CH7空间信息的可视化与地图制.ppt
第七章 空间信息的可视化与 地图制图,空间信息可视化,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。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。,空间信息的可视 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。,可视化的特点,可视化过程的交互性 信息表达的动态性 信息表达载体的多维性,可视化的形式,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 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。,三维仿真地图 虚拟现实 它是由计算机和其它设备如头盔、数据手套等组成的高级人机交互系统，以视觉为主，也结合听、触、嗅甚至味觉来感知的环境，使人们有如进入真实的地理空间环境之中并与之交互作用。,空间数据可视化的过程,从GIS数据库中检索出的要素、特征及定位信息,预处理,从符号库读取符号信息,符号化,从字符库读取汉字及字符信息,地图输出,色彩库色彩信息,地图符号和符号库,地图反映的是地学领域的事物和现象，它的空间尺度相对于人类的一般活动是宏观的。地图是对客观的一种模拟，即模型。地图是对环境空间中地学客体集合的时、空、质、数等客观特征全面抽象后的图形符号模型。地图是图形符号的空间集合，图形符号是地图的语言。,地图的符号和色彩,地图符号是在地图上表达空间对象的图形记号，是地图的语言。符号分类 点状符号 线状符号 面状符号,符号的图元 点状符号的图元：点、线段、折线、样条曲线、圆弧、三角形、矩形、多边形等 线状符号的图元：实线、虚线、点虚线、双虚线、双实线、连续点符号、带状晕线等 面状符号的图元：阴影线填充图案、点符号填充图案、位图填充图案 色彩 RGB(Red/Green/Blue)色彩模型 HIS(Hue/Light/Saturation)色彩模型,地图符号库和汉字库,地图符号库是地图符号的有序集合。符号库的设计 直接信息块法：直接存储图形的矢栅数据 间接信息块法：存储图形的几何参数 矢量符号库及其应用 基本绘图元素是有向线 分点、线、面状符号,栅格符号库及其应用 基本绘图元素是栅格点 分点、线、面状符号 地图汉字库 栅格汉字库（点阵汉字库）矢量汉字库 True Type轮廓汉字库,地图注记,注记是文字和数字的总称，表示事物名称、质量和数量的特性。注记内容 名称注记 说明注记 数字注记 注记的自动配置 定位自动化 要素自动生成,空间实体的符号化过程,地图数字化是将特定的地理空间实体按数学模型抽象为空间数据，并存入空间数据库的过程。符号化是空间数据数字化的逆过程，指将空间数据库内空间数据转变为地图输出时，对空间数据配置符号的过程。符号化过程 确定输出范围及该范围内的空间实体 获取表示空间实体的几何数据和属性数据 根据属性数据中表示的地物类型，在符号库中获取符号描述信息 建立空间实体和符号间的关系,空间实体符号化过程,专题信息和专题地图,专题地图是表示特定专题信息的地图。在GIS中，专题信息就是相应的属性信息。专题地图组成 地理基础信息-骨架 专题信息-专题要素,专题信息 按特点分定性专题信息和定量专题信息 按分布形式分连续分布和离散分布 专题地图分类 自然地图：主要表示自然要素的分布特征 社会经济地图：强调人类社会经济现象的地理规律及社会经济要素,专题地图的表示方法,专题地图的表示方法,专题地图的专题要素表示,点状符号专题地图 用点状符号表示地物分布的质量特征和数量特征 文字符号、几何符号、特征符号、艺术符号 线状符号专题地图 表示在地面上呈线状或带状的专题要素 采用不同颜色和形状的线划、箭头、条带等表示地物分布的质量和数量特征,等值线专题地图 特殊的线状符号专题图，表示连续分布，并逐渐变化的制图现象的数量特征 面状符号专题地图用面状符号表示地物分布的质量和数量特征,常用的几种专题地图,统计专题地图分级统计专题地图图表统计专题地图定位统计专题地图 质底专题图符号化的定性数据专题地图反映制图区域连续分布现象的质量特征用不同颜色、面状符号及不同晕线等表示,点密度专题图 用大小相等的点群表示专题要素的分布特征 点密集的地方表示专题现象集中 不表达现象的分布位置，只能从总体的点集反映分布规律 等级符号专题图 用大小不同的点符号表示专题属性 根据属性数据计算点符号大小,专题图的设计制作,专题要素的选择 专题图的整饰 图框设计 图名确定 比例尺的确定 图例的设计 文字说明,专题地图的设计与制作流程,电子地图,概念电子地图，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”。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。,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。电子地图（集）是一种新型的、内容广泛的GIS产品，而电子地图（集）系统则是一些内容广泛、功能各异的新型GIS系统。,动态地图,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。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。,表示方法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。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。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。地图动画,虚拟现实技术,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。,VR特点 交互性（interactivity）想象性(imagination)沉侵感(immersion)VR应用 VR技术最先进的应用领域就是军事国防 飞行模拟、战斗模拟、VR GIS 开发虚拟GIS已成为GIS发展的一大趋势。,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。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。,具体实现 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。目前，它的最大问题是缺乏好的VRML语言编辑器。,
