空间数据可视化表达
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。
本质上，虚拟电现子实地就图是包一含种先了进GI的S计的算主机要用功户能接，口，但通不过是计全算部机建功立能一。种侧仿真重数于字可环见境实，体将的数显据示转换，成其图中像较、完声善音的和空触间摸感信受息，可利视用化多种传感设 备软使拷用 贝户：“屏投幕入功具上”到有能的该统和电环子地一境地图中的图，量。空用算间户功可数能以学如是基同一在础般真,G实I因世S所界而欠那空样缺间“处的分理。析”计但相算是对机相G系I对S统薄而所弱言产,，生这一的虚也些拟是电物两子体者地。的图分(集水)岭难。予使其可视子空间均
数据可视化的7种方法
数据可视化的7种方法数据可视化是将数据以图形、图表、图像等形式展示的过程，可以帮助人们更清晰、更直观地理解数据。
在当今数据时代，数据可视化已经成为了数据分析和决策过程中必不可少的工具之一、以下是7种常见的数据可视化方法：1.折线图：折线图是一种以折线连接数据点的图表形式，通常用于显示数据随时间变化的趋势。
折线图能够清晰地显示数据的趋势和周期性变化，并且能够方便地比较多组数据的变化。
2.柱状图：柱状图通过矩形的高度来表示数据的数量或大小，通常用于比较多组数据之间的差异。
柱状图能够直观地显示数据的大小关系，尤其适用于展示离散的数据。
3.饼图：饼图是以圆形的扇区表示数据的百分比或比例，通常用于展示数据的组成部分。
饼图常用于比较各组数据的占比情况，能够直观地显示数据的分布情况。
4.散点图：散点图用于展示两个变量之间的关系，每个数据点表示一个观测值。
散点图能够帮助人们发现数据间的相关性或趋势，并且可以用不同颜色或大小的数据点表示其他维度的数据。
5.热力图：热力图用不同颜色的方块或区域表示数据的强度或密度，通常用于显示地理、时间等维度上的数据分布。
热力图常用于展示数据的热点区域或集中程度，能够清晰地显示数据的空间分布特征。
6.树状图：树状图用于展示数据的层次结构或组织关系，通常由节点和连线组成。
树状图能够清晰地显示数据的上下层次关系，适用于展示组织结构、分类关系等。
7.地图：地图是基于地理信息呈现的可视化方式，用于展示地理位置上的数据分布和相关信息。
地图能够直观地显示地理位置上的数据差异和相关性，常用于分析地理分布特征、市场研究等领域。
除了以上7种常见的数据可视化方法，还有词云图、雷达图、箱线图、网络图等不同形式的可视化方式。
无论使用哪种方法，都应该根据数据的特点和分析目的选择合适的可视化方式，并注重其简洁、直观、准确地表达数据。
空间数据的可视化表达和符号化表现
1.1、单一符号
采用大小、形状、颜色都统一的点状，线状或者 面状符号来表达制图要素。
特点：单一符号设置方法忽略了要素在数量，大 小等方面的差异，只能反映制图要素的地理位置 而不能反映要素的定量差异。
改变符号类型、 大小、颜色
注意：这里只保存显示效果，下次打开文件 时仍然是默认显示（将文件移除后重新添加 查看效果），所以在作图时要将文件作为 ArcMap文档的一部分保存；
5
符号化有两个含义：在地图设计中，地图 数据的符号化是指利用符号将连续的数据 进行分类分级、概括化、抽象化的过程。 在数字地图转换为模拟地图过程中，地图 的符号化指的是将已处理好的地图数据恢 复成连续图形，并附之以不同符号表示的 过程。
6
点状要素
通过点状符号的形状、色彩、
大小等表示不同的类型或不同的等级；
空间数据的可视化表达和符号化表现
可视化，也称作科学计算可视化，它将符号或 数据转换为直观的几何图形，便于研究人员观 察其模拟和计算过程。可视化包括了图像综合， 这就是说，可视化是用来解释输入到计算机中 的图像数据，并从复杂的多维数据中生成图像 的一种工具。是地图数据的屏幕显示。
1
1)地图数据的可视化表示 可以根据数字地图数据分类、分级特
点，选择相应的视觉变量(如形状、尺寸、 颜色等)，制作全要素或分要素表示的可 阅读的地图，如屏幕地图、纸质地图或 印刷胶片等等。
2
2)地理信息的可视化表示 是利用各种数学模型，把各类统计数
据、实验数据、观察数据、地理调查资 料等进行分级处理，然后选择适当的视 觉变量以专题地图的形式表示出来，如 分级统计图、分区统计图、直方图等。 这种类型的可视化体现了科学计算可视 化的初始含义。
gis可视化表达方法
gis可视化表达方法在当今大数据时代，地理信息系统（GIS）成为了解析、管理和可视化空间数据的重要工具。
GIS可视化表达方法则是将地理信息通过视觉元素呈现出来，帮助人们更直观地理解空间数据及其背后的规律。
本文将详细介绍GIS可视化的常用表达方法。
一、地图基础1.矢量地图：通过点、线、面的方式表达地理要素，可以清晰地展示地理事物的位置、形状和关系。
2.栅格地图：以像素为单位，将地理信息转化为图像，适用于表达连续变化的地理现象。
3.等值线图：通过连接等值点的线条，展示地形、气温、降水等连续变量的分布情况。
二、专题地图1.分级设色图：根据不同的数值范围，用不同颜色表示，直观展示地理现象的分布差异。
2.点状符号图：通过不同形状、大小和颜色的点表示地理要素，如人口分布、地震灾害等。
3.线状符号图：用不同线型、颜色和宽度表示交通、河流等线性地理要素。
4.面状符号图：通过不同颜色和纹理的面状符号表示行政区划、土地利用等区域地理要素。
三、三维可视化1.透视投影：将三维地理数据通过透视投影转换为二维图像，展示地形起伏和建筑物高度。
2.断面图：通过垂直于地面的截面展示地形变化，适用于地质勘探和隧道设计等领域。
3.倾斜摄影：采用无人机等设备，从多个角度拍摄地面照片，生成具有立体感的可视化图像。
四、动态可视化1.时空立方体：通过三维空间和时间的组合，展示地理现象随时间的变化规律。
2.动态模拟：利用动画形式，展示地理现象的变化过程，如交通流、人口迁移等。
五、交互式可视化1.地图查询：用户可以通过点击、拖动等操作，查询地理信息。
2.缩放与旋转：用户可以调整视图的缩放级别和旋转角度，从不同角度观察地理信息。
3.信息联动：通过关联不同图层，实现地理信息的联动展示。
总结：GIS可视化表达方法多种多样，可以根据实际需求选择合适的表达方式。
地理空间数据可视化案例
地理空间数据可视化案例地理空间数据可视化是一种通过图形和图像的方式呈现地理信息的技术。
本文将介绍一些地理空间数据可视化的案例，包括地理位置可视化、人口分布可视化、气象变化可视化、地质构造可视化、城市规划可视化、交通流量可视化和农业种植分布可视化等方面的内容。
1. 地理位置可视化地理位置可视化是将地理坐标和相关信息呈现在地图上的一种方式。
例如，通过GPS定位技术，可以将某个物体或人物的地理位置实时呈现在地图上。
这种可视化方式可以用于导航、物流配送、安全监控等领域。
2. 人口分布可视化人口分布可视化是将人口数量和分布情况呈现在地图上的一种方式。
通过这种方式，可以直观地看到人口密集区和人口稀疏区的分布情况，从而更好地了解人口分布的特点和规律。
这种可视化方式可以用于城市规划、资源配置等领域。
3. 气象变化可视化气象变化可视化是将气象数据和变化情况呈现在地图上的一种方式。
例如，通过气象卫星和观测站获取的温、压、湿、风等数据，可以制作出气象图和气象动画，从而更好地了解气象变化的情况和规律。
这种可视化方式可以用于天气预报、气候变化研究等领域。
4. 地质构造可视化地质构造可视化是将地质结构和地质现象呈现在地图上的一种方式。
例如，通过地震勘探和地层学等方法获取的地质数据，可以制作出地质图和地质动画，从而更好地了解地质构造的特点和规律。
这种可视化方式可以用于矿产资源勘探、地震监测等领域。
5. 城市规划可视化城市规划可视化是将城市规划方案和建设情况呈现在地图上的一种方式。
通过这种方式，可以直观地看到城市规划的效果和实际情况，从而更好地了解城市规划的特点和规律。
这种可视化方式可以用于城市规划和城市管理等领域。
6. 交通流量可视化交通流量可视化是将交通流量和流向呈现在地图上的一种方式。
例如，通过GPS定位技术和交通摄像头获取的车辆位置和速度数据，可以制作出交通图和交通动画，从而更好地了解交通流量和流向的情况和规律。
这种可视化方式可以用于交通管理和交通规划等领域。
地理信息科学中的空间数据分析与可视化技术
地理信息科学中的空间数据分析与可视化技术地理信息科学（Geographic Information Science，简称GIS）是一门跨学科的研究领域，涵盖地理学、计算机科学、数学、地质学、环境科学等多个学科。
它将地理空间信息与计算机技术相结合，以构建空间数据存储、处理、分析、可视化和应用平台，为决策制定、资源管理、环境保护、城市规划等领域提供支持。
空间数据分析与可视化技术是GIS的核心内容，本文将对其进行深入探讨。
一、空间数据分析技术空间数据分析技术是GIS的重要组成部分，主要包括数据预处理、空间关系分析、空间模型构建、空间数据挖掘等多个方面。
在实际应用中，空间数据分析技术可用于资源、环境、灾害、经济等多个领域。
1. 数据预处理数据预处理是空间数据分析的第一步，主要包括数据清洗、数据转换、数据集成等几个方面。
其中，数据清洗是指对采集数据进行质量控制和纠错，以减少分析中的误差和偏差；数据转换是指将不同格式的空间数据转换为统一的数据格式和数据模型，以方便分析和可视化；数据集成是指将多源数据集成到一起，以提高数据的完整性和准确性。
2. 空间关系分析空间关系分析是GIS的核心内容之一，主要包括空间接近度分析、点线面关系分析、路径分析等几个方面。
其中，空间接近度分析用于确定地理空间相邻点之间的距离和方向关系，以评估空间接近度的程度；点线面关系分析用于确定点、线、面对象之间的拓扑关系和覆盖关系，以帮助用户了解空间实体的位置和分布；路径分析用于确定两个地点之间的最短路径、最优路径、多路径等，以计算出行距离和时间。
3. 空间模型构建空间模型构建是GIS的另一个核心内容，主要包括空间数据模型、空间分析模型、空间决策模型等几个方面。
其中，空间数据模型用于描述和管理地理空间实体和属性关系的数据结构，以进行数据的查询和更新；空间分析模型用于描述和计算地理空间实体之间的拓扑关系和度量关系，以进行数据的统计和分析；空间决策模型用于描述和辅助空间决策的过程，以进行决策的评估和优化。
空间可视化方法
空间可视化方法
空间可视化方法是指通过图形、图像或者虚拟三维模型等方式，将空间数据捕捉并展示出来的方法。
以下是一些常见的空间可视化方法：
1. 空间数据图表化：将空间数据以图表的方式展示出来，如柱状图、折线图、散点图等。
这种方法适用于对空间数据的整体分布和趋势进行分析。
2. 地图可视化：将空间数据在地图上展示出来，通过地图的形式来展示各个地点的分布、属性或者关系。
这种方法适用于地理信息系统（GIS）应用中的空间数据可视化。
3. 3D 场景可视化：使用虚拟现实技术将空间数据呈现为三维
场景。
例如，通过使用三维建模软件来创建城市模型，将地理数据与建筑模型结合起来展示。
4. 热力图可视化：使用颜色或者渐变的透明度来表示空间区域的密度或者强度。
通过这种方式可以直观地展示出空间数据的热点分布。
5. 轨迹可视化：将移动物体的轨迹以线形或者点状的方式展示出来。
这种方法适用于对移动物体的行为进行分析，比如航班轨迹、车辆追踪等。
这些空间可视化方法可以帮助人们更好地理解和解释空间数据，从而支持决策制定和问题解决。
空间信息可视化
虚拟现实技术：利用虚拟现实技术创建虚拟的三维场景用户可以 身临其境地感受空间信息增强沉浸感。
空间信息可视化的技术实现
数据采集与处理
数据来源：遥感卫星、无人机、地面传感器等 数据处理：图像增强、数据融合、信息提取等 数据格式：GeoTIFF、GeoJPEG2000等地理信息数据格式 数据质量：误差控制、精度评估等
空间信息可视化
汇报人：
单击输入目录标题 空间信息可视化的概念
空间信息可视化的技术实现 空间信息可视化的应用案例 空间信息可视化的未来念
定义与意义
空间信息可视化的定义：将空间数据转化为视觉形式的过程以便更好地理解和分析空间信息。 空间信息可视化的意义：提高空间数据的可理解性和可操作性促进空间信息的传播和应用。 空间信息可视化的应用领域：地理信息系统、遥感、城市规划、环境保护等。 空间信息可视化的技术手段：地图、三维模型、虚拟现实等。
地图制作与符号化
地图制作：使用GIS软件进行地图制作包括地图设计、数据输入、编辑和输出等步骤 符号化：通过符号化表达地图信息包括点、线、面等符号类型以及颜色、形状、大小等视觉变量
交互设计与用户体验
交互设计：空间信息可视化中交互设计至 关重要它能够使用户更方便地与数据互动 获取所需信息。
用户体验：良好的用户体验是空间信息可 视化的关键它能够提高用户的使用效率和 满意度。
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
增强现实技术：将虚拟信息叠加到 真实世界中实现虚实结合的可视化 效果。
可视化技术的跨平台应用：支持多 种终端设备实现跨平台的数据展示 和交互操作。
空间信息可视化的应用案例
城市规划与管理
城市空间布局可视化：通过地理信 息系统（GIS）等技术将城市空间 布局进行可视化展示帮助规划师更 好地理解城市空间结构。
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在右边打开分类方 法
调整相关参数
制作分级符号
设置分级符号标注
美国各城市人口分级分布图
符号显示比例设置
在默认状态下，分级符号 的大小是一定的，不随地图在 屏幕上的缩放而变化。如果需 要在屏幕缩放时分级符号发生 相应的变化，可以通过单击菜 单的Set Reference Scale菜单 命令实现。如果想恢复原来的 状态，只要选择Clear Reference Scale菜单命令就可 以了。
符号的形状往往是根据制图要素的特征来确定的，而符号的大小取决于 分级数值的大小或是级别的高低。分级符号表示方法一般用于表示点状 和线状要素，诸如城镇人口分级图、商业销售分级图以及道路等级图分 布图等。
优点是可以直观地表达制图要素的数值差异。
查看分类 方法
添加数据和之前相 同：c6-----USA下 cities和states；
添加数据和之前相 同：c6-----USA下 cities和states；
查看cities的属性， 点击“多个属性” ， 选择字段属性TYPE；
查看符号 大小
在右边打开符号大 小。
选择字段属性 POP1990；
在右边选择4个分类。
查看组合符号化后 的地图；
通过对要素多种属 性的符号设置，最 终得到的图是一张 集城市分类和人口 数量为一体的地图。 它比一般的单一属 性符号表达图表现 的层次更深，范围 更广，符合了实际 生活的需要。
查看roads的属性， 点击“添加所有值” 查看属性值相同的 符号类型，如图中 分六类属性值；
双击红框中的线符 号改变线类型；
单击类型红框中的 名称改变标注名称；
查看符号化后的公 路，以及内容列表 中的变化；
1.3、分级色彩
将要素属性数值按照一定的分级方法分成若干级别之后， 用不同的颜色来表示不同级别。每个级别用来表示数值的 一个范围，从而可以明确反映制图要素的定量差异。
地图符号一般分为点状符号、线状符号和面状符号。 1）点状符号 是一种表达不能依比例尺表示的小面积事物
（如油库等）和点状（如控制点）所采用的符号。
点状符号
ArcGIS下点的表示
2）线状符号 是一种表达呈线状或带状延伸分布事物的符号，
如河流，其长度能按比例尺表示，而宽度一般不能按比例尺表示， 需要进行适当的夸大。
根据数据层要素属性值来设置地图符号的方式；属性值相同的 采用相同的符号，属性值不同的采用不同的符号。
利用不同形状，大小，颜色，不仅能反映空间位置，还能反映 出地图要素的数量或者质量的差异，对地理信息的决策作用提 供了支持。
查看分类符号属性
添加数据和之前相 同：c6-----USA下 roads和states；
线状符号
ArcGIS下线的表示
3) 面状符号 是一种能按地图比例尺表示出事物分布范围的
符号。并可以从图上量测其长度、宽度和面积。
面状符号
ArcGIS中面的表示
一般来说符号化方法可分为以下几类： 单一符号 分类符号 分级符号 分级色彩 比率符号 组合符号 统计符号 彩色阴影
1.1、单一符号
计算结果；
在右边将分类数改为7， 打开分类方法
选择分类方法为 手动；
在中断值中依次 输入数值 50,100,200,400 ,700,1500,9500
查看符号化后的 地图。
美国各州人口密度分布图
1.4、分级符号
类似于分级色彩设置方法，设置分级符号是将要素属性数值按照一定的 分级方法分成若干级别，然后用不同的符号表示不同的级别。
三、上机实例
制作上海市行政区划图
可视化：可视化是一种计算方法，它将符号或数据转换为直观 的几何图形，便于研究人员观察其模拟和计算过程。
空地间理数信息的可视处化过程包括三个方面： 理 据1）库地图数据的可视化表示：屏幕地图、纸质地图
2）地理信息的可视化表示：分级统计图、直方图 3）空间分析结果的可视化表示：专题地图
添加数据和之前相 同：c6-----USA下， 只保留states的复 选框；
查看states的属性， 点击“点密度” ， 选择字段属性 POP1990；
查看最终的人口点 密度图。
1.7、统计符号
用于表示制图要素的多项属性。常用的统计图有饼状图， 柱状图，累计柱状图等。 – 饼图主要用于表示制图要素的整体属性与组成部分 之间的比例关系 – 柱状图常用于表示制图要素的两项可比较的属性或 者是变化趋势 – 累计柱状图既可以表示相互关系与比例，也可以表 示相互比较与趋势。
Help中实例： 基本知识库----- ArcGIS教程-----制图表达教 程简介
GIS应用实践与空间分析五
空间数据的可视化表达(一)
——数据符号化
课程内容
一、数据符号化
1.1、单一符号 1.2、分类符号 1.3、分级色彩 1.4、分级符号 1.5、比率符号 1.6、点值符号 1.7、统计符号 1.8、设置组合符号 二、专题地图编制
版面设计 、制图数据操作、地图标注、地图整饰、地图输出
添加数据和之前相同： c6-----USA下，只保留 states的复选框；
查看states的属性，点 击“条形图” ，选择 字段属性POP1990和 POP1999，选择颜色；
查看最终的各州人口 统计符号图。
1.8 设置组合符号
实际应用中，几乎每个地图要素都会包含若干项相 关的属性，如城镇数据层中既有反映城镇规模的城镇人 口，还有城镇国民经济生产总值等。如果要在反映城镇 人口规模的同时，还需要反映城镇的行政等级，就可 以选择组合符号表示方法，通过符号的大小表示人口 规模，同时利用符号颜色表示行政等级。符号组合表 示法其实就是利用不同的符号表示方法表示同一地图 要素的不同属性信息。
一、数据符号化
地图设计中，地图数据符号化是指利用符号将连续的 数据进行分类分级、概括化、抽象化的过程。
数字地图转换为模拟地图过程中，地图数据符号化指 将已处理好的矢量地图数据恢复成连续图形，并附之 以不同符号表示的过程。
符号化的原则是按实际形状确定地图符号的基本形状， 以符号的颜色或者形状区分事物的性质。
可以看见ArcMap系 统中缺省的符号表示 方法。
改变符号类型、 大小、颜色
查看设置后的效果；
同样调整states面文件，查看效果；
注意：这里只保存显示效果，下次打开文件时仍然是默认显示 （将文件移除后重新添加查看效果），所以在作图时要将文件作 为ArcMap文档的一部分保存；
1.2、分类符号
添加数据和之前相同： c6-----USA下，只保 留states的复选框；
查看states的属性，
点击“分级色彩” ，
选择字段属性，
POP1990表示 1990
查看分类 年的人口总数，Area
方法
表示某一地区的总面
积。做这两个选择实
际上是将
POP1990(人口数)除
于一个AREA(面积)，
得到一个人口密度的
采用大小、形状、颜色都统一的点状，线状或者面状符号 来表达制图要素。
特点：单一符号设置方法忽略了要素在数量，大小等方面 的差异，只能反映制图要素的地理位置而不能反映要素的 定量差异。
先建立文件夹连接： 文件夹连接上右键--连接文件夹c6-----即 可；
添 加 数 据 ： c6----USA 下 的 cities 和 states；
添加数据和之前相 同：c6-----USA下， 只保留states的复 选框；
查看states的属性， 点击“比例符号” ， 选择字段属性 POP1990；
查看最终的人口比 率符号图。
1.6、点值符号
点值符号表示法，就是使用一定大小的点状符号来表示一定 数量的制图要素，表现出一个区域范围内的密度数值，数值 较大的区域点较多，数值小的地区点较小。是一种用点的密 度来表现要素空间分布的方法。
1.5、比率符号
比率符号表示方法是按照一定的比率 关系，来确定与制图要素属性数值对 应的符号大小，一个属性数值就对应 了一个符号大小，这种一一对应的关 系使得符号设置表现得更细致，不仅 反应不同级别的差异，也能反映同级 别之间微小的差异。
如果属性数值过大，则不适合采用此 种方法，因为比率符号过大会严重影 响地图的整体视觉效果。