第四讲 网络空间信息可视化
信息可视化设计-课件---第四章-信息可视化的步骤和方法
信息图表设计实际就是通过数据+图形的形式 向用户讲故事。 如何将这个故事讲的引人入胜、浅显易懂、老 少皆宜是此阶段的重要议题。
例如，在2019年支付宝推出的《山海瑞兽图》 推广长图中，结合了中国古代著名神话故事 《山海经》中的中国十大神兽的特点，来对应 支付宝的各个据是否有异常 值，然后判断它们的时效性、全面性、准 确性。 第二步就是筛选掉不符合条件、错误的数 据。 最后就是将数据按照一定的规律排列。
图4-5 数据处理流程
1.数据分析的类型
（1）描述性数据分析： 定性数据在统计学上包括分类数据和顺序数据， 是一组表示事物性质、规定事物类别的文字表 述型数据。 （2）验证性数据分析： 验证性数据分析是对社会调查数据进行的一种 统计分析。 （3）探索性数据分析： 探索性数据分析是为了寻找和揭示隐含在数据 中的事物发展规律而对数据进行分析的一种方 法。
信息发布后，我们就要收集用户体验和市场反馈。 主动适时检视现有信息是否足够适用，要使其具 备“自我扩充”的功能。例如2018年淘宝上线了 针对老年人使用的亲情账号“淘宝亲情版”。
图4-17淘宝的亲情账号开通流程
数据收集的方式
（1）社会调查：
社会调查是针对社会生活中的某一情况、 某一事件、某一问题，进行深入细致地 调查研究，然后把调查研究得来的情况 真实地表述出来，以反映问题，揭露矛 盾，揭示事物发展的规律。
图4-3 社会调查的类型和方法
数据收集的方式
（2）实验获取：
实验获取是指通过实验来探索社会及自 然现象，并记录最终获得的能够开展研 究的数据信息。
实验室实验
现场实验
计算机模拟实验
人机结合实验
数据收集的方式
（3）桌面研究：
有些数据我们需要通过第三方得到，比 如报告、文献等。利用第三方数据机构 采集和分析后得到的信息和数据，可以 称为二手数据。采集二手数据的方法被 称之为桌面研究(desk research）。
空间信息的可视化
总之，他们都有2各）自电的特子点地和不图足集，，一致是的为看了法是一为定系用统提途供，一采个符用号统编一辑器、，互即补符号的设制计作系统方。法系统汇集的若干电 1、）“电瞬子时地地图子图，”地是。以图地，图这数据些库地为图基础具，有以内数字在形的式统存储一于性计，算机互外相存联储器系上，，互并能相在补屏充幕上，实互时显相示加的强可视。地图，又称“屏幕地图”
空间信息的可视化
第七章 空间信息的可视化
一、基本概念
1、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。
3、空间信息的可视化
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、视频等可视化形式显示，并进行交互处理的理论、方法和技术。
空间数据库
处理
第七章 空间信息的可视化
二、空间信息可视化的形式
1、地图： 硬拷贝：纸质或其它介质地图； 软拷贝：屏幕上的电子地图。 2、多媒体地学信息 综合、形象地表现空间信息所使用的文本、表格、声音、图像、图形、动画、音频、视 频各种形式逻辑地联接并集成为一个整体概念，是空间信息可视化的重要形式。 3、三维仿真地图
2）具体实现-----实例
(优选)空间信息的可视化
第七章 空间信息的可视化
五、动态地图
1、概念：
动态地图是能集中、形象地表示空间信息的时空变化状 态和过程的电子地图。它产生和发展是时空GIS的发展 的必要基础和前提。
2、特征和作用：
⑶根据符号代码到符号库中获取符号描述信息；
⑷空间实体符号化模块根据实体对象的几何位置信息和 符号描述信息对空间实体进行符号化，并将符号化结果输出。 输出形式可以是直接输出到屏幕、绘图仪等硬件设备或GIS系 统数据文件中的一个数据层，也可以是其他系统能接受的地 图文件。
第七章 空间信息的可视化
四、电子地图
地 理 信 息
系 （优选）空间信息的可视化
统 原 理
GIS
第七章 空间信息的可视化
二、空间信息可视化的形式
1、地图： 硬拷贝：纸质或其它介质地图； 软拷贝：屏幕上的电子地图。 2、多媒体地学信息 综合、形象地表现空间信息所使用的文本、表格、声音、图像、图形、动画、音频、视 频各种形式逻辑地联接并集成为一个整体概念，是空间信息可视化的重要形式。 3、三维仿真地图
可以直观而又逼真地显示地理实体运动变化的规律和 特点。
3、表示方法
1）利用传统的地图符号和颜色等表示方法，如运动线 表示气流、行军等路线。
2）采用定义了动态视觉变量的动态符号来表示
用闪烁、跳跃、色度、亮度变化等手段反映运动中物的 矢量、数量、空间和时间变化特征。
3）采用连续快照方法作多幅或一组地图。这是采用一 系列状态对应的地图来表现时空变化的状态。
色彩库 色彩信息
③ 符号化
④ 地图输出
从字符库读取 汉字及字符信 息
网络可视化解决方案
网络可视化解决方案随着互联网的发展，数据量的爆炸性增长以及信息的复杂性，传统的数据展示方式已经无法满足人们对于数据分析和理解的需求。
网络可视化成为了解决这个问题的一种重要方案。
网络可视化是通过图形化的方式将数据进行展示和呈现，使得人们能够更直观地理解和分析数据。
本文将介绍网络可视化的基本原理和一些常用的网络可视化解决方案。
网络可视化的基本原理是将数据转化为图形化的形式，利用图形的形状、颜色、大小等特征来表达数据的关系和特点。
通过这种方式，人们可以更直观地发现数据中的模式、趋势和异常，并从中获得深刻的洞见。
网络可视化可以应用于各个领域，包括社交网络分析、信息网络分析、生物网络分析等。
在网络可视化的解决方案中，常用的工具包括图形库、可视化工具和可视化平台。
图形库是一种用于绘制图形的软件库，它提供了一系列的接口和函数，供开发者使用。
一些常用的图形库包括D3.js、matplotlib和ggplot2等。
可视化工具是一种专门用于数据可视化的软件，它提供了一系列的功能和界面，方便用户进行数据的可视化和分析。
一些常用的可视化工具包括Tableau、Power BI和QlikView等。
可视化平台是一种基于云计算的网络服务，用户可以通过网页或移动应用访问这些平台，并进行数据的上传、可视化和分享。
一些常用的可视化平台包括Google Data Studio、Plotly和DataWrapper等。
对于不同的需求和场景，选择合适的网络可视化解决方案是非常重要的。
以下是一些常见的网络可视化解决方案：1. 静态数据可视化：对于静态数据集，可以使用图形库进行可视化。
图形库提供了丰富的绘图函数，用户可以根据需要选择合适的图形类型和参数，并将数据转化为图形化的形式。
例如，可以使用D3.js绘制交互式的力导向图，使用matplotlib绘制统计图表，使用ggplot2绘制数据散点图等。
2. 动态数据可视化：对于动态数据集，需要使用可视化工具或可视化平台。
空间信息可视化
空间信息可视 化
3.主要形式——三维仿真地图
传统三维表示方法
•晕渲法：通过光照下灰度的变化来反映高度的变 化 •等高线法：高程相等点的连线，高程间隔一定 •分层设色法：用颜色系列来表示高程
空间信息可视 化
3.主要形式——三维仿真 地图
三维地图模型：对现实世界或其中一部分的一个或多个 方面的三维、抽象的描述（或综合）。而这些方面主要 是地形以及基于地形的其它专题要素 •三维地形图
空间信息可视 化
3.主要形式
地图 多媒体信息
动态地图
三维仿真地图 虚拟现实
空间信息可 视化
3.主要形式——地图
地图：是空间信息可视化的最 主要形式，也是最古老的形式， 是地理学的第二语言
专题地图
普通地图
地图
普通地图
空间信息的 可视化
瑞士工业分布专题地图
空间信息可 视化
3.主要形式——多媒体 信息
01
02
汶川8.0级地震 破裂过程
空间信息可视 化
主要形式——动态 地图
厄尔尼斯托飓风踪迹 图
空间信息可视 化
1
主要形式——动态地 图
2
印度洋海啸的传播过程
空间信息可 视化
主要形式—— 动态地图
空间信息可 视化
3.主要形式——三维仿真地图
三维仿真地图：基于三维仿真 和计算机三维真实图形技术而 产生的三维地图,具有仿真的 形状、光照、纹理等，也可以 进行各种三维的量测和分析
信息可视化
空间信息可视 化
科学计算数据 工程计算数据 （复杂数据）
普通数据 如金融数据、 通信数据 商业数据等
数据背后隐藏 的信息
语义关系、超
文本的可视化
信息可视化检索课件
信息可视化参考模型
信息可视化检索的概念
信息可视化检索是指把文献信息、用户提问、各类情报检索模型以及利用检索模型进行信息检索的过程中不可见的内部语义关系转换成图形，在一个二维或三维的可视化空间中显示出来。
信息可视化检索的特点
检索过程透明化。 检索结果输出高效性。 更为有效的结果集排序机制。 有效的用户反馈机制。 检索过程的连续性、可逆性。
整个可视化检索的过程
世界
计算计算法
匹配
数据
转换
地图
图片
用户
解释
数据和模型的有效性检测
数据预处理
产生图像的系统化方法
图像处理技术
为什么要研究可视化信息检索
20世纪90年代，因特网的迅速发展与普及为信息检索开创了新局面。用户可以在浏览器上直接获取信息而无需知道繁琐的检索命令和复杂的命令格式。然而，普通浏览器是一种获取信息的有效途径，但不是信息检索的最佳方法。 常规浏览器在因特网上检索信息使人们处于两难的境地：一方面看到因特网是最大的信息资源网络，到处都是信息；另一方面，用户所需的信息又很难找到。
双曲线浏览（Hyperbolic Tree）技术
双曲线浏览技术在基于双曲线的圆形平面区域内显层次结构信息,在相同的空间里,采用双曲线浏览技术显示的信息是普通二维技术的10倍。根在树的中间向外呈扇形扩展,当用户选择下游节点时,该节点被推到中心,同时放大其视图及细节信息。这种技术能帮助用户从整体上理解数据资源,并通过提供感兴趣部分的细节信息,使用户可以对指定的信息进行深入的分析。双曲线树技术被用于开发浏览器、网站地图以及其他针对大型层次结构信息的可视化工具。特别适合浏览图库、文件系统、数据仓库、Web信息资源及其空间链接结构所包含的数据。
什么是信息可视化？
网络空间安全态势感知与可视化平台
网络空间安全态势感知与可视化平台现代社会对网络空间安全的需求日益迫切，如何有效地感知网络空间的安全态势以及将其可视化呈现成为了亟待解决的问题。
为满足这个需求，网络空间安全态势感知与可视化平台应运而生。
本文将从该平台的定义、功能、技术、应用以及未来发展等方面进行论述。
一、网络空间安全态势感知与可视化平台的定义网络空间安全态势感知与可视化平台，简称安全态势平台，是一种用于综合、全面地感知和监控网络空间安全态势的工具。
通过采集、处理和分析网络数据，将复杂的网络安全信息转化为直观、可视化的形式，提供决策者对网络空间中威胁和风险的直观了解和预警。
二、网络空间安全态势感知与可视化平台的功能1. 数据采集和整合：安全态势平台能够接收来自各个网络节点和终端设备的安全数据，并将这些数据按照一定的规则进行整合和处理。
2. 安全态势分析：通过对采集到的数据进行分析和挖掘，安全态势平台能够识别出网络中的异常行为、攻击事件和威胁情报，提供实时的安全态势分析。
3. 可视化展示：安全态势平台将分析结果以直观的图表、地图或其他形式进行可视化展示，使决策者能够迅速了解网络空间安全的整体状况。
4. 风险评估与预警：基于安全态势分析的结果，平台可以评估网络中的风险程度，并及时向相关人员发出预警信息，帮助其做出应对措施。
5. 安全态势监控：安全态势平台能够实时监控网络中的安全事件和风险，帮助及时发现和处理安全问题，保护网络系统的安全。
三、网络空间安全态势感知与可视化平台的技术1. 大数据技术：为了处理海量的网络数据，安全态势平台采用了大数据技术，包括数据存储、获取、处理和分析等。
通过这些技术，平台能够快速高效地处理庞大的网络数据。
2. 数据挖掘与分析技术：安全态势平台利用数据挖掘和分析技术，从网络数据中发现隐藏的安全威胁和攻击行为。
这些技术包括机器学习、数据聚类、异常检测等，能够识别出网络中的异常事件。
3. 可视化技术：为了将复杂的网络数据以直观的形式展示，安全态势平台采用了可视化技术，如图表、地图、网络拓扑图等。
空间信息的可视化PPT课件
2、空间实体符号化过程 在进行地图输出之前，应在GIS数据库中获取制图工作区范围
内的空间实体，然后利用空间实体符号化命令进行符号化，过程如 下：
⑴根据制图输出范围从地理数据库中获取要符号化的空间实 体几何坐标和属性参数；
⑵根据属性参数表中的用户标识到地物类型参数表文件（通 常一个工程只有一个文件）找到实体符号化时的符号代码或符号索 引和符号显示颜色等参数；
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，并能在屏幕上实时显示的可视地图，又称“屏幕地图”、“瞬时地 图”。
2）电子地图集，是为了一定用途，采用统一、互补的制作方法系统汇集 的若干电子地图，这些地图具有内在的统一性，互相联系，互相补充，互相 加强。
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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。
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2、VR应用
VR技术最先进的应用领域就是军事国防。 1）飞行模拟 2）战斗模拟
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万像GIS的三维模拟飞行
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万像GIS的三维旋转电子沙盘
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作业：
1、你所理解的GIS是什么？ 2、GIS可应用于哪些主要领域？结合你的学科专业论述GIS 的主要应用领域及发展前景。 3、什么是缓冲区分析？常见的网络分析问题有哪些？ 4、什么是可视化？空间信息可视化的形式有哪些？ 5、电子地图与GIS的主要区别在那里？
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。
网络数据可视化
网络数据可视化近年来，随着科技和数字化的快速发展，大量的数据涌入我们的生活中，如何有效地理解和应用这些数据已成为人们关注的焦点之一。
在此背景下，一种新兴的技术——网络数据可视化应运而生，它是一种以图表、图像和动画的形式呈现数据信息的方式，旨在帮助人们更好地理解和应用数据，提高数据的应用价值。
一、网络数据可视化技术的发展历程网络数据可视化技术的起源可以追溯到1920年代，当时美国广告商丹尼斯·汉顿(Denis G. Panton)为了解决彩印广告成本高、品质不稳定等问题，采用了图形呈现的方式来展示商品信息。
然而，直到1990年代，随着计算机图形渲染、图形界面设计和数据可视化算法的成熟，网络数据可视化技术才开始崭露头角。
随着大数据、云计算、人工智能等领域的迅速发展，网络数据可视化技术也逐渐得到了广泛应用。
二、网络数据可视化技术的应用领域网络数据可视化技术的应用非常广泛，涉及到生产制造、金融投资、医疗卫生、城市规划等许多领域。
以下就是几个具体的应用案例：1. 金融风控：银行、证券公司等金融机构可以利用网络数据可视化技术，对贷款、信用卡、债券等各种金融风险进行可视化分析和预测，从而提高风险控制能力。
2. 医疗卫生：医疗机构可以利用网络数据可视化技术对病人各项指标、检查数据、治疗方案等信息进行有针对性的展示和分析，从而提高医疗效率和质量。
3. 城市规划：城市规划者可以利用网络数据可视化技术对城市人口、环境、设施等数据进行可视化呈现，从而更好地制定城市规划方案。
三、网络数据可视化技术的优点网络数据可视化技术的优点主要体现在以下几个方面：1. 直观易懂：网络数据可视化方式是将深奥的数据转化为图形、图像等形式呈现，其优势在于能够直观地展现数据的实质，从而使人们更容易理解和应用。
2. 提高效率：通过网络数据可视化技术，人们可以更快地理解信息，更容易发现规律和问题，提高了分析和决策的效率。
3. 交互性：网络数据可视化技术还具有交互性，用户可以通过图像和动画对数据进行操作和探索，进一步深入了解数据的内部结构和规律。
信息可视化的基本情况
信息可视化的基本情况
以下是对信息可视化的基本情况简要概述，仅供参考：
信息可视化是一个跨学科领域，旨在研究大规模非数值型信息资源的视觉呈现。
通过利用图形图像方面的技术与方法，信息可视化帮助人们理解和分析数据。
它涉及计算机图形学、图像处理、计算机辅助设计、人机交互和计算机视觉等多个领域。
信息可视化致力于创建直观地传达抽象信息的手段和方法，包括数据可视化、信息图形、知识可视化、科学可视化以及视觉设计等方面的所有发展与进步。
其目的是将信息转换成可被人类感知系统理解的某种形式，以支持用户的判断和理解。
通过交互式的图形、图像系统，信息可视化能便捷地获得关于数据的直观、形象、深刻和全面的理解。
在科学技术研究领域，信息可视化这条术语一般适用于大规模非数字型信息资源的可视化表达。
例如，网站内容、操作系统文件空间等抽象数据集都可以通过信息可视化进行视觉呈现。
网络可视化简介
高维数据的可视化
挑战
高维数据具有多个属性，如何在二维或三维空间中展示其复杂结 构是一个难题。
解决方案
采用降维技术、投影法等方法，将高维数据降维至可展示的维度， 再利用图形、颜色、大小等手段展示其特征。
未来发展
随着可视化技术的进步，高维数据的可视化将更加直观和深入。
VS
详细描述
每种可视化方法都有其特点和适用场景， 可以根据具体需求选择合适的可视化方法 。
04
网络可视化的挑战与未来发展
大规模网络的可视化
挑战
大规模网络数据量巨大，如何有效地展示其结构和关 系成为一大挑战。
解决方案
采用图局算法、层次结构算法等，对大规模网络进 行简化展示，突出关键信息。
未来发展
Microsoft
Power BI
是一个基于云的商业智能工具， 提供了数据连接、数据建模、可 视化报表等功能，支持多平台访 问。
QlikView
是一款数据可视化平台，支持多 种数据源连接，提供丰富的可视 化组件和交互功能。
开源工具与库
D3.js
是一个强大的JavaScript库 ，用于创建数据驱动的文档 。它提供了丰富的可视化组 件和图表类型，支持高度定
制化的可视化效果。
Gephi
是一款开源的社交网络分析 工具，支持大规模网络的可 视化，提供了多种网络分析
算法和可视化效果。
NetworkX
是一个Python库，用于创建 、操作和研究复杂网络的动 态、结构和功能。它提供了 多种网络分析和可视化方法 。
在线资源与教程
Visualization Resources
空间填充图
地理信息系统教程- 空间信息可视化
可明显地反映了表达对象的层次关系。
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。点状符号符号大小与地图比例尺无关， 但有确定的定位点和方向。 如居民点、矿区、气象站等。
网络环境
第六章 七、虚拟现实技术
空间信息的可视化
3、VR GIS-----开发虚拟GIS已成为GIS发展的一大趋势。
第六章 七、虚拟现实技术
空间信息的可视化
2、VR应用
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。
R 黄 白
RGB三基色定理
B
黑
G
白色（R G B）= （100， 100 ，100） 黑色（R G B）=（0，0，0） R G 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
HLS表示更反映人类的感知。 H (Hue)色度，反映颜色的分类，如纯红、品红； 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。 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。 用HLS表示后，最后还是转成RGB显示。
空间数据库 处理
第六章
空间信息的可视化
二、空间信息可视化的形式
1、地图：
硬拷贝：纸质或其它介质地图
《空间信息的可视化》PPT课件
专题地图制图综合的实质
在科学分析研究内容要素特征的基础上， 根据图幅的用途和比例尺，将图幅的专题内 容加以概括化，把最主要的要素、对象的基 本轮廓、主要的特征和基本规律反映在地图 上。
66
4.2 影响制图综合的主要因素
❖ 地图比例尺 ❖ 地图的主题 ❖ 地图的用途 ❖ 制图区域的地理特征 ❖ 符号的图形尺寸 ❖ 可视化要求
43
3.1 概念和分类
3.1.1 概念 专题地图是突出地表示一种或几
种自然现象和社会经济现象的地图。
44
3.1.2 分类
自然地图 表示自然界各种现象的特征、
地理分布及其相互关系，如地质图等。
社会经济地图 表示各种社会经济现象
的特征、地理分布及其相互关系，如人口 图、行政区划图等。
其他专题地图 指不属于上述二类的专
4
空间数 处
据库
理
空间信息可视化示例
5
1.2 空间信息可视化的形式 1.2.1 地图
硬拷贝 纸质或其它介质地图； 软拷贝 屏幕上的电子地图。
6
1.2 空间信息可视化的形式
1.2.2 多媒体地学信息 综合、形象地表现空间信息所使用
的文本、表格、声音、图像、图形、动 画、音频、视频各种形式逻辑地联接并 集成为一个整体概念，是空间信息可视 化的重要形式。
67
4.3 制图综合的基本方法
制图综合是一个高度智能化的和具 有创造性的作业过程，它是一个整体任 务，包含了一系列不同性质的操作，可 以分解为若干个子过程来实现。
制图综合的基本方法为内容的取舍、 数量化简、质量化简和形状化简。
68
取 舍
移 位
合 并
点符号的综合 69
取舍
第四讲 网络空间信息可视化
地理数据互操作
– 通过规范接口自由处理所有种类空间数据的能力
基于GML的共享
– 将GML作为网络上空间数据格式的交换标准
网格与数据网格
– 通过数据网格提供的元数据库进行简单查询，就能得到所 需的空间信息
第四页，共35页。
空间信息可视化
运用计算机图形学和图像处理技术，将 数据转换为图形或图像在屏幕上显示出 来，并进行交互处理的理论、方法和技 术
中引入CDATA数据块 在文档中引入注释 需要给XML处理程序提供一些指示信息，
XML文档中可以包含处理指令
第十一页，共35页。
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
空间信息可视化综述
Web空间信息可视化技术与方法综述摘要：信息可视化是可视化研究领域的一个分支，是以可视的形式展示信息并提供交互机制，以促进信息认知和理解为目标的理论、方法和技术。
信息可视化被广泛应用于商业、科研、生活等各个领域，其不仅被学术界广泛研究，还被工业界应用到商务数据分析、数据挖掘、知识管理等多个领域，相关的研究论文、应用系统层出不穷。
随着网络技术、信息组织、信息处理技术的进步，信息可视化过程中的数据表示、可视化表征以及交互机制都可以在Web环境下进行。
关键字：空间可视化；Web；发展现状0 引言在互联网环境下，Web成为用户接触最多的应用平台，各领域的应用都以Web的形式提供给用户使用，Web 因其共享性、易用性成为进行系统开发决策的重要内容。
而在Web 环境下催生出的技术如Ajax、SVG、Applet、Web Services以及各种Web 开发框架的不断出现，为基于Web的系统开发提供了强有力的技术和平台支撑。
因此信息可视化应用系统，作为信息可视化理论的承载媒介，需要也有必要将其实施于Web环境下，供更多的用户使用。
1 空间信息可视化概述1.1 定义首先可视化是在计算机图形学中定义的，它是指用于创建图形、图像或动画，以便交流沟通讯息的任何技术和方法；其次信息可视化是指研究大规模非数值型信息资源的视觉呈现；继而空间信息可视化是指运用计算机图形图像处理技术，将复杂的科学现象和自然景观及一些抽象概念图形化的过程。
1.2 分类按可视化数据类型分，可以将信息可视化技术分为：一维、二维、三维、多维、层次、网状、时序、文本、算法和软件可视化技术。
其中一维、二维和三维是多维的特例，时序数据为一维的特例。
而层次类型为网状类型的特例，文本类型则对应普通文本或超文本，算法和软件数据类型主要对应与算法流程及软件源代码的可视化。
按照可视化展示方法可以分为：网络展示、层次展示、表格、时间图、图解、地图、图标。
其中网络展示是指展示具有实体节点以及实体间联系的可视化结构；层次展示则为展示层次型数据；表格展示方法则将可视化视图以表格的方式进行组织；时间图是将可视化视图元素按照时间轴的顺序排列；图解常常采用不规则绘制的方式对信息的内涵和结构进行自由的展示，在结构上灵活度较高；地图是将视图元素映射到地图空间或物理坐标空间中；图标是以某种图标的形式代表某种数据内容。
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拓扑模型
– GML3.0提供 xlink.xsd为基 础的机制来表 达对象间的关 联（xlink:herf）
<Topology> <gml:Node gml:id=“n1”> <gml:pointProProperty> <gml:Point> <coordinates>10,10</coordinates> </gml:Point> </gml:pointProProperty > </gml:Node > <gml:Node gml:id=“n2”> ··· ··· <gml:Node gml:id=“n3”> ··· ··· <gml:Edge gml:id=“e1”> <gml:directedNode orientation=“”xlink:herf=“#n1”/> <gml:directedNode orientation=“+”xlink:herf=“#n2”/> <gml:centerLineOf><gml:LineString> <gml:Point>10,10 20,10</gml:Point> </gml:LineString></gml:centerLineOf> </gml:Edge> <gml:Edge gml:id=“e2”> ··· ··· 24 </Topology>
第四讲 空间信息共享及空间 信息可视化
中南大学地学与环境工程学院GIS中心
1
空间数据的特征
异构性 空间分布性 时间动态性 多源性 数据的海量性 存储格式的多样性 共享性
2
空间数据互操作
指不同的空间数据集合之间采用能够相 互转换的格式，而且建立在相同数据模 型上，对于同类的空间实体采用相同的 表达方法，采用相同的坐标系统和符号 系统 为实现不同GIS系统间资源的交换和组合， 需要在不同层次上的互操作
9
XML规范
XML并不是用来表现数据，而是用来描 述数据，它并没有如同HTML一般的预设 标签，使用者需要自己定义描述数据所 需的各种标签
10
XML特点
结构化 自描述 可扩展性
11
XML文档的逻辑结构
XML文档通常以一个XML声明开始 通过XML元素来组织XML数据 XML元素包括标签、属性和字符数据 为组织数据更方便、清晰，在字符数据 中引入CDATA数据块 在文档中引入注释 需要给XML处理程序提供一些指示信息， XML文档中可以包含处理指令
13
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?> <xs:schema xmlns:xs="/2001/XMLSchema"> <xs:element name="booklist"> <xs:complexType> <xs:element name="book" maxOccurs="unbounded"> <xs:complexType> <xs:sequence> <xs:element name="ISBN" type="xs:string"/> <xs:element name="title" type="xs:string"/> <xs:element name="authorlist"> <xs:complexType> <xs:element name="author" type="xs:string" maxOccurs="unbounded"/> </xs:complexType> </xs:element> <xs:element name="price" type="xs:decimal"/> </xs:sequence> </xs:complexType> </xs:element> book.xsd文档 </xs:complexType> </xs:schema>
7
基于网络的空间信息可视化
服务器方式
– Web服务器通过ASP,CGI等接口与GIS应用程序通 信，GIS服务器将地图生成为图像发送至客户端， 如：ArcView Internet Server
中间数据转换方式
– 将数据库检索结果生成中间图形，客户端获得图形 数据后进行可视化表现，如：WebMap
3
机构层 语义层 应用服务层
政策，文化 价值等 语义转换 分布式对象 转换标准成 开放模型 资源描述 及其目录
机构层 语义层 应用服务层
资源转换层 资源发现层
资源转换层 资源发现层
GIS互操作层次模型
4
异构空间数据互操作的方法
数据格式转换与直接访问
– 通过专门的数据转换程序把其他数据格式进行格式 转换 – GIS软件直接访问多种数据格式
14
XML的使用
DTD/Schema
XML
?ML 具体行业 ?ML文档
解析 DOM/SAX
显示 CSS/XSLT
15
GML规范
GML（地理标记语言）是用于地理信息 和相关参考信息的传输与存储的一种 XML编码语言 包括地理要素以及层的空间与非空间特 征 为开发商和用户提供了一种开放的，中 立于任何厂商的地理数据建模框架
地理数据互操作
– 通过规范接口自由处理所有种类空间数据的能力
基于GML的共享
– 将GML作为网络上空间数据格式的交换标准
网格与数据网格
– 通过数据网格提供的元数据库进行简单查询，就能 得到所需的空间信息
5
空间信息可视化
运用计算机图形学和图像处理技术，将 数据转换为图形或图像在屏幕上显示出 来，并进行交互处理的理论、方法和技 术
– 应用模式不能改变固定的名称、定义和数据 类型 – 抽象类型定义可以自由地扩展或限定 – 应用模式必须可以被任何接收到依据该模式 组织的数据的人接受 – 相关的模式必须指定目标名称空间
20
基于GML的通用数据模型建立
交换数据格式使用通用数据模型，旨在 实现空间信息要素语义层次上的共享
பைடு நூலகம்
21
GML3.0的重要模式
客户端方式
– 通过HTTP直接获得数据，然后采用插件等技术进 行可视化表现
8
基于XML的空间信息可视化
XML（可扩展标记语言）是W3C（世界 万维网协会）为适应网络发展而制定的 用于描述复杂信息的结构化标记语言 由于XML具有很强的描述复杂数据的能 力，而地理空间数据作为结构复杂的数 据类型，适合用XML来进行描述
26
空间数据对象 图形对象 圆
SVG文档元素 形态元素 Circle Line Ellipse Rect
直线
椭圆 圆弧 椭圆弧 多边形 折线 注记
Polygon
多边形 Polyline Path Text
图层对象
非图形对象 用户坐标系 填充 视窗 线型
g
图形描述元素 Transform
Fill
ViewBox Stroke
n1
e1
n2
e2
n3
SVG规范
SVG（可缩放矢量图形）是用来描述二 维矢量图形和矢量/栅格混合图形的符合 XML标准的标记语言 允许3种形式的图形对象：矢量图形、栅 格图像和文本
25
SVG的特征
基于XML标准 由文本构成的图形 灵活的文件格式 支持交互性 内嵌动态字体 矢量图形
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特征模式（feature.xsd）
– feature.xsd中定义的空间属性元素以geometry.xsd 定义的空间地物类型为基础，非空间属性除了 feature Schama中事先已经定义的，还可以是任意 其他类型的，只要符合XML语法的属性信息
<featureMember typeName="modelMember"> <Feature typeName="River"> <name> Cam </name> <description> The river that runs through Cambridge. </description> <geometricProperty typeName="centerLineOf"> <LineString srsName="EPSG:4326"> <coordinates> 0.0,50.0 100.0,50.0 </coordinates> </LineString> </geometricProperty> </Feature> </featureMember>
Feature <<include>> Geometry <<import>>
Xlinks
3个Schama不单独使用，而是互相配合 通过对3个基本Schama的继承和扩展，可定义 自己的“应用Schama”