地理信息系统产品输出设计
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08 地理信息系统产品的设计与输出
的一些表示方法：定点符号法、线状符号法、质别底
色法、等值线法、定位图标法、范围法、点值法、分 级比值法、分区图标法和动线法等。
3. 遥感影像地图
遥感可以提供及时、准确、综合和大范围的各种 资源与环境数据，成为地理信息系统重要数据源之一。 同时，在将遥感图像进行纠正的基础上，按照一定的 数学法则，运用特定的地图符号，结合表示地面特征 的地图，可以将遥感图像编织成遥感影像地图。 遥感影像地图具有遥感图像和地形图的双重优点。 既包含了遥感图像的丰富信息内容，又保证了地形图 的整饰和几何精度。遥感影像地图按其内容又可分为 普通影像地图和专题影像地图，两者的主要区别在于： 前者表示包括等高线等地形内容要素，后者主要反映 专题内容。
②大地坐标系（geodetic coordinates）是地理 坐标系的一种。大地原点是大地坐标的起算点，一般 由国家或地区选定。1980年在陕西省泾阳县永乐镇设 立新的大地原点，根据该点推得的坐标，定名为
“1980年大地坐标”。
1.1.2输出设备的物理坐标系与逻辑坐标系 ①在设计、描述图形对象时，用户使用的 时对象所在的世界坐标系（用户坐标系）。 在输出时，往往使用于设备物理参数有关 的设备坐标系（device coordinates，简称 DC）。设备坐标系时物理设备的输入/输出 （I/O）空间。因此，设备坐标又称为物理 坐标系。
②在世界坐标系（WC）和设备坐标系（DC） 之间定义了一个与设备无关的规范化设备坐标 系（normalized device coordinates，简称 NDC）。这种坐标系的每一维坐标的取值范围可 以为[0，1]，也可以是0到65535之间的整数。 为了与物理坐标系相区别，这种坐标系又可称 为逻辑坐标系。
二、按输出的内容和形式分类
地信第七章地理信息系统产品输出
四、数字产品
随着数字图像处理系统、地理信息系统、制图 系统以及各种分析模拟系统和决策支持系统的 广泛应用 数字产品成为广泛采用的一种产品形式，供信 息作进一步的分析和输出，使得多种系统的功 能得到综合。 数字产品的制作是将系统内的数据转换成其它 系统采用的数据形式。
第三节 计算机地图制图与 GIS
第一节 空间信息输出系统
目前，一般地理信息系统软件都为用户提供三 种图形、图像输出方式以及属性数据报表输出 屏幕显示主要用于系统与用户交互时的快速显 示，是比较廉价的输出产品，需以屏幕摄影方 式做硬拷贝，可用于日常的空间信息管理和小 型科研成果输出； 矢量绘图仪制图用来绘制高精度的比较正规的 大图幅图形产品。喷墨打印机，特别是高品质 的激光打印机已经成为当前地理信息系统地图 产品的主要输出设备。
一、从计算机地图制图到地理信息系统 二、计算机地图制图的基本过程 三、计算机地图制图的发展趋势
计算机地图制图的发展趋势
计算机地图制图是一门与计算机科学密切相关 的现代技术科学 当今信息时代对地图管理和应用的要求促使计 算机地图制图迅速发展。 计算机地图制图与传统地图制图相比，有着无 可比拟的优势
优点
由于屏幕同绘图机的彩色成图原理有着明显的 区别，所以，屏幕所显示的图形如果直接用彩 色打印机输出, 两者的输出效果往往存在着一 定的差异。 这就为利用屏幕直接进行地图色彩配置的操作 带来很大的障碍。 解决的方法一般是根据经验制作色彩对比表， 依此作为色彩转换的依据。 近年来，部分地理信息系统与机助制图软件在 屏幕与绘图机色彩输出一体化方面已经做了不 少卓有成效的工作。
计算机地图制图的发展趋 势
（1）多种数据采集手段一体化 （2）数据标准化 （3）向集成化的地理信息系统发展
地理信息系统产品输出
地理信息系统产品是指经由系统处理和分 析，可以直接供专业规划人员或决策人员 使用的各种地图、图表、图像、数据报表 或文字说明。地理信息系统产品输出是指 将GIS分析或查询检索的结果表示为某种用 户需要的可以理解的形式的过程，其中， 地图图形输出是地理信息系统产品的主要 表现形式。
地理信息系统产品输出
地理信息系统产品输出
地图
地图是空间实体的符号化模型，是地理信 息系统产品的主要表现形式。
点状符号图 线状符号图 面状符号图 等值线图 三维立体图 晕渲图
地理信息系统产品输出
图像
不采用符号化的方法，而是采用人的直观 视觉变量(如灰度、颜色、模式）表示各空 间位置实体的质量特征。
遥感影像 航片 正射影像 三维模拟地图
文本图层风格渲染
将当前文本图层（复合图层）设置为可编 辑状态，在图层中选择一个或多个对象， 则地图风格工具栏中的“文本图层风格”按钮 被激活；
点击“文本图层风格”按钮，弹出“文本风格” 对话框；
设置文本的字体、字体属性等；设置的文 本风格适用于当前选中的文本对象以及以 后绘制的文本对象。
点击“确定”按钮，完成设置操作。
分价分析价图析评图评
统图统图计表计表
形 输 出
地理信息系统产品输出
计算机制图的优势
可以方便地应用于计算机读取、分析、管理和输 入地形信息的各个领域中的信息获取和输出。
易于校正、编辑、更新和复制。 存储方便，能保证长时间不变形。 容量大。 品种丰富。 质量高。 成图速度快。 便于远程传输。
SuperMap支持的专题地图
单值专题图 范围分段专题图 等级符号专题图 点密度专题图 统计专题图 标签专题图 自定义专题图 关联属性表制作专题图
地理信息系统产品输出
地理信息系统产品输出
地理信息系统产品输出
地图
地图是空间实体的符号化模型，是地理信 息系统产品的主要表现形式。
点状符号图 线状符号图 面状符号图 等值线图 三维立体图 晕渲图
地理信息系统产品输出
图像
不采用符号化的方法，而是采用人的直观 视觉变量(如灰度、颜色、模式）表示各空 间位置实体的质量特征。
遥感影像 航片 正射影像 三维模拟地图
文本图层风格渲染
将当前文本图层（复合图层）设置为可编 辑状态，在图层中选择一个或多个对象， 则地图风格工具栏中的“文本图层风格”按钮 被激活；
点击“文本图层风格”按钮，弹出“文本风格” 对话框；
设置文本的字体、字体属性等；设置的文 本风格适用于当前选中的文本对象以及以 后绘制的文本对象。
点击“确定”按钮，完成设置操作。
分价分析价图析评图评
统图统图计表计表
形 输 出
地理信息系统产品输出
计算机制图的优势
可以方便地应用于计算机读取、分析、管理和输 入地形信息的各个领域中的信息获取和输出。
易于校正、编辑、更新和复制。 存储方便，能保证长时间不变形。 容量大。 品种丰富。 质量高。 成图速度快。 便于远程传输。
SuperMap支持的专题地图
单值专题图 范围分段专题图 等级符号专题图 点密度专题图 统计专题图 标签专题图 自定义专题图 关联属性表制作专题图
地理信息系统产品输出
地理信息系统总结,四川大学
第八章GIS产品的输出设计一、GIS产品的输出形式1、地理信息系统产品输出：是按用户能理解的形式或能够传送到其它计算机并能立即使用的形式表示数据处理结果这样一种操作过程。
人们能理解的共同形式（有时叫做兼容输出）是地图、图形、表格等；计算机兼容的形式是能读入其他计算机系统的磁盘、磁带等记录形式，还包括某些通讯网、电话线、无线电话连接设施等电子传输形式。
2、GIS产品基本概念：是指由系统处理、分析、可以直接提供研究、规划和决策人员使用的产品，其形式有地图、图象、统计图表以及各种格式的数字产品等，是系统中数据的表现形式。
3、GIS产品类型（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。
具有以下特征：1）采用特殊数学法则产生的可量测性：采用地图投影、比例尺和定向将地球表面的实体投影到二维平面并制成各种分幅的地图。
2）使用符号化模型产生的直观性：用颜色、尺寸、大小等表示点状符号、线状符号、面状符号。
3）采用制图综合产生的一览性：制图综合对实体质量特征进行分类分级，对次要的实体或实体特征进行选取概括，使得反映的地理现象主次分明确切地表示出各要素间相互关系，更易于理解事物本质和规律。
（2）、图像：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，其特点为：1）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。
2）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：数字地图等。
4、地理信息系统产品的输出设备（1）硬件打印机(字符／图形)、绘图机、显示屏、胶片记录仪等。
根据图形设备输出形式可以将其划分为矢量制图设备和栅格制图设备，即矢量制图和栅格制图。
（2）软件GIS具有一系列产品输出软件:包括图形（图象、图表）输出、外部转换、符号设计三部分。
输出软件应有好的用户界面，如采用菜单、窗口、图符（icon)等技术。
第8章 地理信息系统产品的输出设计
3. 遥感影像地图
遥感可以提供及时、准确、综合和大范围的各种 资源与环境数据，成为地理信息系统重要数据源之一。 同时，在将遥感图像进行纠正的基础上，按照一定的 数学法则，运用特定的地图符号，结合表示地面特征 的地图，可以将遥感图像编织成遥感影像地图。
遥感影像地图具有遥感图像和地形图的双重优点。 既包含了遥感图像的丰富信息内容，又保证了地形图 的整饰和几何精度。遥感影像地图按其内容又可分为 普通影像地图和专题影像地图。两者的主要区别在于： 前者表示包括等高线等地形内容要素，后者主要反映 专题内容。
2.1.3 旋转变换
将点(x, y)旋转角
x=A.cos, y=A.sin x*=A.cos(+ )
=A.(cos.cos -sin.sin)
=x.con -y.sin y*=A.sin( + ) =A(sin.con +con.sin) =x.sin +y.con
(Wxl，Wyb)与(Vxl，Vyb)分别是窗口和视区的左下角坐标；
(Wxr，Wyt)与(Vxr，Vyt)分别是窗口和视区的右上角坐标。
2.2地图投影变换 地图投影：就是建立平面上的点（用平面直角 坐标系或极坐标表示）和地球表面上的点（用纬度 和经度表示）之间的函数关系。用数字式表达这种 关系，就是：
相 减 原 色 及 （减红） 其 混 合 色
绿
黄（减Βιβλιοθήκη ）青黑红蓝
品红 （减绿）
CMYK颜色模型和RGB颜色模型的关系可通 过下式表示： C M Y 1 1 1 R G B
1.3GIS图形数据结构与数据库
1.3.1二维矢量图形结构
根据空间要素种类的不同，地理信息系统 中二维矢量图形结构可有不同的表达方式。 ①点状要素由一个表示其几何位置的坐标对（X， Y）表达。 ②线状要素则由一组标串{（X1，Y1），（X2， Y2），…，（Xn，Yn）}表示。
7地理信息系统产品的输出设计
屏幕地图； 电子地图； 动态地图。
专题地图定点符号法举例
专题地图质别底色法举例
专题地图分区图表法举例
专题地图点值法举例
统计图表举例
电子地图举例
第二节 地理信息系统图形输 出系统设计
• 基本理论
图形坐标系统； 颜色模型与颜色空间； 地理信息系统图形数据结构与数据库。
• 输出的几何变换
二维图形变换； 三维图形变换； 地图投影变换。
• 地形图与专题图的输出组织形式
透明图层与影像图层； 专题图的符号系统。
颜色模型与颜色空间举例
减蓝
绿
黄
减红 青 黑 红
蓝品 减绿
专题图的符号系统举例
面符号
点符 号
线符号
第三节 地理信息系统的可视 化与虚拟现实
• 三维空间图形模型
第七章 地理信息系统产品的 输出设计
• 第一节 地理信息系统产品的输出形式 • 第二节 地理信息系统图形输出系统设计 • 第三节 地理信息系统的可视化与虚拟现实
第一节 地理信息系统产品的 输出形式
• 常规地图
全要素地形图； 各类专题地图； 遥感影像地图； 统计图表与数据报表。
• 数字地图
线框模型与面模型； 实体模型。
• 数字地面模型的构造
网格表面构造； 隐藏线与隐藏面的消除。
• 虚拟现实的设计与实现
真实感图形与纹理贴图； 光照模型和光线跟踪； 视差原理与体视图的生成； VRML结构与虚拟现实的实现方法。
网格表面构造举例
真实感图形与纹理贴图举例
专题地图定点符号法举例
专题地图质别底色法举例
专题地图分区图表法举例
专题地图点值法举例
统计图表举例
电子地图举例
第二节 地理信息系统图形输 出系统设计
• 基本理论
图形坐标系统； 颜色模型与颜色空间； 地理信息系统图形数据结构与数据库。
• 输出的几何变换
二维图形变换； 三维图形变换； 地图投影变换。
• 地形图与专题图的输出组织形式
透明图层与影像图层； 专题图的符号系统。
颜色模型与颜色空间举例
减蓝
绿
黄
减红 青 黑 红
蓝品 减绿
专题图的符号系统举例
面符号
点符 号
线符号
第三节 地理信息系统的可视 化与虚拟现实
• 三维空间图形模型
第七章 地理信息系统产品的 输出设计
• 第一节 地理信息系统产品的输出形式 • 第二节 地理信息系统图形输出系统设计 • 第三节 地理信息系统的可视化与虚拟现实
第一节 地理信息系统产品的 输出形式
• 常规地图
全要素地形图； 各类专题地图； 遥感影像地图； 统计图表与数据报表。
• 数字地图
线框模型与面模型； 实体模型。
• 数字地面模型的构造
网格表面构造； 隐藏线与隐藏面的消除。
• 虚拟现实的设计与实现
真实感图形与纹理贴图； 光照模型和光线跟踪； 视差原理与体视图的生成； VRML结构与虚拟现实的实现方法。
网格表面构造举例
真实感图形与纹理贴图举例
第六章地理信息系统产品输出
•
重标准，严要求，安全第一。2020年 11月9 日星期 一4时 32分33 秒16: 32:33 9 November 2020
•
好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。下 午4时3 2分33 秒下午 4时32 分16:3 2:332 0.11. 9
•
每天都是美好的一天，新的一天开启 。20.1 1.920. 11.91 6:321 6:32: 3316: 32:33 Nov-2 0
以不同复杂度的打印字符输出各类 地图，精度差，变形大。
可将屏幕图形复制至胶片上，用于 制作幻灯片或正胶片。
（一）屏幕显示
计算机屏幕显示地图
（二）矢量绘图
矢量绘图机
（三）打印输出
• ①行式打印机 • ②点阵打印机 • ③喷墨打印机 • ④激光打印机
喷墨绘图机
四、地理信息系统输出产品类型
1.地图
•
追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。 2020年 11月9 日星期 一下午 4时32 分33秒 16:32 :3320 .11.9
•
严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020 年11 月下午4 时32 分20.11 .916: 32Nov embe r 9, 2020
B.渲染显示
• 渐进分色显示
• 等高线显示
C、坡度、坡向显示
二、可视化（VR-GIS）
地学可视化的类型 • 地图可视化 • GIS可视化 • 专业应用领域可视化
• 地图可视化类型 （1）虚拟地图，在计算机屏幕上产生的地图。 （2）动态地图，由于地学数据存储于计算机内存，
可以动态显示地学数据的不同角度的观察，不同 方法的表示结果，或者随时间的变化结果。 （3）交互交融地图，是指人可与地图进行相互作 用和信息交流。交互即相互改变显示行为，交融 即投入感和沉浸感。 （4）超地图，多媒体地图。是与超文本概念对应 的。
地理信息系统产品的输出设计课件
遥感影像也可以作为图层进行组织。同一幅地图的遥感 影像经图像配准后, 可以与矢量图层进行叠合。
36
❖ 2. 专题图的符号系统 专题图的符号位置取决于实体位置, 形状
取决于实体的质最或数最特征。专题图的符 号可以分为点位符号、线状符号和面状符号。
❖ 我国从1954年起选定北京某点为坐标原点, 用精密 天文观测的方法测定该点的天文纬度、天文经度和 该点到附近另一点的天文方位角, 并把它们分别视 为该点的大地纬度、大地经度 和大地方位角。其他 地方所有控制点的坐标, 均由北京原点为起始点测 算, 这种平面坐标系统, 称为"l954年北京坐标系"。 1980年改为在陕西省泾阳县永乐镇设立新的大地原 点, 根据该点推得的坐标, 定名为"1980年大地坐标 系"。
6
❖ 2. 各类专题图 专题图是突出表示一种或几种自然或社
会经济现象的地图。它主要由地理基础和专 题内容两部分组成。从专题图内容或要素的 显示特征来看，一般包括空间分布、时间变 异以及数量、质量特征三个方面。
❖ 专题图按照空间分布的点状、线状和面状分 布大致有以下的一些表示方法:定点符号法、 线状符号法、质别底色法、等值线法、定位 图表法、范围法、点值法、分级比值法、分 区图表法和动线法等(图8-2)。
17
第二节 GIS图形输出系统设计
❖ 图形坐标系与颜色模型
▪ 图形坐标系统； ▪ 颜色模型与颜色空间； ▪ 地理信息系统图形数据结构与数据库。
❖ 输出的几何变换
▪ 二维图形变换； ▪ 三维图形变换； ▪ 地图投影变换。
❖ 地形图与专题图的输出组织形式
▪ 透明图层与影像图层； ▪ 专题图的符号系统。
21
❖ 早期的图形程序(或软件包)大多是在世界坐标 系(用户坐标系)上绘图, 然后直接映射到设备 坐标空间(DC)显示输出, 这就给设备的更换和 软件的移植带来许多不便。
36
❖ 2. 专题图的符号系统 专题图的符号位置取决于实体位置, 形状
取决于实体的质最或数最特征。专题图的符 号可以分为点位符号、线状符号和面状符号。
❖ 我国从1954年起选定北京某点为坐标原点, 用精密 天文观测的方法测定该点的天文纬度、天文经度和 该点到附近另一点的天文方位角, 并把它们分别视 为该点的大地纬度、大地经度 和大地方位角。其他 地方所有控制点的坐标, 均由北京原点为起始点测 算, 这种平面坐标系统, 称为"l954年北京坐标系"。 1980年改为在陕西省泾阳县永乐镇设立新的大地原 点, 根据该点推得的坐标, 定名为"1980年大地坐标 系"。
6
❖ 2. 各类专题图 专题图是突出表示一种或几种自然或社
会经济现象的地图。它主要由地理基础和专 题内容两部分组成。从专题图内容或要素的 显示特征来看，一般包括空间分布、时间变 异以及数量、质量特征三个方面。
❖ 专题图按照空间分布的点状、线状和面状分 布大致有以下的一些表示方法:定点符号法、 线状符号法、质别底色法、等值线法、定位 图表法、范围法、点值法、分级比值法、分 区图表法和动线法等(图8-2)。
17
第二节 GIS图形输出系统设计
❖ 图形坐标系与颜色模型
▪ 图形坐标系统； ▪ 颜色模型与颜色空间； ▪ 地理信息系统图形数据结构与数据库。
❖ 输出的几何变换
▪ 二维图形变换； ▪ 三维图形变换； ▪ 地图投影变换。
❖ 地形图与专题图的输出组织形式
▪ 透明图层与影像图层； ▪ 专题图的符号系统。
21
❖ 早期的图形程序(或软件包)大多是在世界坐标 系(用户坐标系)上绘图, 然后直接映射到设备 坐标空间(DC)显示输出, 这就给设备的更换和 软件的移植带来许多不便。
地理信息产品输出
03
地图制作与可视化表达
地图投影选择及变换方法
投影类型选择
根据数据特点和需求，选择合适的投影类型，如等距投影、等面 积投影或等角投影。
投影参数设置
调整投影参数，如中央经线、标准纬线等，以优化地图的变形和 面积表现。
投影变换方法
掌握不同投影间的变换方法，如高斯-克吕格投影与UTM投影间 的转换，以实现数据的准确表达和共享。
3
结合线上线下活动，设计互动环节和奖励机制， 激发用户参与热情，扩大活动影响力。
品牌形象塑造与传播途径
打造独特且易于识别的品牌形象，包括标志设计、 宣传口号等，突出产品的核心价值和特点。
制定品牌传播策略，综合运用广告、公关、内容 营销等手段，提升品牌知名度和美誉度。
关注行业动态和热点话题，积极参与相关讨论和 交流，展示品牌的专业性和领导力。
数据清洗与整合流程
数据清洗
对采集到的原始数据进行预处理， 包括去除重复数据、处理缺失值、
异常值检测与处理等，以保证数 据质量。
数据整合
将不同来源、格式和标准的地理信 息数据进行融合和集成，形成一个 统一的数据集，以便于后续的分析 和应用。
数如将矢量数据转换为栅格 数据、将不同坐标系统的数据进行 转换等。
对产品进行安全漏洞扫描和渗透测试，确 保产品的数据安全和用户隐私得到保障。
评估指标设定及结果分析
准确性评估
通过与实际地理数据进行对比，评估产 品的数据准确性和空间分析结果的可靠
性。
易用性评估
根据用户反馈和使用体验，评估产品 的界面设计、交互方式和功能操作是
否符合用户需求和使用习惯。
效率评估
分析产品在处理大量数据和复杂空间 分析任务时的性能表现，评估产品的 运行效率。
地理信息系统产品输出设计
空间分析
允许用户将感兴趣的地理信息数据导 出为多种格式，如CSV、Excel、 PDF等。
空间查询
提供空间查询功能，允许用户通过输 入条件或选择图层进行查询。
数据导出
提供各种空间分析工具，如缓冲区分 析、叠置分析、网络分析等。
05
产品输出设计案例分析
地图输出案例
01
02
03
地图类型
包括纸质地图、电子地图、 在线地图等。
设计特点
地图应清晰、准确、易于 理解，色彩搭配合理，符 号和标注符合标准。
应用场景
广泛应用于城市规划、交 通管理、环境保护等领域。
数据报告输出案例
数据报告类型
包括表格、图表、文字描述等。
设计特点
数据报告应简洁明了，重点突出，易于分析和比 较。
应用场景
用于地理信息系统的数据分析和成果展示。
交互式地图输出案例
交互式地图类型
01
包括桌面端、移动端、网页端等。
设计特点
02
交互式地图应提供丰富的交互功能，如缩放、平移、搜索等，
同时界面友好，易于操作。
应用场景
03
广泛应用于智慧城市、应急指挥等领域，支持实时数据更新和
动态监测。
06
产品输出设计挑战与展望
挑战与问题
数据整合与标准化
地理信息系统需要处理大量地 理数据，如何有效地整合不同 来源、格式和质量的地理数据，实现标准化处理，是产品输出
智能化分析
利用人工智能技术，提升GIS产 品的自动化和智能化分析能力。
云计算与大数据
GIS产品将进一步与云计算和大 数据技术结合，实现更高效的数 据处理和存储。
跨平台与移动应用
支持多平台和移动设备访问，满 足用户随时随地的需求。
允许用户将感兴趣的地理信息数据导 出为多种格式，如CSV、Excel、 PDF等。
空间查询
提供空间查询功能，允许用户通过输 入条件或选择图层进行查询。
数据导出
提供各种空间分析工具，如缓冲区分 析、叠置分析、网络分析等。
05
产品输出设计案例分析
地图输出案例
01
02
03
地图类型
包括纸质地图、电子地图、 在线地图等。
设计特点
地图应清晰、准确、易于 理解，色彩搭配合理，符 号和标注符合标准。
应用场景
广泛应用于城市规划、交 通管理、环境保护等领域。
数据报告输出案例
数据报告类型
包括表格、图表、文字描述等。
设计特点
数据报告应简洁明了，重点突出，易于分析和比 较。
应用场景
用于地理信息系统的数据分析和成果展示。
交互式地图输出案例
交互式地图类型
01
包括桌面端、移动端、网页端等。
设计特点
02
交互式地图应提供丰富的交互功能，如缩放、平移、搜索等，
同时界面友好，易于操作。
应用场景
03
广泛应用于智慧城市、应急指挥等领域，支持实时数据更新和
动态监测。
06
产品输出设计挑战与展望
挑战与问题
数据整合与标准化
地理信息系统需要处理大量地 理数据，如何有效地整合不同 来源、格式和质量的地理数据，实现标准化处理，是产品输出
智能化分析
利用人工智能技术，提升GIS产 品的自动化和智能化分析能力。
云计算与大数据
GIS产品将进一步与云计算和大 数据技术结合，实现更高效的数 据处理和存储。
跨平台与移动应用
支持多平台和移动设备访问，满 足用户随时随地的需求。
第八章 GIS产品的输出形式
既包含了遥感影像 的丰富信息，又 保证了地形图的 整饰和几何精度。
• 统计图表
占数据量80％的属性数据，可以按前面专题图的 形式，也可用统计图表的方式直观表示。
二、数字地图
以数字形式记录和存储地图。优点：
• 磁存储介质，体积小，信息量大，易携带。
• 以计算机可识别的数字代码系统反映地理特征， 并可在软件支持下实现图形显示。
• CMY模型与RGB模型的关系：
3. GIS图形数据结构
（1）矢量数据结构
点状要素：由表示其几何位置的坐标对（X，Y）表示； 线状要素：坐标串； 面状要素：首尾相连的坐标串或多个坐标串（边集）； 符号和文字：几何为止由几何中心的坐标表示。
（2）栅格图像数据结构
每个元素用行、列唯一地标识。易于与图像数据混合处 理形成应用。要求：
(3)平移变换 沿x、y方向移动不同距离。
（4）镜像变换 将二维图形绕某直线ax+by+c=0做对称变换。
（5）观察变换
将用户坐标系指定窗口内的图形映射到荧 屏视区的过程。
2. 三维图形变换 3. 地图投影变换 三.专题符号库
2、颜色模型与颜色空间
• 用于彩色监视器的RGB模型，用于印刷设备的CMY模 型，用于广播电视彩色的YIQ模型等。
（1）RGB模型。RGB三种原色（叠加性）匹配可产生
混合色，这样的颜色子空间构成RGB立方体模型:
（2）CMY模型
• 青色（C）、品红（M）、黄色（Y）是红、绿、蓝的 补色，又是颜料的三原色。对于将颜料沉积到纸上的 硬拷贝设备来说，CMY模型非常重要。
• 全要素地图
内容包含所有地形要 素，具有统一的大 地控制、地图投影、 分幅编号、比例尺 系统、编制规范和 图式符号。属于国 家基本比例尺地形 图，是编制各类专 题图的基础。
• 统计图表
占数据量80％的属性数据，可以按前面专题图的 形式，也可用统计图表的方式直观表示。
二、数字地图
以数字形式记录和存储地图。优点：
• 磁存储介质，体积小，信息量大，易携带。
• 以计算机可识别的数字代码系统反映地理特征， 并可在软件支持下实现图形显示。
• CMY模型与RGB模型的关系：
3. GIS图形数据结构
（1）矢量数据结构
点状要素：由表示其几何位置的坐标对（X，Y）表示； 线状要素：坐标串； 面状要素：首尾相连的坐标串或多个坐标串（边集）； 符号和文字：几何为止由几何中心的坐标表示。
（2）栅格图像数据结构
每个元素用行、列唯一地标识。易于与图像数据混合处 理形成应用。要求：
(3)平移变换 沿x、y方向移动不同距离。
（4）镜像变换 将二维图形绕某直线ax+by+c=0做对称变换。
（5）观察变换
将用户坐标系指定窗口内的图形映射到荧 屏视区的过程。
2. 三维图形变换 3. 地图投影变换 三.专题符号库
2、颜色模型与颜色空间
• 用于彩色监视器的RGB模型，用于印刷设备的CMY模 型，用于广播电视彩色的YIQ模型等。
（1）RGB模型。RGB三种原色（叠加性）匹配可产生
混合色，这样的颜色子空间构成RGB立方体模型:
（2）CMY模型
• 青色（C）、品红（M）、黄色（Y）是红、绿、蓝的 补色，又是颜料的三原色。对于将颜料沉积到纸上的 硬拷贝设备来说，CMY模型非常重要。
• 全要素地图
内容包含所有地形要 素，具有统一的大 地控制、地图投影、 分幅编号、比例尺 系统、编制规范和 图式符号。属于国 家基本比例尺地形 图，是编制各类专 题图的基础。
第七章-地理信息系统产品输出
第七章地理信息系统产品输出地理信息系统产品是指经由系统处理和分析，可以直接供专业规划人员或决策人员使用的各种地图、图表、图象、数据报表或文字说明。
地理信息系统产品输出是指将GIS分析或查询检索的结果表示为某种用户需要的可以理解的形式的过程，其中，地图图形输出是地理信息系统产品的主要表现形式。
第一节空间信息输出系统目前，一般地理信息系统软件都为用户提供三种图形、图像输出方式以及属性数据报表输出，屏幕显示主要用于系统与用户交互时的快速显示，是比较廉价的输出产品，需以屏幕摄影方式做硬拷贝，可用于日常的空间信息管理和小型科研成果输出；矢量绘图仪制图用来绘制高精度的比较正规的大图幅图形产品。
喷墨打印机，特别是高品质的激光打印机已经成为当前地理信息系统地图产品的主要输出设备。
一、屏幕显示由光栅或液晶的屏幕显示图形、图像，通常是比较廉价的显示设备，常用来做人和机器交互的输出设备，其优点是代价低、速度快，色彩鲜艳，且可以动态刷新，缺点是非永久性输出，关机后无法保留，而且幅面小、精度低、比例不准确，不宜作为正式输出设备。
但值得注意的是，目前，也往往将屏幕上所显示的图形采用屏幕拷贝的方式记录下来，以在其它软件支持下直接使用。
图7-1为通过屏幕输出的地图。
由于屏幕同绘图机的彩色成图原理有着明显的区别，所以，屏幕所显示的图形如果直接用彩色打印机输出, 两者的输出效果往往存在着一定的差异。
这就为利用屏幕直接进行地图色彩配置的操作带来很大的障碍。
解决的方法一般是根据经验制作色彩对比表，依此作为色彩转换的依据。
近年来，部分地理信息系统与机助制图软件在屏幕与绘图机色彩输出一体化方面已经做了不少卓有成效的工作。
二．矢量绘图矢量制图通常采用矢量数据方式输入，根据坐标数据和属性数据将其符号化，然后通过制图指令驱动制图设备；也可以采用栅格数据作为输入，将制图范围划分为单元，在每一单元中通过点、线构成颜色、模式表示，其驱动设备的指令依然是点、线。
第八章 地理信息系统产品的输出设计
定位图表法：将固定地点上某种现象的统计资料用图表形式绘制在 图上相应地点或附近，以显示该地点上此种现象的数量特征或在一 定周期内数量的变化。
特点：通过对各个点上现象的分析，可以反映整个区域内面状分布 现象的空间变异。 用途：反映具有周期性变化现象的数量特征 城镇人口性别、年龄、职业结构、环境质量构成、气温、降 水变化等 第八章 GIS产品的输出设计 遥感学院
NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY
质底法
第八章 GIS产品的输出设计
遥感学院
NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY
专题地图
分级比值法：将制图现象按数量指标 进行分级，把属于同一级的不同数量 指标的物体均用同样大小的符号表示。 优点：简化了图例由于分级模糊了各 物体的具体数量指标，提高了地图信 息保密的可靠性。 缺点：因分级而模糊了物体的具体数 量指标，产生了掩盖差别和部分物体 失真较大的较大的问题。 第八章 GIS产品的输出设计 遥感学院
第八章 GIS产品的输出设计 遥感学院
NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY
专题地图
质底法： 以不同的底色显示连续而布满整个制图区域某种现象在各地分 布的质量差别的方法。 优点：图面鲜明美观、清晰易读； 缺点：不易显示不同现象之间的渐进性和渗透性； 当分类很多时，图例比较复杂，必须详细阅读图例后才能读 图。 用途：各种类型图和区划图 如：地貌图、土壤图、植被图、经济区划图、土地利用图等 第八章 GIS产品的输出设计 遥感学院
特点：通过对各个点上现象的分析，可以反映整个区域内面状分布 现象的空间变异。 用途：反映具有周期性变化现象的数量特征 城镇人口性别、年龄、职业结构、环境质量构成、气温、降 水变化等 第八章 GIS产品的输出设计 遥感学院
NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY
质底法
第八章 GIS产品的输出设计
遥感学院
NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY
专题地图
分级比值法：将制图现象按数量指标 进行分级，把属于同一级的不同数量 指标的物体均用同样大小的符号表示。 优点：简化了图例由于分级模糊了各 物体的具体数量指标，提高了地图信 息保密的可靠性。 缺点：因分级而模糊了物体的具体数 量指标，产生了掩盖差别和部分物体 失真较大的较大的问题。 第八章 GIS产品的输出设计 遥感学院
第八章 GIS产品的输出设计 遥感学院
NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY
专题地图
质底法： 以不同的底色显示连续而布满整个制图区域某种现象在各地分 布的质量差别的方法。 优点：图面鲜明美观、清晰易读； 缺点：不易显示不同现象之间的渐进性和渗透性； 当分类很多时，图例比较复杂，必须详细阅读图例后才能读 图。 用途：各种类型图和区划图 如：地貌图、土壤图、植被图、经济区划图、土地利用图等 第八章 GIS产品的输出设计 遥感学院
第8章地理信息系统产品
《地理信息系统概论》
南通大学地科院
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，因此其发展及为迅速，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，如： 美国——ESRI公司、 DELORME公司； 欧洲——FELSTRA公司等。 国内国家测绘局在这方面作了大量工作。
《地理信息系统概论》
南通大学地科院
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。它的产生和发展是
时空GIS的发展的必要基础和前提。
2、特征和作用：
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
《地理信息系统概论》
南通大学地科院
空间数据库 处理
《地理信息系统概论》
南通大学地科院
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
地理信息系统的可视化与虚拟现实
《地理信息系统概论》
南通大学地科院
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
南通大学地科院
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，因此其发展及为迅速，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，如： 美国——ESRI公司、 DELORME公司； 欧洲——FELSTRA公司等。 国内国家测绘局在这方面作了大量工作。
《地理信息系统概论》
南通大学地科院
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。它的产生和发展是
时空GIS的发展的必要基础和前提。
2、特征和作用：
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
《地理信息系统概论》
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空间数据库 处理
《地理信息系统概论》
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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
地理信息系统的可视化与虚拟现实
《地理信息系统概论》
南通大学地科院
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
石大地理信息系统课件第8章 GIS产品的输出设计
地理信息系统
第三节 GIS可视化与虚拟现实
虚拟现实的设计与实现
真实感图形与纹理贴图
三维地形景观
DEM+卫星影像
地理信息系统
虚拟现实在数字城市中的应用
地理信息系统
虚拟现实技术在军事领域中的应用
地理信息系统
地理信息系统
内容： 图形 和 属性
GIS输出
类型： 常规地图 — 纸质、塑料薄膜
数字地图 — 磁盘、光盘
内容形式： 全要素地形图
专题地图 遥感影像图 统计图表、数据报表
网络地图、数字地球
地理信息系统
第一节 GIS产品的输出形式
常规地图
---纸质/薄膜
石河子1:50000地形图（局部）
地理信息系统
地理信息系统
第二节 GIS图形输出系统设计
地图输出的几何变换
二维图形变换
平移、旋转、缩放
投影变换
地理信息系统
我国制图常用的投影系统★
地图
采用投影系统
中国全图（包括南海诸岛）
斜轴等积（角）方位投影
中国全图（南海诸岛作插图） 中国分省区地图（除海南）
中国分省区地图（海南）
正轴等角割圆锥投影(Lambert投影) 正轴等角割圆锥投影(Lambert投影) 正轴等积割圆锥投影(Albers 投影) 正轴等角圆柱投影
第二节 GIS图形输出系统设计
地形图与专题地图的输出组织形式
透明图层与影像图层 专题地图的符号系统
地理信息系统
第三节 GIS可视化与虚拟现实
数字地面模型的构造
地理信息系统
第三节 GIS可视化与虚拟现实
虚拟现实技术（Virtual Reality，VR）
又称灵境技术，是一种创建和体验虚拟世界(Virtual World)的计算 机系统。虚拟世界可以是现实世界的再现，亦可以是构想中的世 界，由计算机生成。用户借助视觉、听觉及触觉等多种传感通道 与虚拟世界进行自然的交互。以仿真方式给用户创造一个实时反 映实体对象变化与相互作用的三维虚拟世界，并通过头盔显示器 、数据手套等辅助传感设备，提供用户一个观测与交互的三维界 面，使用户可直接参与并探索仿真对象在所处环境中的作用与变 化，具有沉浸感、交互性和构想性，使人们能沉浸其中，超越其 上，出入自然，形成具有交互效能多维化的信息环境。
第三节 GIS可视化与虚拟现实
虚拟现实的设计与实现
真实感图形与纹理贴图
三维地形景观
DEM+卫星影像
地理信息系统
虚拟现实在数字城市中的应用
地理信息系统
虚拟现实技术在军事领域中的应用
地理信息系统
地理信息系统
内容： 图形 和 属性
GIS输出
类型： 常规地图 — 纸质、塑料薄膜
数字地图 — 磁盘、光盘
内容形式： 全要素地形图
专题地图 遥感影像图 统计图表、数据报表
网络地图、数字地球
地理信息系统
第一节 GIS产品的输出形式
常规地图
---纸质/薄膜
石河子1:50000地形图（局部）
地理信息系统
地理信息系统
第二节 GIS图形输出系统设计
地图输出的几何变换
二维图形变换
平移、旋转、缩放
投影变换
地理信息系统
我国制图常用的投影系统★
地图
采用投影系统
中国全图（包括南海诸岛）
斜轴等积（角）方位投影
中国全图（南海诸岛作插图） 中国分省区地图（除海南）
中国分省区地图（海南）
正轴等角割圆锥投影(Lambert投影) 正轴等角割圆锥投影(Lambert投影) 正轴等积割圆锥投影(Albers 投影) 正轴等角圆柱投影
第二节 GIS图形输出系统设计
地形图与专题地图的输出组织形式
透明图层与影像图层 专题地图的符号系统
地理信息系统
第三节 GIS可视化与虚拟现实
数字地面模型的构造
地理信息系统
第三节 GIS可视化与虚拟现实
虚拟现实技术（Virtual Reality，VR）
又称灵境技术，是一种创建和体验虚拟世界(Virtual World)的计算 机系统。虚拟世界可以是现实世界的再现，亦可以是构想中的世 界，由计算机生成。用户借助视觉、听觉及触觉等多种传感通道 与虚拟世界进行自然的交互。以仿真方式给用户创造一个实时反 映实体对象变化与相互作用的三维虚拟世界，并通过头盔显示器 、数据手套等辅助传感设备，提供用户一个观测与交互的三维界 面，使用户可直接参与并探索仿真对象在所处环境中的作用与变 化，具有沉浸感、交互性和构想性，使人们能沉浸其中，超越其 上，出入自然，形成具有交互效能多维化的信息环境。
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朗伯定律光照模型 Phong Bui-Tuong光照模型 Torrance-Sparrow光照模型 全局光照模型
3、视差原理与体视图的生成
视差原理是根据人眼的左、右视点能够对同一事 物分别生成两幅图像，产生视差效果，从而对事物 的远近程度做出判断。
传统的视差绘图就是利用这种原理，用两个投影 中心把物体投影到同一个平面上，得到两个透视投 影。如果在观察这两个图形时，双眼正好分别处于 两个投影的中心位置，每只眼又只能看到由该投影 中心投影得到的图形，通过人的生理和心理的作用， 就可获得所给物体的立体图像。
数字地图的发展趋势表现在以下几个方面： 多种数据采集手段一体化 数据标准化 向集成化的地理信息系统发展
电子地图
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，并能在电子屏幕上 实时显示的可视地图，是数字地图在电子屏幕上 的符号化显示。又称“屏幕地图”或“瞬时地 图”。
电子地图
1、真实感图形与纹理贴图
将模拟场景的三维描述变成二维灰度阵列的过程 得到的计算机图像是一种连续的灰度曲面，由于这 种图像用面来约束模型，弥补了在没有数据控制点 的地方用传统线画图形表示可能出现的信息缺失。 这种灰度浓淡图像使得实际地物的各种起伏特征一 目了然，这种图形因具有相片的观察效果而称为真 实感图形或逼真图形。
数字地图的存储介质是计算机磁盘、磁带等，与纸 张印刷的常规地图相比，其信息存储量大、体积小， 易于携带和通过网络进行传输。
数字地图是以空间数据反映各类地理特征，可以在 计算机软件的支持下借助高分辨率的显示器实现地图 的无极缩放、漫游等显示和信息的动态选择、查询、 量算等功能。
数字地图便于与遥感信息和地理信息系统空间数据 相结合，实现地图的快速更新，同时也便于多层次信 息的综合表现与分析。
真实感图形的计算机合成需要根据光源的位置和 颜色、地面的形状和方位、地面的光谱特性等计算 画面中每一点的颜色灰度
当在三维物体表面上加绘细节时指定的不同图像 称之为纹理贴图，其实现方法称为纹理映射。
表面细节：
颜色：应用于光滑表面，但看起来并不改变表 面的几何形状
纹理：会给出一个具有粗糙表面的外形
2、光照模型和光线跟踪 光照模型用于计算确定物体可见表面上每点的亮度 物体表面对光线的反射区分为慢反射和镜面反射 光照模型：
优点： 简单，易于生成各种投影视图
缺点： 仅仅给出了物体的框架结构，而无法给 出物体的表面信息
2、面模型
在线框模型的基础上增加了有关面与边的拓 扑信息，主要使用多边形、曲面等物体的各个 表面单位来表示其形体特征
表示顶点的几何信息及边与顶点、面与边之 间的二层拓扑信息
v5 e5
e8
v6
e6
e9
v8 e7 v7
f4(e2,e10,e6,e11) e7(v7,v8) e8(v8,v5) v5(x5,y5,z5)
f5(e3,e11,e7,e12) e9(v1,v5) e10(v2,v6) v6(x6,y6,z6)
f6(e4,e12,e8,e9) e11(v3,v7) e12(v4,v8) v7(x7,y7,z7)
§8-1 地理信息系统产品的输出形式
1.1地理信息系统产品及其类型
按输出的载体类型分类：
常规地图：纸张、聚酯薄膜 数字地图
数字地图：是指用数字形式描述地图要素的 属性、定位和关系信息的数据集合，是存储在 计算机中可以识别的媒体上的一组描述地理实 体的坐标和属性标识的离散数据的集合。
数字地图与常规地图相比，具有以下几个优点：
Map
数字地球软件Google Earth
§8-2 地理信息系统图形输出系统设计
2.1图形坐标系与颜色模型
图形坐标系统 地球表面的世界坐标系：WC，又称用户坐标系 大地坐标系：L、B 1954年北京坐标系、1980年大地坐标系 输出设备的物理坐标系：又称为设备坐标系（DC） 图形显示器使用屏幕坐标系，坐标原点在屏幕左上角； 绘图机使用绘图坐标系，坐标原点在版面的左下角。 规范化坐标系：NC，又称为逻辑坐标系
/
优点：
数据类型与数据量的可扩展性比较强 电子地图的检索十分方便，多种数据类型、多个窗口
可以在同一屏幕上分层、实时地进行动态显示，具有广 泛的可操纵性，用户界面十分友好
信息的存贮、更新以及通讯方式较为简便，便于携带
与交流
可以进行动态模拟，便于定性与定量分析，具有较强
1.2 网络地图和数字地球
数字地球是指以地球作为对象的、以地理坐
标为依据，具有多分辨率、海量的和多种数 据融合的，并可用多媒体和虚拟技术进行多 维(立体的和动态的)表达的，具有空间化、 数字化、网络化、智能化和可视化特征的技 术系统
1.2 网络地图和数字地球
Google公司开发的网络地图软件Google
专题图的符号系统
线符号
点符 号
面符号
§8-3 地理信息系统的可视化与虚拟现实
一、三维空间制图模型 1、线框模型
是最简单的几何模型，主要使用直线、折
线、曲线等来表示物体的棱边形体特征
表示顶点信息和边的信息
e5 v5
e8
v6
e6
e9
e10 v1 e4
e1
v2
e2
e7 v8 v7
e12
e11 v4 e3
v8(x8,y8,z8)
优点： 具有较丰富的形体信息
缺点： 并未指出该物体是实心还是空心，哪里 是物体的内部和外部等信息
适用范围： 适用于描述物体的外壳
3、实体模型
常用多面体、球体、锥体等基本体素及并、交、 差等运算来描述物体
特点：
模型复杂，但信息完整
方法：
基本体素引用法、单元分解法、空间位置枚 举法、扫描表示法、结构实体几何法、边界表 示法等
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
特征：
立体感的视觉效果 存在感 多感知性 闭环交互方式 动态显示
实现技术
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。
栅格图像数据结构：行、列标识。要求：既要有 效地逼近对象的分布特征，又要最大限度地压缩存 储的数据量。
2.2输出的几何变换
二维图形变换：比例变换、旋转变换、平移变换、镜 像变换、观察变换 地图投影变换
2.3地形图与专题图的输出组织形式
透明图层与影像图层 专题图的符号系统：点位符号、线状符号、面状符号
第八章 地理信息系统产品的输出设计
地理信息系统产品的输出形式 地理信息系统图形输出系统设计 地理信息系统的可视化与虚拟现实
本章复习题
地理信息系统产品是指经过空间数据处理和空间分 析产生的可以供各专业人员或决策人员使用的各种地 图、图表、图像、数据报表或文字说明等。
地理信息系统产品输出是指将GIS分析或查询检索 的结果表示为某种用户需要的可以理解的形式的过程。 其中，地图图形输出是地理信息系统产品的主要表现 形式。
v3
线框模型 边
e1(v1,v2) e2(v2,v3) e3(v3,v4) e4(v4,v1) e5(v5,v6) e6(v6,v7) e7(v7,v8) e8(v8,v5) e9(v1,v5) e10(v2,v6) e11(v3,v7) e12(v4,v8)
顶点 v1(x1,y1,z1) v2(x2,y2,z2) v3(x3,y3,z3) v4(x4,y4,z4) v5(x5,y5,z5) v6(x6,y6,z6) v7(x7,y7,z7) v8(x8,y8,z8)
e12
面模型
e10 v1 e4
e1
v2
e2
e11 v4
e3 v3
线框模型
边
顶点
v1(x1,y1,z1)
f1(e1,e2,e3,e4) e1(v1,v2) e2(v2,v3) v2(x2,y2,z2)
f2(e5,e6,e7,e8) e3(v3,v4) e4(v4,v1) v3(x3,y3,z3)
f3(e1,e9,e5,e10) e5(v5,v6) e6(v6,v7) v4(x4,y4,z4)
的灵活性，为地图及其相关信息深层次的应用打下了坚 实的基础
可缩短大型系列地图集的生产周期和更新周期，降低
生产成本。与输出硬设备相连，可将电子地图上的多种 信息制成硬拷贝
1.1地理信息系统产品及其类型
按输出的内容和形式分类：
全要素地形图：具有统一的大地坐标、统一的地 图投影和分幅编号、统一的比例尺系统、统一的 编制规范和图式符号
体视图的计算机生成方法
用编程的方法，分别生成左右视点的图像 对简单的图形，特别是线框图比较有效，但 生成复杂模型的效果图比较困难
利用现成的三维软件，生成左右视点的图像 对建模、灯光、纹理等效果可借助于现成的 工具，制作速度要快一些，但对某些情况不够 灵活
复习题
地理信息系统产品的概念？ 专题图的表示方法有哪几种？ 数字地图的定义及优点？ 电子地图的定义？ 什么是虚拟现实？特征？
各类专题地图：定点符号法、线状符号法、质别底 色法、等值线法、定位图表法、范围法、点值法、 分级比值法、分区图表法、运动线法
遥感影像地图：分为普通影像地图和专题影像地图 统计图表与数据报表
专题地图：又称专门地图，它是突出表示一种 或几种自然或社会经济现象的地图
由地理基础和专题内容两部分组成
从专题图内容或要素的显示特征来看，一般包 括空间分布、时间变异以及数量、质量特征三 个方面
RGB颜色立方体-加色法
蓝 青
洋红
白 绿
黄 红
减色法
绿
黄 （白减蓝）
（白减红） 青
3、视差原理与体视图的生成
视差原理是根据人眼的左、右视点能够对同一事 物分别生成两幅图像，产生视差效果，从而对事物 的远近程度做出判断。
传统的视差绘图就是利用这种原理，用两个投影 中心把物体投影到同一个平面上，得到两个透视投 影。如果在观察这两个图形时，双眼正好分别处于 两个投影的中心位置，每只眼又只能看到由该投影 中心投影得到的图形，通过人的生理和心理的作用， 就可获得所给物体的立体图像。
数字地图的发展趋势表现在以下几个方面： 多种数据采集手段一体化 数据标准化 向集成化的地理信息系统发展
电子地图
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，并能在电子屏幕上 实时显示的可视地图，是数字地图在电子屏幕上 的符号化显示。又称“屏幕地图”或“瞬时地 图”。
电子地图
1、真实感图形与纹理贴图
将模拟场景的三维描述变成二维灰度阵列的过程 得到的计算机图像是一种连续的灰度曲面，由于这 种图像用面来约束模型，弥补了在没有数据控制点 的地方用传统线画图形表示可能出现的信息缺失。 这种灰度浓淡图像使得实际地物的各种起伏特征一 目了然，这种图形因具有相片的观察效果而称为真 实感图形或逼真图形。
数字地图的存储介质是计算机磁盘、磁带等，与纸 张印刷的常规地图相比，其信息存储量大、体积小， 易于携带和通过网络进行传输。
数字地图是以空间数据反映各类地理特征，可以在 计算机软件的支持下借助高分辨率的显示器实现地图 的无极缩放、漫游等显示和信息的动态选择、查询、 量算等功能。
数字地图便于与遥感信息和地理信息系统空间数据 相结合，实现地图的快速更新，同时也便于多层次信 息的综合表现与分析。
真实感图形的计算机合成需要根据光源的位置和 颜色、地面的形状和方位、地面的光谱特性等计算 画面中每一点的颜色灰度
当在三维物体表面上加绘细节时指定的不同图像 称之为纹理贴图，其实现方法称为纹理映射。
表面细节：
颜色：应用于光滑表面，但看起来并不改变表 面的几何形状
纹理：会给出一个具有粗糙表面的外形
2、光照模型和光线跟踪 光照模型用于计算确定物体可见表面上每点的亮度 物体表面对光线的反射区分为慢反射和镜面反射 光照模型：
优点： 简单，易于生成各种投影视图
缺点： 仅仅给出了物体的框架结构，而无法给 出物体的表面信息
2、面模型
在线框模型的基础上增加了有关面与边的拓 扑信息，主要使用多边形、曲面等物体的各个 表面单位来表示其形体特征
表示顶点的几何信息及边与顶点、面与边之 间的二层拓扑信息
v5 e5
e8
v6
e6
e9
v8 e7 v7
f4(e2,e10,e6,e11) e7(v7,v8) e8(v8,v5) v5(x5,y5,z5)
f5(e3,e11,e7,e12) e9(v1,v5) e10(v2,v6) v6(x6,y6,z6)
f6(e4,e12,e8,e9) e11(v3,v7) e12(v4,v8) v7(x7,y7,z7)
§8-1 地理信息系统产品的输出形式
1.1地理信息系统产品及其类型
按输出的载体类型分类：
常规地图：纸张、聚酯薄膜 数字地图
数字地图：是指用数字形式描述地图要素的 属性、定位和关系信息的数据集合，是存储在 计算机中可以识别的媒体上的一组描述地理实 体的坐标和属性标识的离散数据的集合。
数字地图与常规地图相比，具有以下几个优点：
Map
数字地球软件Google Earth
§8-2 地理信息系统图形输出系统设计
2.1图形坐标系与颜色模型
图形坐标系统 地球表面的世界坐标系：WC，又称用户坐标系 大地坐标系：L、B 1954年北京坐标系、1980年大地坐标系 输出设备的物理坐标系：又称为设备坐标系（DC） 图形显示器使用屏幕坐标系，坐标原点在屏幕左上角； 绘图机使用绘图坐标系，坐标原点在版面的左下角。 规范化坐标系：NC，又称为逻辑坐标系
/
优点：
数据类型与数据量的可扩展性比较强 电子地图的检索十分方便，多种数据类型、多个窗口
可以在同一屏幕上分层、实时地进行动态显示，具有广 泛的可操纵性，用户界面十分友好
信息的存贮、更新以及通讯方式较为简便，便于携带
与交流
可以进行动态模拟，便于定性与定量分析，具有较强
1.2 网络地图和数字地球
数字地球是指以地球作为对象的、以地理坐
标为依据，具有多分辨率、海量的和多种数 据融合的，并可用多媒体和虚拟技术进行多 维(立体的和动态的)表达的，具有空间化、 数字化、网络化、智能化和可视化特征的技 术系统
1.2 网络地图和数字地球
Google公司开发的网络地图软件Google
专题图的符号系统
线符号
点符 号
面符号
§8-3 地理信息系统的可视化与虚拟现实
一、三维空间制图模型 1、线框模型
是最简单的几何模型，主要使用直线、折
线、曲线等来表示物体的棱边形体特征
表示顶点信息和边的信息
e5 v5
e8
v6
e6
e9
e10 v1 e4
e1
v2
e2
e7 v8 v7
e12
e11 v4 e3
v8(x8,y8,z8)
优点： 具有较丰富的形体信息
缺点： 并未指出该物体是实心还是空心，哪里 是物体的内部和外部等信息
适用范围： 适用于描述物体的外壳
3、实体模型
常用多面体、球体、锥体等基本体素及并、交、 差等运算来描述物体
特点：
模型复杂，但信息完整
方法：
基本体素引用法、单元分解法、空间位置枚 举法、扫描表示法、结构实体几何法、边界表 示法等
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
特征：
立体感的视觉效果 存在感 多感知性 闭环交互方式 动态显示
实现技术
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。
栅格图像数据结构：行、列标识。要求：既要有 效地逼近对象的分布特征，又要最大限度地压缩存 储的数据量。
2.2输出的几何变换
二维图形变换：比例变换、旋转变换、平移变换、镜 像变换、观察变换 地图投影变换
2.3地形图与专题图的输出组织形式
透明图层与影像图层 专题图的符号系统：点位符号、线状符号、面状符号
第八章 地理信息系统产品的输出设计
地理信息系统产品的输出形式 地理信息系统图形输出系统设计 地理信息系统的可视化与虚拟现实
本章复习题
地理信息系统产品是指经过空间数据处理和空间分 析产生的可以供各专业人员或决策人员使用的各种地 图、图表、图像、数据报表或文字说明等。
地理信息系统产品输出是指将GIS分析或查询检索 的结果表示为某种用户需要的可以理解的形式的过程。 其中，地图图形输出是地理信息系统产品的主要表现 形式。
v3
线框模型 边
e1(v1,v2) e2(v2,v3) e3(v3,v4) e4(v4,v1) e5(v5,v6) e6(v6,v7) e7(v7,v8) e8(v8,v5) e9(v1,v5) e10(v2,v6) e11(v3,v7) e12(v4,v8)
顶点 v1(x1,y1,z1) v2(x2,y2,z2) v3(x3,y3,z3) v4(x4,y4,z4) v5(x5,y5,z5) v6(x6,y6,z6) v7(x7,y7,z7) v8(x8,y8,z8)
e12
面模型
e10 v1 e4
e1
v2
e2
e11 v4
e3 v3
线框模型
边
顶点
v1(x1,y1,z1)
f1(e1,e2,e3,e4) e1(v1,v2) e2(v2,v3) v2(x2,y2,z2)
f2(e5,e6,e7,e8) e3(v3,v4) e4(v4,v1) v3(x3,y3,z3)
f3(e1,e9,e5,e10) e5(v5,v6) e6(v6,v7) v4(x4,y4,z4)
的灵活性，为地图及其相关信息深层次的应用打下了坚 实的基础
可缩短大型系列地图集的生产周期和更新周期，降低
生产成本。与输出硬设备相连，可将电子地图上的多种 信息制成硬拷贝
1.1地理信息系统产品及其类型
按输出的内容和形式分类：
全要素地形图：具有统一的大地坐标、统一的地 图投影和分幅编号、统一的比例尺系统、统一的 编制规范和图式符号
体视图的计算机生成方法
用编程的方法，分别生成左右视点的图像 对简单的图形，特别是线框图比较有效，但 生成复杂模型的效果图比较困难
利用现成的三维软件，生成左右视点的图像 对建模、灯光、纹理等效果可借助于现成的 工具，制作速度要快一些，但对某些情况不够 灵活
复习题
地理信息系统产品的概念？ 专题图的表示方法有哪几种？ 数字地图的定义及优点？ 电子地图的定义？ 什么是虚拟现实？特征？
各类专题地图：定点符号法、线状符号法、质别底 色法、等值线法、定位图表法、范围法、点值法、 分级比值法、分区图表法、运动线法
遥感影像地图：分为普通影像地图和专题影像地图 统计图表与数据报表
专题地图：又称专门地图，它是突出表示一种 或几种自然或社会经济现象的地图
由地理基础和专题内容两部分组成
从专题图内容或要素的显示特征来看，一般包 括空间分布、时间变异以及数量、质量特征三 个方面
RGB颜色立方体-加色法
蓝 青
洋红
白 绿
黄 红
减色法
绿
黄 （白减蓝）
（白减红） 青