地理信息系統(tǒng)原理課件

地理信息系統(tǒng)原理課件東華理工大學測量學院GIS教研室 郭先春2013.7.20地理信息系統(tǒng)基礎東華理工大學郭先春地理信息系統(tǒng)原理課件東華理工大學測量學院GIS教研室2013《地理信息系統(tǒng)基礎》本書結(jié)構(gòu)第一章緒論第二章地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成第三章空間數(shù)據(jù)獲取第四章空間數(shù)據(jù)的表達第五章空間數(shù)據(jù)的處理第六章空間數(shù)據(jù)的管理第七章空間查詢與空間分析第八章空間數(shù)據(jù)的可視化與地圖制圖地理信息系統(tǒng)基礎《地理信息系統(tǒng)基礎》本書結(jié)構(gòu)第一章緒論地理信息系統(tǒng)基礎第八章空間數(shù)據(jù)的可視化與地圖制圖地理信息系統(tǒng)基礎§8-1普通地圖制圖§8-2專題地圖制圖§8-3三維空間數(shù)據(jù)的可視化§8-4地圖注記§8-5地圖排版§8-6地圖輸出第八章空間數(shù)據(jù)的可視化與地圖制圖地理信息系統(tǒng)基礎§8-1第八章空間數(shù)據(jù)的可視化與地圖制圖地理信息系統(tǒng)基礎主講內(nèi)容：1計算機地圖制圖與地理信息系統(tǒng)2地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)品輸出形式3地理信息系統(tǒng)的可視化與虛擬現(xiàn)實第八章空間數(shù)據(jù)的可視化與地圖制圖地理信息系統(tǒng)基礎主講內(nèi)容：地理信息系統(tǒng)基礎

地理信息系統(tǒng)脫胎于計算機地圖制圖，因而GIS的主要功能之一是計算機地圖制圖。計算機地圖制圖的發(fā)展，促進了地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展，而地理信息系統(tǒng)的發(fā)展又推動著計算機制圖的迅速提高和進一步發(fā)展。因而兩者的關系是密不可分的。

1計算機地圖制圖與地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)基礎地理信息系統(tǒng)脫胎于計算機地圖制圖，因而地理信息系統(tǒng)基礎

計算機地圖制圖的目的是生產(chǎn)各種形式的地圖，如普通地形圖，專題圖，三維立體地圖，暈渲圖，坡度圖和坡向圖等。地理信息系統(tǒng)則是以高效處理地理空間數(shù)據(jù)和非圖數(shù)據(jù)并為輔助決策提供科學依據(jù)為目的的計算機技術系統(tǒng)。計算機地圖制圖系統(tǒng)與GIS的相似之處：他們都以計算機的外圍設備為工具，以數(shù)據(jù)庫技術為基礎，都要處理空間數(shù)據(jù)，都具有地圖制圖的功能。他們的主要區(qū)別是:計算機地圖制圖系統(tǒng)側(cè)重于可見實體的顯示和處理，而對可見實體可能存在的非圖形屬性不太重視。而這種屬性在地理分析中卻是非常有用的數(shù)據(jù)；地理信息系統(tǒng)既注重實體的空間分布，又強調(diào)他們的顯示方法和質(zhì)量。1計算機地圖制圖與地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)基礎計算機地圖制圖的目的是生產(chǎn)各種形式的地地理信息系統(tǒng)基礎地理信息系統(tǒng)產(chǎn)品是由系統(tǒng)處理分析，可以直接提供研究、規(guī)劃和決策人員使用的產(chǎn)品。其產(chǎn)品形式有地圖，圖像，統(tǒng)計圖表以及各種形式的數(shù)字產(chǎn)品。其中地圖產(chǎn)品中典型的產(chǎn)品形式有：普通地圖、專題地圖和電子地圖等?！?-2地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)品輸出形式地理信息系統(tǒng)基礎地理信息系統(tǒng)產(chǎn)品是由系統(tǒng)處理分析，可以地理信息系統(tǒng)基礎普通地圖，包括國家的基本比例尺的地形圖和城市及廠礦的大比例尺地形圖等。這種地形圖的一個顯著特點是標準化，國家和有關行業(yè)如測繪局對各種系列比例尺的地形圖的規(guī)格、大小、內(nèi)容以及圖式都作了嚴格的規(guī)定，所以要由空間數(shù)據(jù)生產(chǎn)制作符合規(guī)范要求的地形圖并非易事。下面討論有關普通地圖制作的問題：1、地圖符號及其分類2、地圖符號的構(gòu)成特點3、地圖上的注記一、普通地圖制圖地理信息系統(tǒng)基礎普通地圖，包括國家的基本比例尺的地形圖地理信息系統(tǒng)基礎一、普通地圖制圖1、地圖符號及其分類1)概念

地圖符號（Symbol）是地圖的語言，它是表達地圖內(nèi)容的基本手段。地圖符號是由形狀不同、大小不一和色彩有別的圖形和文字組成，注記是地圖符號的一個重要部分，它也有形狀、尺寸和顏色之區(qū)別。就單個符號而言，它可以表示事物的空間位置、大小、質(zhì)量和數(shù)量特征；就同類符號而言，可以反映各類要素的分布特點；而各類符號的總和，則可以表明各要素之間的相互關系及區(qū)域總體特征。地圖符號可以指出目標種類（如公路）及其數(shù)量特征和質(zhì)量特征（如公路行車部分的鋪面種類和寬度），并且可以確定對象的空間位置和現(xiàn)象的分布（如人口密度等）地理信息系統(tǒng)基礎一、普通地圖制圖1、地圖符號及其分類地理信息系統(tǒng)基礎一、普通地圖制圖1、地圖符號及其分類2)分類

a、按照符號的定位情況分類：可以將符號分為定位符號和說明符號。定位符號是指圖上有確定位置，一般不能任意移動的符號，如河流、居民地及邊界等，地圖上的符號大部分都屬于這一類；說明符號是指為了說明事物的質(zhì)量和數(shù)量特征而附加的一類符號，它通常是依附于定位符號而存在的，如說明森林樹種的符號等。它們在圖上配置于地類界范圍內(nèi)，但都沒有定位意義。地理信息系統(tǒng)基礎一、普通地圖制圖1、地圖符號及其分類地理信息系統(tǒng)基礎一、普通地圖制圖1、地圖符號及其分類2)分類

b、按照符號所代表的客觀事物分布狀況分類可以把符號分為面狀符號、點狀符號和線狀符號。面狀符號是一種能按地圖比例尺表示出事物分布范圍的符號。面狀符號是用輪廓線（實線、虛線或點線）表示事物的分布范圍，其形狀與事物的平面圖形相似，輪廓線內(nèi)加繪顏色或說明符號以表示它的性質(zhì)和數(shù)量，并可以從圖上量測其長度、寬度和面積，一般又把這種符號稱為依比例符號（見圖1）。地理信息系統(tǒng)基礎一、普通地圖制圖1、地圖符號及其分類地理信息系統(tǒng)基礎一、普通地圖制圖面狀符號:圖1：面狀符號地理信息系統(tǒng)基礎一、普通地圖制圖面狀符號:圖1：面狀符地理信息系統(tǒng)基礎一、普通地圖制圖點狀符號：點狀符號是一種表達不能依比例尺表示的小面積事物（如油庫等）和點狀（如控制點）所采用的符號。點狀符號的形狀和顏色表示事物的性質(zhì)，點狀符號的大小通常反映事物的等級或數(shù)量特征，但是符號的大小與形狀與地圖比例尺無關，它只具有定位意義，一般又稱這種符號為不依比例尺符號。

地理信息系統(tǒng)基礎一、普通地圖制圖點狀符號：地理信息系統(tǒng)基礎一、普通地圖制圖線狀符號：線狀符號是一種表達呈線狀或帶狀延伸分布事物的符號，如河流，其長度能按比例尺表示，而寬度一般不能按比例尺表示，需要進行適當?shù)目浯?。因而，線狀符號的形狀和顏色表示事物的質(zhì)量特征，其寬度往往反映事物的等級或數(shù)值。這類符號能表示事物的分布位置、延伸形態(tài)和長度，但不能表示其寬度，一般又稱為半依比例符號。地理信息系統(tǒng)基礎一、普通地圖制圖線狀符號：地理信息系統(tǒng)基礎一、普通地圖制圖2、地圖符號的構(gòu)成特點1)符號的構(gòu)成要素地圖上的形狀、尺寸和顏色是構(gòu)成符號的三個基本要素。A、符號的形狀符號的形狀主要是表示事物的外形和特征，面狀符號的形狀是由它所表示的事物平面圖形決定的，點狀符號的形狀往往與事物外部特征相聯(lián)系，線狀符號的形狀是各種形式的線劃，如單線、雙線。地理信息系統(tǒng)基礎一、普通地圖制圖2、地圖符號的構(gòu)成特點地理信息系統(tǒng)基礎一、普通地圖制圖2、地圖符號的構(gòu)成特點1)符號的構(gòu)成要素B、符號尺寸符號尺寸大小和地圖內(nèi)容、用途、比例尺、目視分辨能力、繪圖與印刷能力等都有關系，不同的比例尺的地圖，其符號大小也有所不同。C、符號的顏色符號的顏色可以增強地圖各要素分類、分級的概念，簡化符號的形狀差別，減少符號數(shù)量，提高地圖的表現(xiàn)力。使用顏色主要用以反映事物的質(zhì)量特征、數(shù)量特征和等級。地理信息系統(tǒng)基礎一、普通地圖制圖2、地圖符號的構(gòu)成特點地理信息系統(tǒng)基礎一、普通地圖制圖2、地圖符號的構(gòu)成特點2)地圖符號的系統(tǒng)化

由形狀、尺寸和顏色變化組成的各種地圖符號并不是孤立的，它們具有內(nèi)在的聯(lián)系。通過符號的變化可以把地圖內(nèi)容的分類、分級、重要、次要等不同情況表達出來。

地理信息系統(tǒng)基礎一、普通地圖制圖2、地圖符號的構(gòu)成特點地理信息系統(tǒng)基礎一、普通地圖制圖3、地圖上的注記地圖上的文字和數(shù)字總稱為地圖注記，它是地圖內(nèi)容的重要部分。注記并不是自然界中的一種要素，但它們與地圖上表示的要素有關，沒有注記的地圖只能表達事物的空間概念，而不能表示事物的名稱和某些質(zhì)量和數(shù)量特征。地圖上的注記可分為名稱注記、說明注記和數(shù)字注記三種。1）名稱注記:

說明各種事物的專有名稱，如居民點名稱；2）說明注記:

用來說明各種事物的種類、性質(zhì)或特征，用于補充圖形符號的不足，它常用簡注表示；3）數(shù)字注記:

用來說明某些事物的數(shù)量特征，如高程等。

地理信息系統(tǒng)基礎一、普通地圖制圖3、地圖上的注記地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖專題地圖著重反映某一種自然和社會經(jīng)濟要求的分布或強調(diào)表示這些現(xiàn)象的某一方面的特征。目前在地學領域內(nèi)，專題地圖是十分活躍的分支。專題地圖除了采用普通地圖某些表示方法并使其得到進一步發(fā)展外，本身還需要有專門反映各種要素性質(zhì)、數(shù)量、空間分布和時間變化的表示方法，以便使讀者明確對專題內(nèi)容要素的科學分析。

1、專題地圖的分類和內(nèi)容2、專題地圖的表示方法地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖專題地圖著重反映某一種地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖1、專題地圖的分類和內(nèi)容

1)專題地圖含義

專題地圖是突出地表示一種或幾種自然現(xiàn)象和社會經(jīng)濟現(xiàn)象的地圖。按內(nèi)容可分為三大類：自然地圖、社會經(jīng)濟地圖和其他專題地圖。自然地圖表示自然界各種現(xiàn)象的特征、地理分布及其相互關系，如地質(zhì)圖、水文圖等；社會經(jīng)濟地圖表示各種社會經(jīng)濟現(xiàn)象的特征、地理分布及其相互關系，如人口圖、行政區(qū)劃圖等；其他專題地圖，指不屬于上述二類的專題地圖，如航海圖、航空圖等。地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖1、專題地圖的分類和內(nèi)容地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖1、專題地圖的分類和內(nèi)容

2)專題地圖的內(nèi)容專題地圖的種類很多，但大都是由地理基礎和專題內(nèi)容組成的。地理基礎即普通地圖上的一部分內(nèi)容要素，如經(jīng)緯網(wǎng)、水系、居民點、交通線、地勢等。地理基礎作為編繪專題內(nèi)容的骨架，并表示專題內(nèi)容的地理位置和說明專題內(nèi)容與地理環(huán)境的關系。專題地圖上表示哪些地理基礎要素和詳細程度如何，是根據(jù)專題內(nèi)容的不同而有所不同。地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖1、專題地圖的分類和內(nèi)容地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖1、專題地圖的分類和內(nèi)容

2)專題地圖的內(nèi)容(續(xù)）專題內(nèi)容，從資料來講，一是將普通地圖內(nèi)容中一種或幾種要素顯示得比較完備和詳細，而將其他要素放到次要地位或省略，如交通圖等；二是包括在普通地圖上沒有的和地面上看不見的或不能直接測量的專題要素，如人口密度圖。

地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖1、專題地圖的分類和內(nèi)容地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2、專題地圖的表示方法

由于自然和社會經(jīng)濟要素分布特征的差異，在專題圖上采用的表示方法也有多種形式。專題內(nèi)容的表示方法，最常用的有：符號法、線狀符號法（動線法）、等值線法、質(zhì)底法、范圍法、點描法（點值法）、統(tǒng)計圖法等。地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2、專題地圖的表示方法地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2、專題地圖的表示方法

1）符號法符號法就是用各種不同形狀、大小和顏色的符號表示現(xiàn)象的分布及其數(shù)量特征和質(zhì)量特征。通常以符號的大小表示數(shù)量的差別，形狀和顏色表示質(zhì)量的差別，而將符號繪在現(xiàn)象所在的位置上。符號法可分為個體符號法和和線狀符號法。

地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2、專題地圖的表示方法地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2、專題地圖的表示方法

2）線狀符號法線狀符號既可用于表示幾何概念的線劃，如分水嶺、地面上確定的各種境界線（如國界線），又可以用于表示線狀分布的不能依地圖比例尺表示其寬度的地物，如河流與道路等。有時還可以用線狀符號強調(diào)圖上按面積表示的地物的主要方向，如山脊線、山脈走向線等。

地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2、專題地圖的表示方法地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2）線狀符號法地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2）線狀符號法地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2、專題地圖的表示方法

3）等值線法

等值線系指在地圖上通過表示一種現(xiàn)象的數(shù)量指標的一些等值點的曲線，如等高線、等溫線。等值線法宜用于表示地面上連續(xù)分布而逐漸變化的現(xiàn)象，并說明這種現(xiàn)象在地圖上任一點的數(shù)值或強度。等值線的數(shù)值間隔原則上最好是一個常數(shù)，以便判斷現(xiàn)象變化的急劇或和緩，但也有例外。等值線間隔的大小首先決定于現(xiàn)象的數(shù)值變化范圍，變化范圍越大（以等高線為例，地貌高程變化越大），間隔也越大，反之亦然。如果根據(jù)等值線分層設色，顏色應由淺色逐漸加深，或由寒色逐漸過渡到暖色，這樣可以提高地圖的表現(xiàn)力。

地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2、專題地圖的表示方法地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖3）等值線法等值線地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖3）等值線法等值線地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2、專題地圖的表示方法

4）質(zhì)底法質(zhì)底法又名底色法，用于將區(qū)域劃分為質(zhì)量相同的地段。由于質(zhì)底法廣泛應用各種顏色，所以有時稱之為底色法。首先按現(xiàn)象的性質(zhì)進行分類或分區(qū)，制成圖例，在地圖上繪出各分類界線，然后把同類現(xiàn)象或?qū)儆谕粎^(qū)劃的現(xiàn)象繪成同一顏色或同一的暈紋。這種方法可以用于表示地表面上的連續(xù)面狀現(xiàn)象（如氣象現(xiàn)象）、大面積分布的現(xiàn)象（如土壤覆蓋）或大量分布的現(xiàn)象（如人口）。質(zhì)底法的優(yōu)點是鮮明美觀，缺點是不易表示各類現(xiàn)象的逐漸過渡，而且當分類很多時，圖例比較復雜，必須詳細閱讀圖例時才能讀圖。注意質(zhì)底的兩種顏色系統(tǒng)不應該相互重疊，但是底色可以與暈線重合。另外，質(zhì)底法易于與其他表示方法結(jié)合使用。地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2、專題地圖的表示方法地理信息系統(tǒng)基礎4）質(zhì)底法地理信息系統(tǒng)基礎4）質(zhì)底法地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2、專題地圖的表示方法

5）范圍法范圍法又名區(qū)域法，用于表示某種現(xiàn)象在一定范圍內(nèi)的分布。范圍法分為精確范圍法（見圖a）和概略范圍法（見圖b），前者有明確的界線，可以在界線內(nèi)著色或填繪暈紋或文字注記；后者可用虛線、點線表示輪廓界線，或不繪輪廓界線，只以文字或單個符號表示現(xiàn)象分布的概略范圍。在地圖上表示范圍可以采用各種不同的方法：用一定圖形的實線或虛線表示區(qū)域的范圍；用不同顏色普染區(qū)域；在不同區(qū)域范圍內(nèi)繪以不同暈線；在區(qū)域范圍內(nèi)均勻配置暈線符號，有時不繪出境界線；在區(qū)域范圍內(nèi)加注說明注記或采用填充符號。地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2、專題地圖的表示方法地理信息系統(tǒng)基礎5）范圍法（a）精確范圍法（b）概略范圍法地理信息系統(tǒng)基礎5）范圍法（a）精確范圍法地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2、專題地圖的表示方法

6）點值法點值法是在圖上用小點表示現(xiàn)象的分布和數(shù)量，它適用于表示分布不均勻的現(xiàn)象。從圖上點的疏密就可看出現(xiàn)象的集中或分散的程度。布點時要確定點的大小及其代表的值，在最稠密的地方，點可以近于緊接但不能重迭，在最稀疏的地方，也有點的表示；在其他地方，則依比例顯示出點的疏密。點值法是質(zhì)底法和范圍法的進一步發(fā)展。質(zhì)底法和范圍法只能反映現(xiàn)象的分布范圍及其質(zhì)量特征，點值法則可以表明現(xiàn)象的分布和數(shù)量特征。點值法有兩種方法：一是均勻布點法，即在一定的區(qū)劃單位內(nèi)均勻地布點；另一是定位布點法，即按照現(xiàn)象實際所在地布點。地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2、專題地圖的表示方法地理信息系統(tǒng)基礎6）點值法地理信息系統(tǒng)基礎6）點值法地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2、專題地圖的表示方法

7）統(tǒng)計圖法統(tǒng)計圖法一般根據(jù)編圖區(qū)域內(nèi)各區(qū)劃單位或典型地點的統(tǒng)計資料，用地圖形式表達出來?？梢苑譃閳D形統(tǒng)計圖法、分級統(tǒng)計圖法和定位統(tǒng)計圖法三種。A、圖形統(tǒng)計圖法圖形統(tǒng)計圖法是根據(jù)各區(qū)劃單位的統(tǒng)計資料作成圖形或圖表，繪在地圖上該區(qū)劃單位之內(nèi)。這種方法與符號法的區(qū)別是，它反映一個區(qū)劃范圍的現(xiàn)象，而不是一個點上的現(xiàn)象。圖形統(tǒng)計圖宜于表示絕對的數(shù)量指標。地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2、專題地圖的表示方法地理信息系統(tǒng)基礎統(tǒng)計圖法示例地理信息系統(tǒng)基礎統(tǒng)計圖法示例地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2、專題地圖的表示方法

7）統(tǒng)計圖法B、分級統(tǒng)計圖法分級統(tǒng)計圖法表示一定區(qū)域單位范圍內(nèi)某種制圖現(xiàn)象平均密度的方法。分級統(tǒng)計圖法是按照各區(qū)劃單位的統(tǒng)計資料，根據(jù)現(xiàn)象的密度、強度或發(fā)展水平劃分等級，然后依據(jù)級別高低，在地圖上按區(qū)劃分別填繪深淺不同的顏色或疏密不同的暈線，以顯示各區(qū)劃單位間的差異。分級時可采用等差的、等比的、逐漸增大的或任意的。分級統(tǒng)計圖適于表示相對的數(shù)量指標。該種統(tǒng)計圖法的優(yōu)點在于繪制簡單，閱讀容易。地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2、專題地圖的表示方法地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2、專題地圖的表示方法

7）統(tǒng)計圖法C、定位統(tǒng)計圖法定位統(tǒng)計圖法是將固定地點的統(tǒng)計資料，用圖表形式繪在地圖上的相應地點，以表示該地某種現(xiàn)象的變化。常用的圖表有柱狀圖表、曲線圖表、玫瑰圖表等。地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2、專題地圖的表示方法地理信息系統(tǒng)基礎3、GIS的可視化與虛擬現(xiàn)實紙質(zhì)地圖是地理信息系統(tǒng)的一種重要輸出形式。毫無疑問，它是可視化的產(chǎn)品。但是隨著計算機技術，尤其是計算機圖形學技術和圖像處理技術的發(fā)展，一種動態(tài)的、交互式的地理信息系統(tǒng)可視化產(chǎn)品正在引起越來越多的關注，成為地理信息系統(tǒng)研究領域的熱點之一。虛擬現(xiàn)實技術是實現(xiàn)地理信息系統(tǒng)可視化的關鍵所在。下面簡單介紹與地理信息系統(tǒng)可視化有關的幾個問題。地理信息系統(tǒng)基礎3、GIS的可視化與虛擬現(xiàn)實紙質(zhì)地圖地理信息系統(tǒng)基礎3、GIS的可視化與虛擬現(xiàn)實一、基本概念

可視化(Visualization)是指在人腦中形成對某物（某人）的圖像，是一個心理處理過程，促使對事物的觀察力及建立概念等?？茖W計算可視化是通過研制計算機工具、技術和系統(tǒng)，把實驗或數(shù)值計算獲得的大量抽象數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為人的視覺可以直接感受的計算機圖形圖像，從而可進行數(shù)據(jù)探索和分析。

地理信息系統(tǒng)基礎3、GIS的可視化與虛擬現(xiàn)實一、基本概念地理信息系統(tǒng)基礎3、GIS的可視化與虛擬現(xiàn)實

地理信息系統(tǒng)的多維可視化是指采用2.5維、三維和四維等地圖表現(xiàn)形式來反映地理客體的多維特征，其中2.5維形式是圖面上有隱藏部位的鳥瞰式地圖表現(xiàn)形式，又稱“假三維”，三維形式則是真正的三維立體顯示，三維技術可分為基于面表示和基于體表示，四維是除了三維立體以外，再增加一維屬性值（一般是時間維）。地理信息系統(tǒng)基礎3、GIS的可視化與虛擬現(xiàn)實地理信息系地理信息系統(tǒng)基礎3、GIS的可視化與虛擬現(xiàn)實二、可視化的類型可視化包括地圖可視化、地理信息系統(tǒng)(GIS)可視化及其在專業(yè)應用領域的可視化。地圖可視化與GIS可視化是地學可視化理論和技術的兩個基礎部分。地學可視化是科學計算可視化與地球科學結(jié)合而形成的概念，是關于地學數(shù)據(jù)的視覺表達與分析，下面探討該領域中的三個概念：地圖可視化、地理可視化和GIS的可視化，及其相互關系。

地理信息系統(tǒng)基礎3、GIS的可視化與虛擬現(xiàn)實二、可視化的類型地理信息系統(tǒng)基礎3、GIS的可視化與虛擬現(xiàn)實二、可視化的類型

1．地圖可視化可視化對現(xiàn)代地圖學的發(fā)展有著極其重要的作用，雖然對其理解還有著一定的分歧。由于可視化具有交流與認知分析的兩個特點，從而使信息表達交流模型與地理視覺認知決策模型構(gòu)成了地圖可視化的理論，而這兩個模型將應用于計算機技術支持的虛擬地圖、動態(tài)地圖、交互交融地圖以及超地圖的制作和應用等。地理信息系統(tǒng)基礎3、GIS的可視化與虛擬現(xiàn)實二、可視化的類型地理信息系統(tǒng)基礎3、GIS的可視化與虛擬現(xiàn)實地圖可視化的概念框架地理信息系統(tǒng)基礎3、GIS的可視化與虛擬現(xiàn)實地圖可視化的概念地理信息系統(tǒng)基礎

虛擬地圖指計算機屏幕上產(chǎn)生的地圖，或者利用雙眼觀看有一定重疊度的二幅相關地圖，從而在人腦中構(gòu)建的三維立體圖像。

動態(tài)地圖是由于地學數(shù)據(jù)存貯于計算機內(nèi)存，可以動態(tài)地顯示關于地學數(shù)據(jù)的不同角度的觀察，不同方法(如不同顏色、符號等)的表達結(jié)果，或者地學現(xiàn)象隨時間演變的過程等等。交互交融地圖是指人與地圖可進行相互作用和信息交流。交互地圖是人可以通過一定的途徑，例如選擇觀察數(shù)據(jù)的角度、修改顯示參數(shù)等來改變地圖的顯示行為。超地圖(Hyper-maps)是基于萬維網(wǎng)(WWW)的與地學相關的多媒體，可以讓用戶通過主題和空間進行多媒體數(shù)據(jù)的導航，這與超文本的概念相對應。

地理信息系統(tǒng)基礎虛擬地圖指計算機屏幕上產(chǎn)生的地圖，或者利地理信息系統(tǒng)基礎3、GIS的可視化與虛擬現(xiàn)實2．地理可視化地理可視化是地學可視化中另一個被使用的概念。MacEachren開始時采用地圖可視化，但他認為地理可視化要大于地圖可視化的研究范圍，如遙感圖像、圖表、攝影影像等中的可視化在地圖可視化中并不作為重點研究的對象。所以，目前他傾向于采用地理可視化，認為它包含了所有空間顯示工具，而這些所有空間顯示的集合就是現(xiàn)代地圖學中所指的可視化。地理信息系統(tǒng)基礎3、GIS的可視化與虛擬現(xiàn)實2．地理地理信息系統(tǒng)基礎3、GIS的可視化與虛擬現(xiàn)實2．地理可視化地圖學與地理學作為兩門經(jīng)典學科，其研究對象均為區(qū)域地理系統(tǒng)，但前者側(cè)重于地理空間信息的地圖表達與應用，后者則把地圖作為一種重要的研究工具來解決地理問題，而可視化具有的視覺交流傳輸和視覺分析特征，則可作為橋梁把地圖學與地理學緊密地聯(lián)結(jié)在一起。

地理信息系統(tǒng)基礎3、GIS的可視化與虛擬現(xiàn)實2．地理地理信息系統(tǒng)基礎3、GIS的可視化與虛擬現(xiàn)實3．GIS可視化20世紀60年代發(fā)展起來的基于計算機的地理信息系統(tǒng)開始形成時，就利用計算機圖形軟硬件技術，把地理空間數(shù)據(jù)的圖形顯示與分析作為基本的不可缺少的功能，GIS可視化要早于科學計算可視化的提出。

地理信息系統(tǒng)基礎3、GIS的可視化與虛擬現(xiàn)實3．GI地理信息系統(tǒng)基礎3、GIS的可視化與虛擬現(xiàn)實三、虛擬地理環(huán)境地學可視化的數(shù)據(jù)探索和地學多維圖解的實現(xiàn)需要高效的人與地學數(shù)據(jù)、地學問題形成的圖形場景的相互信息交流，也就是計算機系統(tǒng)能提供某種信息交流與反饋機制，可以讓地學專家充分發(fā)揮其圖形圖像思維能力和想象力，可以讓地學專家設想某種假設，并立即得到該假設導致的結(jié)果。

地理信息系統(tǒng)基礎3、GIS的可視化與虛擬現(xiàn)實三、虛擬地理環(huán)境地理信息系統(tǒng)基礎3、GIS的可視化與虛擬現(xiàn)實

虛擬現(xiàn)實(VirtualReality)又稱靈境技術，是指通過頭盔式的三維立體顯示器、數(shù)據(jù)手套、三維鼠標、數(shù)據(jù)衣(DataSuit)、立體聲耳機等使人能完全沉浸計算機生成創(chuàng)造的一種特殊三維圖形環(huán)境，并且人可以操作控制三維圖形環(huán)境，實現(xiàn)特殊的目的。多感知性(視覺、聽覺、觸覺、運動等)，沉浸感(Immersion)，交互性(Interaction)，自主感(Autonomy)是虛擬現(xiàn)實技術的四個重要特征，其中自主感是指虛擬環(huán)境中物體依據(jù)物理定律動作的程度，如物體從桌面落到地面等。

地理信息系統(tǒng)基礎3、GIS的可視化與虛擬現(xiàn)實虛擬現(xiàn)實地理信息系統(tǒng)基礎3、GIS的可視化與虛擬現(xiàn)實虛擬現(xiàn)實技術、計算機網(wǎng)絡技術與地學相結(jié)合，可產(chǎn)生虛擬地理環(huán)境VGE(VirtualGeographicalEnvironment)。虛擬地理環(huán)境是基于地學分析模型、地學工程等的虛擬現(xiàn)實，它是地學工作者根據(jù)觀測實驗、理論假設等建立起來的表達和描述地理系統(tǒng)的空間分布以及過程現(xiàn)象的虛擬信息地理世界，一個關于地理系統(tǒng)的虛擬實驗室，它允許地學工作者按照個人的知識、假設和意愿去設計修改地學空間關系模型、地學分析模型、地學工程模型等，并直接觀測交互后的結(jié)果，通過多次的循環(huán)反饋，最后獲取地學規(guī)律。地理信息系統(tǒng)基礎3、GIS的可視化與虛擬現(xiàn)實虛擬現(xiàn)實技地理信息系統(tǒng)基礎3、GIS的可視化與虛擬現(xiàn)實四、地學可視化研究框架可視化來源于科學計算可視化，帶有濃厚的計算機技術特征?？梢暬c傳統(tǒng)的地圖學相互作用并融合，從而擴展了可視化本身的內(nèi)涵。地學可視化除了技術特征外，還應建立起其理論范式。圖11-22描述了地學可視化的框架，以及地圖可視化、地理可視化、GIS可視化、地學多維圖解、虛擬地理環(huán)境等在框架中的位置，和它們之間的相互關系。地理信息系統(tǒng)基礎3、GIS的可視化與虛擬現(xiàn)實四、地學可視化研地理信息系統(tǒng)基礎四、地學可視化研究框架地理信息系統(tǒng)基礎四、地學可視化研究框架地理信息系統(tǒng)基礎3、GIS的可視化與虛擬現(xiàn)實

如果把地學可視化、地學多維圖解中的高效人機交互方式發(fā)展為虛擬現(xiàn)實技術中的融入沉浸方式以及多感覺交互方式，再加上網(wǎng)絡連接技術等，那么就產(chǎn)生虛擬地理環(huán)境（VGE，VirtualGeographicEnvironment）。VGE是地學可視化、地學多維圖解等發(fā)展的最后集成系統(tǒng)，作為一個基于計算機的地學虛擬實驗室，它對地學的發(fā)展有著非常重要的意義。虛擬地理環(huán)境的研究內(nèi)容包括GIS數(shù)據(jù)模型，三維、時空多維大數(shù)據(jù)量的實時動態(tài)交互，網(wǎng)絡虛擬現(xiàn)實構(gòu)模語言（VRML）及其他網(wǎng)絡開發(fā)工具如Java，ActiveX等的運用等等，它們也是數(shù)字地球技術的基礎。

地理信息系統(tǒng)基礎3、GIS的可視化與虛擬現(xiàn)實如果把地地理信息系統(tǒng)原理課件東華理工大學測量學院GIS教研室 郭先春2013.7.20地理信息系統(tǒng)基礎東華理工大學郭先春地理信息系統(tǒng)原理課件東華理工大學測量學院GIS教研室2013《地理信息系統(tǒng)基礎》本書結(jié)構(gòu)第一章緒論第二章地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成第三章空間數(shù)據(jù)獲取第四章空間數(shù)據(jù)的表達第五章空間數(shù)據(jù)的處理第六章空間數(shù)據(jù)的管理第七章空間查詢與空間分析第八章空間數(shù)據(jù)的可視化與地圖制圖地理信息系統(tǒng)基礎《地理信息系統(tǒng)基礎》本書結(jié)構(gòu)第一章緒論地理信息系統(tǒng)基礎第八章空間數(shù)據(jù)的可視化與地圖制圖地理信息系統(tǒng)基礎§8-1普通地圖制圖§8-2專題地圖制圖§8-3三維空間數(shù)據(jù)的可視化§8-4地圖注記§8-5地圖排版§8-6地圖輸出第八章空間數(shù)據(jù)的可視化與地圖制圖地理信息系統(tǒng)基礎§8-1第八章空間數(shù)據(jù)的可視化與地圖制圖地理信息系統(tǒng)基礎主講內(nèi)容：1計算機地圖制圖與地理信息系統(tǒng)2地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)品輸出形式3地理信息系統(tǒng)的可視化與虛擬現(xiàn)實第八章空間數(shù)據(jù)的可視化與地圖制圖地理信息系統(tǒng)基礎主講內(nèi)容：地理信息系統(tǒng)基礎

地理信息系統(tǒng)脫胎于計算機地圖制圖，因而GIS的主要功能之一是計算機地圖制圖。計算機地圖制圖的發(fā)展，促進了地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展，而地理信息系統(tǒng)的發(fā)展又推動著計算機制圖的迅速提高和進一步發(fā)展。因而兩者的關系是密不可分的。

1計算機地圖制圖與地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)基礎地理信息系統(tǒng)脫胎于計算機地圖制圖，因而地理信息系統(tǒng)基礎

計算機地圖制圖的目的是生產(chǎn)各種形式的地圖，如普通地形圖，專題圖，三維立體地圖，暈渲圖，坡度圖和坡向圖等。地理信息系統(tǒng)則是以高效處理地理空間數(shù)據(jù)和非圖數(shù)據(jù)并為輔助決策提供科學依據(jù)為目的的計算機技術系統(tǒng)。計算機地圖制圖系統(tǒng)與GIS的相似之處：他們都以計算機的外圍設備為工具，以數(shù)據(jù)庫技術為基礎，都要處理空間數(shù)據(jù)，都具有地圖制圖的功能。他們的主要區(qū)別是:計算機地圖制圖系統(tǒng)側(cè)重于可見實體的顯示和處理，而對可見實體可能存在的非圖形屬性不太重視。而這種屬性在地理分析中卻是非常有用的數(shù)據(jù)；地理信息系統(tǒng)既注重實體的空間分布，又強調(diào)他們的顯示方法和質(zhì)量。1計算機地圖制圖與地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)基礎計算機地圖制圖的目的是生產(chǎn)各種形式的地地理信息系統(tǒng)基礎地理信息系統(tǒng)產(chǎn)品是由系統(tǒng)處理分析，可以直接提供研究、規(guī)劃和決策人員使用的產(chǎn)品。其產(chǎn)品形式有地圖，圖像，統(tǒng)計圖表以及各種形式的數(shù)字產(chǎn)品。其中地圖產(chǎn)品中典型的產(chǎn)品形式有：普通地圖、專題地圖和電子地圖等?！?-2地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)品輸出形式地理信息系統(tǒng)基礎地理信息系統(tǒng)產(chǎn)品是由系統(tǒng)處理分析，可以地理信息系統(tǒng)基礎普通地圖，包括國家的基本比例尺的地形圖和城市及廠礦的大比例尺地形圖等。這種地形圖的一個顯著特點是標準化，國家和有關行業(yè)如測繪局對各種系列比例尺的地形圖的規(guī)格、大小、內(nèi)容以及圖式都作了嚴格的規(guī)定，所以要由空間數(shù)據(jù)生產(chǎn)制作符合規(guī)范要求的地形圖并非易事。下面討論有關普通地圖制作的問題：1、地圖符號及其分類2、地圖符號的構(gòu)成特點3、地圖上的注記一、普通地圖制圖地理信息系統(tǒng)基礎普通地圖，包括國家的基本比例尺的地形圖地理信息系統(tǒng)基礎一、普通地圖制圖1、地圖符號及其分類1)概念

地圖符號（Symbol）是地圖的語言，它是表達地圖內(nèi)容的基本手段。地圖符號是由形狀不同、大小不一和色彩有別的圖形和文字組成，注記是地圖符號的一個重要部分，它也有形狀、尺寸和顏色之區(qū)別。就單個符號而言，它可以表示事物的空間位置、大小、質(zhì)量和數(shù)量特征；就同類符號而言，可以反映各類要素的分布特點；而各類符號的總和，則可以表明各要素之間的相互關系及區(qū)域總體特征。地圖符號可以指出目標種類（如公路）及其數(shù)量特征和質(zhì)量特征（如公路行車部分的鋪面種類和寬度），并且可以確定對象的空間位置和現(xiàn)象的分布（如人口密度等）地理信息系統(tǒng)基礎一、普通地圖制圖1、地圖符號及其分類地理信息系統(tǒng)基礎一、普通地圖制圖1、地圖符號及其分類2)分類

a、按照符號的定位情況分類：可以將符號分為定位符號和說明符號。定位符號是指圖上有確定位置，一般不能任意移動的符號，如河流、居民地及邊界等，地圖上的符號大部分都屬于這一類；說明符號是指為了說明事物的質(zhì)量和數(shù)量特征而附加的一類符號，它通常是依附于定位符號而存在的，如說明森林樹種的符號等。它們在圖上配置于地類界范圍內(nèi)，但都沒有定位意義。地理信息系統(tǒng)基礎一、普通地圖制圖1、地圖符號及其分類地理信息系統(tǒng)基礎一、普通地圖制圖1、地圖符號及其分類2)分類

b、按照符號所代表的客觀事物分布狀況分類可以把符號分為面狀符號、點狀符號和線狀符號。面狀符號是一種能按地圖比例尺表示出事物分布范圍的符號。面狀符號是用輪廓線（實線、虛線或點線）表示事物的分布范圍，其形狀與事物的平面圖形相似，輪廓線內(nèi)加繪顏色或說明符號以表示它的性質(zhì)和數(shù)量，并可以從圖上量測其長度、寬度和面積，一般又把這種符號稱為依比例符號（見圖1）。地理信息系統(tǒng)基礎一、普通地圖制圖1、地圖符號及其分類地理信息系統(tǒng)基礎一、普通地圖制圖面狀符號:圖1：面狀符號地理信息系統(tǒng)基礎一、普通地圖制圖面狀符號:圖1：面狀符地理信息系統(tǒng)基礎一、普通地圖制圖點狀符號：點狀符號是一種表達不能依比例尺表示的小面積事物（如油庫等）和點狀（如控制點）所采用的符號。點狀符號的形狀和顏色表示事物的性質(zhì)，點狀符號的大小通常反映事物的等級或數(shù)量特征，但是符號的大小與形狀與地圖比例尺無關，它只具有定位意義，一般又稱這種符號為不依比例尺符號。

地理信息系統(tǒng)基礎一、普通地圖制圖點狀符號：地理信息系統(tǒng)基礎一、普通地圖制圖線狀符號：線狀符號是一種表達呈線狀或帶狀延伸分布事物的符號，如河流，其長度能按比例尺表示，而寬度一般不能按比例尺表示，需要進行適當?shù)目浯?。因而，線狀符號的形狀和顏色表示事物的質(zhì)量特征，其寬度往往反映事物的等級或數(shù)值。這類符號能表示事物的分布位置、延伸形態(tài)和長度，但不能表示其寬度，一般又稱為半依比例符號。地理信息系統(tǒng)基礎一、普通地圖制圖線狀符號：地理信息系統(tǒng)基礎一、普通地圖制圖2、地圖符號的構(gòu)成特點1)符號的構(gòu)成要素地圖上的形狀、尺寸和顏色是構(gòu)成符號的三個基本要素。A、符號的形狀符號的形狀主要是表示事物的外形和特征，面狀符號的形狀是由它所表示的事物平面圖形決定的，點狀符號的形狀往往與事物外部特征相聯(lián)系，線狀符號的形狀是各種形式的線劃，如單線、雙線。地理信息系統(tǒng)基礎一、普通地圖制圖2、地圖符號的構(gòu)成特點地理信息系統(tǒng)基礎一、普通地圖制圖2、地圖符號的構(gòu)成特點1)符號的構(gòu)成要素B、符號尺寸符號尺寸大小和地圖內(nèi)容、用途、比例尺、目視分辨能力、繪圖與印刷能力等都有關系，不同的比例尺的地圖，其符號大小也有所不同。C、符號的顏色符號的顏色可以增強地圖各要素分類、分級的概念，簡化符號的形狀差別，減少符號數(shù)量，提高地圖的表現(xiàn)力。使用顏色主要用以反映事物的質(zhì)量特征、數(shù)量特征和等級。地理信息系統(tǒng)基礎一、普通地圖制圖2、地圖符號的構(gòu)成特點地理信息系統(tǒng)基礎一、普通地圖制圖2、地圖符號的構(gòu)成特點2)地圖符號的系統(tǒng)化

由形狀、尺寸和顏色變化組成的各種地圖符號并不是孤立的，它們具有內(nèi)在的聯(lián)系。通過符號的變化可以把地圖內(nèi)容的分類、分級、重要、次要等不同情況表達出來。

地理信息系統(tǒng)基礎一、普通地圖制圖2、地圖符號的構(gòu)成特點地理信息系統(tǒng)基礎一、普通地圖制圖3、地圖上的注記地圖上的文字和數(shù)字總稱為地圖注記，它是地圖內(nèi)容的重要部分。注記并不是自然界中的一種要素，但它們與地圖上表示的要素有關，沒有注記的地圖只能表達事物的空間概念，而不能表示事物的名稱和某些質(zhì)量和數(shù)量特征。地圖上的注記可分為名稱注記、說明注記和數(shù)字注記三種。1）名稱注記:

說明各種事物的專有名稱，如居民點名稱；2）說明注記:

用來說明各種事物的種類、性質(zhì)或特征，用于補充圖形符號的不足，它常用簡注表示；3）數(shù)字注記:

用來說明某些事物的數(shù)量特征，如高程等。

地理信息系統(tǒng)基礎一、普通地圖制圖3、地圖上的注記地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖專題地圖著重反映某一種自然和社會經(jīng)濟要求的分布或強調(diào)表示這些現(xiàn)象的某一方面的特征。目前在地學領域內(nèi)，專題地圖是十分活躍的分支。專題地圖除了采用普通地圖某些表示方法并使其得到進一步發(fā)展外，本身還需要有專門反映各種要素性質(zhì)、數(shù)量、空間分布和時間變化的表示方法，以便使讀者明確對專題內(nèi)容要素的科學分析。

1、專題地圖的分類和內(nèi)容2、專題地圖的表示方法地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖專題地圖著重反映某一種地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖1、專題地圖的分類和內(nèi)容

1)專題地圖含義

專題地圖是突出地表示一種或幾種自然現(xiàn)象和社會經(jīng)濟現(xiàn)象的地圖。按內(nèi)容可分為三大類：自然地圖、社會經(jīng)濟地圖和其他專題地圖。自然地圖表示自然界各種現(xiàn)象的特征、地理分布及其相互關系，如地質(zhì)圖、水文圖等；社會經(jīng)濟地圖表示各種社會經(jīng)濟現(xiàn)象的特征、地理分布及其相互關系，如人口圖、行政區(qū)劃圖等；其他專題地圖，指不屬于上述二類的專題地圖，如航海圖、航空圖等。地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖1、專題地圖的分類和內(nèi)容地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖1、專題地圖的分類和內(nèi)容

2)專題地圖的內(nèi)容專題地圖的種類很多，但大都是由地理基礎和專題內(nèi)容組成的。地理基礎即普通地圖上的一部分內(nèi)容要素，如經(jīng)緯網(wǎng)、水系、居民點、交通線、地勢等。地理基礎作為編繪專題內(nèi)容的骨架，并表示專題內(nèi)容的地理位置和說明專題內(nèi)容與地理環(huán)境的關系。專題地圖上表示哪些地理基礎要素和詳細程度如何，是根據(jù)專題內(nèi)容的不同而有所不同。地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖1、專題地圖的分類和內(nèi)容地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖1、專題地圖的分類和內(nèi)容

2)專題地圖的內(nèi)容(續(xù)）專題內(nèi)容，從資料來講，一是將普通地圖內(nèi)容中一種或幾種要素顯示得比較完備和詳細，而將其他要素放到次要地位或省略，如交通圖等；二是包括在普通地圖上沒有的和地面上看不見的或不能直接測量的專題要素，如人口密度圖。

地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖1、專題地圖的分類和內(nèi)容地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2、專題地圖的表示方法

由于自然和社會經(jīng)濟要素分布特征的差異，在專題圖上采用的表示方法也有多種形式。專題內(nèi)容的表示方法，最常用的有：符號法、線狀符號法（動線法）、等值線法、質(zhì)底法、范圍法、點描法（點值法）、統(tǒng)計圖法等。地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2、專題地圖的表示方法地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2、專題地圖的表示方法

1）符號法符號法就是用各種不同形狀、大小和顏色的符號表示現(xiàn)象的分布及其數(shù)量特征和質(zhì)量特征。通常以符號的大小表示數(shù)量的差別，形狀和顏色表示質(zhì)量的差別，而將符號繪在現(xiàn)象所在的位置上。符號法可分為個體符號法和和線狀符號法。

地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2、專題地圖的表示方法地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2、專題地圖的表示方法

2）線狀符號法線狀符號既可用于表示幾何概念的線劃，如分水嶺、地面上確定的各種境界線（如國界線），又可以用于表示線狀分布的不能依地圖比例尺表示其寬度的地物，如河流與道路等。有時還可以用線狀符號強調(diào)圖上按面積表示的地物的主要方向，如山脊線、山脈走向線等。

地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2、專題地圖的表示方法地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2）線狀符號法地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2）線狀符號法地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2、專題地圖的表示方法

3）等值線法

等值線系指在地圖上通過表示一種現(xiàn)象的數(shù)量指標的一些等值點的曲線，如等高線、等溫線。等值線法宜用于表示地面上連續(xù)分布而逐漸變化的現(xiàn)象，并說明這種現(xiàn)象在地圖上任一點的數(shù)值或強度。等值線的數(shù)值間隔原則上最好是一個常數(shù)，以便判斷現(xiàn)象變化的急劇或和緩，但也有例外。等值線間隔的大小首先決定于現(xiàn)象的數(shù)值變化范圍，變化范圍越大（以等高線為例，地貌高程變化越大），間隔也越大，反之亦然。如果根據(jù)等值線分層設色，顏色應由淺色逐漸加深，或由寒色逐漸過渡到暖色，這樣可以提高地圖的表現(xiàn)力。

地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2、專題地圖的表示方法地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖3）等值線法等值線地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖3）等值線法等值線地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2、專題地圖的表示方法

4）質(zhì)底法質(zhì)底法又名底色法，用于將區(qū)域劃分為質(zhì)量相同的地段。由于質(zhì)底法廣泛應用各種顏色，所以有時稱之為底色法。首先按現(xiàn)象的性質(zhì)進行分類或分區(qū)，制成圖例，在地圖上繪出各分類界線，然后把同類現(xiàn)象或?qū)儆谕粎^(qū)劃的現(xiàn)象繪成同一顏色或同一的暈紋。這種方法可以用于表示地表面上的連續(xù)面狀現(xiàn)象（如氣象現(xiàn)象）、大面積分布的現(xiàn)象（如土壤覆蓋）或大量分布的現(xiàn)象（如人口）。質(zhì)底法的優(yōu)點是鮮明美觀，缺點是不易表示各類現(xiàn)象的逐漸過渡，而且當分類很多時，圖例比較復雜，必須詳細閱讀圖例時才能讀圖。注意質(zhì)底的兩種顏色系統(tǒng)不應該相互重疊，但是底色可以與暈線重合。另外，質(zhì)底法易于與其他表示方法結(jié)合使用。地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2、專題地圖的表示方法地理信息系統(tǒng)基礎4）質(zhì)底法地理信息系統(tǒng)基礎4）質(zhì)底法地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2、專題地圖的表示方法

5）范圍法范圍法又名區(qū)域法，用于表示某種現(xiàn)象在一定范圍內(nèi)的分布。范圍法分為精確范圍法（見圖a）和概略范圍法（見圖b），前者有明確的界線，可以在界線內(nèi)著色或填繪暈紋或文字注記；后者可用虛線、點線表示輪廓界線，或不繪輪廓界線，只以文字或單個符號表示現(xiàn)象分布的概略范圍。在地圖上表示范圍可以采用各種不同的方法：用一定圖形的實線或虛線表示區(qū)域的范圍；用不同顏色普染區(qū)域；在不同區(qū)域范圍內(nèi)繪以不同暈線；在區(qū)域范圍內(nèi)均勻配置暈線符號，有時不繪出境界線；在區(qū)域范圍內(nèi)加注說明注記或采用填充符號。地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2、專題地圖的表示方法地理信息系統(tǒng)基礎5）范圍法（a）精確范圍法（b）概略范圍法地理信息系統(tǒng)基礎5）范圍法（a）精確范圍法地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2、專題地圖的表示方法

6）點值法點值法是在圖上用小點表示現(xiàn)象的分布和數(shù)量，它適用于表示分布不均勻的現(xiàn)象。從圖上點的疏密就可看出現(xiàn)象的集中或分散的程度。布點時要確定點的大小及其代表的值，在最稠密的地方，點可以近于緊接但不能重迭，在最稀疏的地方，也有點的表示；在其他地方，則依比例顯示出點的疏密。點值法是質(zhì)底法和范圍法的進一步發(fā)展。質(zhì)底法和范圍法只能反映現(xiàn)象的分布范圍及其質(zhì)量特征，點值法則可以表明現(xiàn)象的分布和數(shù)量特征。點值法有兩種方法：一是均勻布點法，即在一定的區(qū)劃單位內(nèi)均勻地布點；另一是定位布點法，即按照現(xiàn)象實際所在地布點。地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2、專題地圖的表示方法地理信息系統(tǒng)基礎6）點值法地理信息系統(tǒng)基礎6）點值法地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2、專題地圖的表示方法

7）統(tǒng)計圖法統(tǒng)計圖法一般根據(jù)編圖區(qū)域內(nèi)各區(qū)劃單位或典型地點的統(tǒng)計資料，用地圖形式表達出來?？梢苑譃閳D形統(tǒng)計圖法、分級統(tǒng)計圖法和定位統(tǒng)計圖法三種。A、圖形統(tǒng)計圖法圖形統(tǒng)計圖法是根據(jù)各區(qū)劃單位的統(tǒng)計資料作成圖形或圖表，繪在地圖上該區(qū)劃單位之內(nèi)。這種方法與符號法的區(qū)別是，它反映一個區(qū)劃范圍的現(xiàn)象，而不是一個點上的現(xiàn)象。圖形統(tǒng)計圖宜于表示絕對的數(shù)量指標。地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2、專題地圖的表示方法地理信息系統(tǒng)基礎統(tǒng)計圖法示例地理信息系統(tǒng)基礎統(tǒng)計圖法示例地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2、專題地圖的表示方法

7）統(tǒng)計圖法B、分級統(tǒng)計圖法分級統(tǒng)計圖法表示一定區(qū)域單位范圍內(nèi)某種制圖現(xiàn)象平均密度的方法。分級統(tǒng)計圖法是按照各區(qū)劃單位的統(tǒng)計資料，根據(jù)現(xiàn)象的密度、強度或發(fā)展水平劃分等級，然后依據(jù)級別高低，在地圖上按區(qū)劃分別填繪深淺不同的顏色或疏密不同的暈線，以顯示各區(qū)劃單位間的差異。分級時可采用等差的、等比的、逐漸增大的或任意的。分級統(tǒng)計圖適于表示相對的數(shù)量指標。該種統(tǒng)計圖法的優(yōu)點在于繪制簡單，閱讀容易。地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2、專題地圖的表示方法地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2、專題地圖的表示方法

7）統(tǒng)計圖法C、定位統(tǒng)計圖法定位統(tǒng)計圖法是將固定地點的統(tǒng)計資料，用圖表形式繪在地圖上的相應地點，以表示該地某種現(xiàn)象的變化。常用的圖表有柱狀圖表、曲線圖表、玫瑰圖表等。地理信息系統(tǒng)基礎二、專題地圖制圖2、專題地圖的表示方法地理信息系統(tǒng)基礎3、GIS的可視化與虛擬現(xiàn)實紙質(zhì)地圖是地理信息系統(tǒng)的一種重要輸出形式。毫無疑問，它是可視化的產(chǎn)品。但是隨著計算機技術，尤其是計算機圖形學技術和圖像處理技術的發(fā)展，一種動態(tài)的、交互式的地理信息系統(tǒng)可視化產(chǎn)品正在引起越來越多的關注，成為地理信息系統(tǒng)研究領域的熱點之一。虛擬現(xiàn)實技術是實現(xiàn)地理信息系統(tǒng)可視化的關鍵所在。下面簡單介紹與地理信息系統(tǒng)可視化有關的幾個問題。地理信息系統(tǒng)基礎3、GIS的可視化與虛擬現(xiàn)實紙質(zhì)地圖地理信息系統(tǒng)基礎3、GIS的可視化與虛擬現(xiàn)實一、基本概念

可視化(Visualization)是指在人腦中形成對某物（某人）的圖像，是一個心理處理過程，促使對事物的觀察力及建立概念等?？茖W計算可視化是通過研制計算機工具、技術和系統(tǒng)，把實驗或數(shù)值計算獲得的大量抽象數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為人的視覺可以直接感受的計算機圖形圖像，從而可進行數(shù)據(jù)探索和分析。

地理信息系統(tǒng)基礎3、GIS的可視化與虛擬現(xiàn)實一、基本概念地理信息系統(tǒng)基礎3、GIS的可視化與虛擬現(xiàn)實

地理信息系統(tǒng)的多維可視化是指采用2.5維、三維和四維等地圖表現(xiàn)形式來反映地理客體的多維特征，其中2.5維形式是圖面上有隱藏部位的鳥瞰式地圖表現(xiàn)形式，又稱“假三維”，三維形式則是真正的三維立體顯示，三維技術可分為基于面表示和基于體表示，四維是除了三維立體以外，再增加一維屬性值（一般是時間維）。地理信息系統(tǒng)基礎3、GIS的可視化與虛擬現(xiàn)實地理信息系地理信息系統(tǒng)基礎3、GIS的可視化與虛擬現(xiàn)實二、可視化的類型可視化包括地圖可視化、地理信息系統(tǒng)(GIS)可視化及其在專業(yè)應用領域的可視化。地圖可視化與GIS可視化是地學可視化理論和技術的兩個基礎部分。地學可視化是科學計算可視化與地球科學結(jié)合而形成的概念，是關于地學數(shù)據(jù)的視覺表達與分析，下面探討該領域中的三個概念：地圖可視化、地理可視化和GIS的可視化，及其相互關系。

地理信息系統(tǒng)基礎3、GIS的可視化與虛擬現(xiàn)實二、可視化的類型地理信息系統(tǒng)基礎3、GIS的可視化與虛擬現(xiàn)實二、可視化的類型

1．地圖可視化可視化對現(xiàn)代地圖學的發(fā)展有著極其重要的作用，雖然對其理解還有著一定的分歧。由于可視化具有交流與認知分析的兩個特點，從而使信息表達交流模型與地理視覺認知決策模型構(gòu)成了地圖可視化的理論，而這兩個模型將應用于計算機技術支持的虛擬地圖、動態(tài)地圖、交互交融地圖以及超地圖的制作和應用等。地理信息系統(tǒng)基礎3、GIS的可視化與虛擬現(xiàn)實二、可視化的類型地理信息系統(tǒng)基礎3、GIS的可視化與虛擬現(xiàn)實地圖可視化的概念框架地理信息系統(tǒng)基礎3、GIS的可視化與虛擬現(xiàn)實地圖可視化的概念地理信息系統(tǒng)基礎

虛擬地圖指計算機屏幕上產(chǎn)生的地圖，或者利用雙眼觀看有一定重疊度的二幅相關地圖，從而在人腦中構(gòu)建的三維立體圖像。

動態(tài)地圖是由于地學數(shù)據(jù)存貯于計算機內(nèi)存，可以動態(tài)地顯示關于地學數(shù)據(jù)的不同角度的觀察，不同方法(如不同顏色、符號等)的表達結(jié)果，或者地學現(xiàn)象隨時間演變的過程等等。交互交融地圖是指人與地圖可進行相互作用和信息交流。交互地圖是人可以通過一定的途徑，例如選擇觀察