地理信息可视化研究

1 地理信息的概念及其运动过程模型 (2)

1. 1 概念 (2)

1. 2 地理信息运动过程模型 (2)

1. 3 地理信息可视化的必要性 (3)

2 可视化的含义和过程 (4)

2. 1 可视化的基本含义 (4)

2. 2 可视化过程 (4)

3 地理信息可视化的特点 (5)

3. 1 直观形象性 (5)

3. 2 多源数据的采集和集成性 (5)

3. 3 交互探讨性 (5)

3. 4 时空信息的动态性 (6)

3. 5 信息载体的多样性 (6)

4 地理信息可视化的研究框架 (6)

4. 1 时空信息数据库模型的研究 (6)

4. 2 符号系统的研究 (6)

4. 3 心理学和认知科学的研究 (7)

4. 4 数据处理的研究 (7)

4. 5 空间数据可视化研究 (7)

4. 6 仿真技术和虚拟技术的研究 (7)

5 地理信息系统中的可视化过程 (8)

5. 1 图形图像的形成 (8)

5. 2 空间信息查询 (8)

6 总结 (9)

地理信息可视化研究

摘要: 地理信息可视化是可视化发展的方向之一. 通过对地理信息的概念和运动模型的分析, 并从可视化的定义出发, 总结了地理信息可视化的特点, 同时提出了地理信息可视化研究的一个基本框架. 最后针对地理信息系统中的可视化过程进行了描述.

关键词: 地理信息; 科学计算可视化; 地理信息可视化; 信息载体1987 年, 美国国家科学基金会的图形图像专题组提交的报告中首次引用了/ 科学计算可视化( visualizationinscient if ic computing )0一词, 由此开始了这一新兴技术的研究, 并成为计算机图形学中的重要领域. 科学计算可视化的研究目标是要把通过实验获得或数值计算方法得到的大量数据表现为人们的

视觉可以直接感受的计算机图形图像, 由此为人们提供一种可直观地观察数据、分析数据、揭示出数据间内在联系的方法, 并能在地理、地质、环境等地学领域获得广泛的应用.

1 地理信息的概念及其运动过程模型

1. 1 概念

地理信息是关于自然、人文现象的空间分布与组合的信息, 它表征地理环境的数量、质量、分布特征、内在联系和运动规律[ 1] . 同时, 由于地理信息所描述的是地理实体、地理系统特征和具有时间变化、空间分布等的空间信息, 因此空间性、属性和时间性是其三要素.

1. 2 地理信息运动过程模型

地理信息存在于一定物质、能量载体, 并能从一个载体向另一载体传递, 形成信息流. 按照认知关系, 可将地理信息载体划分为两个基本类型) ) ) 地理主体和地理对象. 地理对象状态与方式是本体论意义的地理信息, 其载体是地理对象本身. 一旦地理对象被主体感知进入意识层面, 即成为认识论的地理

信息, 其载体为人的感觉器官和人脑. 经过人脑加工和重构的地理信息可以利用、改变和影响地理客体,促成新的本体信息的发生与重构. 我们把地理信息的发生与发展、获取传输、处理以及感受、响应与反馈图1 地理信息运动过程模型的全过程称为一个地理信息运动过程( 图1) [ 2] . 可以看出, 连接2 种基本地理信息载体之间还存在着描述地理实体的文字、数字、地图和影像等符号信息载体以及纸质、磁带、光盘等物理介质载体. 对于地图及在地图基础上发展起来的GIS, 不仅作为地理信息的载体, 也是信息传播的媒介.

1. 3 地理信息可视化的必要性

地理信息不仅反映了地理巨系统的海量信息, 同时又是对地理现象近似的描述, 多重性、复杂性、不精确性、不确定性等特点使得地理现象的信息表达普遍存在着模糊性, 往往使人类对信息的获取不能准确地反映到人类的意识层面上. 研

究表明, 在人类所获取的各种信息中通过视觉而得到的占60% 以上, 所以国际

地图学会于1995 年成立了一个可视化委员会, 并在1996 年6 月与计算机图形

学会进行了跨学科的合作, 开始了一个名为/ Carto-Project0的研究项目[ 3] , 其目的是探索计算机图形学的技术与方法如何有效地应用于空间数据可视化,

探讨如何从地图学的观点和方法促进计算机图形学的发展, 从而开始了地理信

息可视化发展的第一步.

2 可视化的含义和过程

2. 1 可视化的基本含义

可视化或称视觉化, 它的基本含义是将科学计算中产生的大量非直观的、抽象的或者不可见的数据, 借助计算机图形学和图像处理等技术, 用几何图形、色彩、纹理、透明度、对比度及动画技术为手段,以图形图像信息的形式, 直观、形象地表达出来, 并进行交互处理, 这一技术正成为科学发现和工程设计以及决策

的强有力工具[ 4] .由于可视化刚刚发展起来, 各界分别对其从不同角度进行了定义. 首先, 在美国自然科学基金会的专家特别会议中所提交的报告上, 将可

视化定义为/ 可视化是一种计算方法, 它将符号转化成几何图形,便于研究人员观察其模拟和计算,,, 可视化包括了图像理解与图像综合, 这就是说, 可视化

是一个工具, 用来解译输入到计算机中的图像数据和从复杂的多维数据中生成

的图像, 它主要研究人和计算机怎样一致地感受、使用和传输视觉信息. 0此定义主要是从计算机科学的角度拟订的[ 3]对于地图学来说, 其主要从认知的角

度去认识可视化. 如MacEachren( 1990 年) 等将可视化理解为，首要的也是最重要的是一种认知行为, 它是人类在发展意念表示上的能力, 这种意念表示有

助于辨别模式, 创造和发展新次序0[ 3] .在地理信息系统中, 可视化则是运用计算机图形图像处理技术, 将复杂的科学现象、自然景观及十分抽象的概念图形化, 以便理解现象, 发展规律和传播知识[ 5] . 主要从图形学的角度来认识可视化.总的来说, 地理信息可视化是一门以地理信息科学、计算机科学、地图学、认知科学、信息传输学与地理信息系统为基础, 并通过计算机技术、数字技术、多媒体技术动态, 直观、形象地表现、解释、传输地理空间信息并揭示其规律, 是关于信息表达和传输的理论、方法与技术的学科.

2. 2 可视化过程

地学工作者利用计算机技术, 从大量的原始数据中通过分析、提取有效数据开始, 通过映射生成绘制成图的几何原语( 包括零维的点原语, 一维的线原语, 二维

的面原语, 三维的体原语和多维的图标原语) , 随之利用交互控制对几何原语

选定合成色彩、纹理和阴影等参数并完成绘制图像的过程, 最终显示出所绘制的图像[ 6] . 上述过程用数据流模型来实现, 该模型客观地描述了可视化过程, 如图2 所示.原始数据过滤映射绘制图形显示反馈

图2 可视化过程示意图

3 地理信息可视化的特点

传统上, 纸质地图一直作为地理信息的传媒载体, 其本身集数据存储与数据显示于一体, 限制了许多事物和现象的直观表示, 不能很好的解释地理事物和现象形成、发展的原因, 从而为地学的研究造成了一些不足. 随着可视化技术在地理信息系统中的应用, 形成地理信息可视化, 人们可以在数字地图、影像和其他图形的显示中来分析它们所表示的各种类型的空间关系, 从而推断地理现象的成因和发展. 总的来说, 地理信息可视化有如下特点.

3. 1 直观形象性

现代地理信息可视化是通过生动、直观、形象的图形、图像、影像、声音、模型等方式, 把各种地理信息展示给读者, 以便进行图形图像分析和信息查询.

3. 2 多源数据的采集和集成性

运用地理信息可视化技术, 可方便地接收与采集不同类型、不同介质和不同格式的数据, 不论它们被收集时的形式是图形、图像、文字、数字还是视频, 也不论它们的数据格式是否一致, 都能用统一的数据库进行管理, 从而为多源数据的综合分析提供便利.

3. 3 交互探讨性

在大量数据中, 交互方式有利于视觉思维, 在探讨分析的过程中, 数据可以灵活的被检索, 信息可以交互地被改变. 多源地学信息集成在一起, 并用统一数据库进行管理, 同时具有较强的空间分析与查询功能, 因此地学工作者可以方便地用交互方式对多源地学信息进行对比、综合、分析, 从中获得新的规

律, 以利于规划、决策与经营.

3. 4 时空信息的动态性

地理信息不仅仅是空间信息, 并且具有动态性, 即所谓的时空信息. 随着计算机技术的发展和时间维的加入, 使地理信息的动态表示和动态检索成为可能.

3. 5 信息载体的多样性

随着多媒体技术的发展, 表达地理信息的方式不再局限于表格、图形和文件, 而拓展到图像、声音、动画、视频图像、三维仿真乃至虚拟现实等, 真实再现地理现象.

4 地理信息可视化的研究框架

4. 1 时空信息数据库模型的研究

GIS 的核心是时空信息数据库. 目前, 空间信息数据库的基本载体是关系数据库, 并辅以特殊结构的空间信息数据文件. 在关系数据库中, 可以获得原本缺乏的对空间对象的表现力, 结合特殊结构的空间信息数据文件则可获得优秀的数据操作能力, 两者结合可为用户提供更好的GIS 服务[ 7] . 但在空间信息数据库上扩充的时空数据库的管理, 尚未有很好的模型, 主要原因是时间维的加入, 使得数据的复杂程度再一次上升, 如何兼顾时间域和空间域而获得较好的数据访问能力是时空数据的一个研究方向.

4. 2 符号系统的研究

由于地理信息是通过一系列的符号进行表达和传输的, 因此, 为了更好地揭示空间信息的本质和规律, 便于人类认识并改造世界, 空间信息的表达和传输必须借助一些规则、直观、形象、系统的符号或视觉化形式, 这些符号或形式不仅易于人类辨别、记忆、分析, 并且也能被计算机所识别、存储、转换和输出. 因此, 符号系统作为认知科学的理论基础, 是目前研究方向之一.

4. 3 心理学和认知科学的研究

据有关研究, 人的大脑有一半以上的神经元与视觉有关, 而人从外界所获得的信息中, 60% 以上是通过眼睛得到的. 因此, 人类对客观环境的认知行为体现在感知、识别、分析、思考等方面. 人类具有高效的、大容量的图形和图像信息通道, 人的知觉系统对图像信息的感知、把握能力远胜于对简单的文字符

号处理, 只是由于技术水平的限制, 这一潜能远未充分发挥, 并且, 人类所获得地理信息以怎样的方式进入人的大脑及人脑对它们作出怎样的反映, 其机制如何, 尚待进一步研究.

4. 4 数据处理的研究

在卫星遥感、气象气候、地震预报等地学领域中产生了大量的不同时间、不同类型、不同介质的数据, 及时地判读、理解、抽取信息日益显得重要. 因此对于借助图形图像来进行的信息表达、存储和传递等方面将面临巨大的挑战.

4. 5 空间数据可视化研究

在地理信息系统中, 空间数据可视化更重要的是为人们提供一种空间认知的工具, 它在提高空间数据的复杂过程、分析的洞察能力、多维多时相数据和过程的显示等方面, 将有效地改善和增强空间地理环境信息的传播能力. 目前空间可视化中, 特别是地形三维可视化、地面建筑物三维可视化及GIS 环境下空间数据的多尺度显示, 还有许多问题( 如思路、算法等) 需要进一步研究.

424 河北师范大学学报( 自然科学版) 第27 卷

4. 6 仿真技术和虚拟技术的研究

仿真技术和虚拟现实技术都是在可视化技术基础上发展起来的, 是由计算机进行科学计算和多维表达显示的. 仿真技术是虚拟现实技术的核心, 仿真技术的特点是用户对可视化的对象只有视觉和听

觉, 而没有触觉; 不存在交互作用; 用户没有身临其境的感觉; 操纵计算机环境的物体, 不会产生符合物理的、力学的动作和行为, 不能形象逼真地表达地理信息. 而虚拟现实技术则是指运用计算机技术生成一个逼真的、具有视觉、听觉、触觉等效果的、可交互的、动态的世界, 人们可以对虚拟对象进行操纵和考察. 其特点是利用计算机生成一个三维视觉、立体视觉和触觉效果的逼真世界, 用户

可通过各种器官与虚拟对象进行交互, 操纵由计算机生成的虚拟对象时, 能产生符合物理的、地学的和生物原理的行为和动作; 具有从外到内或从内到外观察数据空间的特征, 在不同空间漫游; 借助三维传感技术( 如数据头盔、手套及外衣等) 用户可产生具有三维视觉、立体听觉和触觉的身临其境的感觉.虚拟技术的最大特点就是把过去善于处理数字化的单维信息发展为也能适合人的特征的多维信息. 它支持的多维信息空间为人类认识和改造世界提供强大的武器, 使人类处于一种交互作用的环境.虚拟现实技术还可进行远距离的操作或远距离的影像显示, 因此虚拟现实又叫/ 遥操作0或/ 遥现0技术[ 8]. 目前虚拟现实技术在其他行业和领域得到了广泛的应用, 但在地学方面仍处于研究状态.

5 地理信息系统中的可视化过程

目前, 地理信息系统中的可视化过程主要包括图形图像的生成和空间信息的查询.

5. 1 图形图像的形成

地理信息系统中的图形图像包括用于数据显示的二维图和三维图, 以及用于对数据进行分析评价的可视化表达的散点图、直方图和条形图表等. 其中二维图和三维图是把各种二维或三维的地理空间数据经空间可视化模型的计算分析, 转换为二维计算机屏幕上的图形图像.地理信息系统中可把某种地理对象的多种类型的图形、图像在视窗环境中同时建立, 利用图形图像之间基于地理分析方法模式建立的动态关联, 可以清楚地表达地理对象的展布模式及其不确定性, 如在同一视图中显示地图、图表、图形和扫描影像等, 使它们彼此之间建立动态联系, 通过图形图像的动态连接( 热连接) 与空间数据查询的结合, 可以实现在对某一个图形图像中的对象选择, 同时使另一图形图像中相应对象的对应特征高亮显示[ 5] , 从而为地物或现象的进一步分析提供了条件.

5. 2 空间信息查询

空间信息的快速查询是地理信息系统可视化功能的一个重要的应用, 是按一定的要求访问地理信息系统中所描述的空间实体及其空间信息, 挑选出满足用户要求的空间实体及其相应的属性. 查询交互进行时, 其结果能动态地通过两个视窗( 图形窗和属性表格窗口) 进行显示[ 5] . 地理信息系统的空间查询方式有: 空间关系查询、属性特征查询、基于空间关系和属性特征查询. 用户可以根

据图形查询相应的属性信息, 也可以根据属性特点查找相对应的地理目标. 如

通过查询功能可以查询距离某个居民点5km 内的所有商店和超市, 也可以查询

某个商店或超市距居民点的距离.目前进行空间信息查询一般用空间查询语言( spat ial query language, 简称SQL) . SQL 是一种关系数据库管理系统所支持的标准结构化语言, 其基本结构是: SELECT-FORM-WHERE 组成的查询块. 在SQL 语言中, 指定要做什么, 不需要告诉SQL 如何访问数据库, 只要告诉SQL

需要数据库做什么. 利用SQL, 可以确切指定想要检索的记录以及按什么顺序检索, 用户通过SQL 语言提出一个查询, 数据库返回与该查询相匹配的记录.

6 总结

可视化技术的研究和利用, 给地球科学研究带来了根本性的变革, 尤其是对地

理信息可视化的研究和利用, 把计算机技术、数字技术、多媒体技术结合起来, 运用认知科学等, 将那些通常难以设想和接近的环境和事物, 以动态直观的方

式表现出来, 揭示自然和社会的发展规律, 为地学研究与决策服务.

参考文献:

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地理信息科学研究进展

地理信息科学研究进展摘要：本文论述从地理信息系统到地理信息科学发展的相关概念、活动、以及近年发生的重要事例。讨论地理信息科学的主要研究内容、发展阶段特征与趋势，认为地理信息科学的基本思想、核心框架理论与学科定位等仍在不断的探索之中，仍需要在地理科学、地球系统科学等的大框架下，基于天地人机网络一体化信息系统，以数字地球与虚拟地理环境建设为目标，结合实验遥感、实验地理学等来构建与发展。从地球表层系统的人-地关系视角，提出了发展面向“人”地理信息科学的科学问题。最后，对于地理信息科学与遥感(信息)科学的集成与未来发展进行了思考。关键词：地理信息科学，地球信息科学,数字地球 The Research progress of Geographic information science Abstract：This paper discusses from the geographic information system to the development of geographic information science related concept, activities, and important cases happened in recent years.Discuss the main researching contents of geographic information science, development characteristics and trends, think of geographic information science, the basic idea of core framework theory and subject orientation and so on continues to explore, still need in geography science, earth system science under the framework of man-machine integration of network information system based on heaven and earth, according to the construction of digital earth and virtual geographical environment as the goal, combined with experiment of remote sensing, geography and so on to build and development.From the perspective of earth surface system - relation, put forward the development of "people" oriented geographical information science scientific questions.Finally, for geographical information science and remote sensing (information) integration and the future development of scientific thinking. Key words：Geographic information science;The earth information science;Digital earth 1 引言 1990年Goochild提出“Spatial Inofrmation Science”，1992年在国际杂志IJGISystem 上发表“Geographical information science”，从而标志着地理信息科学作为一个学科正式成立，自此关于地理信息科学理论、方法的研究与相关活动，在国际上也逐渐展开、活跃，例如1996年国际杂志IJGISystem 改名IJGIScience，美国国家科学基金委从1997年2月到2000年2月资助了地理信息科学相关的Varenius研究项目。在相关国际会议上，地理信息科学国际会议系列（International Conference on GIScience），从2000年开始每两年一次，至今已举行了5次，这个会议是目前比较重要的关于地理信息科学理论最新研究交流的学术活动；另外相关的还有空间信息理论国际会议COSIT( Conference on Spatial Information Theory)系列，国际地理学会（IGU）地理信息科学专业委员会组织的空间数据处理国际会议系列（International Symposium for Spatial Data Handling）等。 2 地理信息科学概念与研究内容国内外关于地理信息理论以及地理信息科学的相关研究，在概念上同时主要还采用地球信息科学（Geo-information Science, 或Geoinformatics,或Geomatics）或者地球空间信息科学、空间信息科学（Geo-Spatial Information Science，Spatail Information System）等。虽然在很多场合，地理信息科学与地球信息科学可以互相通用，但是，地理信息科学的研究背景主要来自地理信息系统以及地理学、地图学等领域，而地球信息科学主要来自于地球系统科学与信息科学的结合与集成，从而在研究内容、研究特征上仍有一定的差异，例如，马蔼乃认为地球系统科学以及地球信息科学研究地球圈层及其相互作用，主要归属于自然科学，而地理科学以及地理信息科学面对的是地球表层环境的人地关系复杂巨系统，是属于自然科学与社会科学的桥梁科学。对于空间信息科学与地理信息信息科学两个概念，Longley

《地理空间数据库原理》教学大纲

《地理空间数据库原理》教学大纲一、课程基本情况总学时：48 讲课学时： 48 实验学时：0 总学分：3.0 课程类别：专业基础必修考核方式：考查适用对象：地理信息系统专业先修课程：地理信息系统原理等参考教材：郭际元、周顺平、刘修国，空间数据库，中国地质大学（武汉），2002 毋河海、龚建雅编著，地理信息系统（GIS）空间数据结构与处理技术二、课程的性质、任务与目的《空间数据库》是地理信息系统专业的专业课。通过本课程的学习，使学生对各种空间数据的存贮和管理技术有个较全面的了解，对学生进行有关空间数据库的设计技巧的训练，为将来从事GIS应用系统及其数据库的设计打下基础。三、课程内容、基本要求与学时分配课程的基本内容介绍数据库和数据模型库的存贮和管理技术，包括矢量数据模型的空间数据库、栅格数据模型的空间数据库、关系数据库对空间数据的管理、符号库、网络空间数据库、三维空间数据库、海量空间数据库以及时态空间数据库。课程的基本要求（一）对各种空间数据的存储和管理技术有个较全面的了解。（二）掌握用文件管理图形数据和属性数据的方法和技术，并用程序予以实现。教学安排（一）数据库与数据模型（4学时）理解数据库的概念；四种数据模型：层次模型网状模型、关系模型、面向对象模型。（二）地图数据模型总论（4学时）理解地图数据的基本组成：矢量空间数据模型和属性数据模型，图形数据和属性数据的连接。（三）矢量数据模型的空间数据库（4学时）

掌握地理实体的目标化，实体信息的数据化，实体间关系的逻辑实现。（四）栅格数据模型的空间数据库（4学时）掌握栅格数据的组织与存贮，栅格数据的检索。（五）符号库的建立及管理（6学时）掌握矢量符号库和栅格符号库，符号库的建立及管理，符号的显示及编辑。（六）三维空间数据库（6学时）理解三维空间的目标分类，八叉树数据结构，四面体格网，三维边界表示法、参数函数表示法。（七）海量空间数据库（4学时）理解数据库中图幅的组织方法，图幅间被分割目标的组织方法，跨图幅地图漫游。（八）时态空间数据库（6学时）理解空间地物的时态性、时态空间数据库的组织方法。（九）空间数据的关系化管理（4学时）理解基于关系数据库的空间数据模型，基于关系数据库的空间实体数据结构，空间数据访问模型，关系化空间数据的安全管理，大型关系数据库管理系统分布式体系结构的应用。（十）网络空间数据库（6学时）理解网络GIS主要改造模型，分布式地理信息共享形式，分布式空间数据管理技术，网络GIS中地理空间元数据管理。四、教学方法和手段学生在课外多关注数据库发展的新知识；采取多媒体教学方法（部分最好结合演示）等。五、成绩评定该课成绩有平时20分和考试卷面成绩两部分组成；考核形式闭卷。六、其它说明无教学大纲撰写人：地理信息科学系主任：测绘与地理科学学院教学院长： 1

地理信息可视化

第11章地理信息可视化可视化的基本含义是将科学计算中产生的大量非直观的、抽象的或者不可见的数据，借助计算机图形学和图像处理等技术，以图形图像信息的形式，直观、形象地表达出来，并进行交互处理。地图是空间信息可视化的最主要和最常用的形式。在地理信息系统中，可视化则以地理信息科学、计算机科学、地图学、认知科学、信息传输学与地理信息系统为基础，并通过计算机技术、数字技术、多媒体技术动态，直观、形象地表现、解释、传输地理空间信息并揭示其规律，是关于信息表达和传输的理论、方法与技术的一门学科。地理信息系统中的空间信息可视化从表现内容上来分，有地图（图形）、多媒体、虚拟现实等；从空间维数上来分有二维可视化、三维可视化、多维动态可视化等。本章侧重介绍空间信息可视化的基本形式和技术。 11.1 空间信息输出方式与类型 11.1.1 空间信息输出方式目前，一般地理信息系统软件都为用户提供三种主要的图形图像输出和属性数据报表输出方式。屏幕显示主要用于系统与用户交互式的快速显示，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。表11.1列出了主要的图形输出设备。表11.1 主要图形输出设备一览表 1.屏幕显示由光栅或液晶的屏幕显示图形、图像，常用来做人和机器交互的输出设备。将屏幕上所显示的图形采用屏幕拷贝的方式记录下来，以在其他软件支持下直接使用。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。图11.1为通过屏幕输出的地图。

土地信息系统(空间数据可视化)实验报告

一、实验目的与要求 1、对数字地图制图有初步的认识 2、掌握了解符号化、注记标注、格网绘制以及地图整饰的意义 3、掌握MAPGIS工程文件、点、线、面文件创建及保存方法 4、掌握基本的符号化方法、自动标注操作以及相关地图的整饰和数据的操作通过综合实验，加深理解地理信息系统基本理论、核心技术，掌握GIS 图形输入、编辑、数据库建立、空间分析、地学分析、统计分析、专题图制作、制图输出等基本应用技能，结合环规专业进行开发区建设规划，为GIS 在资源环境与城乡规划管理中应用打下基础。二、实验准备阅读PPT严格按照下面的符号特征要求来做: 1 数据符号化显示 A.地图中共有6个区，将这6个区按照ID字段来用分类色彩表示； B.将道路按class字段分类：分为1～4级道路，并采用不同的颜色表示； C.地铁线符号Color：深蓝色，Width：1.0； D.区县界线Color：橘黄色，Width：1.0 ； E.区县政府Color：红色，Size：10，样式：Star3; F.市政府符号在区县政府基础上改为大小18 2注记标记 A.对地图中6个区的Name字段使用自动标注，标注统一使用Country2 样式，大小：16； B.手动标注黄浦江（双线河），使用宋体、斜体、16号字，字体方向为纵向，使用曲线注记； C.地铁线使用自动标注，采用Country3样式； D.道路中，对道路的Class字段为GL03的道路进行标注，字体：宋体，大小：10； E.区县政府使用自动标注，字体:宋体，大小:10； F.市政府使用自动标注，字体:楷体，大小:14

3绘制格网采用索引参考格网，使用默认设置。 4 添加图幅整饰要素 A.添加图例，包括所有字段； B.添加指北针，选择ESRI North 3样式； C.添加比例尺，选择Alternating Scale Bar 1样式三、实验内容与主要过程制作上海市行政区划图（一）数据符号化首先我们打开ArcMap，点击Add Data添加各数据，选取数据层所在位置，添加各图层。在区县界面图层上右键打开Properties对话框，在Value Field中选择字段Name，单击Add All Values按钮，将6个区的名称都添加进来，并选择合适的配色，单击确定按钮完成符号化设置

校园基础地理空间数据库建设设计方案

校园基础地理空间数据库建设设计方案遥感1503班第10组（杨森泉张晨欣杨剑钢熊倩倩）测绘地理信息技术专业昆明冶金高等专科学校测绘学院 2017年5月

一．数据来源二. 目的三 .任务四. 任务范围五 .任务分配与计划六．小组任务分配七. E-R模型设计八．关系模式九．属性结构表十．编码方案

一．数据来源原始数据为大二上学期期末实训数字测图成果（即DWG格式的校园地形图）导入GIS 软件数据则为修改过的校园地形图二．目的把现实世界中有一定范围内存在着的应用数据抽象成一个数据库的具体结构的过程。空间数据库设计要满足用户需求，具有良好的数据库性能，准确模拟现实世界，能够被某个数据库管理系统接受。

三．任务任务包括三个方面：数据结构、数据操作、完整性约束具体为： ①静态特征设计——结构特性，包括概念结构设计和逻辑结构设计； ②动态特性设计——数据库的行为特性，设计查询、静态事务处理等应用程序； ③物理设计，设计数据库的存储模式和存储方式。主要步骤：需求分析→概念设计→逻辑设计→物理设计原则：①尽量减少空间数据存储冗余；②提供稳定的空间数据结构，在用户的需要改变时，数据结构能够做出相应的变化；③满足用户对空间数据及时访问的需求，高校提供用户所需的空间数据查询结果；④在空间元素间为耻复杂的联系，反应空间数据的复杂性；⑤支持多种决策需要，具有较强的应用适应性。四、任务范围空间数据库实现的步骤、建库的前期准备工作内容、建库流程步骤：①建立实际的空间数据库结构；②装入试验性数据测试应用程序；③装入实际空间数据，建立实际运行的空间数据库。前期准备工作内容：①数据源的选择；②数据采集存储原则；③建库的数据准备；④数据库入库的组织管理。建库流程：①首先必须确定数字化的方法及工具；②准备数字化原图，并掌握该图的投影、比例尺、网格等空间信息；③按照分层要求进行

地理信息系统中时空多维数据可视化技术研究

地理信息系统中时空多维数据可视化技术研究发表时间：2018-05-28T11:22:28.140Z 来源：《基层建设》2018年第3期作者：卜小培1 王相冉2 [导读] 摘要：将科学可视化技术（VISC）应用于地理信息系统之中，增强地理信息系统对时空多维数据的显示、处理功能，是当前的研究热点之一。 1河南北斗空间科技有限公司河南郑州 450003 2河南数慧信息技术有限公司河南郑州 450052 摘要：将科学可视化技术（VISC）应用于地理信息系统之中，增强地理信息系统对时空多维数据的显示、处理功能，是当前的研究热点之一。地理信息系统时空信息平台以一种更加直观的信息可视化方式表达所有事物的位置特征信息，而多维时空信息可视化是空间信息表达的关键，开展地理信息系统时空信息多维可视化关键技术研究。并通过二维、三维显示及动画形式的研究，从技术上对科学可视化与地理信息系统的结合进行初步的探索。最后，通过对时空多维数据可视化算法的研究与实现，为在地理信息系统中进一步将可视化技术走向实用提供基础。关键词：地理信息系统；多维数据可视化；动画 1前言由于空间技术的迅猛发展，特别是遥感技术的发展，大量有关地球空间环境的不同时相数据的收集，使地理信息系统的作用日渐突出，地理信息系统提供了存储、处理和分析地理数据的环境。当前的地理信息系统主要是处理数字式的地图，大部分是静态的二维地图。科学可视化技术使人能够在三维图形世界中直接对具有形态的信息进行操作。和计算机的直接交流，赋予人们对物体进行仿真并且实时交互的能力。这种技术把人和机器以一种直沉而自然的方式加以统一，这无疑将极大地提高人们的工作效率。可视化的另一项主要应用是动画技术。动画技术使得研究人员可以发挥自己的创造力进行模型的动作、景物的布置等设计。在地理信息系统界，随着科学可视化的发展，促使研究人员将获得的大量地理数据，转化为所研究的地理对象、地理现象、地理事件生动的图像、声音、动画，通过对这些信息的分析理解，诱发出新的思想，以致做出新的发现。 2地理信息可视化技术 2.1 内容更全面更详细人们对地理信息的需求已从原来概括性较强的地图向越来越详细（全面、细致、精确、直观且美观，抽象和综合程度低）的方向发展，即地图的比例尺越来越大，地理实体的属性信息越来越详细。传统地图通常都是概括和抽象地表达地理信息的，在地物方面主要是表达较大和较重要的地物。随着电子地图的普及和人类对地理信息需求的增长，由于电子地图不受比例尺和图面空间的限制，人们对地图上地物内容的要求越来越详细了，如在数字化城市管理中，它要求把地面上所有的城市部件无论大小都要反映到地图上；另外对地理实体的属性信息的要求也越来越多了，不仅要求区分部件的基本属性，还要求将城市部件的权属、材质等其他各种属性信息都要表达出来。 2.2 表达更直观更仿真传统的线划地图是模拟的二维地理空间模型，由于用符号表达较为抽象，使得地理信息的应用受到限制。随着三维建模技术的不断进步，实景三维技术、虚拟现实技术应运而生，三维地理空间模型已越来越普及，大大扩展了地理信息的应用范围。人们对地理模型的需求已逐步从二维模型转向三维模型，传统的三维建模将会被全要素三维建模取代。 2.3建模结构化或实体化现在很多的地理空间数据都是无结构的，只有DLG 是有结构的。没有结构就不能进行检索和产生知识，如卫星片、航拍片、全景照片、记载点云、车载点云，甚至街景工厂所生产的三维模型也是没有结构的。这种无结构的数据被老百姓称之为一张皮，里面没有任何结构，很难进行检索，很难产生知识。 2.4室内空间与室外空间融合人们对地理信息的需求已从原来的室外地理信息向室内外结合的地理信息方向发展，GIS 技术正在与 BIM 技术融合。室内外无缝导航定位技术的发展需要室内外的地理空间模型，因此需要建立室内空间模型技术体系及室内外空间模型融合的技术体系。 2.5现时数据与历史数据的融合随着地理信息源越来越丰富，人们对地理信息的需求已从原来的管理查询向挖掘分析的应用方向发展。随着各种遥感技术的广泛应用，地理信息源越来越多，各行各业建立的行业或部门 GIS 也已完成，人们对地理信息服务的需求已从原来的管理查询逐渐演变成分析和知识的挖掘，以辅助规划和决策。传统的空间数据库都是按照不同时代建立不同版本的空间数据库，很难清晰反映一个地理空间随时间变化的过程，也就很难分析出空间数据随时间变化的规律。 3基于体素地理数据的可视化 3.1基于体素的多维数据结构数据的存储和组织无疑对数据的显示和操作起到决定性的作用。在地理信息系统中，我们将地理实体定义为形体和有关属性的集合，在实践中，我们逐渐认识到物体在地理空间的运动和变化是受到诸多因素的影响，如果只有二维、三维位置、时间，只能反映随时间t变化的地理形体的变化，而不能进一步反映地理形体属性的变化，外界环境作用力以及地理信息场对地理实体作用。因此，对地理实体的时空特性存储表达采用五维或更高维。 3.2基于体素多维数据的操作由于体素具有一定的形状和大小，在时间维上占据一定的位置，根据对上述多维体拓扑关系的分析，我们可以通过对体素、体素块在空间上和时间上的并、交、差以及算术运算完成对实体的叠加操作。面对大量采集的不同来源、不同形式地理数据，在存储、高维叠加、投影变换时需要引起重视的一个问题是多维数据内插。通过对以上拓扑关系的研究，我们将二维栅格数据的插值方式向三维空间延伸。 3.3基于体素地理数据的可视化在研究中，我们采用MSVC4.2以OpenGL图形库为基础，在微机中文MSWindowNT4.0WorkStation操作系统上开发多维地理数据的处理和可视化程序。对地理数据的可视化分为二维、三维方式，同时分别对二维、三维按时间序列进行实时处理，并以动画形式表达，以求全面地反映地理数据的可视化。

3dgis地理信息系统解决方案

3D GIS 地理信息系统解决方案立项的背景和意义一）背景地理信息系统（GeographyInformationSystem ）是整个地球或部分区域的资源、环境在计算机中的缩影，反映了人们赖以生存的现实世界，是在计算机软件和硬件支持下，以一定的格式输入、存储、检索、显示和综合分析应用的技术系统。 GIS 作为计算机和空间数据分析方法作用于许多相关学科后发展起来的一门边缘学科，由于能及时地抓住当今世界计算机技术飞速发展，各国政府对地理、资源和环境信息日益重视这一时代特点，加上许多相关技术（如GPS、DPS、RS 等）为它提供了强有力的地理空间信息获取手段，使得GIS己经成为各国政府部门、商业公司、科研机构和高等院校极为关注的热点领域。特别是进入20 世纪 90年代以来，GIS己在全球范围内形成产业规模，并将进一步深入到各行业乃至人们的日常生活之中。二维地理信息系统始于二十世纪六十年代的机助制图，今天己深入到社会的各行各业中，但二维地理信息系统存在着自身难以克服的缺限，它本质上是基于抽象符号的系统，不能给人以自然界的三维真实感受。三维地理信息系统是在维平面的基础上模拟并处理现实世界上所遇到的三维现象和问题。地理信息三维可视化系统是对具有三维地理参考坐标的空间信息进行输入、存储、编辑、查询、空间分析和模拟的计算机系统。二维地理信息系统与三维地理信息系统的本质区别在于数据的分布范围，在于高程是被看成空间数据还是属性数据。三维 GIS 的根本目标是多维时空现象的三维表示。相对于二维GIS而言，三维GIS具有三个显著的特点： 1、直观性：直观性是三维GIS的最显著的特点，通过三维可视化技术，用户将得到更好的人机交互接口，更少的训练时间，以及更多的空间信息。 2、巨大的数据量：三维GIS应用通常具有海量数据（可达数百G），这种巨大的数据量使得三维GIS 需要得到数据库的有效管理，具有高效的数据存取性能。 3、复杂的数据结构：三维GIS不是对二维GIS的简单扩展，三维空间中增加了许多新的数据类型，空间关系变得更加复杂。三维可视化一直以来是虚拟现实、地理信息系统、数字摄影测量等领域的研究重点。早在八十年代末期，随着GIS 研究与应用的不断深入，许多研究者开始了三维GIS 的研究。早期的研究主要面向地质、矿山等特殊应用领域，建立栅格化的数据模型和进行一些特殊的空间分析，功能较为单一。K 和Masry 于1987 年开发了用于矿产资源评估和开采的三维GIS 原型系统，这个系统可能是最早的三维GIS 系统，具有一些简单的空间分析能力，如最近点分析等。

空间数据库设计综合实习报告

空间数据库设计综合实习报告班级：地理信息系统091、092班实验人员名单及学号：日期：2011/10/24 目录空间数据库设计综合实习报告 (1) 一、设计题目 (2) 二、实验目的 (2) 三、需求分析 (2) 四、功能分析和数据组织 (2) 五、数据库建设流程 (2) 5.1软硬件配置 (2) 5.2数据采集流程 (3) 六、数据库应用案例 (6) 6.1.查询 (6) 6.2 缓冲区分析 (9)

一、设计题目成都市市区基础地理数据库的构建二、实验目的通过设计和建立空间数据库，掌握空间数据库设计和建设流程，学会利用所学GIS知识独立分析和解决问题的能力。三、需求分析 1. 利用计算机进行显示城市信息； 2. 借助现有城市专题图能否自己构建一个简单的基础城市地理数据库； 3. 在基础数据基础上，完成自动制图。四、功能分析和数据组织 1.功能分析：该数据库主要用于存储成都市的基本道路信息、居民点分布信息以及学校医院等政设服务性机构信息。 2.数据组织：居民点分布数据、道路数据、河流数据、现有公园分布数据、市内现有基础服务设施分布数据，几类数据应该平行组织，以便建立他们之间拓扑关系。五、数据库建设流程 5.1软硬件配置 1.软件：专业软件ArcGIS9.3 系统软件windows 7

2.硬件：酷睿系列微机 5.2 数据采集流程按照功能设计、数据组织，因此数据采集的流程为： 1）收集进行数字化的基础数据：成都市地图；若干具有精确地理位置的特征点；本实验数据来源于空间数据库DATA\栅格专题图: 成都.bmp，成都市若干道路交叉口的地理坐标(WGS-84坐标系).txt。其中，成都.bmp作为数字化底图，从它上面提取所需数据；而成都市若干道路交叉口的地理坐标(WGS-84坐标系)这个文件则是作为地理参照，以此为依据对底图进行几何校正。 2）地理参考：对所得地图进行地理参考；利用pci对底图进行校正，采用输入已知坐标的方法，为底图加上地理坐标WGS-84。 3）数字化：对地图信息进行分层数字化；分工合作对底图进行数字化：用画多边形、线、点得方法，针对不同特征的图形，采用不同方法，比如，河流道路呈线状，则采取画线的方式，而学校医院已有标识，则采用画点的方式将其提取出来。 4）坐标统一：对所得图层统一进行投影，采用高斯投影；所得的几个图层均以经纬度的方式即地理坐标表示，由于这对于常人认识地图的方式有所不变，故要统一为它们加上投影信息Gauss_Kruger。 5）构建Geodatabase,并对图层经销属性域的编辑； A.在ArcCatalog中相应文件夹下建立文件空间数据库CITY,如图5.1；

3D-GIS地理信息系统解决方案

3D ＧIS 地理信息系统解决方案一、立项的背景和意义 (一）背景地理信息系统（GeｏｇｒaphyＩnformatioｎＳｙstem)是整个地球或部分区域的资源、环境在计算机中的缩影,反映了人们赖以生存的现实世界,是在计算机软件和硬件支持下,以一定的格式输入、存储、检索、显示和综合分析应用的技术系统。 GIS作为计算机和空间数据分析方法作用于许多相关学科后发展起来的一门边缘学科，由于能及时地抓住当今世界计算机技术飞速发展,各国政府对地理、资源和环境信息日益重视这一时代特点,加上许多相关技术(如GPＳ、DPS、RＳ等）为它提供了强有力的地理空间信息获取手段，使得ＧIS己经成为各国政府部门、商业公司、科研机构和高等院校极为关注的热点领域。特别是进入2０世纪90年代以来,GIS己在全球范围内形成产业规模，并将进一步深入到各行业乃至人们的日常生活之中。二维地理信息系统始于二十世纪六十年代的机助制图，今天己深入到社会的各行各业中，但二维地理信息系统存在着自身难以克服的缺限，它本质上是基于抽象符号的系统,不能给人以自然界的三维真实感受。三维地理信息系统是在二维平面的基础上模拟并处理现实世界上所遇到的三维现象和问题。地理信息三维可视化系统是对具有三维地理参考坐标的空间信息进行输入、存储、编辑、查询、空间分析和模拟的计算机系统。二维地理信息系统与三维地理信息系统的本质区别在于数据的分布范围,在于高程是被看成空间数据还是属性数据。三维ＧIS的根本目标是多维时空现象的三维表示。相对于二维GIS而言，三维ＧIＳ具有三个显著的特点: 1、直观性：直观性是三维ＧIS的最显著的特点,通过三维可视化技术,用户将得到更好的人机交互接口,更少的训练时间,以及更多的空间信息。 2、巨大的数据量:三维GIＳ应用通常具有海量数据(可达数百Ｇ),这种巨大的数据量使得三维ＧIＳ需要得到数据库的有效管理,具有高效的数据存取性能。 3、复杂的数据结构：三维ＧIＳ不是对二维GIS的简单扩展,三维空间中增加了许多新的数据类型,空间关系变得更加复杂。

可视化空间数据挖掘研究综述

可视化空间数据挖掘研究综述贾泽露1，2 刘耀林2 （1. 河南理工大学测绘与国土信息工程学院，焦作，454000；2. 武汉大学资源与环境科学学院，武汉，430079）摘要：空间数据挖掘针对的是更具有可视化要求的地理空间数据的知识发现过程，可视化能提供同用户对空间目标心理认知过程相适应的信息表现和分析环境，可视化与空间数据挖掘的结合是该领域研究发展的必然，并已成为一个研究热点。论文综述了空间数据挖掘和可视化的研究现状，重点阐述了空间数据挖掘中的可视化化技术及其应用，并对可视化空间数据挖掘的发展趋势进行了阐述。关键词：数据挖掘；空间数据挖掘；数据可视化；信息可视化；GIS；空间信息获取技术的飞速发展和各种应用的广泛深入，多分辨率、多时态空间信息大量涌现，以及与之紧密相关的非空间数据的日益丰富，对海量空间信息的综合应用和处理技术提出了新的挑战，要求越来越高。空间数据挖掘技术作为一种高效处理海量地学空间数据、提高地学分析自动化和智能化水平、解决地学领域“数据爆炸、知识贫乏”问题的有效手段，已发展成为空间信息处理的关键技术。然而，传统数据挖掘“黑箱”作业过程使得用户只能被动地接受挖掘结果。可视化技术能为数据挖掘提供直观的数据输入、输出和挖掘过程的交互探索分析手段，提供在人的感知力、洞察力、判断力参与下的数据挖掘手段，从而大大地弥补了传统数据挖掘过程“黑箱”作业的缺点，同时也大大弥补了GIS重“显示数据对象”轻“刻画信息结构”的弱点，有力地提高空间数据挖掘进程的效率和结果的可信度[1]。空间数据挖掘中可视化技术已由数据的空间展现逐步发展成为表现数据内在复杂结构、关系和规律的技术，由静态空间关系的可视化发展到表示系统演变过程的可视化。可视化方法不仅用于数据的理解，而且用于空间知识的呈现。可视化与空间数据挖掘的结合己成为必然，并已形成了当前空间数据挖掘1与知识发现的一个新的研究热点——可视化空间数据挖掘(Visual Spatial Data Mining，VSDM)。VSDM技术将打破传统数据挖掘算法的“封闭性”，充分利用各式各样的数据可视化技术，以一种完全开放、互动的方式支持用户结合自身专业背景参与到数据挖掘的全过程中，从而提高数据挖掘的有效性和可靠性。本文将对空间数据挖掘、可视化的研究概况，以及可视化在空间数据挖掘中的应用进行概括性回顾总结，并对未来发展趋势进行探讨。一、空间数据挖掘研究概述 1.1 空间数据挖掘的诞生及发展 1989年8月，在美国底特律市召开的第一届国际联合人工智能学术会议上，从事数据库、人工智能、数理统计和可视化等技术的学者们，首次出现了从数据库中发现知识(knowledge discovery in database，KDD)的概念，标志着数据挖掘技术的诞生[1]。此时的数据挖掘针对的作者1简介：贾泽露（1977,6－），男，土家族，湖北巴东人，讲师，博士，主要从事空间数据挖掘、可视化、土地信息系统智能化及GIS理论、方法与应用的研究和教学工作。作者2简介：刘耀林(1960,9- ),男，汉族，湖北黄冈人，教授，博士，博士生导师，武汉大学资源与环境科学学院院长，现从事地理信息系统的理论、方法和应用研究和教学工作。

地理信息三维可视化系统应用研究

地理信息三维可视化系统应用研究发表时间：2018-10-18T10:29:19.020Z 来源：《防护工程》2018年第16期作者：党英培 [导读] 地理信息系统是在计算机软硬件支持下，把各种地理信息按照空间分布及属性，以一定的格式输入、存储、检索、更新、显示、制图、综合分析和应用的技术系统山东博林地理信息有限公司山东省德州市 253000 摘要：地理信息系统是在计算机软硬件支持下，把各种地理信息按照空间分布及属性，以一定的格式输入、存储、检索、更新、显示、制图、综合分析和应用的技术系统。三维可视化地理信息系统是企业信息化的重要组成部分，它延伸了管理者的视觉与听觉，让管理层可以更快更好地掌握企业信息以调整管理决策。关键词：地理信息；三维；可视化；应用；分析引言：在信息时代大环境下，信息发挥的作用越来越重要，也逐渐改变了人们的生产以及生活方式。地理信息系统是在上世纪60年代逐渐形成与发展起来的，地理信息系统是对地球或者是某一区域的地表空间信息加以收集、分析、管理以及储存的技术。二维地理信息技术的发展已经经历了很长一段时期，逐渐被应用到了生产生活各个领域，由于二维地理信息是基于一些抽象的符号构建的，不能从中感受到如自然界般的三维效果。三维地理信息其实是基于二维地理信息而构建的，可以更好地分析空间系统中某些现象，采用更加直观的方法处理一些现实问题。 1.系统设计 1.1总体设计一是系统数据库。包括基础数据库：整合厂区基础地理地形数据库;三维模型数据库：厂区三维模型数据库（包括模型与纹理信息）。管线、管网数据库：地下水、电、气等管线等图形与属性信息。其他信息数据库：包括后期建立其他数据库例如视频监测、消防设施管理等数据库;提供基础数据服务。二是系统平台。系统应建立统一平台，在此基础上提供应用服务，利用统一的平台将三维景观漫游、二维空间数据管理、交互式查询、地下管线、管网管理等全部集成进来，并提供可扩展的接口，为日后开发其他应用系统提供方便。所建成的统一平台应该具备空间数据引擎模块、数据交换模块（例如二维与三维模型数据，基础图形数据的交换），同时利用GIS平台功能集成三维视景漫游浏览平台的开发。 1.2系统功能一是三维视景漫游子系统。三维交互浏览：将要求系统以三维实时仿真的方式，将厂区的概况呈现出来，真实感和可视化要达到完善地步的交互式环境。通过对此的漫游可以了解到各主厂房、主通道、主房间、主要管道、主设备模型等相关的信息。包括：系统自动漫游（路径播放）和人工控制漫游。人工控制要求可以放大、缩小、旋转等。对主要建筑、厂房内部的主要干道、厂区道路及周边环境需要精细展现。二维导航：以电子地图的形式实现二维导航功能，在二维导航电子地图上，可以实现地图的放大、缩小、平移、查询基本信息等功能。在电子地图上选取某区域，要求显示出该区域的三维虚拟场景。三维模型展示：对于重要的地区和标志性建筑物，系统提供了建筑物、附属设施等实体按实际比例制成的三维仿真模型。二是综合管网管理子系统。通过对厂区管线路线的电子化、矢量化，并叠加在三维平台上。避免了传统图纸易丢失易损坏造成的数据缺失。同时，通过GIS系统的图层叠加、空间分析及数据输出功能，能够实现管线位置数据的图形输出，为企业的生产管理提供决策支持。各种给排水、电力、通讯、消防和网络等管线交叉分布，将常规的图纸管理升级为三维管理，对其进行地上、地下模式的交互式管理。要具有水平距离测量工具；空间距离测量工具；垂直距离测量工具。 1.3数据建设一是精细建模。通过相关建模软件将城市的道路、建筑（包括规划中的建筑、现状建筑、历史古迹复原的外部真实细节与内部实际效果）进行计算机模拟，在计算机内再现与现状、未来、历史完全一致的城市空间。二是室内建模。对重点区域、主要厂房、车间、消防设施、办公楼建设内部漫游模型，为领导及客户提供直观动态的演示效果。 2.地理信息三维可视化系统模块设计 2.1基本操作模块的设计地理信息三维可视化系统操纵模块是在工具条中完成相应的设计，包含模型选取设计、缩放漫游设计以及坐标查询设计等。在基本操作模块中，基本上涵盖了系统中使用的全部操作，在进行基本操作模块设计过程中，坐标查询的操作是非常重要的内容，只有确保了坐标查询的准确性，才能确保准确地对三维可视化空间进行查询以及分析。在坐标查询操作模块设计过程中，可以采用正解变换方法以及反解变换方法加以实现。正解变换方法即把三维空间不同的点坐标，采取特定的转换方法转换至二维屏幕之中，和鼠标点击的目标加以匹配，以获取到目标点的三维坐标；反解变换方法即是依照投影矩阵逆矩阵，把窗口相应的坐标值映射到三维空间，转变为三维点的坐标，以得到选择目标的坐标值。此系统的设计是采用反解变换方法完成对坐标查询模块的设计。 2.2地标编辑模块的设计在地理信息三维可视化系统中，地标编辑模块是非常关键的一个模块，此模块能够实现对地标的不同操作。在编辑过程中，是将视点当成目标点，以完成对目标点的编辑。在进行名称编辑过程中，应准确定位视点具体位置，并确定位挂接的父节点，再将相应的名称输入进去，之后就能够在父节点下形成特定的子节点。在相机编辑操作中能够设定子节点具体的漫游方式，此系统中一共设计了渐变、跳跃、平移以及路径等4种不同的漫游手法，以达到用户各种功能需求。查找功能最为关键的作用是对不同的节点属性进行查找，同时还可以进行模糊查找，例如，用户输入“山”时，便能够显示出“山东”、“山西”、“唐山”、“鞍山”、“马鞍山”、“黄山”等全部带有“山”字的节点。属性内容包含有地名以及经纬度等，当用户点击所要查询的节点时，系统就能够自动漫游到此节点位置处。 2.3模型编辑模块的设计模型编辑模块的功能是对一些由外部导入的三维可视化模型执行操作命令。模型编辑模块中包含非常多的图形信息资源以及符号信息资源，模型符号又包含2种不同的种类，分别为三维模型以及地图符号。所谓三维模型，指的是利用相应的建模软件，例如3DMAX软件，

地理空间大大数据库原理期末考试地题目总卷

《地理空间数据库原理》课程期末考试卷一、选择题（每题3分，共10题） 1、下列不适合直接采用关系型数据库对空间数据进行管理说法错误的是（A） A. 传统数据库管理的是连续的相关性较小的数字或字符，而空间数据是连续的，并且有很强的空间相关性； B. 传统数据库管理的实体类型较少，并且实体类型间关系简单固定，而GIS数据库的实体类型繁多，实体间存在着复杂的空间关系； C. 传统数据库存储的数据通常为等长记录的数据，而空间数据的目标坐标长度不定，具有变长记录，并且数据项可能很多，很复杂； D.传统数据库只查询和操作数字和文字信息，而空间数据库需要大量的空间数据操作和查询。 2. 下列关于的空间数据库管理方式经历的阶段及其各自特点说法错误的是（C） A. 文件关系数据库混合管理阶段，用一组文件形式来存储地理空间数据及其拓扑关系，利用通用关系数据库存储属性数据，通过唯一的标识符来建立它们之间的连接。 B. 全关系式数据库管理阶段，基于关系模型方式，将图形数据按关系模型组织。图形数据和属性数据统一存储在通用关系数据库中，即将图形文件转成关系存放在目前大部分关系型数据库提供的二进制块中。 C.面向对象数据库管理阶段，面向对象型空间数据库管理系统最适合空间数据的表达和管理。持变长记录，还支持对象的嵌套，信息的继承和聚集。支持SQL 语言，有一定的通用性。允许定义合适的数据结构和数据操作。 D.对象关系数据库管理阶段，解决了空间数据的变长记录管理，使数据管理效率

大大提高；空间和属性之间联结有空间数据管理模块解决，不仅具有操作关系数据的函数，还具有操作图形的API函数； 3. 对下述图形进行链式编码，编码结果为(D) A. 1,4,5,4,6,6,5,5,5,4,4,4 B.1,4,5,5,5,6,6,6,6,4,4,4 C.1,4,5,4,5,6,6,6,6,5,4,4 D.1,4,5,4,5,6,6,6,6,4,4,4 4. 使用游程编码对下述编码压缩后的结果为（B）WWWWWWWWWWWWBWWWWWWWWWWWWBBBWWWWWWW WWWWWWWWWWWWWWWWWBWWWWWWWWWWWWWW A.12W1B11W3B24W1B14W B.12W1B12W3B24W1B14W C.12W1B12W3B24W1B13W D.12W1B12W3B25W1B14W 5. 下列关于各种数据模型说法错误的是（A) A. Shapefile可以支持点，线，面等图形要素的存储。是一种比较原始的矢量数据存储方式，既能够存储几何体的位置数据，又可在一个文件之中同时存储这些

地理信息可视化大数据系统分析

地理信息可视化大数据系统分析 1、前言伴随着IT技术的飞速发展，人类社会已步入信息化时期，人类活动和社会经济发展所累积的专业知识和工作经验依靠智能化技术积累成大量的数据资源。步入二十一世纪，随着互联网技术、移动互联和物联网技术的盛行，数据资源正展现为类型和经营规模的迅速扩大，比如中国电商企业淘宝公司每日均值约有6000万账号登录和20亿PV，沪深两市每日4个钟头的交易时间会产生三亿条以上逐笔成交数据，腾讯企业各种数据储存量（经压缩解决后）超出100PB。大量数据资源为数据发掘和剖析从而发觉和运用数据使用价值出示了前所未有的机会，大数据时期早已来临。 1980年，知名未来学者阿尔文·托夫在《第三次浪潮》一书里写到：假如说IBM的服务器打开了信息化改革的序幕，那么“大数据”才算是第三次浪潮的华彩协奏曲。自2009年开始，“大数据”变成了互联网信息技术行业的流行词汇。在2011年，美国知名咨询管理顾问公司麦肯锡明确提出大数据时期的见解：“数据，早已渗入现如今的每一个制造行业和业务职能行业，称之为重要的生产要素”。同一年三月，美国奥巴马政府部门就在白宫网站更新了《大数据研究和发展倡议》，将为此投入两亿美金以上资产，用以产品研发大数据重要技术，以占领数据资源综合利用的主阵地。诸多征兆莫不说明大数据身后潜在着极大的使用价值。那么，究竟什么叫大数据？百度百科界定大数据或称海量资料，指的是所涉及到的材料规模巨大到没法透过现阶段主流工具软件，在有效时间内做到获取、管理、解决并梳理变成协助企业运营决策更积极目的的新闻资讯。具体来说，大数据关键有4个特性：一是数据规模极大，从TB级別上升到PB级別上述；二是数据种类繁杂，包含网络日记、视频、照片、地理位置信息等多种类型数据；三是使用价值相对密度低，以视频为例子，持续无间断监控过程中，可能有效的数据仅仅有一两

地理信息系统gis课程设计报告

《地理信息系统》课程设计一、课程设计目的课程设计二是在学完GIS原理后，按照教学大纲所进行的一次重要实习。围绕有关GIS的空间数据获取、管理、分析、设计、开发和应用等工作，在教师指导下，按照GIS的原理完成实习内容。目的在于进一步巩固对GIS基本原理的掌握，锻炼对GIS基本技能的运用，培养学生应用GIS解决实际问题的能力。课程设计的基本要求有以下几点： 1. 熟练运用GIS软件进行空间数据的采集与编辑处理，结合数据的类型、数量与质量，建立空间数据库。 2. 掌握GIS空间查询与空间分析的方法，运用GIS软件针对具体问题设计解决方案与操作步骤，并运用GIS软件输出设计成果。 3. 掌握GIS统计分析的方法与专题图制作方法，运用GIS软件设计一幅专题地图，并进行排版输出。 4. 掌握地理信息可视化的基本方法，运用GIS软件实现三维景观图的制作。与专题图的制作GIS空间数据的获取和处理的基本方法； 5. 任选任务进行GIS设计，写出课程设计报告并提交电子版成果资料。二、课程设计任务（一）．专题图制作 1. 总体设计：明确制图目标，搜集专题图制作相关资料与数据，制定专题图技术路线与流程，要求技术路线完整，实施性强； 2. 详细设计： 1）专题图制作所需数据的收集与整理，要求数据的现势性好，精度高； 2）地理地图的制作，要求符合国家基本比例尺地形图的要求，内容完整、符合制图规范； 3）专题属性信息的整理与编辑，要求信息丰富，现势性好，数据完整准确； 4）专题地图的设计与制作，要求制图设计方案合理，颜色协调、符号分级明确；

5）专题图的布局与整饰，要求布局合理，要素完善，配置协调。 3. 设计报告编写：内容完整，图表清晰、编号一致，心得体会较深。（二）．空间分析的应用 1. 分析问题，应用GIS空间分析功能设计解决方案； 2. 收集必要的数据，进行数据转换、编辑与重分类； 3. 依据空间分析模型进行数据的各项空间分析，包括数据查询与分类、缓冲区分析、叠置分析、统计分析、分级分析等。 4. 输出地图、图例及图表等可视化成果； 5. 不同分析模型间的成果分析与比较； 6. 撰写课程设计报告。三、技术设计方案（一）.专题图的制作 1.设计来源：考虑到现在雾霾对大家的生活影响很大，是人们谈论的热点。因此想做一个关于河北省各个市雾霾污染程度的专题图，来让大家了解所在的廊坊和河北其他地区的对比，更好的了解现在环境问题，提倡保护环境。 2.设计思路：首先要找到河北省的比较完整清晰的栅格格式的地图图片，以及河北各个市的经纬坐标，用来配准。然后到河北环保厅里搜索有关的数据，进行数据收集。最后利用supermap进行专题图的制作，包括地图的修饰等。（二）.空间分析的应用 1.设计来源：上海的小李要在上海购买一套房子，在选择时遇到了很多限制因素，需要方便快捷地找到最适合自己的位置。寻求的区域应满足以下条件（按优先级排序）： 1）.离主要交通要道（线属性：RoadCenter_L）150m之内，方便出行。 2）.离医院(点属性：Hospital_P)500m。 3）.距离名胜古迹等旅游景点(点属性：Tour_P) 500m以外，避免人多嘈杂。 4）.离公园(面属性：Park_R)500m。 5）.喜欢看电影，距离影院(点属性：Cinema_P) 500m以内。