地信-地图的可视化

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。 地图符号系统（GIS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。
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符号类型 点状符号 点状符号通常较规则；图形位置固定（不随位 置变化）；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、气象站等。 设置参数：符号形状(shape)、大小(size)、角 度(angle)、颜色。
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面状符号 面状符号是定位于几何上的面，它具有封闭的轮 角线； 通常在封闭区内配置点状符号、阴影线 或颜色。如森林、土地等。

设置参数: 填充类型、前景色、背景色、轮廓线 宽度与颜色
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2) 地图助记(文字注释) 点注释：助记用数据库字段、文字注释与点空间位置 的方位关系、注释文字是否随比例尺变化等。
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等级符号专题图 (Graduated Symbol) 根据图层相关数据表（可以是属性表，也可以是关联表）中的一个 字段或者一个表达式（最终结果是数值），按运算法则（线性、 平方根、LOG）来计算字段的值相应的点符号的大小。最后以大小 不同的点符号表示专题特性。 对点专题图是用不同大小的点符号显示在图层中各个地物点上； 对线专题图是用不同大小的点符号显示在地物线的某一个点上； 对面专题图是用不同大小的点符号显示在图层中各个地物多边形的 中心。 基于该类型专题图，改变符号的位置，能够查看符号对应地物的属 性数据，不能修改空间数据。
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点密度专题图 (Dot Density) 根据图层相关数据表（可以是属性表，也可以是关联 表）中的一个字段或者一个表达式（最终结果是数值）， 用户指定一个点所代表的数量，计算得到每一个区域所 需要分布的点的数。 点密度专题图只基于多边形图层生成。点密度专题图 只有一个图例项，即一个点代表多少量。
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2) 空间信息可视化
可视化能迅速、形象地表示空间信息，空间信息离不开可视化。
因此，科学计算可视化概念提出之后，地学专家对可视化在地 学中的地位和作用进行了许多研究，提出了地图可视化、地理可 视化、GIS可视化、地学多维图解、地理信息的多维可视化、虚拟 地理环境等概念。
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空间信息可视化是指利用地图学、计算机图形 图象技术，将地学信息输入、处理、查询、分析数 据，采用图形、图像，结合图表、文字、报表，以 可视化形式，实现交互处理和显示的理论、技术和 方法。
空间分析的可视化描述，如缓冲区 动态模拟或制图，如动态仿真图；


空间信息的可视化查询；
面向实体的模型化显示，如DTM模型。
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4) 空间信息可视化方法或产品 电子地图
多媒体地图
三维仿真图 四维时空图 虚拟现实与虚拟地理环境
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8.2 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。
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4) 虚拟现实与虚拟地理环境
虚拟现实(virtual reality)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。 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
空间信息可视化是科学计算可视化在地学领域 中的体现。空间信息可视化和科学计算可视化不同 之处是空间信息可视化过程更强调数字化和符号化 的概念,而且空间信息可视化描述的是地理空间内 的事物，可视化过程实际上是对地理空间信息的提 取和综合。
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3) 空间信息可视化的应用

空间位置的表示
如表达空间物体的分布；
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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1:1,000,000世界地图
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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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1) 科学计算可视化 可视化的概念首先有美国国家自然科学基金会员会图 形图象专题组在1987年提出了科学计算可视化 （visualization in scientific computing)。 科学计算可视化是研究如何将科学计算过程及计算结 果所产生的数据转换成图形或图像信息，并可进行交互 式分析。 1997年国际地图学会成立了可视化委员会，提出将科 学计算可视化和地图可视化的连接和交流。
独立值专题图 (Unique Value)
根据图层相关数据表（可以是属性表，也可以是关联表）中 的一个字段或者一个表达式（可以是数值，也可以是字符 串），任意一个不同的值都可以用不同的符号表示。基于 该类型专题图能够进行与图层同样的操作。
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范围值专题图 (Graduated Color) 根据图层相关数据表（可以是属性表，也可以是关联表中的一个字 段或者一个表达式（最终结果是数值），根据一定的规则来划分 一定数目的范围，每种范围用一种符号表示。范围的数目可由用 户指定，表示要分多少个范围。其中： 点专题图用渐变颜色或点符号大小来表现图层中各个不同范围的地 物； 线专题图用渐变颜色或线符号宽度来表现图层中各个不同范围的地 物； 面状专题图用渐变的填充符号来表现图层中各个不同范围的地物；
Current Version – OpenGL 1.5 Specification, 2003
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Vis5D+ Project /
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Virtual Terrain Project / Virtual China /Locations/cn/index.html VTP Enviro
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三维逼真显示 (光照模型+表面纹理)
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DEM晕渲叠加矢量要素
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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。
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表达，从而提高对二维或三维空间 关系和空间问题的理解。 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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2) 专题图 GIS管理的地物不仅有空间位置特征，还具有非空间 属性特征。因此在显示地物对象空间位置的同时，可用 特定方式显示某个或多个相关属性，生成专题图。 专题图是对于地物特征或者地理要素的特定的可视化 表现，用户通过专题图可将数据图形化，使属性数据直 观地在地图上体现出来。
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3) 专题图的主要表示形式 质底（独立值）专题图 用不同颜色表示连续分布的现象的质量特征。如植被图、行 政区图。 等级符号专题图 以大小不同的点符号表示专题特性。 范围值专题图 用不同颜色或图式等手段，表示现象的分布等级范围。 点密度专题图 在制图现象的表示范围内，用大小相同的点群稀疏表示分布 特征。 分级统计图和图表统计图 分级统计图法用相对值表示现象的分布。 等值线专题图 将相同数量指标点连线组成的一组等值线表示地区特征。如 46 等温图。
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线状符号 线状符号是定位于几何上的线，符号沿某个方 向延伸，宽度与地图比例尺无关，长度与地图 比例尺相关，具有定位线； 线状符号常可进 一步分解成具有单一特征的线状符号。如河流、 公路、航线等。

设置参数： 线形(type)、线宽(width)、结点 形状(cap)、顶点连接方式(join)、颜色。
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8.3 地图与GIS




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。 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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VRML语言
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5) 网络电子地图 2D 成熟 – 互操作 WMS, 以服务器为主导。 3D – 局域网或单机。 VRML – 小数据量可以使用插件、B/S结构来完成。
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WMS Client工具
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Java jBox / SVG / Flash SWF
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6) 一点补充 (开放源代码3D知识) OpenGL and Mesa OpenGL is a trademark of Silicon Graphics Incorporated - SGI. Mesa - / Mesa is a 3-D graphics library with an API which is very similar to that of OpenGL. To the extent that Mesa utilizes the OpenGL command syntax or state machine, it is being used with authorization from Silicon Graphics, Inc.(SGI).