和信息
根据展示的目标和需要传达 的信息，选择能够清晰、有 效地展示数据的图表类型。
受众和场景
考虑观众的背景和对图表的 理解水平，选择能够适应受 众和场景的图表类型。
Python
Python具有强大的数据可视化库，如Matplotlib和Seaborn，适用于复杂的数据处理和可视化需求。
Tableau
Tableau是一个专业的数据可视化工具，提供了丰富的可视化选项和交互功能，适用于各种类型的 数据分析和展示。
Slide 4
如何选择最适合自己的数据可视化工 具？
如何使用Tab le au 进行数据可视化？
1
导入数据
在Tableau中导入需要可视化的数据，支持多种数据格式和数据源。
2
选择可视化选项
在Tableau的可视化界面中选择合适的可视化选项，如条形图、散点图、地理图等。
3
加筛选器、工具提示等，使图表更具有交互性和可共享性。
1 确定需求
首先要明确自己的数据可视化需求和目标，然后选择一个工具，能够满足这些需求。
2 考虑技能和经验
考虑自己的技能和经验水平，选择一个适合自己的工具，能够快速上手和运用。
3 研究和比较
研究和比较不同的数据可视化工具，了解它们的特点、优势和劣势，选择最合适的一个。
Slide 5
如何使用Excel制作基本的图表？
2 加强沟通和决策
通过使用数据可视化工具，可以更好地向他人沟通分析结果，提高决策的准确性和效率。
3 发现潜在的模式和趋势
空间信息可视化名词解释
空间信息可视化名词解释空间信息可视化是一种现代数据处理技术，旨在将复杂的空间数据信息通过图形化转换，更直观、准确地显示出来。
空间信息可视化把空间数据信息显示出来，有助于我们观察、分析和理解空间关系，有助于我们解决实际问题，从而成为今天地理信息系统的重要组成部分。
从技术定义上来看，空间信息可视化是一种把空间和模型的数据以更直观的图形和显示的方式展示出来的技术。
它是地理信息系统中必不可少的一种技术，它将地理信息处理、分析和可视化结合起来，继而实现地理信息可视化。
一般情况下，空间信息可视化包括把空间信息可视化、把空间数据可视化、把地图可视化、把地形可视化、把水文资料可视化等几种形式的可视化。
下面一一介绍每种可视化形式，以便读者能够进一步了解，更好地利用它们。
首先，空间信息可视化把空间信息可视化，也就是把空间信息以图形化的方式表示出来。
例如，可以通过地图、航空照片、GIS数据等方式来显示空间信息，把大量的信息可视化，以便更直观地分析、解释空间信息和模式关系。
其次，空间信息可视化把空间数据可视化，也就是把各种空间数据以图形的方式浏览，查看，分析和理解。
例如，可以用分级系统（也称着色技术）和渲染技术等来绘制空间信息，把数据可视化显示出来，可以从图中更容易地识别、理解相关性。
另外，空间信息可视化还可以把地图可视化，以更直观的方式展示空间信息，比如地图的视觉表达、地图绘制技术等。
另外，还可以把地形可视化，用三维表示技术、虚拟现实技术等，把景观的地形从多种角度展示出来，可以让我们更直观地观察和分析地形变化。
最后，空间信息可视化还可以把水文资料可视化，通过使用水文资料可视化技术，把水文资料以图形可视和文字可视的方式显示出来，方便观测、分析和理解水文数据。
空间信息可视化技术在地理信息系统应用中发挥着重要作用，它可以让我们用更直观的方式展示空间信息，以解决实际问题。
它的应用范围不断扩大，在城市规划、军事侦察、量测和设计等方面都发挥着重要作用。
空间信息的可视化(共10张PPT)
第七章 空间信息的可视化
四、电子地图
1、概念：
1）电子地图，是以地图数据库为基础，以数字形式存储于计算机外存储器上，并能在屏幕上实时 第七章 空间显信息示的的可可视视化地图，又称“屏幕地图”、“瞬时地图”。
第七章 空间信息的可视化
六、虚拟现实技术
1、概念：
虚拟现实（Virtual Reality）是一种最有效地模拟人在自然环境中视、听、动等行为的高级人机 交互技术，是当代信息技术高速发展和集成的产物。
本质上，虚拟现实就是一种先进的计算机用户接口，通过计算机建立一种仿真数字环境，将数据转换成图像、声
音和触摸感受，利用多种传感设备使用户“投入”到该环境中，用户可以如同在真实世界那样“处 理”计算机系统所产生的虚拟物体。
互相加强。 2）具体实现-----实例 硬拷贝：纸质或其它介质地图；
侧重于可见实2体、的电显子示地，图其中与较GI完S善的的区空别间信：息可视化功能和地图量算功能是一般GIS所欠缺的。
VRML和HTML是紧密相连的，是HTML在3D领域模拟和扩展。
本质上，虚拟电现子实地就图是包一含种先了进GI的S计的算主机要用功户能接，口，但通不过是计全算部机建功立能一。种侧仿真重数于字可环见境实，体将的数显据示转换，成其图中像较、完声善音的和空触间摸感信受息，可利视用化多种传感设 备软使拷用 贝户：“屏投幕入功具上”到有能的该统和电环子地一境地图中的图，量。空用算间户功可数能以学如是基同一在础般真,G实I因世S所界而欠那空样缺间“处的分理。析”计但相算是对机相G系I对S统薄而所弱言产,，生这一的虚也些拟是电物两子体者地。的图分(集水)岭难。予使其可视子空间均
地理信息科学与空间数据可视化
地理信息科学与空间数据可视化地理信息科学是一门综合学科，涉及地球表面上的空间数据和地理信息系统（GIS）的应用。
随着科技的发展和数据的产生，地理信息科学在地质学、气象学、生态学、城市规划等领域中发挥着重要作用。
而空间数据可视化作为地理信息科学中的重要工具和技术，用于将大规模的空间数据以图形的形式进行展示和分析。
本文将探讨地理信息科学和空间数据可视化的相关特点和应用。
地理信息科学的特点之一是综合性。
地理信息科学综合了不同领域的知识和技术，包括地理学、计算机科学、数学、统计学等，以建立和管理地理信息系统。
地理信息系统（GIS）是一种用于获取、存储、分析和可视化地理数据的系统。
通过GIS，我们可以将地理数据与其他数据进行关联，以便更好地理解和解释地球上的现象和过程。
另一个特点是空间数据的多样性。
地理信息科学所涉及的空间数据包括地形、气候、人口、土地利用等多种类型。
这些数据以矢量、栅格和表格等不同的形式存在。
地理信息科学通过获取、处理和分析这些多样化的空间数据，可以为环境保护、灾害管理、城市规划等决策提供支持。
然而，仅仅拥有大量的空间数据还不足以发挥其应有的作用。
这就需要用到空间数据可视化。
空间数据可视化是将抽象的地理信息以可视化的方式传达给用户的过程。
通过可视化，我们可以更好地理解和解释复杂的空间数据，从而得出相关的结论和决策。
常见的空间数据可视化形式包括地图、图表、三维可视化等。
空间数据可视化的应用范围非常广泛。
在环境科学中，例如气候变化研究，科学家们可以通过绘制温度、降水等指标的空间分布，帮助人们更好地了解全球气候变化的趋势和影响。
在城市规划中，通过将人口、土地利用和基础设施等数据可视化，可以帮助决策者更好地规划城市发展，并提供交通、住房、教育等公共服务。
在自然资源管理方面，例如林业和土地利用，通过可视化林地覆盖、土地利用类型和土壤质量等数据，可以辅助决策者进行森林保护和土地规划。
在灾害管理方面，可视化地震、洪水和飓风等自然灾害的分布和影响，可以帮助相关部门进行风险评估和灾害应对。
土地信息系统(空间数据可视化)实验报告
一、实验目的与要求1、对数字地图制图有初步的认识2、掌握了解符号化、注记标注、格网绘制以及地图整饰的意义3、掌握MAPGIS工程文件、点、线、面文件创建及保存方法4、掌握基本的符号化方法、自动标注操作以及相关地图的整饰和数据的操作通过综合实验，加深理解地理信息系统基本理论、核心技术，掌握GIS 图形输入、编辑、数据库建立、空间分析、地学分析、统计分析、专题图制作、制图输出等基本应用技能，结合环规专业进行开发区建设规划，为GIS 在资源环境与城乡规划管理中应用打下基础。
二、实验准备阅读PPT严格按照下面的符号特征要求来做:1 数据符号化显示A.地图中共有6个区，将这6个区按照ID字段来用分类色彩表示；B.将道路按class字段分类：分为1～4级道路，并采用不同的颜色表示；C.地铁线符号Color：深蓝色，Width：1.0；D.区县界线Color：橘黄色，Width：1.0 ；E.区县政府Color：红色，Size：10，样式：Star3;F.市政府符号在区县政府基础上改为大小182注记标记A.对地图中6个区的Name字段使用自动标注，标注统一使用Country2样式，大小：16；B.手动标注黄浦江（双线河），使用宋体、斜体、16号字，字体方向为纵向，使用曲线注记；C.地铁线使用自动标注，采用Country3样式；D.道路中，对道路的Class字段为GL03的道路进行标注，字体：宋体，大小：10；E.区县政府使用自动标注，字体:宋体，大小:10；F.市政府使用自动标注，字体:楷体，大小:143绘制格网采用索引参考格网，使用默认设置。
4 添加图幅整饰要素A.添加图例，包括所有字段；B.添加指北针，选择ESRI North 3样式；C.添加比例尺，选择Alternating Scale Bar 1样式三、实验内容与主要过程制作上海市行政区划图（一）数据符号化首先我们打开ArcMap，点击Add Data添加各数据，选取数据层所在位置，添加各图层。
空间数据可视化在教育中的应用
空间数据可视化在教育中的应用在当今数字化时代，教育领域正经历着深刻的变革。
其中，空间数据可视化作为一种强大的工具，为教育带来了新的机遇和可能。
空间数据可视化能够将复杂的地理、空间信息以直观、易懂的形式呈现出来，帮助学生更好地理解和掌握知识，激发学习兴趣，提升教学效果。
一、空间数据可视化的概念与特点空间数据可视化，简单来说，就是将空间相关的数据转化为图形、图像或地图等可视化形式的过程。
它的特点主要包括直观性、交互性和动态性。
直观性使得复杂的空间信息一目了然，学生无需通过繁琐的文字描述去想象和理解。
例如，通过地图展示不同地区的气候类型，学生可以一眼看出热带、温带、寒带的分布。
交互性则允许用户与可视化的内容进行互动，如缩放、旋转、点击获取详细信息等。
这有助于学生根据自己的需求深入探索感兴趣的内容。
动态性能够展示数据随时间的变化，比如人口迁移的趋势、生态系统的演变等，让学生更好地理解动态的过程。
二、空间数据可视化在教育中的具体应用1、地理学科教学在地理教学中，空间数据可视化的应用最为广泛。
教师可以利用卫星图像、地形地图等展示地球的地貌、气候带的分布、洋流的走向等。
学生能够直观地看到山脉、河流、海洋的形态和位置关系，加深对地理环境的整体认知。
例如，在讲解板块运动时，通过动态的可视化演示，展示板块的漂移和碰撞过程，学生能够清晰地看到山脉和地震带的形成原因。
2、历史学科教学历史事件往往与特定的地理位置和空间环境相关。
空间数据可视化可以将历史事件与地理空间相结合，帮助学生更好地理解历史的发展脉络。
比如，展示古代文明的分布和传播路径，让学生了解不同文明在地理空间上的交流与融合。
在讲述战争史时，可以通过地图展示战场的地理位置、军队的行进路线等，增强学生对战争局势的理解。
3、自然科学教学在自然科学中，如生物学、生态学等，空间数据可视化有助于学生理解生物的分布、生态系统的结构和功能。
例如，展示不同物种在全球的分布范围，以及它们的栖息地特征。
数据可视化-大纲
《数据可视化》教学大纲课程编号：071183B课程类型：□通识教育必修课□通识教育选修课□专业必修课□√专业选修课□学科基础课总学时：48 讲课学时：16 实验（上机）学时：32学分：2适用对象：信息管理与信息系统专业（大数据方向）先修课程：计算机应用基础、计算机图形学、概率论与数理统计一、教学目标本课程是信息学院信息管理与信息系统专业（大数据方向）学生的专业选修课。
本课程是为适应信息时代对大数据和商业智能人才的要求而开设的，既重视学生相关理论的系统学习，又强调培养学生发现问题、分析问题和解决问题的实践应用能力。
本课程是系统设计、数据挖掘、软件开发、决策支持等领域人才培养方面重要组成部分，是专业人才培养目标得以实现的重要保证。
通过本课程的学习，培养学生的信息数据处理能力、信息分析和应用能力，信息表达能力。
使学生掌握数据可视化的一般原理和处理方法，能使用数据可视化工具对数据进行可视化处理。
能够针对不同业务情景下的海量数据，洞察和分析隐藏在数据背后的重要信息，并可视化展示为相关决策者提供辅助决策支持。
该课程能够帮助学生养成良好的职业素质，培养动手能力、创新能力和独立解决实际问题的能力。
二、教学内容及其与毕业要求的对应关系（一）教学内容本课程主要学习数据可视化的基础理论和概念，针对实际应用中遇到的不同类型的数据，学习相应的可视化方法，并学习可视化综合应用及实用系统。
教学内容包括：数据可视化的基础理论和概念，视觉感知和视觉通道，数据处理和分析方法，不同类型数据的可视化方法，可视化交互与评估，以及可视化软件与工具等。
其中，有关数据可视化的基础理论和数据处理和分析方法应细讲和精讲，而视觉感知和视觉通道则粗讲，重点是不同类型数据的可视化方法。
课程的难点在于数据变换方法和可视化编码方法，拟通过实验例子讲解与学生自己动手相结合方式进行讲授。
（二）教学方法和教学手段根据教学目标，拟采用的教学方法有：课堂讲解基本理论、概念和核心知识，讲授和讨论相结合领会知识要点，实验教学训练独立解决问题的能力，最后借助可视化软件工具让学生进行上机操作和具体实践。
空间信息的可视化
2、电子地图与GIS的区别： 电子地图包含了GIS的主要功能，但不是全部功能。侧重于可见实体的显示，其中较 完善的空间信息可视化功能和地图量算功能是一般GIS所欠缺的。但是相对而言, 一 些电子地图( 集) 难予使其可视子空间均具有统一的空间数学基础 , 因而空间分析相 对GIS薄弱，这也是两者的分水岭。
第七可视化
可视化是将符号或数据转化为直观的图形、图像的技术，它的过程是一种 转换，它的目的是将原始数据转化为可显示的图形、图像，从而全面且本质地 把握住地理空间信息的基本特征，便于最迅速、形象地传递和接收它们。 2、科学计算可视化
是指运用计算机图形学和图像处理技术，将科学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，并进行交互处理的理论、方法和技术。
1）飞行模拟
3、VR GIS
2）战斗模拟
开发虚拟GIS已成为GIS发展的一大趋势。 4、实现技术
--上海外滩示例
第七章
4、实现技术
空间信息的可视化
可以通过 GIS 软件支持的 DEM 功能、 3DMAX ， AutoCAD 中的三维实体建模，以及 VRML ， OPENGL或Direct X，Java3D或Flash,ViewPoint等实现或辅助实现虚拟现实。 1）VRML简介： VRML作为一种开放的、可扩展的、工业标准的虚拟景象描绘语言，已广泛用于在 Internet中描述3D景象或世界。VRML和HTML是紧密相连的，是HTML在3D领域模拟和扩展。 由于VRML在Internet具有良好模拟性的和交互性，显示出强大的生命力。 2）具体实现-----实例 VRML浏览器插件 如Cosmo Player 网络环境 3）应用
*.wrl
虚拟现实
VRML作为实现VR的语言标准，与GIS、DEM、DTM技术相结合，将在旅游娱乐、商业 营销、房地开发、工程设计、数字地球、虚拟地理环境、军事等众多领域发挥巨大 的作用。
大规模空间数据可视化技术研究
大规模空间数据可视化技术研究随着时代的发展和社会的进步，数据已经成为当今世界的重要资产之一，然而这些数据的成千上万的信息需要可视化技术来呈现给人们。
大规模空间数据可视化技术就是其中的一种，它可以将数据转换为视觉感受，从而让人们更直观更全面地认知和分析这些数据。
本文将讨论大规模空间数据可视化技术的研究和应用。
一、什么是大规模空间数据可视化技术大规模空间数据可视化技术指的是将空间数据划分为多个不同的级别，并通过可视化方式展示这些数据，以便更好地呈现、分析和理解。
在这个过程中，传统的显示器、鼠标、键盘等设备是不够的，因此需要使用更先进的交互工具如触摸屏、全息投影，这些设备可以帮助使用者更深入地理解数据所代表的现象。
二、大规模空间数据可视化技术的研究方法1. 地理信息科学方法地理信息科学（GIS）是大规模空间数据可视化技术的基础之一，它涉及到空间数据的存储、管理、分析和展示等方面。
地理信息科学方法与大规模数据可视化技术的结合可以提高数据的信息密度、减少数据的复杂度，降低人员的管理成本，因此在大规模空间数据可视化技术研究中受到广泛应用。
2. 计算机图形学方法计算机图形学是大规模空间数据可视化的另一种研究方法。
它依靠计算机算法的精度和效率，将数据转化为视觉效果，并将其呈现给使用者。
计算机图形学方法可以利用虚拟现实技术（VR）或增强现实技术（AR）来生成不同的图形效果，从而更好地展示空间数据，提高使用者的参与感和交互性。
三、大规模空间数据可视化技术的应用1. 城市规划在城市规划方面，大规模空间数据可视化技术的应用是非常重要的。
它可以通过地图、表格、图表等多种方式来展示城市的不同因素，如道路交通、人口密度、建筑物、交通状况等信息，以方便城市规划者更好地了解城市的发展和变化趋势。
2. 环境保护在环境保护方面，大规模空间数据可视化技术也有其独特的优势。
它可以通过卫星遥感、气象预测、分布式测量等手段来收集大量的数据，然后通过散点图、动态热力图等方式来展示这些数据的变化，从而及时掌握环境问题的发展态势，为环保决策提供更精准的支持。
空间信息可视化
虚拟现实技术：利用虚拟现实技术创建虚拟的三维场景用户可以 身临其境地感受空间信息增强沉浸感。
空间信息可视化的技术实现
数据采集与处理
数据来源：遥感卫星、无人机、地面传感器等 数据处理：图像增强、数据融合、信息提取等 数据格式：GeoTIFF、GeoJPEG2000等地理信息数据格式 数据质量：误差控制、精度评估等
空间信息可视化
汇报人：
单击输入目录标题 空间信息可视化的概念
空间信息可视化的技术实现 空间信息可视化的应用案例 空间信息可视化的未来念
定义与意义
空间信息可视化的定义：将空间数据转化为视觉形式的过程以便更好地理解和分析空间信息。 空间信息可视化的意义：提高空间数据的可理解性和可操作性促进空间信息的传播和应用。 空间信息可视化的应用领域：地理信息系统、遥感、城市规划、环境保护等。 空间信息可视化的技术手段：地图、三维模型、虚拟现实等。
地图制作与符号化
地图制作：使用GIS软件进行地图制作包括地图设计、数据输入、编辑和输出等步骤 符号化：通过符号化表达地图信息包括点、线、面等符号类型以及颜色、形状、大小等视觉变量
交互设计与用户体验
交互设计：空间信息可视化中交互设计至 关重要它能够使用户更方便地与数据互动 获取所需信息。
用户体验：良好的用户体验是空间信息可 视化的关键它能够提高用户的使用效率和 满意度。
添加标题
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增强现实技术：将虚拟信息叠加到 真实世界中实现虚实结合的可视化 效果。
可视化技术的跨平台应用：支持多 种终端设备实现跨平台的数据展示 和交互操作。
空间信息可视化的应用案例
城市规划与管理
城市空间布局可视化：通过地理信 息系统（GIS）等技术将城市空间 布局进行可视化展示帮助规划师更 好地理解城市空间结构。
大数据导论第7章 数据可视化
7.2.1 科学可视化
1987年，在华盛顿召开的一次科学计算会议上，针对大数据处 理问题，美国计算机成像专业委员会提出了解决方案：可视化—— 用图形和图像解释数据。这次会议形成了题为“科学计算可视化” 的报告，后被称为科学可视化（Scientific Visualization，SV）。
图7-5 Infogram可视化工具
6．Venngage
Venngage同样是一款颇为优秀的信息图表设计和发布工具，其 最突出的特性是“易用性”，如图7-6所示。用户可以在Venngage内 置的各种模板的基础上制作信息图表，其内置的模板、上百个图表 和图标样式可以让用户结合自己的图片素材生成足以匹配需求的信 息图表。同样，用户可以生成信息动画，让自己的数据更好地呈现 出来。
可视化（Visualization）提供了解决这种问题的一种新方法。 一般意义下的可视化的定义：可视化是一种使复杂信息能够容易和 快速被人理解的手段，是一种聚焦在信息重要特征的信息压缩，是 可以放大人类感知的图形化表示方法。
可视化就是把数据、信息和知识转化为可视的表示形式并获 得对数据更深层次认识的过程。可视化作为一种可以放大人类感 知的数据、信息、知识的表示方法，日益受到重视并得到越来越 广泛的应用。可视化可以应用到简单问题，也可以应用到复杂系 统状态表示问题。人们可以从可视化的表示中发现新的线索、新 的关联、新的结构、新的知识，促进人机系统的结合，促进科学 决策。
可视化分析学是一个多学科领域，涉及以下方面。
一是分析推理技术，它能使用户获得深刻的见解，这种见解直 接支持评价、计划和决策的行为。
二是可视化表示和交互技术，它充分利用人眼的宽带宽通道的 视觉能力，来观察、浏览和理解大量的信息。
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面状符号，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面时，
称为面状符号。符号所代表的范围与地图比例尺有关，且不论这种范 围是明显的还是隐喻的，是精确的还是模糊的
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，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
B、科学研究成果的信息表达 (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； (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； (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； (6)人机交互的可视化界面设计。 (4)研究成果的可视化表达。
教学重点 1. 空间信息的可视化过程 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。
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第1 节
空间信息可视化概述
一、可视化(Visualization)
将客观现实构成人脑意象的方法和过程， 或对不可直接察觉的某种东西进行直观表示。
的主题(不属于地图符号的范畴)
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； 利用色彩与自然地物景色的象征性，可增强地图的感受力； 运用色彩还可简化地图符号的图形差别和减少符号的数量；
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 6、矢量符号库——信息块中记录符号的颜色码、笔粗码、定位点坐标(X0，Y0)、图形、 图形特征点坐标及其联系(一般用表示绘或不绘的抬落笔码表示) 面状符号信息块
点状符号信息块结构 1 1
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 6、矢量符号库
点状符号信息块 线状符号信息块
地图上的各类线状符是由沿线状要素中轴线延伸重复的串接的符号单元组合而成 面状符号信息块 每一单元由线符部分和点符部分组成，其中的点符部分只是部分线符才有，它仅是在 一定部位，并以线符延伸方向为X轴，没有变形，按单元距离L重复配置； 而线符部分，以线符中心线为配置轴线，单元长一样，只是弯曲部位，凹向压缩， 有一定变形。 线-线符号信息块结构
3、地图符号的分类
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，宽度与地图比例尺可以没有 关系，而长度与地图比例尺发生关系
运用色彩又可使地图内容相互重叠而区分为几个“层面”，提高了地图的 表现力和科学性。
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 与之配合使用的注记。 地图符号对表达地图内容具有重要的作用： 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
处 理
第1 节
空间信息可视化概述
三、空间信息可视化
空间信息可视化的特征： A 交互性������
B 信息载体的多维性 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 和方法，是空间信息系统推广应用的重要前提。 C 信息表达的动态性 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， 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 而是扩展到数值、文本、图形、图像、声音、动画、视频图像、三维仿真乃 D 媒体信息的集成性 自己所需要的现象或事件，甚至可以介入到某一事件的发展过程中。 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， 至虚拟现实 并借助于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 (1)系统界面的交互性 (1)信息检索的动态性。 一个整体，从而以多形式、多视角、多层次、综合地表现空间环境信息 (2)信息检索的交互性 (2)信息表示的动态性。 (3)系统交互性 (3)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
地图符号不仅能反映制图对象的个体存在、类别及其数量和质量特征， 而且通过它们的联系和组合，还能反映出制图对象的空间分布和结构 以及动态变化
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。
第1 节
空间信息可视化概述
三、空间信息可视化
空间信息可视化的形式： A 纸质地图������
B 电子地图
C 多媒体地图 D 三维仿真地图 是基于计算机数字处理和屏幕显示的地图。 它是空间信息可视化的主要产品形式之一， 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 屏幕上，供用户查阅
第1 节
空间信息可视化概述
二、科学计算可视化
科学计算可视化在GIS中的应用： A、空间位置的直观表示 空间位置可以用平面直角坐标(或地理坐标)给予精确描述 B、空间分析的可视化描述 C、动态制图 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 D、空间信息的可视化查询 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 E、面向对象的模型化(Object Modeling) 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 (Surface Modeling)，如DTM功能， 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 的发展就是虚拟现实
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
的传递(属于地图符号的范畴)
地图色彩，既可充当地图符号的重要角色，还有装饰美化地图的功能 地图的影像，是空间信息特征的空间框架(不属于地图符号的范畴) 装饰图案，多用于地图的图边装饰，可以增加地图的美感，并且可以烘托地图
空间信息可视化的形式： A 纸质地图������ C 多媒体地图 E 虚拟现实 B 电子地图 D 三维仿真地图
它是由计算机和其它设备组成的高 级人机交互系统，以视觉为主，结 合 听、触、嗅甚至味觉来感知的环 境，并与之交互作用。
第1 节
空间信息可视化概述
三、空间信息可视化
空间信息可视化的基本工具： A 传统地图制图软件 ������ B 三维模型制图软件 C 空间数据库系统用户界面
第1 节
空间信息可视化概述
三、空间信息可视化
空间信息可视化的形式： A 纸质地图������
B 电子地图
C 多媒体地图 D 三维仿真地图 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 化的一种非常重要的产品形式。
第1 节
空间信息可视化概述
三、空间信息可视化
空间信息可视化的形式： A 纸质地图������
第1 节
空间信息可视化概述
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技术， 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
动、变迁过程 (4)借助于视频图像真实地表现某一环境现象的实地状况
第1 节
空间信息可视化概述
三、空间信息可视化
空间信息可视化的形式： A 纸质地图������
B 电子地图 C纸质地图包括地形图(普通地图)、专题地图及特种 多媒体地图 地图，它们既是传统地理信息的表达工具，同时 D也是计算机环境下空间信息可视化的一种重要而 三维仿真地图 基本的可视化产品类型
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、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，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、 对比性，色彩象征性， 制图和印刷可能性等 一般原则； 符号库具有可可扩充性。
第1 节
空间信息可视化概述
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、 处理、查询、分析以及预测的数据及结果采用图形符号、图形、图 像，并结合图表、文字、表格、视频等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。 ������
空间 数据库
颜色码 定位点 特征点数