基于地图可视化的概述

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班级：测绘二班

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基于地图可视化的概述

【摘要】：随着科学可视化的兴起和计算机的技术发展，地图学与可视化技术的结合产生了地图可视化。对于地图学来说，地图可视化是以计算机科学、地图学、认知科学与地理信息系统为基础，以屏幕地图形式，直观、形象与多维、动态地显示空间信息的方法与技术的学科。可视化是为视觉思维进行的图形表示过程，它包括地学和人文经济的视觉表达与交流，地图视觉认知决策机理的理论与应用。也就是说，可视化技术带来了现代地图学的新特征，如虚拟性、动态性、交互性、及网络性，引起了地图学的理论和实践的进步，拓宽了学科领域。地图可视化目前已成为现代地图学和地理信息系统的研究热点。

关键字：地图；地图学；可视化；电子地图；

基于这一时代背景,就电子地图设计的基础理论、技术原理和应用研究进行了一些总结和探讨, 全文共分三部分,可以分为绪论、基础理论、实现技术和应用三个部分,各个部分的主要内容包括: 第一部分总结分析了目前国内外电子地图的发展状况,指出了电子地图存在的不足之处。基础理论首先介绍了地图从传统纸质地图到现代电子地图的发展历程,然后分析了电子地图不同于纸质地图的特点,最后着重从空间认知的角度分析了提高电子地图可视化质量的理论基础。实现技术从对视觉感受影响较大的色彩、符号要素入手, 详细分析了合理使用色彩和设计地图符号以改善电子地图可视化的效果,最后以色彩和符号为基础,阐述了电子地图载负量动态调整的技术途径。应用实践从实际的电子地图应用系统出发,以基础理论为指导,以实现技术为手段,具体分析了提高电子地图可视化质量

的可行性方案, 并在系统中成功得到应用。

绪论

目前，国外电子地图产业化已日渐成熟，在整个社会的要求和推动下，政府、私营企业和各种非赢利性团体均开始生产各种电子地图，电子地图开始被标准化、公开化和网络化。在美国，电子地图已成为电子政府的重要组成部分之一，电子地图的产业化十分成熟，提供成熟的IT解决方案。在日本，基于电子地图的导航产品随处可见，技术十分成熟，应用程度也很深入。在欧洲，地理信息的用户已普及到广大公众，用户访问和处理地理信息不需要事先对地理信息系统有很多的了解。在北欧的芬兰、瑞典等国家，不仅国家级电子地图产品已经搬上国际互联网，其它多媒体电子地图产品的应用也十分发达。

同国外相比国内的电子地图产业化还处在探索的阶段，目前国内电子地图市场日渐明显的供需矛盾：一方面做电子地图服务的企业数量少，提供的服务少；另一方面则是整个市场日益增大的需求，企业的信息化应用系统、门户网站、电子商务等都对电子地图有急切而广泛的需求。加快电子地图产业化是解决这一矛盾的最好途径，事实上在部分经济发达的地区，电子地图产业化进入初步发展阶段。

基础理论

电子地图是存储在计算机的硬盘、软盘、光盘或磁带等介质上的，地图内容是通过数字来表示的，需要通过专用的计算机软件对这些数字进行显示、读取、检索、分析。电子地图上可以表示的信息量远远大于普通地图，如公路在普通地图上用线划来表示位置，线的形状、宽度、颜色等不同符号表示公路的等级及其他信息。在电子地图上，是通过一串X、Y

坐标表示位置，通过线划的属性表示公路的等级及其他信息，比如‘1’表示高速公路、‘2’表示国道等，电子地图上的线划属性可以有很多，比如公路等级、名称、路面材料、起止点名称、路宽、长度、交通流量等等信息都可以作为一条道路的属性记录下来，能够比较全面地描述道路的情况，这些是普通地图简单的符号不可能表示出来的。电子地图是地图制作和应用的一个系统，是由电子计算机控制所生成的地图，是基于数字制图技术的屏幕地图，是可视化的实地图。

可视化地图的特点如下:直观性、交互性、动态性、多维性与集成性。1)直观性

现代地图可视化的最重要表现就是其具有直观、形象的特征。它是通过生动、直观、形象的图形、图象、影像、声音等, 把各种信息展示给读者。

2)交互探究性

在宏大的数据中, 交互探究有利于视觉思维。在探究分析的过程中, 数据可以灵活地被检索, 地图与其它图形可以交互地被改变。通过这种不断变化着的交互探究, 潜在的模式和数据异常被发现, 正象物理学家Wo lff (1988) 注意到的那样“可视化不应视为科学分析过程的终结, 而是探究过程本身”。

3)动态性

纸质地图只是空间信息在运动过程中时间轴上的一个快照, 是连续变化着的实在的瞬时记录。而从本质上来讲, 空间信息是动态的, 是具有时间维的。由于时间维的引入, 同时计算机技术的发展, 使空间信息的动态表示成为可能。空间信息表达的动态性体现在如下几个方面: 一是信息检索的动态性。即用户利用空间信息可视化技术, 可以灵活、方便、

实时地从空间数据库中查询所需的信息。二是信息表示的动态性。即用户可以根据自己的意愿, 用直观化的图形、图像等媒介将所需要的信息实时地表示出来, 而且可以动态地修改、编辑加工等。此外, 还可借助于动画技术表示某一时段内某种现象的移动与变迁过程,以及借助于视频图像真实地反映某一环境现象的实地状况。

4)集成性

多媒体技术与可视化的结合, 彻底改变了传统地图信息只能借助于文本、图形和表格来表示和传输空间信息的方式。它集文本、图形、图象、声音、动画、视频等多媒体技术于一体, 从而以多形式、多视角、多层次综合表现空间环境信息, 极大地丰富了地图可视化的内容, 促进了计算机制图可视化的发展。

5)多维性

这里指的是信息载体的多维性。人类对客观环境信息的获取主要来自于视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉等五种感觉, 因此, 必须借助于多种媒体形式才能完整、合理地表达和传输空间信息。多媒体技术的发展, 使我们不再局限于用表格、图形和文本, 而拓展到图像、声音、动画、视频图像、三维仿真乃至虚拟现实, 来表达纷繁复杂的客观世界。

地图可视化技术

随着计算机地图制图、地理信息系统( GIS) 、以及虚拟现实(VR)技术的发展, 可视化地图进入了动态、时空变换、多维可交互的阶段。可视化技术在地图学中的应用归纳起来包括以下几个方面

1) 地理数据的可视化表示地理数据可视化最基本的含义是地理数据的屏幕显示,即用户在选择了视觉变量(尺寸、色彩、纹理等) 的基础上,进行