空間數(shù)據(jù)的可視化與地圖制圖

空間數(shù)據(jù)的可視化與地圖制圖第1頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月GIS脫胎于計算機地圖制圖，因此GIS的主要功能之一是空間數(shù)據(jù)可視化空間信息可視化表達方式包括：顏色、線型、符號、文字注記、統(tǒng)計圖表、圖像、錄像、聲音等GIS空間輸出產(chǎn)品主要有：普通地圖（線劃圖）、專題地圖、電子地圖、三維立體圖（三維景觀圖）地圖制圖包括普通地圖制圖和專題地制圖地圖制圖關(guān)鍵是根據(jù)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進行符號化；空間數(shù)據(jù)提供符號化的位置，類別和屬性數(shù)據(jù)關(guān)系到符號的形狀、大小、顏色；普通地圖一般僅涉及到地物的類別屬性，專題圖根據(jù)屬性或類型設(shè)計符號第2頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月1.普通地圖制圖2.專題地圖制圖3.三維空間數(shù)據(jù)可視化與虛擬現(xiàn)實本章重點與作業(yè)本章內(nèi)容：第3頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1概念普通地圖是指國家系列基本比例尺的地形圖和城市及廠礦的大比例尺地形圖等地形圖的一個顯著特點是標(biāo)準(zhǔn)化，國家和有關(guān)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地圖組成要素

地理要素：地圖主體，用各類地圖符號表示，包括注記數(shù)學(xué)要素：地圖制圖基礎(chǔ)，包括地圖投影、坐標(biāo)系、比例尺、控制點整飾要素：地圖輔助與說明，包括圖名、圖例、地圖編號等地圖制圖的過程是將各地圖要素組織起來的過程1.普通地圖制圖第4頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月1）地圖符號的概念地圖符號（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)別地圖符號可以指出目標(biāo)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）1.2地圖符號及其分類第5頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月2）地圖符號分類按符號的定位情況分類：定位符號、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，如說明森林樹種的符號等，它通常是依附于定位符號而存在的，沒有定位意義按符號所代表的客觀事物分布狀況分類：點狀符號、線狀符號、面狀符號第6頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月3）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符號的形狀主要是表示事物的外形和特征符號的尺寸大小和地圖內(nèi)容、用途、比例尺、目視分辨能力、繪圖與印刷能力等都有關(guān)系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)量特征和等級第7頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3地圖注記1）地圖注記

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(guān)，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)字注記三種名稱注記:

說明各種事物的專有名稱，如居民點名稱說明注記:

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，它常用簡注表示數(shù)字注記:

用來說明某些事物的數(shù)量特征，如高程等第8頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月2）地圖注記功能地圖圖形符號與地理要素聯(lián)系的紐帶模擬功能定位地理對象質(zhì)量特征地理對象數(shù)量特征釋義與定位的雙重功能第9頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月字體變化字形字樣字大字色宋體：西安仿宋：西安隸書：西安楷體：西安魏碑：西安

直體：西安粗體：西安斜體：西安大寫：A小寫：a西安西安西安西安西安西安西安西安西安西安西安3）地圖注記的字體變化第10頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月4）字體變化的選擇字樣、顏色、字體、斜體等適合定性數(shù)據(jù)字大、粗細、大小寫等適合定量數(shù)據(jù)5）文字擺放（字位）一般規(guī)則顯示所表示空間要素的位置和范圍名稱排列與地圖邊框或坐標(biāo)線隊齊名稱完全在陸地或水體等點狀要素：符號右上方線狀符號：條塊狀且與之平行面狀符號：指明范圍的地方第11頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月實例：河流標(biāo)注第12頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月1.4地圖符號的視覺變量1）地圖符號的視覺變量大小形狀紋理圖案色別亮度飽和度第13頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月2）地圖視覺變量運用規(guī)則大小和紋理表征對象數(shù)量差別：用不同大小圓點表示不同規(guī)模城市圖案常來表征定性地圖數(shù)據(jù)：用不同圖案表示不同的土地利用類型幾何形狀常表示不同的空間對象類別：圓圈表示電桿，方塊表示變電站色別表示不同類型的空間對象：植被與等高線同類對象的色彩亮度和飽和度用來區(qū)分其重要程度色別適合表示定性數(shù)據(jù)，飽和度和亮度表示定量數(shù)據(jù)第14頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月單色方案：同種顏色的不同亮度和飽和度表示定量數(shù)據(jù)第15頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月雙端色方案：兩種主色的漸變色。適合表現(xiàn)具有正負值或增加與減少的數(shù)據(jù)第16頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月部分光譜方案：可見光譜中部分相鄰的顏色來表示數(shù)量上的差異第17頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月全光譜方案：可見光譜中所有顏色，一般不適合表示定量數(shù)據(jù)（高程和溫度除外）第18頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月1.5地圖符號繪制地圖符號繪制的實質(zhì)是將符號坐標(biāo)系中圖形元素特征點的坐標(biāo)（x,y）變換到地圖坐標(biāo)系中的坐標(biāo)（X,Y）并按給定的順序連線的過程符號繪制方法有：矢量繪制、柵格繪制矢量符號繪制涉及到符號圖元的平移、旋轉(zhuǎn)、縮放操作，可以采取重復(fù)配置點符號和組合繪制方法兩種柵格符號繪制可以采用柵格數(shù)據(jù)處理來實現(xiàn)，如平移、擴張、侵蝕、加粗、減細、填充計算機地圖制圖原理與方法將詳細介紹第19頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月(a)符號坐標(biāo)(b)地圖坐標(biāo)系點符號坐標(biāo)變換

柵欄符號的組成

線符號“位移”配置的原理

第20頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月2.專題地圖制圖1）專題地圖概念與分類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(guān)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(guān)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、航空圖等第21頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月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①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②線狀符號法：用于表示幾何概念的線劃（如分水嶺、各種境界線）、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）、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）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(biāo)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)值或強度第22頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月線狀符號法第23頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月等值線法

第24頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月④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；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，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）；優(yōu)點是鮮明美觀，缺點是不易表示各類現(xiàn)象的逐漸過渡第25頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月⑤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；分為精確范圍法（有明確的界線）、概略范圍法（用虛線、點線表示輪廓界線，或不繪輪廓界線）表示范圍可以采用各種不同的方法：用實線或虛線表示區(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（a）精確范圍法（b）概略范圍法

第26頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月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第27頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月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，包含：圖形統(tǒng)計圖法：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)；宜于表示絕對的數(shù)量指標(biāo)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，根據(jù)現(xiàn)象的密度、強度或發(fā)展水平劃分等級，在區(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)劃單位間的差異定位統(tǒng)計圖法：將固定地點的統(tǒng)計資料，用圖表形式繪在地圖上的相應(yīng)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、玫瑰圖表等第28頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月統(tǒng)計圖法示例

第29頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月人口結(jié)構(gòu)分布圖

第30頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月中國人口密度分布圖——分級統(tǒng)計圖法第31頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月專題地圖表示方法統(tǒng)計方法非統(tǒng)計方法表示相對數(shù)量度表示絕對數(shù)量度定性定量第32頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月3.三維空間數(shù)據(jù)可視化與虛擬地理環(huán)境可視化(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；科學(xué)計算可視化是通過研制計算機工具、技術(shù)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)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，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）三維空間數(shù)據(jù)可視化主要有：等值線圖、透視立體圖、灰度度立體圖、立體景觀圖第33頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月2D2.5D&3D數(shù)字高程模型DEM靜態(tài)三維目標(biāo)目標(biāo)紋理Abbildung:

3D-ModellArlesheimAbbildung:AusschnittOP

od.Karterasterimagery2D-

vector

data動態(tài)三維目標(biāo)POIshyper-links多媒體屬性數(shù)據(jù)柵格影像DOM2D

矢量數(shù)據(jù)GIS中空間信息可視化模型第34頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月第35頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月（DEM）第36頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月（DEM+1:25萬DLG-等高線）第37頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月第38頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月按人口密度大小制作的3D第39頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月虛擬現(xiàn)實與虛擬環(huán)境概念技術(shù)特征高度沉浸感（以逼真的立體顯示為基礎(chǔ)）自然交互性VirtualReality由于大量科幻作品和傳播媒介的長期渲染，虛擬現(xiàn)實總是與虛假的事物相關(guān)聯(lián)，或者說與人們不真實的期待發(fā)生聯(lián)系VirtualEnvironment所有的數(shù)據(jù)與動作都與現(xiàn)實世界有著一定的因果關(guān)系

第40頁，