第五部分-地理信息系统产品输出及可视化

第五部分地理信息系统产品输出及可视化,第十六章地理信息系统产品输出,地理信息系统作为空间数据的处理和分析系统，其信息产品的内容和形式是多样的。地理信息系统产品输出是将GIS的分析或查询检索结果表示为某种用户需要的、可理解的形式的过程。,第一节地理信息系统产品的输出系统,地理信息系统的产品输出系统由输出的硬件设备、软件等组成。它们为用户提供数据处理和分析结果显示平台。,第一节地理信息系统产品的输出系统,一、输出系统的组成地理信息系统的产品输出系统的组成如图。,第一节地理信息系统产品的输出系统,产品输出系统,第一节地理信息系统产品的输出系统,硬件输出设备可提供多种输出要求，如普通地图、专题地图、影像地图的绘图输出，统计报表、决策方案的打印输出，三维数字模型、三维地图以及三维虚拟现实与仿真模拟演示，以及摄影胶片的硬拷贝等。软件系统主要包括产生各类产品的专用软件和设备驱动软件等。如三维虚拟现实软件系统、地图制图显示模块等。,第二节地理信息系统产品的类型,地理信息系统产品的类型主要有普通地图、专题地图、影像地图、统计报表、三维数字模型、三维虚拟地图、决策方案等。,第一节地理信息系统产品的输出系统,一、普通地图普通地图包括静态显示和动态显示的普通地图和晕宣地图（下图，左为晕宣图，右为线化图）。可提供布局合理、比例适当、负载平衡、符号化明确、图例正确、易于出版印刷等地图产品。,第一节地理信息系统产品的输出系统,普通地图输出,第一节地理信息系统产品的输出系统,二、专题地图提供按专题属性显示或某种专题应用的多种类型专题类别地图。,第一节地理信息系统产品的输出系统,（1）房产地图,（2）分区地图,（3）道路交通地图,（4）统计专题地图,第一节地理信息系统产品的输出系统,专题地图可根据专题属性进行显示和制图。主要方法有：,第一节地理信息系统产品的输出系统,1、按分类码显示制图可根据地物的分类码查询检索显示制图,分类码专题制图,第一节地理信息系统产品的输出系统,2、按计算量测值显示制图可根据地物的计算量测值显示制图。如计算的人口密度、建筑密度等。,第一节地理信息系统产品的输出系统,3、按整数属性值分色显示制图可根据地物的整数属性值分色值显示制图。如森林覆盖类型、道路等级等。,整数属性值分色值显示制图,第一节地理信息系统产品的输出系统,4、按数值分类显示制图某些数值可按一定的区间进行分组、分类显示制图。,数值分类显示制图,第一节地理信息系统产品的输出系统,5、分类统计显示某些数值可先进行统计，然后将统计结果进行显示制图。,第一节地理信息系统产品的输出系统,三、影像地图影象地图包括正射影像图、栅格地图、分类渐进色彩显示的地图和多光谱影像图等。,第一节地理信息系统产品的输出系统,1、正射影像图遥感影像经几何纠正处理后，得到正射影像图。,第一节地理信息系统产品的输出系统,2、栅格地图空间数据分类的栅格化显示、扫描地图、网格观测数据等可通过栅格地图显示制图。,第一节地理信息系统产品的输出系统,3、分类渐进色彩显示的地图一些观测结果，如污染程度、温度分布等可通过分类渐进色彩显示进行制图。,第一节地理信息系统产品的输出系统,4、按光谱显示制图遥感影像或观测的多属性值可按光谱或分层显示制图。,第一节地理信息系统产品的输出系统,四、统计报表输出统计报表是GIS的常见输出形式。可输出各种类型的统计图、统计表。,第一节地理信息系统产品的输出系统,五、三维模型和虚拟环境三维模型提供GIS分析结果的虚拟数字产品，如数字高程模型、数字景观模型、数字城市模型、三维仿真地图、数字管线模型等（图16-14）。虚拟环境是基于三维虚拟现实与仿真系统，提供的三维虚拟场景。,第一节地理信息系统产品的输出系统,（1）数字高程模型,（2）数字景观模型,（4）数字管线模型,（3）三维仿真地图,第一节地理信息系统产品的输出系统,（5）数字城市模型,第一节地理信息系统产品的输出系统,三维虚拟场景,第一节地理信息系统产品的输出系统,六、决策方案地理信息系统的决策支持分析的的结果往往以地图和报表的结合形式输出。如选址分析、拆迁分析、路径分析、资源分配分析等。,选址分析决策方案输出,第十七章空间信息可视化技术方法,地理空间数据可视化技术技术是GIS输出成果形式表达的重要技术。是现代计算机图形、图象显示技术、数字建模技术与GIS技术结合发展的结果。使用这种技术的GIS也称为虚拟GIS（VR-GIS）。,第一节可视化的概念,可视化本意即是变成可被视觉所感知。在人脑中形成对某物（人）的图象，是一个心理过程，目的是促使对事物的观察力及建立概念等。,第一节可视化的概念,一、科学计算可视化科学计算可视化是指运用计算机图形学和图像处理技术，将科学计算过程中产生的数据及计算结果转换为图形和图像显示出来，并进行交互处理的理论、方法和技术。它不仅包括科学计算数据的可视化，而且包括工程计算数据的可视化，它的主要功能是从复杂的多维数据中产生图形，也可以分析和理解存入计算机的图像数据。它涉及到计算机图形学、图像处理、计算机辅助设计、计算机视觉及人机交互技术等多个领域。它主要基于计算机科学的应用目的提出的，它侧重于复杂数据的计算机图形。,第一节可视化的概念,二、空间信息的可视化空间信息可视化是一个全新的概念，可解释为，空间信息可视化是指运用地图学、计算机图形学和图像处理技术，将地学信息输入、处理、查询、分析以及预测的数据及结果采用图形符号、图形、图像，并结合图表、文字、表格、视频等可视化形式显示并进行交互处理的理论、方法和技术。也可以说，空间信息可视化是科学计算可视化在地学领域的特定发展。,第一节可视化的概念,空间信息可视化主要形式有：1、数字地图：主要类型有：（1）虚拟地图，在计算机屏幕上产生的地图。（2）动态地图，由于地学数据存储于计算机内存，可以动态显示地学数据的不同角度的观察，不同方法的表示结果，或者随时间的变化结果。（3）交互交融地图，是指人可与地图进行相互作用和信息交流。交互即相互改变显示行为，交融即投入感和沉浸感。,2、多媒体地图（超地图）：综合、形象地表现空间信息的使用文本、表格、声音、图像、图形、动画、音频、视频各种形式逻辑地联接并集成为一个整体概念，是空间信息可视化的重要形式。各种多媒体形式能够形象、真实地表示空间信息某些特定方面，作为全面地表示空间信息的不可缺少的手段。3、三维仿真地图：三维仿真地图是基于三维仿真和计算机三维真实图形技术而产生的三维地图，经具有仿真的形状、光照、纹理，也可以进行各种三维的量测和分析。,第一节可视化的概念,4、虚拟现实：虚拟现实是空间信息可视化进一步研究和发展的新方式。它是由计算机和其它设备如头盔、数据手套等组成的高级人-机交互系统，以视觉为主，也结合听、触、嗅甚至味觉来感知的环境，使人们有如进入真实的地理空间环境之中并与之交互作用。,第二节可视化的技术方法,一、地图可视化的概念化模型根据1991年Taylor的地图视觉化的概念化模型描述（图17-1），将地图学理论原则放在三角形的底边，认知和传输为等边三角形的另两边，连接处在三角形中心的可视化，并认为认知和传输为目的的地图可视化构成了现代地图学的主要内容。计算机技术，尤其是计算机图形图像显示技术，提供了可视化的技术支撑。1994年他增加了动态和交互作用为可视化的主要特征。,第二节可视化的技术方法,地图视觉化的概念化模型,第二节可视化的技术方法,二、可视化的技术方法尽管近几年三维可视化技术成为了GIS的研究热点，并逐步向虚拟GIS方向发展，其应用领域涉及数字地球、数字流域、数字城市、乃至数字小区，但为了提高三维漫游和交互操作的速度、以及三维建模的质量，还需要设计更合理的数据结构与算法来管理和融合多源、多尺度、多分辨率的空间数据，以适应GIS可视化的需求。这一需求，对数据库管理技术、空间索引技术、并行计算技术、复杂模型简化技术、计算机的性能等均提出了较高的要求。而且在与GIS结合方面，目前仍没有形成一种通用的方法来连接GIS数据。,第二节可视化的技术方法,多媒体技术和虚拟现实技术是实现地图可视化的主要技术方法。在网络GIS时代，因特网技术被认为是功能比多媒体技术更强大的技术。多媒体技术是包括文字、图象、音频和视频的多种媒体技术集成的技术。多媒体技术与地图的结合，产生了超地图。超地图不仅提供地图的可视化形式，也包括听觉等其它感官形式。,第二节可视化的技