第七章-地理信息可视化

第七章地理信息可视化,第一节地理信息可视化第二节地图符号与注记第三节地理信息专题地图表达,第一节地理信息的可视化,1.1基本概念可视化(Visualization)：是指在人脑中形成对某物（某人）的图像，是一个心理处理过程，促使对事物的观察力及建立概念等。,科学计算可视化：是通过研制计算机工具、技术和系统，把实验或数值计算获得的大量抽象数据转换为人的视觉可以直接感受的计算机图形图像，从而可进行数据分析。,地理信息的可视化：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。,地理信息可视化示例,1.2地理信息可视化类型(按表现内容）,1.2.1地图主要形式常规地图与数字地图（载体类型）全要素地图、专题地图、遥感影像地图、统计图表与数据报表（输出内容与形式）,1.2.2多媒体地理信息综合、形象地表现空间信息所使用的文本、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。,1.2.3三维仿真地图,1.2.4虚拟现实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。,1.2.5网络地图与数字地球,网络地图Googlemap,数字地球Googleearth,川农崇州基地,第二节地图符号与注记,2.1.1概念地图符号（Symbol）是地图的语言，它是表达地图内容的基本手段。地图符号由形状不同、大小不一和色彩有别的图形和文字组成。,2.1地图符号,成都市地图,北京市地图,单个符号可以表示事物的空间位置、大小、质量和数量特征；,2.1.2地图符号的表示内容,同类符号可以反映各类要素的分布特点；,各类符号的总和可以表明各要素之间的相互关系及区域总体特征。,2.1.3地图符号的功效,有选择的表示地理环境中的主要事物；用平面的图形符号表示地面的起伏状况；能表示出景物看不见的本质特征；可表示出地面没有外形的许多自然和社会经济现象。,2.1.4地图符号的分类,（1）按照符号的定位情况分类分为定位符号和说明符号。,1）定位符号:指图上有确定位置，一般不能任意移动的符号，如河流、居民地及边界等；,2)说明符号:指为了说明事物的质量和数量特征而附加的一类符号，它通常是依附于定位符号而存在的，如说明森林树种的符号等。,（2）按照符号所代表的客观事物分布状况分类,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。一般又称为半依比例符号。,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，一般又把这种符号称为依比例符号。,面状符号,ArcGIS中面的表示,2.1.5地图符号运用,视觉变量包括形状、大小、图案、纹理、颜色（色相、色值、彩度）；符号与视觉变量组合表示地理对象的属性数据。,位置表示地理对象的空间位置；,形状表示要素类别；大小和纹理表示数据之间的数量差别；颜色与图案表示标称(nominal)或定性(qualitative)数据。,色相（色别）是一种色彩得以与另一种色彩相区别的性质。一般将不同的色相与不同类型的数据联系起来。色值是一种颜色的亮度或暗度，黑色为低值而白色为高值。在一幅地图上通常感到较暗的符号更重要。彩度（饱和度或强度），指的是一种颜色的丰富程度或鲜明程度。完全饱和的颜色为纯色，而低饱和度的颜色则偏灰。通常颜色饱和度越高的符号其视觉重要性也越大。地图上色彩的应用要遵循感情色彩、习惯用色、色彩方案等经验法则。,地图符号的运用,2.2地图上的注记,注记种类,2.2.1地图注记的种类地图上的文字和数字总称为地图注记，它是地图内容的重要部分。,2.2.2注记的字体、字级和颜色,字体宋体、等线体、仿宋体和横线体等；,颜色只有色相的变化，颜色的选用要与注记所表示的事物类别相联系。,字级以照相排字机注明的规格为标准，在一幅图上，按照事物的重要程度和意义，采用不同的字级，以便使注记大小与图形符号相对应；,2.2.3注记的排列和配置,几种可能的注记配置方式,摆放位置应显示其所标识空间要素的位置和范围；注记不压盖图上的重要部分；不能遮盖地物，注记之间也不能相互重叠。,字样、字体颜色、罗马字体或斜体等方面的差异更适合于表现定性数据，而字体大小、字体粗细和大小写等方面的差异则更适合于表现定量数据；一幅图上只选用12种字样，并选用另一些字体变化用于标注不同要素或符号来取得协调美观的效果；水系要素用斜体，行政单元名称用粗体，并且名称按规模大小有字体大小的区分；图名和图例等部分习惯用修饰性字体；点状要素的名称应放在其点状符号的右上方；线状要素的名称应以条块状与该要素走向平行；面状要素的名称应放在能指明其面积范围的地方。,2.2.2注记运用,甘孜州SAK含量分布图,因此，图面配置中要注意：主题突出图面平衡图形-背景视觉层次,第三节地理信息专题地图表达,专题地图除了采用普通地图某些表示方法并使其得到进一步发展外，本身还需要有专门反映各种要素性质、数量、空间分布和时间变化的表示方法。,在专题地图中，各种制图对象的基本形状是由点、线、面及其过渡形态组成的，并以此反映现象的分布特点、现象的变化时刻、质量和数量的特征及综合特征。,3.1概念和分类,专题地图是突出地表示一种或几种自然现象和社会经济现象的地图。,3.1.1概念,自然地图表示自然界各种现象的特征、地理分布及其相互关系，如地质图等。,社会经济地图表示各种社会经济现象的特征、地理分布及其相互关系，如人口图、行政区划图等。,其他专题地图指不属于上述二类的专题地图，如航海图、航空图等。,数学要素坐标网、比例尺、地图定向等；专题要素主体，放于第一层；地理底图要素浅淡颜色表示，置于第二层。,3.2专题地图的构成,3.3专题地图的制图综合,3.3.1概念制图综合是对制图区域客观事物的取舍和简化。经过概括后的地图可以显示出主要的事物和本质的特征。,在科学分析研究内容要素特征的基础上，根据图幅的用途和比例尺，将图幅的专题内容加以概括化，把最主要的要素、对象的基本轮廓、主要的特征和基本规律反映在地图上。,专题地图制图综合的实质,3.3.2影响制图综合的主要因素,地图比例尺地图的主题地图的用途制图区域的地理特征符号的图形尺寸可视化要求,3.3.3制图综合的基本方法,制图综合是一个高度智能化的和具有创造性的作业过程，它是一个整体任务，包含了一系列不同性质的操作，可以分解为若干个子过程来实现。,制图综合的基本方法为内容的取舍、数量化简、质量化简和形状化简。,点符号的综合,线符号的综合,取舍,移位,简化,光滑,面符号的综合,3.4面状专题内容的表示方法,等值线法,质底法,范围法,点值法,符号法,动线法,统计图法,DEM表示法,3.4.1等值线法,等值线指在地图上通过表示一种现象的数量指标的一些等值点的曲线。宜用于表示地面上连续分布而逐渐变化的现象，并说明这种现象在地图上任一点的数值或强度。,等值线间隔大小决定于现象的数值变化范围。颜色可由浅到深，由寒色过渡到暖色。,等值线,3.4.2质底法,首先按现象的性质进行分类或分区，制成图例，在地图上绘出各分类界线，然后把同类现象或属于同一区划的现象绘成同一颜色或同一的晕纹。,鲜明美观,不易表示各类现象的过渡,质底法,3.4.3范围法,用于表示某种现象在一定范围内的分布。,精确范围法有明确的界线，可在界线内着色或填绘晕纹或文字注记。,概略范围法用虚线、点线表示轮廓界线，或不绘轮廓界线，只以文字或单个符号表示概略范围。,(1)分类,(2)范围的表示方法,用一定图形的实线或虚线表示；用不同颜色普染区域；在不同区域范围内绘以不同晕线；在区域范围内均匀配置晕线符号；在区域范围内加注说明注记或采用填充符号。,（a）精确范围法（b）概略范围法,3.4.4点值法,在图上用小点表示现象的分布和数量，适用于表示分布不均匀的现象。,均匀布点法在一定的区划单位内均匀地布点。,定位布点法按照现象实际所在地布点。,点值法,3.4.5线状符号法,表示几何概念的线划，如分水岭、境界线；,表示线状分布不能依地图比例尺表示其宽度的地物，如河流、道路等；,可强调图上按面积表示的地物的主要方向，如山脊线、山脉走向线等。,线状符号法（地质构造线）,3.4.6统计图法,根据编图区域内各区划单位或典型地点的统计资料，用地图形式表达出来。,图形统计图法根据统计资料作成图形或图表，绘在地图上该区划单位之内。,分级统计图法按照统计资料，根据