CH空間信息的可視化與地圖制圖PPT課件

1、第七章第七章 空間信息的可視化與空間信息的可視化與 地圖制圖地圖制圖 第1頁/共32頁 空間信息可視化空間信息可視化 可視化 可視化是將符號(hào)或數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為直觀的圖形、圖像的技術(shù)，它的過程是一種轉(zhuǎn)換，它的目的是將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可顯示的圖形、圖像，從而全面且本質(zhì)地把握住地理空間信息的基本特征，便于最迅速、形象地傳遞和接收它們。 科學(xué)計(jì)算可視化 是指運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)，將科學(xué)計(jì)算過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)換為圖形和圖像顯示出來，并進(jìn)行交互處理的理論、方法和技術(shù)。 第2頁/共32頁空間信息的可視空間信息的可視 是指運(yùn)用地圖學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理是指運(yùn)用地圖學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理技技

2、術(shù)術(shù)，將，將地學(xué)信息地學(xué)信息輸入、處理、查詢、分析以及預(yù)輸入、處理、查詢、分析以及預(yù)測的數(shù)據(jù)及結(jié)果采用測的數(shù)據(jù)及結(jié)果采用圖形符號(hào)、圖形、圖像圖形符號(hào)、圖形、圖像，并，并結(jié)合結(jié)合圖表、文字、表格、視頻圖表、文字、表格、視頻等可視化形式顯示，等可視化形式顯示，并進(jìn)行交互處理的理論、方法和技術(shù)。并進(jìn)行交互處理的理論、方法和技術(shù)?？臻g數(shù)據(jù)庫處理第3頁/共32頁可視化的特可視化的特點(diǎn)點(diǎn) 可視化過程的交互性 信息表達(dá)的動(dòng)態(tài)性 信息表達(dá)載體的多維性第4頁/共32頁 可視化的形可視化的形式式 地圖 硬拷貝：硬拷貝：紙質(zhì)或其它介質(zhì)地圖紙質(zhì)或其它介質(zhì)地圖 軟拷貝：軟拷貝：屏幕上的電子地圖屏幕上的電子地圖 多媒體地

3、學(xué)信息 綜合、形象地表現(xiàn)空間信息所使用的文本、表格、聲音、圖像、圖形、動(dòng)畫、音頻、視頻各種形式邏輯地聯(lián)接并集成為一個(gè)整體概念，是空間信息可視化的重要形式。第5頁/共32頁 三維仿真地圖三維仿真地圖 虛擬現(xiàn)實(shí)虛擬現(xiàn)實(shí) 它是由計(jì)算機(jī)和其它設(shè)備如頭盔、數(shù)據(jù)手套等它是由計(jì)算機(jī)和其它設(shè)備如頭盔、數(shù)據(jù)手套等組成的高級組成的高級人機(jī)交互人機(jī)交互系統(tǒng)，以系統(tǒng)，以視覺視覺為主，也結(jié)合聽、為主，也結(jié)合聽、觸、嗅甚至味覺來感知的環(huán)境，使人們有如進(jìn)入真觸、嗅甚至味覺來感知的環(huán)境，使人們有如進(jìn)入真實(shí)的地理空間環(huán)境之中并與之交互作用。實(shí)的地理空間環(huán)境之中并與之交互作用。第6頁/共32頁 空間數(shù)據(jù)可視化的過空間數(shù)據(jù)可視化的

4、過程程 從GIS數(shù)據(jù)庫中檢索出的要素、特征及定位信息 預(yù)處理從符號(hào)庫讀取符號(hào)信息 符號(hào)化 從 字 符 庫 讀取 漢 字 及 字符信息 地圖輸出 色彩庫色 彩 信息第7頁/共32頁 地圖符號(hào)和符號(hào)地圖符號(hào)和符號(hào)庫庫地圖反映的是地學(xué)領(lǐng)域的事物和現(xiàn)象，它的空間尺度相對于人類的一般活動(dòng)是宏觀的。地圖是對客觀的一種模擬，即模型。地圖是對環(huán)境空間中地學(xué)客體集合的時(shí)、空、質(zhì)、數(shù)等客觀特征全面抽象后的圖形符號(hào)模型。地圖是圖形符號(hào)的空間集合，圖形符號(hào)是地圖的語言。第8頁/共32頁地圖的符號(hào)和色彩地圖的符號(hào)和色彩 地圖符號(hào)是在地圖上表達(dá)空間對象的圖形記號(hào)，是地圖的語言。 符號(hào)分類 點(diǎn)狀符號(hào) 線狀符號(hào) 面狀符號(hào)第9

5、頁/共32頁 符號(hào)的圖元 點(diǎn)狀符號(hào)的圖元：點(diǎn)、線段、折線、樣條曲線、圓弧、三角形、矩形、多邊形等 線狀符號(hào)的圖元：實(shí)線、虛線、點(diǎn)虛線、雙虛線、雙實(shí)線、連續(xù)點(diǎn)符號(hào)、帶狀暈線等 面狀符號(hào)的圖元：陰影線填充圖案、點(diǎn)符號(hào)填充圖案、位圖填充圖案 色彩 RGB (Red/Green/Blue)色彩模型 HIS (Hue/Light/Saturation)色彩模型第10頁/共32頁 地圖符號(hào)庫和漢字庫地圖符號(hào)庫和漢字庫 地圖符號(hào)庫是地圖符號(hào)的有序集合。 符號(hào)庫的設(shè)計(jì) 直接信息塊法：直接存儲(chǔ)圖形的矢柵數(shù)據(jù) 間接信息塊法：存儲(chǔ)圖形的幾何參數(shù) 矢量符號(hào)庫及其應(yīng)用 基本繪圖元素是有向線 分點(diǎn)、線、面狀符號(hào)第11頁/

6、共32頁 柵格符號(hào)庫及其應(yīng)用 基本繪圖元素是柵格點(diǎn) 分點(diǎn)、線、面狀符號(hào) 地圖漢字庫 柵格漢字庫（點(diǎn)陣漢字庫） 矢量漢字庫 True Type輪廓漢字庫第12頁/共32頁地圖注記地圖注記 注記是文字和數(shù)字的總稱，表示事物名稱、質(zhì)量和數(shù)量的特性。 注記內(nèi)容 名稱注記 說明注記 數(shù)字注記 注記的自動(dòng)配置 定位自動(dòng)化 要素自動(dòng)生成第13頁/共32頁空間實(shí)體的符號(hào)化過空間實(shí)體的符號(hào)化過程程 地圖數(shù)字化是將特定的地理空間實(shí)體按數(shù)學(xué)模型抽象為空間數(shù)據(jù)，并存入空間數(shù)據(jù)庫的過程。 符號(hào)化是空間數(shù)據(jù)數(shù)字化的逆過程，指將空間數(shù)據(jù)庫內(nèi)空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)榈貓D輸出時(shí)，對空間數(shù)據(jù)配置符號(hào)的過程。 符號(hào)化過程 確定輸出范圍及該范

7、圍內(nèi)的空間實(shí)體 獲取表示空間實(shí)體的幾何數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù) 根據(jù)屬性數(shù)據(jù)中表示的地物類型，在符號(hào)庫中獲取符號(hào)描述信息 建立空間實(shí)體和符號(hào)間的關(guān)系第14頁/共32頁GIS中符號(hào)化模塊空間數(shù)據(jù)庫符號(hào)庫輸出符號(hào)化地圖符號(hào)標(biāo)識(shí)符號(hào)描述信息實(shí)體信息空間實(shí)體符號(hào)化過程空間實(shí)體符號(hào)化過程第15頁/共32頁專題信息和專題地圖專題信息和專題地圖 專題地圖是表示特定專題信息的地圖。在GIS中，專題信息就是相應(yīng)的屬性信息。 專題地圖組成 地理基礎(chǔ)信息-骨架 專題信息-專題要素第16頁/共32頁 專題信息 按特點(diǎn)分定性專題信息和定量專題信息 按分布形式分連續(xù)分布和離散分布 專題地圖分類 自然地圖：主要表示自然要素的分布特征

8、 社會(huì)經(jīng)濟(jì)地圖：強(qiáng)調(diào)人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象的地理規(guī)律及社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素第17頁/共32頁專題地圖的表示方法專題地圖的表示方法 專題地圖的表示方法專題地圖表示方法統(tǒng)計(jì)圖法非統(tǒng)計(jì)圖法分級統(tǒng)計(jì)圖定位統(tǒng)計(jì)圖圖表統(tǒng)計(jì)圖定性數(shù)據(jù)質(zhì)底法定量數(shù)據(jù)面狀符號(hào)法點(diǎn)狀符號(hào)法線狀符號(hào)法第18頁/共32頁專題地圖的專題要素表示專題地圖的專題要素表示 點(diǎn)狀符號(hào)專題地圖 用點(diǎn)狀符號(hào)表示地物分布的質(zhì)量特征和數(shù)量特征 文字符號(hào)、幾何符號(hào)、特征符號(hào)、藝術(shù)符號(hào) 線狀符號(hào)專題地圖 表示在地面上呈線狀或帶狀的專題要素 采用不同顏色和形狀的線劃、箭頭、條帶等表示地物分布的質(zhì)量和數(shù)量特征第19頁/共32頁 等值線專題地圖 特殊的線狀符號(hào)專題圖，表示連

9、續(xù)分布，并逐漸變化的制圖現(xiàn)象的數(shù)量特征 面狀符號(hào)專題地圖用面狀符號(hào)表示地物分布的質(zhì)量和數(shù)量特征第20頁/共32頁常用的幾種專題地圖常用的幾種專題地圖 統(tǒng)計(jì)專題地圖分級統(tǒng)計(jì)專題地圖圖表統(tǒng)計(jì)專題地圖定位統(tǒng)計(jì)專題地圖 質(zhì)底專題圖符號(hào)化的定性數(shù)據(jù)專題地圖反映制圖區(qū)域連續(xù)分布現(xiàn)象的質(zhì)量特征用不同顏色、面狀符號(hào)及不同暈線等表示第21頁/共32頁 點(diǎn)密度專題圖 用大小相等的點(diǎn)群表示專題要素的分布特征 點(diǎn)密集的地方表示專題現(xiàn)象集中 不表達(dá)現(xiàn)象的分布位置，只能從總體的點(diǎn)集反映分布規(guī)律 等級符號(hào)專題圖 用大小不同的點(diǎn)符號(hào)表示專題屬性 根據(jù)屬性數(shù)據(jù)計(jì)算點(diǎn)符號(hào)大小第22頁/共32頁專題圖的設(shè)計(jì)制專題圖的設(shè)計(jì)制作作 專

10、題要素的選擇 專題圖的整飾 圖框設(shè)計(jì) 圖名確定 比例尺的確定 圖例的設(shè)計(jì) 文字說明第23頁/共32頁底圖要素專題要素注記、圖例配置裝飾輸出要素選取、數(shù)據(jù)處理、符號(hào)化要素選取、數(shù)據(jù)處理、符號(hào)化專題地圖的設(shè)計(jì)與制作流程專題地圖的設(shè)計(jì)與制作流程第24頁/共32頁電子地電子地圖圖 概念電子地圖電子地圖，是以地圖數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，以，是以地圖數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，以數(shù)字形式存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)外存儲(chǔ)器上，并能數(shù)字形式存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)外存儲(chǔ)器上，并能在屏幕上在屏幕上實(shí)時(shí)顯示實(shí)時(shí)顯示的可視地圖，又稱的可視地圖，又稱“屏屏幕地圖幕地圖”、“瞬時(shí)地圖瞬時(shí)地圖”。電子地圖集，電子地圖集，是為了一定用途，采用統(tǒng)是為了一定用途，采用統(tǒng)一、互

11、補(bǔ)的制作方法系統(tǒng)匯集的若干電子一、互補(bǔ)的制作方法系統(tǒng)匯集的若干電子地圖，這些地圖具有內(nèi)在的統(tǒng)一性，互相地圖，這些地圖具有內(nèi)在的統(tǒng)一性，互相聯(lián)系，互相補(bǔ)充，互相加強(qiáng)。聯(lián)系，互相補(bǔ)充，互相加強(qiáng)。第25頁/共32頁 電子地圖與電子地圖與GISGIS的區(qū)別的區(qū)別 電子地圖包含了GIS的主要功能，但不是全部功能。側(cè)重于可見實(shí)體的顯示，其中較完善的空間信息可視化功能和地圖量算功能是一般GIS所欠缺的。但是相對而言, 一些電子地圖(集) 難予使其可視子空間均具有統(tǒng)一的空間數(shù)學(xué)基礎(chǔ), 因而空間分析相對GIS薄弱，這也是兩者的分水嶺。 電子地圖（集）是一種新型的、內(nèi)容廣泛的GIS產(chǎn)品，而電子地圖（集）系統(tǒng)則是一

12、些內(nèi)容廣泛、功能各異的新型GIS系統(tǒng)。 第26頁/共32頁 動(dòng)態(tài)地圖動(dòng)態(tài)地圖 概念 動(dòng)態(tài)地圖是能集中、形象地表示空間信息的時(shí)空變化狀態(tài)和過程的電子地圖。它產(chǎn)生和發(fā)展是時(shí)空GIS的發(fā)展的必要基礎(chǔ)和前提。 特征和作用 可以直觀而又逼真地顯示地理實(shí)體運(yùn)動(dòng)變化的規(guī)律和特點(diǎn)。第27頁/共32頁 表示方法表示方法利用傳統(tǒng)的地圖符號(hào)和顏色等表示方法利用傳統(tǒng)的地圖符號(hào)和顏色等表示方法，如，如運(yùn)動(dòng)線表示氣流、行軍等路線。運(yùn)動(dòng)線表示氣流、行軍等路線。采用定義了動(dòng)態(tài)視覺變量的動(dòng)態(tài)符號(hào)來表示采用定義了動(dòng)態(tài)視覺變量的動(dòng)態(tài)符號(hào)來表示用閃爍、跳躍、色度、亮度變化等手段反映用閃爍、跳躍、色度、亮度變化等手段反映運(yùn)動(dòng)中物的矢量

13、、數(shù)量、空間和時(shí)間變化特運(yùn)動(dòng)中物的矢量、數(shù)量、空間和時(shí)間變化特征。征。采用連續(xù)快照方法作多幅或一組地圖采用連續(xù)快照方法作多幅或一組地圖。這是。這是采用一系列狀態(tài)對應(yīng)的地圖來表現(xiàn)時(shí)空變化采用一系列狀態(tài)對應(yīng)的地圖來表現(xiàn)時(shí)空變化的狀態(tài)。的狀態(tài)。 地圖動(dòng)畫地圖動(dòng)畫第28頁/共32頁 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 概念虛擬現(xiàn)實(shí)（虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual RealityVirtual Reality）是一種最有效地是一種最有效地模擬模擬人在自然環(huán)境中視、聽、動(dòng)等行為的人在自然環(huán)境中視、聽、動(dòng)等行為的高級人高級人機(jī)交互技術(shù)機(jī)交互技術(shù)，是當(dāng)代信息技術(shù)高速發(fā)展和集成的，是當(dāng)代信息技術(shù)高速發(fā)展和集成的產(chǎn)物。產(chǎn)物。本質(zhì)

14、上，虛擬現(xiàn)實(shí)就是一種先進(jìn)的計(jì)算機(jī)用戶本質(zhì)上，虛擬現(xiàn)實(shí)就是一種先進(jìn)的計(jì)算機(jī)用戶接口，通過計(jì)算機(jī)建立一種仿真數(shù)字環(huán)境，將數(shù)接口，通過計(jì)算機(jī)建立一種仿真數(shù)字環(huán)境，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖像、聲音和觸摸感受，利用多種傳感據(jù)轉(zhuǎn)換成圖像、聲音和觸摸感受，利用多種傳感設(shè)備使用戶設(shè)備使用戶“投入投入”到該環(huán)境中，用戶可以如同到該環(huán)境中，用戶可以如同在真實(shí)世界那樣在真實(shí)世界那樣“處理處理”計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所產(chǎn)生的虛計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所產(chǎn)生的虛擬物體。擬物體。第29頁/共32頁 VRVR特點(diǎn)特點(diǎn) 交互性（interactivity） 想象性(imagination) 沉侵感(immersion) VRVR應(yīng)用應(yīng)用 VRVR技術(shù)最先進(jìn)的應(yīng)用領(lǐng)域就是技術(shù)最先進(jìn)的應(yīng)用領(lǐng)域就是軍事國防軍事國防 飛行模擬飛行模擬 、戰(zhàn)斗模擬戰(zhàn)斗模擬 、VR GISVR GIS 開發(fā)虛擬開發(fā)虛擬GISGIS已成為已成為GISGIS發(fā)展的發(fā)展的一大趨勢一大趨勢。第30頁/共32頁 實(shí)現(xiàn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)技術(shù) 可以通過GIS軟件支持的DEM功能、3DMAX，AutoC