最新六章节空间数据可视化及制图
空间信息的可视化(共10张PPT)
第七章 空间信息的可视化
四、电子地图
1、概念：
1）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 第七章 空间显信息示的的可可视视化地图，又称“屏幕地图”、“瞬时地图”。
第七章 空间信息的可视化
六、虚拟现实技术
1、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。
互相加强。 2）具体实现-----实例 硬拷贝：纸质或其它介质地图；
侧重于可见实2体、的电显子示地，图其中与较GI完S善的的区空别间信：息可视化功能和地图量算功能是一般GIS所欠缺的。
VRML和HTML是紧密相连的，是HTML在3D领域模拟和扩展。
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空间数据可视化的方法与技巧
空间数据可视化的方法与技巧随着科技的不断进步和数据的爆炸式增长，我们所面临的信息量越来越大，对于大数据的处理和理解变得尤为重要。
而在这个信息时代，空间数据可视化成为了一种强大的工具，帮助我们更好地理解和分析大规模的地理数据。
本文将介绍一些空间数据可视化的常见方法和技巧，以助于读者更好地应对这一领域的挑战。
一、选择适当的表示形式首先，在进行空间数据可视化之前，我们需要选择适当的表示形式。
不同类型的数据可能需要不同的可视化方法来传达信息。
一些常见的可视化类型包括：散点图、热力图、等值线图、流向图等。
根据具体的数据类型和研究目的，选择合适的可视化方法能够提高数据的表达效果。
二、考虑数据规模和精度在进行空间数据可视化时，我们需要考虑数据的规模和精度。
大规模数据通常需要使用聚合或抽样技术来减少数据的数量，以避免图形过于拥挤和不易理解。
而对于高精度的数据，我们需要选择合适的绘图技巧，以保持数据的准确性和可读性。
三、利用颜色和图形设计颜色和图形设计也是进行空间数据可视化的重要因素。
我们可以使用不同的颜色和图形来表示不同的数据属性，使观众能够更快速、直观地理解数据。
例如，使用不同的颜色来表示不同的高程值，或者使用不同的图标来表示不同的地理特征等。
此外，还可以利用色彩渐变和图形比例来传达更多的信息。
四、选择合适的地图投影地图投影是进行空间数据可视化时一个重要但容易被忽视的因素。
地球是一个球体，而我们的地图则通常是平面的。
在将地球表面上的数据绘制到平面上时，不同的地图投影可能会导致形状、角度和面积的扭曲。
因此，在选择地图投影时，我们需要权衡不同的因素，选择最适合我们数据类型的投影方式。
五、添加交互功能随着技术的进步，我们可以通过添加交互功能来进一步增强空间数据可视化的效果。
例如，在地图上添加缩放、平移和旋转等交互功能，可以让用户更好地探索和分析数据。
此外，还可以添加工具栏和筛选器，以便用户可以根据自己的需求自定义数据的显示方式。
测绘技术中的空间数据可视化方法
测绘技术中的空间数据可视化方法在测绘技术领域，空间数据可视化是一种重要的方法，它可以帮助人们更好地理解和分析地理空间数据。
通过将复杂的空间数据转化为可视化形式，人们可以更直观地观察和理解数据背后的模式和规律。
在本文中，我们将探讨一些常见的空间数据可视化方法，并思考它们的应用和发展。
一、点状数据可视化点状数据是测绘技术中常见的一种数据类型，比如地理坐标点、测量点等。
常用的点状数据可视化方法包括散点图、热力图和密度图等。
散点图是最常见的点状数据可视化方法之一。
它通过在地图上绘制每个点的位置来展示点的分布情况。
这种可视化方法可以帮助我们发现点状数据之间的空间关联性，例如企业分布和人口密度等。
热力图是一种通过颜色变化来展示点密度的方法。
它利用渐变色谱将点状数据分为不同的类别，并通过颜色的深浅来表示密度的高低。
热力图可以帮助我们发现点状数据的全局趋势和局部密集区域。
密度图是一种将点状数据转化为表面的方法。
它通过将每个点周围的密度信息进行插值，生成一种平滑的表面效果。
密度图可以帮助我们更清晰地观察点状数据的聚类区域和分布规律。
二、线状数据可视化线状数据是指由一系列坐标点组成的线条，比如道路、河流等。
常用的线状数据可视化方法包括路径图、动态图和河流图等。
路径图是一种通过连接线将线状数据的路径可视化的方法。
它可以展示线状数据的起点、终点和经过的路径，帮助我们理解线状数据的路径特征和走向。
动态图是一种将线状数据在时间轴上可视化的方法。
它可以通过动态展示线条的变化来展示线状数据的演化过程。
这种可视化方法可以帮助我们观察线状数据的时间变化趋势，例如交通流量和人群流动等。
河流图是一种将线状数据按照大小排序并可视化的方法。
它可以根据线条的宽度来表示线状数据的数量或重要程度。
河流图可以帮助我们比较不同线状数据的大小关系和相对重要性。
三、面状数据可视化面状数据是指由一系列坐标点围成的面，比如土地使用类型、地形高程等。
常用的面状数据可视化方法包括颜色填充图、等高线图和等值线图等。
空间数据的可视化表示和应用
空间数据的可视化表示和应用空间数据是指在地理空间上表现出来的数据，其含有的信息和关系是由这些数据点、线或面在地理空间上构成的。
在现代科技的大背景下，空间数据可视化成为了一门重要的学科，它不仅能在科研和地图制作中得到广泛应用，而且能在市场营销和现实场景中更好地展现数据故事，以及为更加直观的决策提供支持。
一、空间数据的可视化方法1. 点状图表点状图表是最基本的可视化方法，用于表示空间地理位置，可以通过大小、颜色、符号等属性来展现空间数据信息。
例如，可以用符号大小来展示调查样本中收到的响应数值，颜色则可用来表示不同的应用情况。
2. 等值线地形图等值线图是根据海拔、高度和气温等逐渐变化的数据制作的，通过等高线图展示出来，这种方法可以使数据更加直观，使看图者更好地理解和感受地形隆起、山脉、峡谷甚至是海洋的深度等属性。
3. 常规地图常规地图是最基本的空间数据可视化，其目的是将数据在地图范围内呈现出来，让观察者了解地理位置、物种分布以及其他有关本地化的地理数据，并依照地图内数据点的序列，通过各种着色方案、标记工具和标签来表示不同层次的数据。
二、空间数据的应用1. 实地勘探在油气、矿产、地质、环境和能源工程等领域，空间数据可视化是不可或缺的。
通过可视化，可以更好地分析、识别和跟踪物种分布情况，制定出更好的稳定物种的保护计划，或者更好地规划项目和调整业务策略。
通过空间数据可视化，也可以比较容易地处理和识别数据，这使得实地勘察的过程更加高效、准确，而且在处理数据时也更加方便。
2. 市场分析市场分析是空间数据可视化的重要应用之一。
通过使用空间数据技术可以直观地对市场行情的热点地区以及产品销售排名进行呈现，以及预测将来的趋势方向。
从而帮助公司定位市场，改善客户服务，提高产品销售量。
3. 交通规划空间数据技术也可以有助于交通规划。
路线的评估和规划可以通过空间数据可视化进行更加精确的分析，并根据交通数据进行实时的进一步调整。
第八章 空间数据可视化与地图制图
3.6地图符号库设计
• 地图符号设计由三部分组成：符号编辑器、 符号库和符号调用接口
• 符号编辑器：采用符号设计界面，进行人 工交互的地图符号设计
• 符号库：存储地图符号的直接和间接信息 • 符号调用接口：按照地理要素属性调出相
应的地图符号
交互性 (Interaction)
虚拟现实与通常CAD系统所产生的模型以 及传统的三维动画是不一样的，它不是一个静 态的世界，而是一个开放、互动的环境，虚拟 现实环境可以通过控制与监视装置影响或被使 用者影响，这是VR的第二个特征，即交互性
想象性 (Imagination)
• 虚拟现实不仅仅是一个演示媒体，而且还是一个 设计工具，它以视觉形式反映了设计者的思想
在海图上可以表示出海底地形、海底地 质、海水的温度和含盐度等 （4）用符号可以表示出地面没有外形的许多 自然和社会经济现象，如气压、雨量、 政区和人口移动等
3.1地图符号的实质－－分类
• 按照符号的定位情况分类，可以将符号分为定位 符号和说明符号
• 定位符号是指图上有确定位置，一般不能任意移 动的符号，如河流、居民地及行政边界等
• 地图符号是由形状、尺寸和颜色三个基本因素所 组成，注记是地图符号的一个重要部分
• 地图符号的形成过程，可以说是一种约定的过程， 经过很长时间的检验，有约定而达到俗成的程度， 为广大用图者所熟悉和承认
• 地图符号具有以下功效 ： （1）有选择地表示地理环境中的主要事物 （2）用平面的图形符号表示地面的起伏状况 （3）能表示出景物的看不见的本质特征，如
• 比如当在盖一座现代化的大厦之前，你首先要做 的事是对这座大厦的结构、外形做细致的构思， 为了使之定量化，你还需设计许多图纸
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想象性是VR与设计者并行操作，为发挥它们的创造性而设计的 这极大地依赖于人类的想象力，。
沉浸感即投入感，其目的是力图使用户在计算机所创建的三维 虚拟环境中处于一种全身心投入的感觉状态，有身临其境的感觉， 即所谓“沉浸感”。
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6.3 地图的表示和地图符号
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。
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2、地图符号的分类
1）按定位分类 定位符号、说明符号。
2）按符号代表事物分类 点状符号、线状符号、面状符号。
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2）虚拟地理环境
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高对二维或三维空间关系和 空间问题的理解。
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二、GIS和计算机制图
GIS的发展从计算机制图和地籍管理起步。至今，制 图还是GIS的重要功能之一。 计算机制图的发展孕育了GIS的诞生，而GIS的发展又 促进了计算机制图的进一步发展。
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三、GIS环境下空间数据的多尺度显示
空间数据的多尺度显示是指将同一地区图，放在远近不同的 地区观测，以便观察到该地区不同分辨率、不同对象的图形， 即建立不同的数据模型。 空间数据的多尺度显示方法： 利用系列比例尺数据进行景观生成，以得到该地区 从宏观到 微观、从整体到局部的显示。 将同一比例尺数据简化为几个层次数据显示。
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7、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。
GIS可视化的发展过程： （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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（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
六章节空间数据可视化及制 图
6.1 概述 6.2 GIS中图形的输出 6.3 地图的表示和地图符号 6.4 专题信息和专题图 6.5 电子地图
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5、空间信息可视化产品类型
电子地图 多媒体地图 三维仿真图 四维时空图 交互式可视化界面
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6、空间信息可视化的方法
传统的及新型的制图软件 空间信息系统 仿真系统 虚拟现实
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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6.2 GIS中图形的输出
一、GIS中图形的输出形式
GIS中图形的输出用来表示地理实体的空间特性和属性特性。 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。 2）图象 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，但不用符号化方式，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。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
地图符号系统（在GIS中的地图符号库）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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1、 GIS中的地图符号
GIS中都建立地图符号库。 地图符号库是将地图符号以数据库的形式存到计算机 中实现数据库管理功能，从而，实现符号信息的存储和 查询。 在地图符号库中的符号其结构统一，便于扩充和修改。
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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（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
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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一、地图的符号和地图符号系统
地图的符号是地图的语言，是在地图上表达空间对象的图 形记号，它通过尺寸、形状和颜色来表示事物空间的位置、 形状、质量和数量特征，是表达地理现象与发展的基本手段。
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。
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。
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二、虚拟现实（virtual reality)
1、 虚拟现实（VR）
虚拟现实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。
虚拟现实是空间信息可视化进一步发展的新方式，它使人们好像进 入真实地理空间环境，并与之进行交互作用。
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虚拟现实的三个特征
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。